一种侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物质能源沼气技术领域，具体涉及一种侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池。
【背景技术】
[0002]在厌氧发酵产沼气过程中，搅拌可以促进沼气的释放，增加微生物与有机质的接触机会，从而增加产气、促进传质作用等。以往许多小型沼气池没有采用搅拌装置:如中国专利“沼气池”(申请公布号CN 103525692 A，申请公布日2014.01.22)，中国专利“一种沼气池”(申请公布号CN 102864071 A，申请公布日2013.01.09)，少数采用了搅拌设备的沼气池，其对沼气池内的搅拌流场也未进行科学分析，搅拌方案的制定有随意性。具体存在搅拌桨布置不规范，搅拌目的性不强，搅拌效果可控性不强等问题。比如，中国专利:秸杆干发酵自动回流搅拌沼气池(申请公布号CN 101993818 A，申请公布日2011.03.30)，中国专利:一种带循环搅拌器的气压式沼气池(申请公布号CN 103122309 A，申请公布日2013.05.29)。另外，一些采用机械桨搅拌的案例，搅拌装置都被安装在沼气池内，十分不利于维护和检修，例如中国专利:一种风能驱动的沼气池搅拌装置(申请公布号CN102732418 A,申请公布日 2012.10.17)等。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种搅拌流场科学、搅拌目的明确、浮渣破除和底物扬起效果良好、结构简单、方便检修的适用于农业有机废物处理的侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池。
[0004]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0005]本发明提供了一种侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池，其特征在于:包括池壁、池底、顶部集气罩和两组外部循环管道，池底和顶部集气罩通过池壁连接，每组外部循环管道位于池壁的两个相对的侧面上，每组外部循环管道包括水平管道和弯管，水平管道与池壁的侧面连接，水平管道位于池壁的侧面上端，弯管位于池壁的侧面下端，弯管与池壁的侧面连接，循环泵分别与水平管道和弯管连接，循环泵保护罩位于循环泵的外部。
[0006]所述水平管道与池壁的侧面成45°角连接。
[0007]所述弯管与池壁的侧面成45°角连接。
[0008]所述弯管是90度弯管。
[0009]所述顶部集气罩的外部设有锥形聚乙烯膜，以金属架支撑顶部集气罩。
[0010]所述水平管道与池壁连接处为上部喷射口。
[0011]所述弯管与池壁连接处为下部沼液吸出口。
[0012]所述池壁的竖截面形状为长4100mm、宽2700mm的长方形，宽高比为1: 1.5，壁厚度为 200mm。
[0013]所述池底为边长2700mm的正方形，壁厚度为200mm。
[0014]所述外部循环管道上部喷射口离池顶的距离为800mm，外部循环管道内径皆为I 1mm,外敷保温层，保温层的材质优选为岩棉。
[0015]所述外部循环管道下部沼液吸出口离池底的距离为700mm，管道内径皆为110mm，外敷保温层，保温层的材质优选为岩棉。
[0016]所述循环泵的流量为200m3/h，扬程为30m。
[0017]所述循环泵保护罩全封闭包裹在循环泵之上，材质为不锈钢，外敷保温层，保温层的材质优选为岩棉。
[0018]本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
[0019]本发明提出的侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池，搅拌通过动力装置提供动力从池底吸出沼液，经过外部管道循环，再以与池壁成45°角的射流从近池顶侧面喷射回池内，利用喷射动力和重力作用，配合池体的几何形状，形成特殊的上升和下行旋流的流场流态，实现浮澄的破除、底物的扬起和全池的搅拌混合。
[0020]本发明将上部喷射口设置在接近液面处，形成的射流对液面处产生较大的扰动，可以有效的破除浮渣，释放沼气，促进产气。
[0021]本发明将下部沼液吸出口设置在沉积物(底物)较多的近底面处，促进了底物向池体上部的运输。
[0022]本发明利用喷射动力和重力配合池体形状，形成沿池壁旋转向下的下行流和中心部分的上升流，促成沉积物(底物)向池底中心的聚集，进而向上运输(扬起)。
