一种生产沼气的方法及其曲线坑道式沼气池的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种只发酵分解禽畜粪便和一种同时发酵分解禽畜粪便与其它有机废弃物，以生态型能源环保循环再生系统连续生产沼气的方法。还提供了一种曲线坑道式沼气池，及其一种能实现自身无能耗自动运行的装置、一种能实现计算机远程控制其运行的装置，使建单体池容1000m3以上特大型沼气池不再受池盖跨度限制，使原料达到至少93天常温发酵分解杀虫灭菌后能直接排放入自然水体。使以生态型能源环保循环再生系统作生物质能的转换器，能以环保、稳产、低成本、大规模生产出大量沼气，既可破解环境污染能源短缺难题又获取到经济效益。
【专利说明】一种生产沼气的方法及其曲线坑道式沼气池
【技术领域】
[0001]本发明涉及以生态型能源环保循环再生系统生产沼气的方法和厌氧发酵反应器。技术背景
[0002]人们实践认识到，用沼气细菌(即微生物)发酵处理人畜粪便，即可杀虫灭菌，又能得到优质能源和肥料。据测定，血吸虫卵在常温沼气发酵条件下7-22天被杀灭；钩虫卵经过50天死亡率为75%，经过93天全部死亡；蛔虫卵经过90天死亡率75% ;伤寒杆菌存活时间仅为30天；福氏痢疾杆菌经30小时后分离呈阴性，而在一般粪液中可活17天。
[0003]沼气发酵装置(厌氧反应器)种类繁多，条件适合，均能产气。现有技术如上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、内循环厌氧反应器(1C)、升流式固体反应器(USR)、厌氧接触消化器等主流沼气池，受成本与技术限制，单体池容沼气池大多只有1000m3左右，水力滞留时间不足20天，且有原料短路现象，未全部达93天杀虫灭菌发酵分解就排出来了，对发酵原料的适应性差，造价高，运行成本很高。由于排出的沼渣液达不到排放标准不能实现直接排放入自然水体，大型沼气工程仅适用于周边有足够的农田、鱼塘，水生植物塘能够完全消纳经沼气发酵后的沼渣液。浙江省平湖农业经济局曾报导过一种环形坑道式沼气池:该池形池墙有外圈池墙和内圈池墙，两道池墙围成主发酵池。在进料管口的一侧，两道池墙之间设有一隔离墙，该墙将进料管口和出料管口分隔在墙的两侧。进料管一侧为环形坑道的始端，出料口一侧为环形坑道的终端，两池墙顶部都设有钢混顶圈梁。它把出料间设在圆心，只有一道连接外圆内墙与出料管之间的隔离墙，其它与水压式沼气池一样。这样设计，不利于新进入的原料以接近搅拌方式与微生物混合接种，滞留期短，输出沼气压力变化大，建大型沼气池盖跨度会受到限制。现有技术的沼气池如要常温发酵原料至少要经过93天杀虫灭菌彻底发酵分解，难以做到 。专利号201210216779.1水压浮罩式沼气池，也由于池盖跨度大限制等技术原因以致未能推广应用。显然现有技术已满足不了沼气产量与环保的需求。
[0004]人类粪便、禽畜粪便、秸杆、杂草树叶、城乡的生活垃圾、工厂有机污水等有机废弃物是很好沼气发酵原料，除花钱用污水处理厂、填埋等方式处理一部分外，还有许多被人为随意排放，不仅浪费了资源，还严重污染了人类生存环境。从经济角度说是一种负收益的处理方式。
[0005]目前的沼气工程，说是追求能源为目标，但人们多为解决自有养殖场的环保要求才投资兴建沼气池，把沼气当作副产品生产。这些养殖场都以粮食为饲料，饲养成本很高，只追求禽畜的年出栏数量经济效益，从不追求禽畜的品质和沼气产量经济效益。一但饲料价升，存栏量减少或撤场，所建的沼池“巧妇难为无米之炊”，许多沼气池由此而荒废。以此方式生产沼气产量永远上不去。从经济角度说是一种低收益的生产沼气方式。专利号201310025678.0涉及一种农作物秸杆与畜禽粪便联合固态发酵生产沼气的方法。
