专利名称：一种双厌氧发酵空间沼气制备装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种沼气的制造装置，特别是一种双厌氧发酵空间沼气制备装置。
背景技术：
目前在我国农村，沼气已经成为新农村建设的关键技术。沼气池不仅可将有机废 弃物转化为生物能源，而且能够发酵畜牧业产生的粪便为有机肥料，同时能够将农村环境 中各种污染物统统纳入沼气池中厌氧降解和转化，具有美化生态环境的作用。现阶段我国普遍使用的沼气池主要有两种，一是1984年中国标准出版社出版了 国家标准局发布的GB/T4750-1984《农村家用水压式沼气池标准图集》提出了农村沼气池 的结构，形状为圆形或球形，设有进料口、出料口、发酵间、气箱、活动盖、导气管、出料间兼 用水压箱，因此称之为水压式沼气池；二是2002年中国标准出版社出版了国家质量监督检 验检疫局发布的GB/T4750-2002《户用沼气池标准图集》中提出“曲流布料沼气池”，其特点 是池底由进料口向出料口倾斜，在池底面设置了布料板，使发酵原料呈曲线流动，增加了扩 散面，延长了发酵原料的运转。以上沼气池在建造和使用过程中有如下缺点1.需要设置一个进料口、一个出水 口兼水压间、一个活动盖，一共三个开口，三个开口的建设需要设计和施工，所需费用约为 总造价的1/3，如果减少开口的数量，可能会减少造价和节省材料；2.发酵是混合发酵，没 有原料预发酵阶段，即使有预发酵阶段，也不能有效地接种微生物，存在着原料处理差，发 酵不彻底问题；3.由于进料口建筑面积小、进料口坡度小、或者当沼气气压大时，进料口堵 满水，会造成进料漂浮、进料很难入池、进料被阻挡现象，这样对进料造成不方便，甚至不能 进料。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有沼气池存在的问题，提供一种新的沼气发酵装 置，即双厌氧发酵空间沼气装置。双厌氧发酵空间沼气装置具有两个发酵空间，分别完成两 种发酵过程。两个空间分别是一个原料预处理与水压结合间和一个是发酵间；两个发酵过 程，一个是原料的发酵，是兼性的，以厌氧为主兼有好氧的原料发酵过程；一个是绝对厌氧 的沼气发酵过程。本实用新型双厌氧发酵空间沼气装置是通过以下技术方案实现的。原料是农作物秸秆、人粪尿、畜禽粪便，以及其它的农业有机废弃物，但是不能含 有石块、土壤、洗涤剂、金属板块等不能消化的无机物质。农作物秸秆切碎，不能长于300mm， 所投入的秸秆总体积不能多于所投入的总体积的1/3，所投入的粪便最好以新鲜为主，粪污 水的投入量不能少于2/3，使发酵液中有机物质的干含量在8%上下。双厌氧发酵空间沼气装置分为上下两池，上池为兼用池，是水压间和预发酵间共 用的，本实用新型称之为兼用池；下池为发酵池，是一个传统的沼气池。本实用新型双厌氧发酵空间沼气制备装置，它包括上池即兼用池、活动盖进出水系统、沼气池主体三个部分。 上池兼用池与下池沼气池间通过顶返水孔相连接；活动盖进出水系统由天窗和进出料备用 管组成，用于不使用兼用池，只利用下池传统沼气池进行沼气制备时原料和处理水的进出。 与传统沼气池相比，本双厌氧发酵空间沼气装置保留了天窗作为活动盖，天窗下增设进出 料备用管，组成活动盖进出水系统，取消了传统沼气池的进出水口，比传统沼气池减少了两个开口。原料投放到上面的兼用池中，由于兼用池也是水压间，在兼用池中沼液、沼渣、原料三者共处一个空间中，并且随着水压的变动产生混合和搅拌作用，由于与外界大气相通， 所以存在着部分有氧状态，在这种情况下进行的发酵作用是兼性发酵，原料可以在这种兼 性状态下，进行酶解，使大分子化合物分解为小分子化合物，再分解为甲烷的前体物质。而 且这个发酵阶段是不需要厌氧的，兼性状态有利于预发酵，而且由于有大量的沼液、沼渣进 行充分的接种作用，使得预发酵效率提高。本实用新型的有益效果是1.有机废物经二次发酵，能够充分降解，提高产气量。2.沼气池结构简单，可降低建设成本，取消传统沼气池的进出水口。3.充分利用传统沼气池天窗，形成天窗进出料备用装置，拓展沼气池功能，延长使用寿命。
