专利名称：一种蚕沙厌氧干式沼气发酵装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用蚕沙厌氧发酵制备沼气的装置，特别是一种蚕沙厌氧干 式沼气发酵装置。
背景技术：
蚕沙是家蚕取食桑叶后剩余的残叶、嫩枝、蚕粪、蜕皮和其它杂物的总称。据推算， 每生产100公斤的蚕茧可得600公斤的干蚕沙，蚕沙含氮1. 28%，磷0. 18%，钾0. 21 %，因 此蚕沙具有较好的利用价值。随着我国蚕桑产业的发展，蚕区蚕沙数量不断增长，如何来管 理蚕沙，发挥蚕沙的资源作用和降低蚕病害的传播，对于蚕桑产业的可持续发展是非常重 要的。我国蚕区分布在全国的24个以上的省、市、自治区，种桑养蚕在某些地区是专业 性的和区域性的，当地蚕沙资源巨大，蚕沙与养蚕垃圾混合堆积，成为当地的农业污染的源 头之一。我国农村历来有利用蚕沙作肥料的传统，但是在处理蚕沙时，有的直接撒在水田、 菜地、桑园中，有的在蚕室周围摊晒和放置蚕室内堆积。这些蚕沙如果是有蚕病的病原，会 导致蚕病的流行，如中肠型脓病、病毒性软化病等疾病，据分析1头中肠型脓病的病蚕在5 龄期有6 X IO7 60 X IO7个多角体，可致数万头家蚕感病，又如病毒性软化病在感染后48 小时排出的蚕粪已含有病原物，病原排出量的不断增多，直到病蚕死亡为止。因此，蚕沙如 果不经过无害化处理，各种数量庞大的微生物病原就会四处扩散，造成蚕病的流行，不但直 接危及当季蚕的饲养，还会影响以后各期蚕的饲养，因此蚕沙的无害化是养蚕过程中不可 忽视的环节。蚕桑是我国的传统产业，处理良好的蚕沙具有广泛的用途，例如应用蚕沙可以入 药、制备生活用品如枕头等。在珠江三角洲地区传统上使用桑基鱼塘的农业生态模式，挖塘 筑基，种桑养蚕，蚕沙喂鱼，塘泥又作桑基肥料。蚕沙是良好的牲畜饲料，经筛选晒干所得的 蚕粪，具有一定的饲料营养价值。蚕粪还可作为食用菌的培养料等。另外蚕沙还可生产叶 绿素、果胶等化工原料等。可见蚕沙原料的用途和开发是极其广阔的。沼气厌氧干式发酵是指沼气发酵反应体系中有机废弃物干物质浓度在20%以上 的发酵过程。目前我国农村普遍推广湿式发酵生产沼气用作农村能源，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 农村水压式沼气池的标准和结构，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》中提出了“曲流布料沼气池”、“预制钢筋混 凝土板装配沼气池”、“圆筒形沼气池”、“椭球形沼气池”、“分离贮气浮罩沼气池”为户用型沼 气池。沼气干发酵是以湿式发酵为基础的，叶森等在《中国沼气》杂志1989年第4期发表 了《自动排渣沼气干发酵装置》提出了自动排料干发酵沼气装置和相应的半连续干发酵工 艺，康恒德在《节能》杂志2009年第2期介绍了《自循环双动力厌氧反应生产沼气装置的设 计与应用》发明了小型干发酵沼气池是由发酵间、隔板、圆环墙、进料管、出料管、贮气浮罩、 导气管、升流管、人孔、回流循环分流三通、手摇压力泵等构成，马云瑞等在《中国沼气》1990年第2期《宁夏干寒地区分离储气恒压式干发酵沼气技术及效益》研制了分离储气恒压干 发酵池。这些干发酵装置与工艺主要用于处理畜牧业污水。目前我国蚕区蚕沙处理的主要方式是简单堆肥、沼气处理、直接还田、丢弃等方 法，在沼气处理方面主要推广使用砖混或水泥制作的户用湿式沼气池和水压式沼气池作为 蚕沙处理用池。这些方法存在如下缺点1、露天堆肥技术随处堆积，没有固定堆肥场所，在刮风、 大雨等灾害天气下，到处传播病原菌，容易引起蚕区病原菌的传播；2、蚕沙的收集、装袋、堆 积、贮藏、运输等过程，在这些过程中会传播、分散、运输病原菌；3、湿式沼气池建设体积大， 效率低，需要专业队建筑，专业性强；4、沼气池建设投资大，建设周期长。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种使用简单，规范化和设备化，针对专业养蚕农户 使用的成型设备和技术。