[0006]沼气是一种能循环再生清洁能源。我们要把成本低、产量大、稳产、兼治环境污染作为生产追求目标，不能单纯追求能源生产，以此生产出来的沼气才能替代石油成为人类的主要能源来源。
【发明内容】
[0007]本发明目的，一是提供二种生产沼气的方法；二是提供解决该方法的一种曲线坑道式沼气池。
[0008]一种生产沼气的方法，建I个沼气池，配套一个禽畜养殖场、一个水芦葫养殖场和或草场，沼气池容量能消化禽畜养殖场每日所产粪便污水，把干物质浓度为6% -12%的禽畜粪便污水接入沼气细菌送入沼气池进行厌氧发酵分解至少93天杀虫灭菌，把所产沼气供发电和生产生活用，把沼渣沼液用于养殖水芦葫、青草，用作肥料或直接排放入自然水体，把草场所产青草和或水芦葫养殖场所产水芦葫粉碎发酵脱毒用作禽畜的饲料，使之构成一个禽畜吃水芦葫和或青草，禽畜粪便发酵变沼气，沼渣沼液养殖水芦葫和或青草，能连续生产沼气的生态型能源环保循环再生系统。
[0009]另一种生产沼气的方法，建2个沼气池，配套一个禽畜养殖场、一个水芦葫养殖场和或草场、一个有机废弃物收集粉碎场，每个沼气池容量能分别消化一个禽畜养殖场和一个有机废弃物收集粉碎场每日所产的有机废弃物及污水，把每日所产干物质浓度为6% -12%的禽畜粪便污水接入沼气细菌送入第一个沼气池进行厌氧发酵分解，把排出富含沼气细菌的沼渣沼液与干物质浓度为6% -12%的粉碎有机废弃物一齐送入第二个沼气池进行厌氧发酵分解至少93天杀虫灭菌，把所产沼气供发电和生产生活用，把沼渣沼液用于养殖水芦葫、青草，用作肥料或直接排放入自然水体，把草场所产青草和或水芦葫养殖场所产水芦葫粉碎发酵脱毒用作禽畜的饲料，使之构成一个禽畜吃水芦葫和或青草，禽畜粪便和有机废弃物发酵变沼气，沼渣沼液养殖水芦葫和或青草，能连续生产沼气的生态型能源环保循环再生系统。
[0010]为实现上述方法，本发明使用了下述专用沼气池:
[0011]一种曲线坑道式沼气池，包括水压式沼气池发酵间、进出料管，沼气池内分半径为N份，设有N-1个开口同一径向同心圆筒形隔离墙，设有N-1个连接的隔离墙，选取开口一边为左，另一边为右，由外到内数，左右两边连接的隔离墙连接方式是，
[0012]取N=2时，选左1与外圆内墙设连接的隔离墙，则右I悬空；
[0013]或者，
[0014]取N = 3时，选左1与外圆内墙设连接的隔离墙，则右I与左2连接，右2悬空；
[0015]或者，
[0016]取N = 4时，选左1与外圆内墙设连接的隔离墙，则右I与左2连接，右2与左3连接，右3悬空；
[0017]或者，
[0018]取N = 5时，选左1与外圆内墙设连接的隔离墙，则右I与左2连接，右2与左3连接，右3与左4连接，右4悬空；
[0019]以中心开口圆筒形隔离墙内空间为起点至与外圆内墙设连萨的隔离墙为终点构成一条曲线坑道密闭发酵间，在曲线坑道起点端设进料管，终点端设出料管。
