可降解滤料过滤节水制肥沼气池及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于沼气池领域，涉及一种可降解滤料过滤节水制肥沼气池及其使用方法。
【背景技术】
[0002]沼气池技术已经成熟，但在各地推广中有很多困难，主要是农村沼气池小，效益不明显;城镇沼气池原料成本高;水厕产气少，改建沼气池水分高，即使扩大池子体积，增大数倍投资，碳氮比易变小不利于持续产气，综合经济效益不理想，影响投资积极性。
[0003]水厕的使用浪费了大量的水资源，化粪池简单发酵后向空气中排放温室气体(二氧化碳和甲烷)和有毒气体(硫化氢)。现代农业特别是设施农业急需大量有机肥，重点是液态有机肥无合适渠道解决。水厕有大量的有机物具备产生沼气的条件，但由于水分含量在95%以上，产生的沼气量很少，一般城镇水厕，化粪池是100立方左右，干物质含量在1%_5%之间，不满足“猪屎尿、人粪尿的干物质浓度在7.5%_10%的范围”(《沼气技术及其应用》化学工业出版社张全国主编第二版)的要求。若池子体积增大2-5倍，保证有机物停留在发酵池中足够时间，沼气量也增加很少，因为随着发酵碳氮比变小，沼气发酵就会减慢直至停止，即通过投资扩大池体的办法行不通。
[0004]发明专利申请:可降解滤料沼液过滤器及其过滤方法(申请号:201310321015.3)其技术缺憾主要在其过滤设备是沼液过滤的专门设备，可降解的过滤物质下沉后必须需要定期清理，不清理，新产生的沼气通过上部过滤设备冒出，有中毒或爆燃的危险;气体浮在过滤层上部，不便于气液分离，若再装设备收集新产生的沼气，设备又更加复杂；需要加过滤材料时，必须要中断过滤工作，先停进液口，换料之后开进液口，等水浮起起到过滤作用，过滤过程不连续，稳定性差；降解的材料下沉后不能及时发现，过滤效果就会下降，如何确定需要换过滤材料，又需要人工干预。综上所述:整个过程需要停2次，过滤不稳定，操作繁杂，大规模推广建设使用不现实。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是解决以上现有技术存在的问题，提出一种可降解滤料过滤节水制肥沼气池，还提出了相应的使用方法。
[0006]本发明的技术方案:一种可降解滤料过滤节水制肥沼气池，该沼气池用于人畜粪便的处理，其内部自然的分层，由下往上依次为沉渣层、清液层、浮渣层，在沼气池侧壁倾斜的插入过滤桶，过滤桶的一部分在沼气池内，在过滤桶内设有能够降解发酵的滤料，过滤桶桶壁设有滤眼，过滤桶的下口位于清液层下部，滤眼位于沼气池外部，滤眼处在清液层上部所在高度范围，滤眼流出的液体进入滤液池，滤液池的底部与下口等高，过滤桶的上口高于沼气池口，上口设有推料器。
[0007]所述滤眼直径在5_15mm之间。
[0008]所述过滤桶的上口上设置有采用推料活塞或螺旋加料器的推料器。
[0009]所述过滤桶上位于滤眼区域以上的部位设有连续加料口，区域以下设有环形的集液槽。
[0010]所述滤眼分布在过滤桶的上半侧。
[0011 ]所述能够降解滤料采用粉碎后直径大于滤眼的含碳农作物秸杆。
[0012]—种可降解滤料过滤节水制肥沼气池的使用方法，三个相同结构的沼气池配合循环使用，每个池分为节水阶段、发酵阶段、制肥阶段，同一时间段内三个池分别处在节水阶段、发酵阶段、制肥阶段;粪便只在节水阶段进入沼气池，按粪草比1.5:1计算加入滤料总量;节水阶段滤料过滤后沼气池内液体经滤眼流出进入滤液池，滤液流量减少时，推料器推入新的滤料，节水段加入滤料总量的60-80%;发酵阶段滤液池内液体抽回到沼气池，沼气池内部附设的搅拌装置加以搅拌，沉降后滤液又进入滤液池，如此反复多次，发酵阶段加入滤料总量的3-10%;制肥阶段继续发酵，过滤池中液面和沼气池液面等高后，过滤停止，过滤液体留在过滤池，维持一段时间，在最后的2-6天中将过滤池内液体抽到沼气池中，每天一次，最后从滤眼流出的滤液即为液态肥，制肥阶段加入滤料总量的20-30%。节水阶段沼气池内进行搅拌，每3-5天搅拌I次，持续搅拌2-6分钟;发酵阶段每3-5天搅拌I次，持续搅拌5_10分钟；制肥阶段每3-5天搅拌I次，持续搅拌5-10分钟。制肥阶段时，采用配套的加热装置保持沼气池在30-40摄氏度发酵。
[0013]—种水厕，包括三个结构相同的上文所述的沼气池，每个沼气池的工作周期包括时间均分且依次循环进行的节水阶段、发酵阶段和制肥阶段，同一时间段内三个池分别处在不同阶段;水厕的粪便排出口分别与三个沼气池连通，三个过滤池分别经输水设备与水厕的水箱连通;沼气池各阶段内采用上文所述的沼气池使用方法，当沼气池处于节水阶段时，过滤池中的中水经输水设备储存到水箱中，用于水厕内粪便的冲洗。