是以单个农户为单位的蚕沙无害化厌氧干式沼气处理方法和装 置，是空间封闭的、与外界隔离的罐体结构，是蚕沙采用干式沼气发酵方法处理的一种简 便、高效的生产沼气的无害化措施。本实用新型的目标是通过提供一种具有如下结构的沼气发酵罐而实现的。本实用新型的蚕沙厌氧干式沼气发生装置由进料系统、出料系统和发酵间即沼气 罐体组成，进料管是延长进入罐体的，是与罐体密封的具有一定高度的管件，进料管与罐体 密封联接且高度小于罐体半径，这样形成的沼气发酵罐上部构成气室，能够进行干式发酵。进料系统包括进料管2和进料管盖板3，进料管位置大约在沼气发酵罐的一侧，与 出料管位置对应。进料管的长度要小于罐体的半径，由于进料管是密封的，所以进料管的长 度就是沼气发酵装置气室的高度，进料管具有一定的长度，所以进料直接进到沼气罐一端 的下层。进料管外面有活动盖板3，是进料口的盖板，目的在于防止日晒雨淋，在进料管盖板 上安装合页和门闩，这样形成了一个活动盖板，当进料时打开盖板，倒入蚕沙。进料口也是 进水口，因为厌氧干式处理时需要加入20%以上的有机物，所以需要加入发酵用水，水占总 物料的60 80%，水的入口也是从进料口进入的。沼气罐体发酵间1是一个闭合的罐体，罐体采用长方体形设计，其横切面为圆形、 椭圆形、长方形均可，本实用新型使用圆柱体形空间。罐体发酵间1上面中央设计有一个沼 气出口管4，这个沼气管大小根据外接沼气管的要求设定。发酵间罐体与进水管是由隔板 相分隔的，由于进水管的密封性，整个进水管与沼气发酵间罐体内的空间可以作为沼气的 气室。整个罐体下面是罐体支架7，罐体支架起到支撑、通气、隔离、增加高度、防止下陷等 作用，支架可以是不锈钢也可以是铁制，高度可根据需要设计，支架大小最好是横铺整个罐 体，以便承重。出料系统包括出料管5和阀门(闸门)6，阀门的孔径是与出料口径匹配的，出料口 径和阀门设计为0.2米以上，这样不至于堵塞出料口，出料方便快捷，出料口在进料口的另 外一侧，出料口设计位置在罐体的最低端。本实用新型的优点是1、结构封闭，防止病原菌的扩散和传播；2、一家一罐设计， 一个罐体就是一个专业户的处理车间，当有蚕沙时则入罐，当大田需肥使用时，取肥施用； 3、设计制造简单，造价低廉，可节省人工和劳动力；4、能够改善农村环境卫生，解决粪便污染，防止恶臭。5、由于采用干发酵设计，使用较小的罐体可以处理高浓度的蚕沙，提高了设 备的有效性和降低了罐体的体积。
图1为本实用新型蚕沙厌氧干式沼气发酵装置的正视结构图(图1)；图2为本实用新型蚕沙厌氧干式沼气发酵装置侧视剖面图(图2)；图3为本实用新型蚕沙厌氧干式沼气发酵装置俯视图(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。本实用新型属于蚕区生态养蚕过程中利用养蚕废弃物生产农村能源的农业综合 利用模式，处理后的蚕沙和沼液可以用于肥料，能够施用于大田或者桑田。用户根据养蚕规 模情况，可以选择不同大小的处理罐体。根据养蚕农户经验，一般养蚕户建议使用3立方米 容积的蚕沙厌氧干式沼气发生装置，中等规模的养蚕农户建议使用5立方米的蚕沙厌氧干 式沼气发生装置，大规模养蚕农户根据需要使用多个5立方米的蚕沙厌氧干式沼气发生装 置。本实用新型蚕沙厌氧干式沼气发生装置罐体容积计算方法，设罐体长度为 L(米)，半径为R(米)，罐体体积V(立方米米)，V = JiR2XL0下表为3立方米和5立方米不同形状罐体的结构，单位为米或立方米。
罐体形状体轵搆截面宽Xife罐体长度
。圆柱..3 ‘.:D=l.:22. 6&:圆柱体5D=L 363,45长方体31.35X0.82. 78 ‘长方体51.5X1.03 33,椭圆柱体31. 565X1.2,44 .椭圆柱体.5 ；；1.565X14 07本实用新型蚕沙厌氧干式沼气发生装置罐体一般为L = 1 4米，因为受到钢板 尺寸大小的影响，一般高为H= 1 2米，为了加工的方便，一般使用圆柱体。应用对象为 专业农户、小型养蚕个体户、养蚕专业村镇蚕场等进行蚕沙无害化处理以及蚕沙厌氧干式 沼气处理并生产能源沼气和有机肥料的小型设备。如附图所示，图中，罐体发酵间1，进料管 2，进料管盖板3，沼气出口管4，出料管5，闸门6，支架7。
