多区域沼液紊流带动菌种均匀分布的超高效发酵系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型能源发生装置，特别涉及沼气技术领域的发酵系统。
【背景技术】
[0002]水压式沼气池型有以下几个优点:(I)池体结构受力性能良好，而且充分利用土壤的承载能力，所以省工省料，成本比较低；(2)适于装填多种发酵原料，特别是大量的作物秸杆，对农村积肥十分有利；(3)为便于经常进料，厕所、猪圈可以建在沼气池上面，粪便随时都能打扫进池；(4)沼气池周围都与土壤接触，对池体保温有一定的作用。
[0003]水压式沼气池由于没有搅拌装置，池内浮渣容易结壳，又难于破碎，所以发酵原料的利用率不高，池容产气率(即每立方米池容积一昼夜的产气量)偏低。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，传统的沼气发酵系统发酵路线短，沼液流动性差导致菌种分别不均匀以及容易结壳，并且导致发酵原料发酵不彻底等。
[0005]为解决现有技术中存在的技术问题，本发明采用的技术方案是。
[0006]多区域沼液紊流带动菌种均匀分布的超高效发酵系统，其包括进料管、出料管、发酵管道、水压间，发酵管道为环形发酵管道，水压间放置于环形发酵管道顶部，环形发酵管道上设置有开口，该开口的中心位置处设置有延伸至环形发酵管道底部的隔板，进料管和出料管分别竖直的插入隔板的两侧，进料管和出料管的侧壁延伸至环形发酵管道的沼液液面以下位置；水压间与进料管之间连接有进料管排水管，水压间与出料管之间连接有出料管排水管，环形发酵管道内至少设置有一个挡气板，相邻的挡气板之间形成一个发酵区，发酵区的顶部设置有独立的导气管，导气管上设置有阀体；发酵系统还包括布菌装置，布菌装置包括排水管、布菌管道、布菌孔，排水管与水压间连接，布菌管道为圆环形，布菌管道固定于环形发酵管道内侧壁，布菌管道与环形发酵管道的形状相适应，布菌管道上设置有多个竖直方向上贯穿的布菌孔；进料管排水管设置有控制水压间中沼液单向流入进料管的单向阀，布菌装置的排水管上设置有控制环形发酵管道内沼液单向流入水压间的单向阀，出料管排水管上设置有控制出料管中沼液单向流入水压间的单向阀。
[0007]上述方案的进一步改进。
[0008]布菌管道上固定有多个与水压间连接的排水管；使得布菌管促进沼液流动的效果更加显著，并且可以有效的将环形发酵管道内各个部位的沼液带入水压间中，并且还可以将水压间中存储的沼液更加均匀的回流至环形发酵管道内的各个部位。
[0009]上述方案的进一步改进。
[0010]进料管和出料管深入环形发酵管道内的长度不超过环形发酵管道内径的三分之二；第一挡气板和第二挡气板在竖直方向上的投影长度不超过环形发酵管道内径的三分之
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[0011]上述方案的进一步改进。
[0012]第一挡气板和第二挡气板深入沼液的长度小于进料管和出料管侧壁深入发酵管道内的沼液的长度。
[0013]上述方案的进一步改进。
[0014]环形发酵管道内设置有两个挡气板，环形发酵管道内形成三个发酵区；利用各个发酵区发酵效率不同以及产气量不同产生的气压差，促进沼液的流动以及菌种的均匀分布。
[0015]上述方案的进一步改进。
[0016]水压间顶部采用密封结构，水压间顶部设置有与大气连通的导气管；防止外界杂物落入水压间中，通过导气管可以保证水压间内气压与外部气压一致。
[0017]多区域沼液紊流带动菌种均匀分布的超高效发酵系统产生沼气的方法，其步骤在于:
A、将发酵原料倒入进料管中，环形发酵管道内由进/出料管侧壁与挡气板之间形成发酵区或者相邻的挡气板之间形成的发酵区产生沼气时，推动沼液流向相邻的发酵区，并推向进料管、出料管和布菌装置中；发酵区积满沼气时，继续发酵产生的沼气流向相邻的未积满的发酵区中，直至各个发酵区相互连通；环形发酵管道中的沼液液面达到进料管或者出料管侧壁最低位置时，继续发酵产生的沼气从发酵系统中溢出并排入大气中；