[0020]设有恒压阀、进料装置、排泄装置；导气管接恒压阀把贮气间沼气恒定在某一设定的压力数值单向输出用气管道；进料装置设有原料池、进料管、回流管、池外原料输送管、单向阀门，进料管一端插入中心圆筒形隔离墙内沼液，另一端接单向阀门与原料池连通控制原料液只能单向进入中心圆筒形隔离墙内，回流管一端插入发酵间内沼液，另一端接单向阀门与原料池连通控制富含微生物的沼渣沼液只能单向进入原料池；排泄装置设有排泄间把沼渣沼液排泄池外，设有至少2条永久磁铁单向阀门的出料管，其中一条L型管上端穿池盖接永久磁铁单向阀门连通排泄间，下端插入曲线发酵间终点内沼液排泄池底沉渣液，其中一条U型管一端穿池盖接永久磁铁单向阀门连通排泄间，另一端接于池内曲线发酵间终点，恒压阀把贮气间沼气恒定在某一设定的压力数值时的沼液面下用于排泄浮渣液，设出料管永久磁铁单向阀门打开导通的力大于恒压阀把贮气间沼气恒定在某一设定的压力数值而小于原料池料液开启点高度产生的沼液压力。
[0021]在上述基础上设有微机控制器，恒压阀、永久磁铁单向阀门、回流管单向阀、进料管单向阀是电子控制的电动阀，池外原料输送管、排料管、导气管、回流管分别设有流量传感器，发酵间、原料池分别设有液位传感器，贮气间、输气管道分别设有气压力传感器，微机控制器输入信号采样端分别与流量传感器、液位传感器、气压力传感器电连接，微机控制器输出信号端分别与作为执行机构的电动阀电连接，通过编程，利用计算机在线控制曲线坑道式沼气池运行。
[0022]设有加热装置。
[0023]设有配套贮气柜。
[0024]出料管永久磁铁单向阀门由出料管、永久磁铁、活动门构成。
[0025]池体为钢筋混凝土浇筑或砖与钢筋混凝土浇筑。
[0026]技术效果
[0027]由于采取了上述技术措施和方法，取得了如下技术效果:
[0028]1、建单体池容1 000m3乃至1000Om3以上的大型特大型沼气池变得容易。因为沼气池内分半径为N份，设有N-1个开口同一径向同心圆筒形隔离墙，设有N-1个连接的隔离墙，这些隔离墙分布在池内支撑着池盖，把整个池盖跨度受力分散了，池盖就可以建成大平面的，也可以建成大拱形的，解决了大型池容受池盖跨度限制难题。不受池盖跨度限制就能建成超大容量沼气池，为人类大规模转换生物质能解决了池容这个先决条件；为水力滞留期(HRT)、微生物滞留期(MRT)、污泥滞留期(SRT)常温发酵延续到93天，甚至更长时间杀虫灭菌提供了保证。
[0029]2、坚固、耐用、造价低。本发明沼气池可用钢筋混凝土浇筑而成，怎算也比同等池容和功能的钢构沼气池成本低。
[0030]3、输出沼气压力稳定。这得益于恒压阀把贮气间沼气恒定在某一设定的压力数值输出用气管道。
[0031]4、接近搅拌方式与微生物混合接种和自动回流微生物接种。报道中的环形坑道式沼气池，中心设的是出料间，出料间容积有限，外径短，滞留期短，相反，本发明的曲线坑道式沼气池，其实是在一个大型立式圆柱形顶置水压式沼气池内布置隔离墙构成曲线坑道水压式沼气池，中心的开口圆筒形隔离墙内等效于一个相对独立的水压式沼气池套在大型沼气池中心，中心设的是发酵间起点端，进料管深插中心开口圆筒形隔离墙内沼液，中心开口圆筒形隔离墙内其直径至少占N的2份，容积相应大。一个进入产气正常期的沼气池，中心开口圆筒形隔离墙内沼液就会积聚大量微生物，新进入的原料就会冲擦这些微生物，起到搅拌接种作用。由于回流管自动回流微生物入原料池，永久磁铁阀门自动打开导通一次，这个水位差就推动混有回流菌种的原料液如浪涌一样冲入中心圆筒形隔离墙内池底搅拌一次，也搅拌中心圆筒形隔离墙内沉淀的微生物。这些隔离墙寄生了大量微生物，沼渣液在隔离墙构成的一条曲线坑道密闭发酵间流动，意味着起到搅拌和接种作用。