具体实施方式
1，圆柱体形，蚕沙厌氧干式沼气发生装置总体积为5立方米。整个 罐体长3. 5米，进料管直径0. 3米，进料管盖板直径0. 4米，沼气管直径1cm，沼气罐直径 1. 36米，进料管长度0. 4米，出料阀门使用塑料阀门，直径为0. 2米，出料管直径0. 2米并制 作法兰与塑料阀门连接，出料管位于整个罐体的最低端。罐体是圆柱体型，直径1.36米，长 度3. 5米，使用304不锈钢板材，板材厚度2mm。罐体的支架是支撑整个罐体用的，高度为0.2米，支架的支撑梁尽量多，以便安全应用。
具体实施方式
2，圆柱体形，蚕沙厌氧干式沼气发生装置总体积为3立方米。整个 罐体长2. 65米，进料管直径0. 3米，进料管盖板直径0. 4米，沼气管直径1cm，沼气罐直径
1.2米，进料管长度0. 4米，出料阀门使用塑料阀门，直径为0. 2米，出料管直径0. 2米并制 作法兰与塑料阀门连接，出料管位于整个罐体的最低端。罐体是圆柱体型，使用304不锈钢 板材，板材厚度1. 5mm。罐体的支架是支撑整个罐体用的，高度为0. 2米，支架的支撑梁尽量 多，以便安全应用。
具体实施方式
3，本实用新型装置可以制作长方形、蚕沙厌氧干式沼气发生装置总 体积为3或5立方米。材料使用304不锈钢板材，板材厚度2mm，罐体具体尺寸如表中所示。
具体实施方式
4，本实用新型装置可以制作椭圆形，蚕沙厌氧干式沼气发生装置总 体积为3或5立方米。材料使用304不锈钢板材，板材厚度2mm，罐体具体尺寸如表中所示。
具体实施方式
5，本实用新型装置的使用方法有两种，一种是随时进料，或者是连 续进料，进料时打开进料盖板，把蚕沙倒入进料口中，可以少量多次倒入蚕沙，随时打开，随 时关闭盖板，但是为了保证发酵的有效进行，进料时必须与进料同时加入重量为原料几倍 的水量，以保证蚕沙大约占总重量的20 % 40 %左右，水占总量的60 80 %左右的干式发 酵条件，加水可以是清水也可以是污水，但是水中不能有洗涤剂、农药等影响发酵的化学 物品存在。沼气的发酵时间为2个月左右，当使用肥料时，打开阀门从出料口掏出肥料，随 时用肥，随时掏肥。
具体实施方式
6，本实用新型装置的另外一种使用方法是间歇发酵，或者是分批 发酵，进料时打开进料盖板，把蚕沙一次性倒入进料口中，倒入的重量为总重量的20% 40 %，同时加入60 % 80 %的水分，这是干式发酵的必要条件，加水可以是清水也可以是 污水，但是水中不能有洗涤剂、农药等影响发酵的化学物品存在。沼气的发酵时间为2个月 左右，当使用肥料时，打开阀门从出料口掏出肥料，随时用肥，随时掏肥。
权利要求1. 一种蚕沙厌氧干式沼气发酵装置，是一个闭合的圆柱体形或长方形罐体，由进料系 统、出料系统和发酵间组成，其特征在于进料管是延长进入罐体的，是与罐体密封的具有 一定高度的管件，进料管与罐体密封联接且高度小于罐体半径，这样形成的沼气发酵罐上 部构成气室，能够进行干式发酵。
专利摘要本实用新型公开了一种蚕沙厌氧干式沼气发酵装置，旨在提供一种结构封闭，防止病原菌的扩散和传播，结构简单，能够改善蚕区养殖环境，解决粪便病原传播和恶臭污染的养蚕农户专用无害化发酵处理器。它包括进料系统、出料系统和发酵间组成。进料系统包括进料管和活动盖板，出料系统包括出料管和出料阀门，进料管与罐体密封焊接，进料管高度小于罐体半径，这样形成的沼气发酵罐，能够进行干式发酵。进料管进料时蚕沙占大约20％～40％左右的重量，需要同时加入重量为60％～80％的稀释水，以便保证干式沼气发酵的有效性。当发酵结束后，打开阀门从出料口倾倒出沼肥和处理水。
文档编号C12M1/107GK201785385SQ200920265009
公开日2011年4月6日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者刘学铭, 吴娱明, 廖森泰, 徐玉娟, 施英, 肖更生, 邹宇晓, 陈智毅, 高云超 申请人:广东宝桑园健康食品发展研究中心, 广东省农业科学院农业生物技术研究所, 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所