图1为本实用新型沼气装置实施的总体结构图(见图1)；图2为本实用新型中沼气装置的俯视图(见图2)；图3为本实用新型的另外一种建设方式(图3)。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。本实用新型双厌氧发酵空间沼气装置包括以下部分组成，上池即兼用池、活动盖 进出水系统、沼气池主体。具体由兼用池1、沼气池2、天窗3、进出料备用管4、沼气金属管 5、兼用池外墙6、顶返水孔7和人行路8组成。活动盖进出水系统包括天窗3和进出料备用管4，是当不使用兼用池1时，原料 和处理水进出的备用系统。本实用新型取消了传统沼气池的进水口和进水管，采用活动盖 进出水系统进出水，进出料备用管4是联结天窗3和沼气池2的水泥管，管段直接深入至 沼气池底端中央，管内径300mm，为使进出料畅通，管底做成倾度45°的斜面，也可管底开 200X200mm开口，以使进出料管4与沼气池2主体保持良好的连接状态。沼气池2主体是一个圆球形的闭合罐体，分三个部分，即沼气池上半球、沼气池圆 柱体、沼气池下半球。上下半球如果不方便建造时，可以使用梯形截面体。本沼气池与传统 水压式沼气池的建设基本一致，本沼气池无需建设常规的进水口和出水口。 沼气池2上盖为传统的水压式沼气池天窗3兼安装进出料备用管4，其密封方法与 传统沼气池一样。在天窗3旁边离进料管一定距离内，插设一个金属沼气管5作为沼气的 起始接头。[0022]本实用新型的兼用池包括兼用池1和顶返水孔7，兼用池1是用于进出料和水压 间的，具有进料、出料、水压间功能，所以称为兼用池。兼用池1是在沼气池2圆柱体墙壁上 延伸而出的水池，直径大小与沼气池圆柱体一样，高度为沼气池的上拱高与天窗高度之和。 但是兼用池1的建筑是3/4的圆形水池，留下1/4为人行路8，以便人进出、观察沼气池，以 及对沼气池2进行各种操作。顶返水孔7是连接沼气池2与兼用池1的通道，本沼气池采 用顶返水设计，用沼气的压力调节水压。顶返水孔7是一个直径为300mm的圆管，设计高度 为沼气池2圆柱体的1/2处，这样顶返水孔7的长度为700mm，顶返水孔7的位置在兼用池 1人行路8的对面，既兼用池1的中间处。以便于管理和进出料液。我国农村用户一般使用的沼气池为6m3、8m3和IOm3三种形式。本实用新型沼气池 容积计算方法，体形状为圆柱削球型，设沼气池2容积为V(立方米)，P为曲率半径(米)， f矢高(米)，H为沼气池2圆柱池墙高(米)，D为池内直径(米)，R为池内半径(米)， 天窗高度为h。那么，沼气池圆柱体Vl = π R2H,池盖和池底削球壳体的曲率半径为P = (4f2+D2)/8f,则削球池盖和池底的体积分别为V= π f2 (3 P -f) /3，V = V2+V3,沼气池2总体积为V = V1+V2+V3,兼用池1 的体积 V4 = [3 π R2 (fl+h) - π fl2 (3 P 1-fl) ] /4表1环流布料沼气池几何尺寸(米)
权利要求一种双厌氧发酵空间沼气制备装置，它包括上池即兼用池、活动盖进出水系统、沼气池主体三个部分；其特征在于，所述的双厌氧发酵空间沼气制备装置分为上下两池，上池为兼性好氧的兼用池，是水压间和预发酵间共用的，下池为绝对厌氧沼气发酵池，兼用池和沼气池是通过顶返水孔连接的；所述的双厌氧发酵空间沼气制备装置取消了传统沼气池的进出水口，在天窗位置增设进出料备用管作为备用系统装置。
专利摘要本实用新型公布了一种双厌氧发酵空间沼气制备装置，旨在提供一种结构简单、产气效果较好的沼气池。双厌氧发酵空间沼气制备装置有两个发酵空间，完成两个发酵过程。两个空间分别是一个原料预处理与水压结合间、一个是发酵间；两个发酵过程，一个是原料的发酵，是兼性厌氧的原料发酵过程；一个是绝对厌氧的沼气发酵过程。本实用新型取消了传统沼气池的进出水口，增加了天窗进出料备用装置；水压间和预发酵间共用。兼用池和沼气池通过顶返水孔连接。沼气发酵原料直接投入兼用池中实现第一次发酵，随着水压的运动，水解的原料进入沼气池并进行厌氧发酵，完成双发酵过程。
文档编号C12M1/107GK201770698SQ200920262518
公开日2011年3月23日 申请日期2009年11月11日 优先权日2009年11月11日
发明者潘俊, 高云飞 申请人:高云飞;潘俊