[0032]5、解决了排浮渣、沉渣难问题，自身运行能耗为零。由于设有至少有2条永久磁铁单向阀门的出料管，其中一条L型管上端穿池盖接永久磁铁单向阀、门连通排泄间，下端插入曲线发酵间终点内沼液用于排泄池底沉渣液，其中一条U型管一端穿池盖接永久磁铁单向阀门连通排泄间，另一端接于池内曲线发酵间终点，恒压阀把贮气间沼气恒定在某一设定的压力数值时的沼液面下用于排泄浮渣液，新进入的原料液在水位差作用下推动沼液、沉淀的沼渣、悬浮的沼渣从曲线坑道密闭发酵间起点向终点流动，使沉淀的沼渣起不到长期沉积胶凝作用，使浮渣、沉渣能自动排出来。池外原料输送管送入原料池的原料，从进入、到搅拌、到排出是以自流方式进行，没有能量消耗。
[0033]6、能实现远距离利用计算机在线控制曲线坑道式沼气池运行。
[0034]7、能以环保、稳产、低成本、大规模生产出大量沼气，既可破解环境污染能源短缺难题又获取到经济效益。例当配套一个大型养猪场+ —个大型沼气池+ —个大型水葫芦(凤眼莲)养殖场+ —个有机废弃物收集粉碎场以此系统生产沼气时，水葫芦，在沼液的滋养下生长速度极快，本身就能净化水质，是很好的沼气发酵原料，以水葫芦为原料的沼气池产气速度快，能为养猪业提供大量稳定且很好的廉价饲料，以发酵的水葫芦为主加少量蛋白饲料喂养出来的肉猪品质特别好。用第一个沼气池生产出大量微生物，通过第二个沼气池再处理有机废弃物变负效益处理为正效益处理(有了大量微生物再处理有机废弃物就不用担心发酵启动失败，并且原料即入即发酵分解)，又为沼气发酵找到另一条稳定低廉的原料来源，又为处理城乡生活垃圾找到出路。
[0035]猪-沼气池-水葫芦三者相辅相成形成猪吃水葫芦一猪粪发酵变沼气一沼液养水葫芦循环，无疑为人类了打开了取之不尽的绿色能源闸门。猪、水葫芦是人类获取能源的一种载体。
[0036]阻碍沼气产业发展 是现有生产沼气方法投入大经济效益低。对比本方法:养猪能获取优质猪肉来源和现金收入；高性价比沼气池，所产沼气可就近供应村民用气、就地发电上网、提纯用作汽车替代能源等有现金收入，所产沼渣液是优质有机肥，替代了化肥；以水葫芦为主加少量蛋白饲料喂猪显然降低了养猪成本；大型水葫芦(凤眼莲)养殖场可兼养某些鱼类；大型化发展能集中管理，降低运营成本。可见本发明通过规模化生产，稳定原料来源，多种方式提高生产过程的附加值经济效益来相对降低生产沼气成本，达到稳产、量大、环境保护、低成本。
【具体实施方式】
[0037]先说明本发明的工作原理。
[0038]设有恒压阀、进料装置、排泄装置；导气管接恒压阀把贮气间沼气恒定在某一设定的压力数值单向输出用气管道；进料装置设有原料池、进料管、回流管、池外原料输送管、单向阀门，进料管一端插入中心圆筒形隔离墙内沼液，另一端接单向阀门与原料池连通控制原料液只能单向进入中心圆筒形隔离墙内，回流管一端插入发酵间内沼液，另一端接单向阀门与原料池连通控制富含微生物的沼渣沼液只能单向进入原料池；排泄装置设有排泄间把沼渣沼液排泄池外，设有至少2条永久磁铁单向阀门的出料管，其中一条L型管上端穿池盖接永久磁铁单向阀门连通排泄间，下端插入曲线发酵间终点内沼液排泄池底沉渣液，其中一条U型管一端穿池盖接永久磁铁单向阀门连通排泄间，另一端接于池内曲线发酵间终点，恒压阀把贮气间沼气恒定在某一设定的压力数值时的沼液面下用于排泄浮渣液，设出料管永久磁铁单向阀门打开导通的力大于恒压阀把贮气间沼气恒定在某一设定的压力数值而小于原料池料液开启点高度产生的沼液压力。