[0014]本发明的有益效果:本发明所述的沼气池能够通过设置的过滤桶和滤眼对沼气池内产的液体进行过滤排出，通过加入含碳能降解的滤料，在起到过滤作用节水的同时，能够及时调整沼气池内料液的碳氮比保证厌氧发酵，能够将有机质的料液最大限度的发酵成沼气，并将污水完全处理成液态肥料;过滤设备不需冲洗或反冲洗，加碳和过滤有机结合，过滤过程连续、稳定，投资少，操作、维护简单，过滤设备能改装成自动化过滤设备，易大规模推广，工作连续可靠，结构简单，设计巧妙，效果显著。在一个系统内同时实现过滤、节水、制肥、产气。
[0015]通过配合设置的加料口能够方便的对滤料进行添加，利用推料器保证了滤料的方便加入，并提高其添加密度和保证了添加的力度。通过集液槽的设置能够更好地收集滤液同时能够方便的观察滤液流量。
[0016]本发明所述的水厕，能将城镇水厕中的有机质最大限度地发酵成沼气，滤液代替或与清水配合完成冲厕任务达到节水目的，沼渣和沼液作为有机肥料和农药，碳元素多以甲烷形态产生且收集不外排，减少直接向大气释放热量，沼气脱硫降低污染空气有害物质。沼气可做短距离往复交通能源，去除二氧化碳后可制成高压或液态天然气。整体效益明显，绿色清洁，环保高效。整个处理过程不产生二次污染，降低当地污水处理费用的同时向现代农业提供大量绿色环保的有机肥料。
【附图说明】
[0017]图1本发明的结构示意图；
图2本发明的只在过滤桶上半侧设置滤眼示意图；
图3本发明的集液槽示意图。
【具体实施方式】
[0018]如图所示，一种可降解滤料过滤节水制肥沼气池，该沼气池用于人畜粪便的处理，其内部自然的分层，由下往上依次为沉渣层3、清液层2、浮渣层1，在沼气池侧壁倾斜的插入过滤桶4，过滤桶4的倾角为15-60度，还可根据实际调整，过滤桶4的一部分在沼气池内，在过滤桶4内设有可降解滤料，过滤桶4桶壁设有滤眼7，过滤桶4的下口 6位于清液层下部，滤眼7位于沼气池外部，滤眼7处在清液层上部所在高度，滤眼7流出的液体进入滤液池10，滤液池10池底与下口 6相平，过滤桶4的上口 5设有推料器8。过滤桶4采用不锈钢或加厚的塑料管材为宜。滤眼7直径在5-15mm之间。滤液池1体积是沼气池体积的10-20% 0
[0019]本发明将沼气池内液体分流至滤液池10，过滤桶4内滤料过滤液体使流出的液体含颗粒物较少，可以循环利用或用作浇地，使沼气池内干物质浓度达到可以发酵出沼气的要求，将有机物长时间保存在沼气池中厌氧发酵。从成本考虑，可降解滤料可由麦草、稻草、玉米杆等农作物秸杆或树叶、锯末等物，若要过滤效果更好也可专门生产制造可降解的有机物滤料，过滤材料经过一段时间后被直接挤入反应池中，作为了发酵原料，过滤材料可以连续加入，过滤设备不需冲洗或反冲洗，投资少，操作、维护简单，过滤过程连续、稳定。水厕应用本技术后能产生大量的液态有机肥料，可供现代农业使用。城市居民楼只要改造或新建独立的下水系统，只接受马桶的粪便，完全可实现该功能。城市化粪池需要改造成细菌厌氧环境，具体的要有足够的密封性。
[0020]推料器8为推料活塞或螺旋加料器，加料时可以取出推料活塞或螺旋加料器，从上口 5加入滤料再装入推料器8进行推料，更方便的是在滤眼7之上设有连续加料口 9，滤料从连续加料口 9进入，推料器8直接推料即可。
[0021]由于过滤桶4倾斜，滤液流出后一部分会沿桶外壁流，流到沼气池外壁后再进入滤液池10，这样就不容易观察滤液流量大小，为此在滤眼7下方的过滤桶4上设有用于收集滤液便于观察滤液流量的集液槽U，集液槽11为弧形，环绕的设在滤眼7区域以下，滤液从滤眼7出来后先由集液槽11阻挡，不会沿桶外壁流，再由集液槽11出口流出，所有滤液的流量都能看到。
[0022]若滤眼7在遍布过滤桶4，当滤料较细碎时，由于重力作用下半侧的滤眼7会漏出滤料，为了不使滤料从滤眼7漏出，省去清理的麻烦，滤眼7分布在过滤桶4的上半侧。
[0023]北方冬季气温较低时，对沼气池增设保温结构、加热装置。为加快发酵，沼气池内设搅拌装置。
[0024]三个相同结构的沼气池配合使用，每个池分为节水阶段、发酵阶段、制肥阶段，北方地区90天I个周期(冬天120天I个周期)，同一时间段内三个池分别处在节水阶段、发酵阶段、制肥阶段，用过滤池里面的液体互相调节沼气池的PH值在6.5-8之间，超过这个范围用常