一种干湿两步沼气发酵装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种沼气发酵装置，具体涉及一种能够对高纤维富碳秸杆、厨余垃圾和富氮畜禽粪便等有机废弃物进行处理以制取沼气及有机肥的干湿两步沼气发酵装置，属于沼气发酵技术领域。
【背景技术】
[0002]随着我国新农村建设的快速发展，日益严重的生活垃圾污染令人担忧，生活餐余垃圾和秸杆任意堆放，牲畜粪便随处可见，生活污水直流地下，这些环境污染问题如果不尽快科学治理，将会严重影响社会主义新农村建设的进程。治理有机废弃物常用的方法是厌氧发酵，该方法可以变废为宝，即可以将有机废弃物经厌氧发酵生成沼气和沼渣液，沼气是一种可再生的新能源，沼渣液则可以作为有机肥或生产有机复合肥的基质。目前，常规的厌氧发酵装置一般采用全混式发酵罐(CSTR)，当前利用该装置所建沼气工程的通病和存在的问题是:将秸杆和畜禽粪便放入同一个发酵罐内进行厌氧发酵，一方面由于秸杆密度小，常易漂浮在发酵罐顶部，易造成物料顶部结壳或物料短路，而且容易导致污泥泵的堵塞；另一方面对于秸杆类高纤维的富碳原料在沼气发酵过程中需要先经过酸化阶段，酸化阶段适宜的菌群是兼性厌氧菌，而采用全混式沼气发酵装置试将所有物料厌氧发酵，这样导致了秸杆类物料的利用率的降低，致使容积产气率降低，加大了装置的建造成本，性价比差，不利于使用和推广。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够对高纤维富碳秸杆、厨余垃圾和富氮畜禽粪便等有机废弃物进行处理以制取沼气及有机肥的干湿两步沼气发酵装置。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种干湿两步沼气发酵装置，其特征在于，它包括一级干发酵机构和二级湿发酵机构；所述一级干发酵机构包括一填充有料液的干发酵罐，若干填充有物料且浸泡在所述料液中的网箱，以及若干密封设置于所述网箱顶部的水封罩；所述干发酵罐的侧壁下部设置有上排料管，所述干发酵罐的侧壁上部设置有第一导气管；所述二级湿发酵机构包括一一体设置于所述干发酵罐底部并与之相连通的湿发酵罐，一设置于所述湿发酵罐内并与循环热水相连通的换热器，以及一悬空固定于所述湿发酵罐内的生物膜；所述湿发酵罐的侧壁上部分别设置有第二导气管和出料管，所述湿发酵罐的侧壁下部设置有下排料管。
[0005]在一个优选的实施例中，所述干发酵罐的上盖均匀开设有若干通孔，所述网箱由所述通孔插入并浸泡在所述干发酵罐内的料液中。
[0006]在一个优选的实施例中，所述湿发酵罐的侧壁上还设置有水力搅拌管和沼气搅拌管，所述水力搅拌管经泵与所述出料管相连接，所述沼气搅拌管经压缩机与所述第二导气管相连接。
[0007]在一个优选的实施例中，所述生物膜采用锦纶布制成，且所述锦纶布的微孔为80?120目，每层所述锦轮'布的厚度为0.15?0.2mm，叠折4?6层。
[0008]在一个优选的实施例中，在所述干发酵罐和湿发酵罐的外部设置一空气夹层保温结构，所述空气夹层保温结构包括内层的空气夹层和外层的常规外保温层；其中，所述空气夹层的空隙厚度为3?5cm，所述空气夹层内设置竖向支撑和热风管，所述竖向支撑选用轻型工字钢或PVC材料，所述热风管的进风端连接热风机。
[0009]在一个优选的实施例中，所述干发酵罐内填充的料液为人、畜和/或禽粪便污水，所述网箱内填充的物料为秸杆、杂草、烂菜叶和/或厨余垃圾。