[0039]当沼气池内沼气压力升高时，唯一能向外排泄沼液来降低压力的就只有回流管单向阀门是开的，这就强迫富含微生物的沼渣液沿回流管只能单向进入原料池，直到原料池料液深度产生的沼液压力等于贮气间沼气恒定在某一设定的力数值时才会停止回流，但这时原料池的沼渣液高度产生的液压力还不能打开永久磁铁单向阀门导通，撇开了沼气压力的升降对永久磁铁单向阀门开与关影响，出料管所设永久磁铁单向阀门在原料池料液上升到开启点(即最高点)之前处于常闭状态，只有当外来原料进入原料池料液上升到开启点(即最高点)产生的深度沼液压力大于永久磁铁吸合力加活动门自身重力时才能推动永久磁铁单向阀门突然释放打开导通，这样一来，原料池料液最高点与永久磁铁阀门安装位置高度就形成一定高度的水位差，这条曲线坑道密闭发酵间就等效于一条进料口高出料口低的曲线连通管。 [0040]每当原料池料液上升到开启点一次，永久磁铁阀门就自动打开导通一次，这个水位差就推动原料液如浪涌一样冲入中心圆筒形隔离墙内池底搅拌一次，还搅拌中心圆筒形隔离墙内沉淀微生物，还推动沼液、沉淀的沼渣、悬浮的沼渣从曲线坑道密闭发酵间起点向终点流动，使沉淀的沼渣起不到长期沉积胶凝作用。这个水位差消失，永久磁铁阀门在活动门重力场和磁场力作用下又重新自动关闭，自动循环工作。
[0041]利用计算机在线控制曲线坑道式沼气池运行，也是根据上述工作原理通过编写出程序来工作，只不过灵活多变，能实现远距离控制运行。也是下述实施例中不作详细说明原因。以能简单则简单的原则，下述实施例主要说明的是自身运行耗能为零(把固体有机废弃物粉碎耗能不算入)、且简单实用的实施方式。
[0042]一种生产沼气的方法，建I个沼气池，配套一个禽畜养殖场、一个水芦葫养殖场和或草场，沼气池容量能消化禽畜养殖场每日所产粪便污水，把干物质浓度为6% -12%的禽畜粪便污水接入沼气细菌送入沼气池进行厌氧发酵分解至少93天杀虫灭菌，把所产沼气供发电和生产生活用，把沼渣沼液用于养殖水芦葫、青草，用作肥料或直接排放入自然水体，把草场所产青草和或水芦葫养殖场所产水芦葫粉碎发酵脱毒用作禽畜的饲料，使之构成一个禽畜吃水芦葫和或青草，禽畜粪便发酵变沼气，沼渣沼液养殖水芦葫和或青草，能连续生产沼气的生态型能源环保循环再生系统。
[0043]另一种生产沼气的方法，建2个沼气池，配套一个禽畜养殖场、一个水芦葫养殖场和或草场、一个有机废弃物收集粉碎场，每个沼气池容量能分别消化一个禽畜养殖场和一个有机废弃物收集粉碎场每日所产的有机废弃物及污水，把每日所产干物质浓度为6% -12%的禽畜粪便污水接入沼气细菌送入第一个沼气池进行厌氧发酵分解，把排出富含沼气细菌的沼渣沼液与干物质浓度为6% -12%的粉碎有机废弃物一齐送入第二个沼气池进行厌氧发酵分解至少93天杀虫灭菌，把所产沼气供发电和生产生活用，把沼渣沼液用于养殖水芦葫、青草，用作肥料或直接排放入自然水体，把草场所产青草和或水芦葫养殖场所产水芦葫粉碎发酵脱毒用作禽畜的饲料，使之构成一个禽畜吃水芦葫和或青草，禽畜粪便和有机废弃物发酵变沼气，沼渣沼液养殖水芦葫和或青草，能连续生产沼气的生态型能源环保循环再生系统。
[0044]第二种生产沼气的方法包含了第一种生产沼气的方法，故只对第二种生产沼气的方法作进一步说明。
[0045]南方水源充足，气侯温和，最好发展养猪业，可同时养殖水葫芦与牧草等植物；相反北方最好发展牛羊业，同时养殖青草。牛羊业养殖，青草无需粉碎发酵脱毒。
[0046]把有机废弃物收集，去除杂质后，并把固体有机废弃物粉碎至5mm以下颗粒，以利于在滞留期内快速发酵分解。
[0047]池外原料输送管输送来的发酵原料尽可能实现以自流方式进入原料池，如由于地势所限，则用泵把原料抽送入原料池。
[0048]如何把青草和或水芦葫养殖场所产水芦葫粉碎发酵脱毒用作饲料，市面有这方面技术资料介绍。