B、环形发酵管道内产生沼气过程中，进料管、出料管以及布菌装置中沼液液面不断上升，并通过出料管排水管和布菌装置单向流入水压间中；
C、使用任意一个发酵区顶部的导气管向外部输出沼气时，该发酵区内的沼气空间减小，相邻的发酵区向使用沼气的发酵区输送沼液，水压间中存储的沼液通过进料管排水管单向回流至环形发酵管道内，水压间回流的沼液补充环形发酵管道内减少的沼气空间；
D、再使用其余的发酵区中存储的沼气；
E、不停的产生沼气以及使用沼气，如此循环。
[0018]本发明与现有技术相比取得的进步和优点在于，本发明采用环形发酵系统，发酵路线长，保证发酵充分；通过多个挡气板将发酵系统划分成多个发酵区，利用气压差，促进沼液、菌种、发酵原料的流动，提高发酵效率。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本发明的立体结构示意图。
[0021]图2为本发明的进料管和出料管与发酵管道的连接关系图。
[0022]图3为本发明的发酵管道内挡气板安装位置图。
[0023]图4为本发明的布菌装置立体结构示意图。
[0024]图5为本发明的布菌装置更为优化的结构示意图。
[0025]图6为本发明的布菌装置与发酵管道的连接关系图。
[0026]图中标示为:10、进料管；20、出料管；30、发酵管道；301、第一发酵区；302、第二发酵区；303、第三发酵区；32、第一挡气板；34、第二挡气板；36、导气管；40、水压间；42、出料管排水管；44、进料管排水管；46、排气管；50、布菌装置；51、排水管；52、布菌管道；53、布菌孔。
【具体实施方式】
[0027]下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
[0028]如图1、2所示，多区域沼液紊流带动菌种均匀分布的超高效发酵系统，其由进料管10、出料管20、环形发酵管道30以及水压间40构成发酵系统主体，环形发酵管道30水平放置，水压间40放置于环形发酵管道30顶部，环形发酵管道30上设置有开口，并且该开口的中心位置处设置有延伸至环形发酵管道30底部的隔板，该隔板将环形发酵管道30分隔，进料管10和出料管20分别竖直的插入隔板的两侧，并且进料管10和出料管20的侧壁延伸至环形发酵管道30的沼液液面以下位置，进料管10的侧壁和出料管20的侧壁分别代替现有的进料管挡气板和出料管挡气板，进料管10和出料管20与环形发酵管道30采用可拆卸的连接方式，方便运输以及方便安装，并且取代了现有的进料管挡气板和出料管挡气板，减少了加工的难度。
[0029]如图1、2所不,水压间40与进料管10之间连接有进料管排水管44,水压间与出料管20之间连接有出料管排水管42 ;本发酵装置采用的发酵原料可以为动物粪便、秸杆等，将发酵原料倒入发酵系统内，环形发酵管道30内发酵产生沼气，沼气占据发酵管道30内空间，并将环形发酵管道30内的沼液通过进料管排水管44和出料管排水管42挤压至水压间40中；环形发酵管道30内的沼气气压减小时，水压间40中存储的沼液并通过进料管排水管44和出料管排水管42回流至环形发酵管道内，完成沼液的循环流动。
[0030]环形发酵管道30上连通有多个导气管36 ;优选采用两个导气管36，并且导气管上设置有阀体控制导气管的开启和关闭；防止其中一个导气管发生堵塞，另一个导气管可以正常输出沼气；水压间40上部采用密封结构，并且水压间40顶部连通一排气管46，排气管46与外界大气连通，保证水压间40内气压与外界大气一致。
[0031]现有的沼气发酵系统的沼液循环流动搅拌性能差，不仅容易结壳，而且往往造成发酵系统内的菌种分别不均匀，直接导致发酵系统的发酵效率低下；本发明采用以下几种不同的实施方式，促进沼液在整个发酵系统内的循环流动搅拌。
[0032]第一种实施方式。
[0033]环形发酵管道30上设置有第一挡气板32和第二挡气板34，第一挡气板32和进料管10之间形成第一发酵区301，第一挡气板32和第二挡气板34之间形成第二发酵区302，第二挡气板34和出料管20之间形成第三发酵区