[0010]在一个优选的实施例中，所述换热器上设置有进水管和出水管，所述进水管和出水管分别对应与设置在所述湿发酵罐外部的燃气锅炉或热电联产机组内的余热水的出水口和进水口相连接。
[0011]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本实用新型采用干湿两步发酵装置和方法，将装有秸杆类高纤维的富碳发酵物料的网箱放置到填充有料液的干发酵罐中进行水解、酸化和部分甲烷化(一级发酵)，物料完成酸化过程后取出更换，保证了物料的兼性厌氧环境，增强了兼性厌氧菌的活性，缩短了物料的降解时间；然后将一级发酵完成后的料液通注入湿发酵罐内进行二级厌氧发酵，二级发酵罐满足完全厌氧的环境，增强了厌氧甲烷菌的活性，提高了料液的容积产气率。2、本实用新型采用干湿两步发酵装置，将秸杆类物料放置在网箱内，通过人工或机械的方法使其整进整出，避免了秸杆类发酵物料的上浮结壳，物料短路以及污泥泵的堵塞等问题，提高了发酵物料的利用率，增加了发酵装置的容积产气率，并且也提高了所产沼气中甲烷的含量。3、本实用新型的生物膜采用高强、高密、耐腐蚀、不降解的锦纶布制成，且锦纶布的微孔为80?120目，每层锦纶布的厚度为0.15?0.2mm，叠折4?6层，贝Ij其比表面积比硬聚乙稀菌床增大8?12倍，有利于截留和富集菌种，防止排料时菌种流失，提高菌群的附着和繁生能力及活性，同时死亡的菌体极易剥落，不影响新生菌群的附着与繁殖。4、本实用新型在干、湿发酵罐外设置由空气夹层和常规外保温层组成的空气夹层保温结构，并通过向空气夹层鼓入热风以保证干、湿发酵罐内温度恒定，产沼气连续稳定，提高容积产气率，相比传统发酵装置，该装置显著降低了能耗，节约了能源，降低了成本。5、本实用新型在湿发酵罐的侧壁上还设置有水力搅拌管和沼气搅拌管，将一部分料液和沼气注入湿发酵罐，以保证湿发酵罐内料液的搅拌均匀。6、本实用新型提供的干湿两步发酵装置能够实现组件装配化生产，安装便捷，能耗低，成本低，温度恒定，搅拌均匀，可广泛用于秸杆类纤维富碳物料和畜禽粪便类富氮物料的小型沼气发酵过程中。由此可见，本实用新型巧妙地解决了不同呼吸类型的菌群能在各自适宜的环境下生存，而不是将不同类型的发酵物料放置到同一个全混发酵罐内，全面提升了技术含量，充分满足其发酵的内因条件，提高了产气率，并尽量做到组件装配化，以利于工厂化生产，降低造价。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型干湿两步沼气发酵装置的主视示意图；
[0013]图2是本实用新型干湿两步沼气发酵装置的俯视示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本实用新型，它们不应该理解成对本实用新型的限制。
[0015]如图1所示，本实用新型提供的干湿两步沼气发酵装置包括一级干发酵机构I和二级湿发酵机构2。
[0016]如图1、图2所示，一级干发酵机构I包括一干发酵罐11、若干网箱12和若干水封罩13。其中，干发酵罐11内填充有料液，且干发酵罐11的上盖上均匀开设有若干通孔。网箱12内填充有物料，网箱12经通孔浸泡在干发酵罐11内的料液中，每一网箱12的顶部均设置一水封罩13进行密封。干发酵罐11的侧壁下部设置有上排料管14，干发酵罐11的侧壁上部设置有导气管15。
[0017]二级湿发酵机构2包括一湿发酵罐21、一换热器22和一生物膜23。其中，湿发酵罐21 —体设置于干发酵罐11底部，并通过设置在干发酵罐11侧壁下部的出料管16与干发酵罐11相连通。换热器22设置在湿发酵罐21内，且换热