[0049]因为是利用第一个沼气池去发酵分解禽畜粪便生产出的大量微生物再送去第二个沼气池发酵分解有机废弃物，应在第一个沼气池生产出的大量微生物出现衰亡前送入第二个沼气池，不对第一个沼气池要求93天杀虫灭菌，以确保有足量旺盛的微生物。干物质浓度为6% -12%的粉碎有机废弃物的投料量应根据不同的温度和粉碎有机废弃物对经过发酵后的沼渣沼液检测情况加以修正。
[0050]所产沼气可就近供应工厂、村民用气，就地发电上网，提纯用作汽车替代能源等。
[0051]每个乡村至少建一个`第二种方法生态型能源环保循环再生系统，城市则视日中有机废弃物量建多个予以消纳。如此生态文明建设，世界上就能建成无数的以生态型能源环保循环再生系统为转换器，把以生物质为载体的能量转换为人类所需的沼气能，当世界低成本的沼气产量上去了，用沼气替代石油就指日可待。
[0052]一种曲线坑道式沼气池，包括水压式沼气池发酵间、进出料管，沼气池内分半径为N份，设有N-1个开口同一径向同心圆筒形隔离墙，设有N-1个连接的隔离墙，选取开口一边为左，另一边为右，由外到内数，左右两边连接的隔离墙连接方式是，
[0053]取N=2时，选左I与外圆内墙设连接的隔离墙，则右I悬空；
[0054]或者，
[0055]取N=3时，选左I与外圆内墙设连接的隔离墙，则右I与左2连接，右2悬空；
[0056]或者，
[0057]取N=4时，选左I与外圆内墙设连接的隔离墙，则右I与左2连接，右2与左3连接，右3悬空；
[0058]或者，
[0059]取N=5时，选左I与外圆内墙设连接的隔离墙，则右I与左2连接，右2与左3连接，右3与左4连接，右4悬空；
[0060]以中心开口圆筒形隔离墙内空间为起点至与外圆内墙设连接的隔离墙为终点构成一条曲线坑道密闭发酵间，在曲线坑道起点端设进料管，终点端设出料管。
[0061]设有恒压阀、进料装置、排泄装置；导气管接恒压阀把贮气间沼气恒定在某一设定的压力数值单向输出用气管道；进料装置设有原料池、进料管、回流管、池外原料输送管、单向阀门，进料管一端插入中心圆筒形隔离墙内沼液，另一端接单向阀门与原料池连通控制原料液只能单向进入中心圆筒形隔离墙内，回流管一端插入发酵间内沼液，另一端接单向阀门与原料池连通控制富含微生物的沼渣沼液只能单向进入原料池；排泄装置设有排泄间把沼渣沼液排泄池外，设有至少2条永久磁铁单向阀门的出料管，其中一条L型管上端穿池盖接永久磁铁单向阀门连通排泄间，下端插入曲线发酵间终点内沼液排泄池底沉渣液，其中一条U型管一端穿池盖接永久磁铁单向阀门连通排泄间，另一端接于池内曲线发酵间终点，恒压阀把贮气间沼气恒定在某一设定的压力数值时的沼液面下用于排泄浮渣液，设出料管永久磁铁单向阀门打开导通的力大于恒压阀把贮气间沼气恒定在某一设定的压力数值而小于原料池料液开启点高度产生的沼液压力。
[0062]在上述基础上设有微机控制器，恒压阀、永久磁铁单向阀门、回流管单向阀、进料管单向阀是电子控制的电动阀，池外原料输送管、排料管、导气管、回流管分别设有流量传感器，发酵间、原料池分别设有液位传感器，贮气间、输气管道分别设有气压力传感器，微机控制器输入信号采样端分别与流量传感器、液位传感器、气压力传感器电连接，微机控制器输出信号端分别与作为执行机构的电动阀电连接，通过编程，利用计算机在线控制曲线坑道式沼气池运行。
[0063]沼气池内分半径为N等份，N的取值明显是N≤2的自然数，当然N可取大于5以上的数，每份间距1-4米为最好，即开口同一径向同心圆筒形隔离墙间距，以减少池盖跨度受力。池深最好控制在5米以内。由于有效发酵池容量等于外圆内池墙、池底、池盖所围空间体积减去隔离墙所占体积，半径分多少份要视有效池容和日进原料量，以确保常温发酵有至少93天杀虫灭菌为准。
[0064]当然也可选右I与外圆内墙设连接的隔离墙，其它隔离墙的连接参照前述依序类推，只不过沼液流动方向与前者相反。
[0065]开口高度取等于同心圆筒形隔离墙高，以利于产出的沼气汇集排出。
[0066]中心开口圆筒形隔离墙也就是内径最小这个，其容积尽可能取大到日进原料液量体积的3-5倍，使其水力滞留其得以延长，得以保留大量微生物接种。
[0067]回流管取出应是大量微生物出现衰亡前的活性沼渣液，应对回流量加以控制，至少达日进原料液量的10% -30%，如原料过浓用回流的活性沼渣液开稀。中心开口圆筒形隔离墙内保留大量微生物与回流的活性沼渣液共同完成接种任务。
[0068]原料池液面高度控制着出料管永久磁铁单向阀门的开与关，因此原料池要高过开启点，使原料液深度产生的压力大于出料管永久磁铁单向阀门打开导通的力，原料冲入进入池内频繁，即发酵间搅拌频繁，所以一天所产原料最好分多次送入发酵间，所以原料池容不宜过大，池容控制在3-10m3就可以了。
[0069]万一用气管道堵塞，恒压阀会失去恒压功能，贮气间的压力超过出料管永久磁铁单向阀门打开导通的力，出料管永久磁铁单向阀门也会被打开导通。
[0070]进料管要深插中心圆筒形隔离墙内沼液，保留离池底10cm-100cm。
[0071]U型管池内端沼液入口要接于恒压阀把贮气间沼气恒定在某一设定的压力数值时的沼液面下，沼液入口可做成浮动入口，让浮渣有优先进入权。
[0072]出料管永久磁铁单向阀门由出料管、永久磁铁、活动门构成。出料管永久磁铁单向阀门的位置设定，要先设定恒压阀把贮气间沼气恒定在某一设定的压力数值，使其小于永久磁铁单向阀门打开导通力，永久磁铁吸合力要大于活动门自身重力，这样就能把永久磁铁单向阀门设在出料管口的池盖面上，使进出口间产生较大的水位落差。
[0073]回流管、进料管所设单向阀门为常闭状态的重力阀门，阀门的活动门开启力较小，只要有大于活动门开启力的液位差压力就能把它打开。
[0074]加热装置，可以是电热、发电内燃机或太阳能的循环水，可接入计算机控制，用于加热原料池料液或沼气池内的沼液，提高发酵温度，能提高产气量，缩短少于93天的杀虫灭菌时间。
[0075]这种曲线坑道式沼气池自身贮气量很小，需配套贮气柜。
[0076]这种曲线坑道式沼气池，包括隔离墙，可以用钢筋混凝土浇筑，也可以墙身砖砌，顶加圈梁，池盖用钢筋混凝`土浇筑。
【权利要求】
1.一种生产沼气的方法，建I个沼气池，配套一个禽畜养殖场、一个水芦葫养殖场和或草场，沼气池容量能消化禽畜养殖场每日所产粪便污水，把干物质浓度为6% -12%的禽畜粪便污水接入沼气细菌送入沼气池进行厌氧发酵分解至少93天杀虫灭菌，把所产沼气供发电和生产生活用，把沼渣沼液用于养殖水芦葫、青草，用作肥料或直接排放入自然水体，把草场所产青草和或水芦葫养殖场所产水芦葫粉碎发酵脱毒用作禽畜的饲料，使之构成一个禽畜吃水芦葫和或青草，禽畜粪便发酵变沼气，沼渣沼液养殖水芦葫和或青草，能连续生产沼气的生态型能源环保循环再生系统。
2.一种生产沼气的方法，建2个沼气池，配套一个禽畜养殖场、一个水芦葫养殖场和或草场、一个有机废弃物收集粉碎场，每个沼气池容量能分别消化一个禽畜养殖场和一个有机废弃物收集粉碎场每日所产的有机废弃物及污水，把每日所产干物质浓度为6% -12%的禽畜粪便污水接入沼气细菌送入第一个沼气池进行厌氧发酵分解，把排出富含沼气细菌的沼渣沼液与干物质浓度为6% -12%的粉碎有机废弃物一齐送入第二个沼气池进行厌氧发酵分解至少93天杀虫灭菌，把所产沼气供发电和生产生活用，把沼渣沼液用于养殖水芦葫、青草，用作肥料或直接排放入自然水体，把草场所产青草和或水芦葫养殖场所产水芦葫粉碎发酵脱毒用作禽畜的饲料，使之构成一个禽畜吃水芦葫和或青草，禽畜粪便和有机废弃物发酵变沼气，沼渣沼液养殖水芦葫和或青草，能连续生产沼气的生态型能源环保循环再生系统。
3.一种曲线坑道式沼气池，包括水压式沼气池发酵间、进出料管，其特征在于:沼气池内分半径为N份，设有N-1个开口同一径向同心圆筒形隔离墙，设有N-1个连接的隔离墙，选取开口一边为左，另一边为右，由外到内数，左右两边连接的隔离墙连接方式是， 取N=2时，选左I与外圆内墙设连接的隔离墙，则右I悬空； 或者， 取N = 3时，选左I与外圆内墙设连接的隔离墙，则右I与左2连接，右2悬空； 或者， 取N=4时，选左I与外圆内墙设连接的隔离墙，则右I与左2连接，右2与左3连接，右3悬空； 或者， 取N=5时，选左I与外圆内墙设连接的隔离墙，则右I与左2连接，右2与左3连接，右3与左4连接，右4悬空； 以中心开口圆筒形隔离墙内空间为起点至与外圆内墙设连接的隔离墙为终点构成一条曲线坑道密闭发酵间，在曲线坑道起点端设进料管，终点端设出料管。
4.根据权利要求3所述一种曲线坑道式沼气池，其特征在于:设有恒压阀、进料装置、排泄装置；导气管接恒压阀把贮气间沼气恒定在某一设定的压力数值单向输出用气管道；进料装置设有原料池、进料管、回流管、池外原料输送管、单向阀门，进料管一端插入中心圆筒形隔离墙内沼液，另一端接单向阀门与原料池连通控制原料液只能单向进入中心圆筒形隔离墙内，回流管一端插入发酵间内沼液，另一端接单向阀门与原料池连通控制富含微生物的沼渣沼液只能单向进入原料池；排泄装置设有排泄间把沼渣沼液排泄池外，设有至少2条永久磁铁单向阀门的出料管，其中一条L型管上端穿池盖接永久磁铁单向阀门连通排泄间，下端插入曲线发酵间终点内沼液排泄池底沉渣液，其中一条U型管一端穿池盖接永久磁铁单向阀门连通排泄间，另一端接于池内曲线发酵间终点，恒压阀把贮气间沼气恒定在某一设定的压力数值时的沼液面下用于排泄浮渣液，设出料管永久磁铁单向阀门打开导通的力大于恒压阀把贮气间沼气恒定在某一设定的压力数值而小于原料池料液开启点高度产生的沼液压力。
5.根据权利要求4所述一种曲线坑道式沼气池，其特征在于:设有微机控制器，恒压阀、永久磁铁单向阀门、回流管单向阀、进料管单向阀是电子控制的电动阀，池外原料输送管、排料管、导气管、回流管分别设有流量传感器，发酵间、原料池分别设有液位传感器，贮气间、输气管道分别设有气压力传感器，微机控制器输入信号采样端分别与流量传感器、液位传感器、气压力传感器电连接，微机控制器输出信号端分别与作为执行机构的电动阀电连接，通过编程，利用计算机在线控制曲线坑道式沼气池运行。
6.根据权利要求3、4、5所述一种曲线坑道式沼气池，其特征在于:设有加热装置。
7.根据权利要求3、4、5所述一种曲线坑道式沼气池，其特征在于:设有配套贮气柜。
8.根据权 利要求3、4、6所述一种曲线坑道式沼气池，其特征在于:出料管永久磁铁单向阀门由出料管、永久磁铁、活动门构成。
9.根据权利要求3、4、5所述一种曲线坑道式沼气池，其特征在于:池体为钢筋混凝土烧筑或砖与钢筋混凝土烧筑。
【文档编号】C02F11/04GK103755117SQ201410057040
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年2月13日 优先权日:2014年2月13日
【发明者】罗显平 申请人:罗显平