[0023]本发明将搅拌的动力装置(循环泵)设置在池体外，方便日常的维护和检修，池体结构简单，安装方便，便于运输，适用于农村地区，易推广。
【附图说明】
[0024]图1为实施例所示侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池的立体结构示意图。
[0025]图2为图1所示侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池的俯视图。
[0026]图3为沼气池内搅拌流场流线图。
[0027]其中:1为池壁、2为池底、3为顶部集气罩、4为水平管道、5为弯管、6为循环泵保护罩。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图所示实施例对本发明进行进一步详细说明。
[0029]实施例1
[0030]如图1和图2所示，图1为实施例所示侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池的立体结构示意图；图2为图1所示侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池的俯视图。
[0031]一种侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池，包括池壁1、池底2、顶部集气罩3和两组外部循环管道，池底2和顶部集气罩3通过池壁I连接，每组外部循环管道位于池壁I的两个相对的侧面上，每组外部循环管道包括水平管道4和弯管5，水平管道4与池壁I的侧面连接，水平管道4位于池壁I的侧面上端，弯管5位于池壁I的侧面下端，弯管5与池壁I的侧面连接，循环泵分别与水平管道4和弯管5连接，循环泵保护罩6位于循环泵的外部。
[0032]所述水平管道4与池壁I的侧面成45°角连接。
[0033]所述弯管5与池壁I的侧面成45°角连接。
[0034]所述弯管5是90度弯管。
[0035]所述顶部集气罩3的外部设有锥形聚乙烯膜，以金属架支撑顶部集气罩3。
[0036]所述水平管道4与池壁I连接处为上部喷射口。
[0037]所述弯管5与池壁I连接处为下部沼液吸出口。
[0038]所述池壁I的竖截面形状为长4100mm、宽2700mm的长方形，宽高比为1:1.5，壁厚度为200mm。
[0039]所述池底2为边长2700mm的正方形，壁厚度为200mm。
[0040]所述外部循环管道上部喷射口离池顶的距离为800mm，外部循环管道内径皆为I 1mm,外敷保温层，保温层的材质优选为岩棉。
[0041]所述外部循环管道下部沼液吸出口离池底2的距离为700mm，管道内径皆为I 1mm,外敷保温层，保温层的材质优选为岩棉。
[0042]所述循环泵的流量为200m3/h，扬程为30m。
[0043]所述循环泵保护罩6全封闭包裹在循环泵之上，材质为不锈钢，外敷保温层，保温层的材质优选为岩棉。
[0044]本实施例中，工作流程介绍如下:
[0045]本沼气池工作前确认液面到达离上部喷射口 300mm位置，在需要进行搅拌的情况下，当循环泵开启后，由于产生的负压作用，近池底2的沼液吸出口吸出固含率较高的沼液，经外部循环管道从近液面的沼液进口以射流方式喷射回池内。
[0046]图3为沼气池内搅拌流场流线图(此图为使用计算流体力学软件模拟实际运行效果后获得)，射流流束卷带周围的液体一起运动，遇到池壁的阻挡，又在重力的作用下旋转下行。下行流至池底2再次遇阻，向中心旋转集中，形成上升流。上升流卷带固体物质，旋转向上直至液面处，进入下一个循环。
[0047]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池，其特征在于:包括池壁(I)、池底(2)、顶部集气罩(3)和两组外部循环管道，池底(2)和顶部集气罩(3)通过池壁(I)连接，每组外部循环管道位于池壁(I)的两个相对的侧面上，每组外部循环管道包括水平管道(4)和弯管(5)，水平管道(4)与池壁(I)的侧面连接，水平管道(4)位于池壁(I)的侧面上端，弯管(5)位于池壁(I)的侧面下端，弯管(5)与池壁(I)的侧面连接，循环泵分别与水平管道(4)和弯管(5)连接，循环泵保护罩(6)位于循环泵的外部。
2.根据权利要求1所述的侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池，其特征在于:所述水平管道⑷与池壁⑴的侧面成45°角连接； 或所述弯管(5)与池壁(I)的侧面成45°角连接。
3.根据权利要求1所述的侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池，其特征在于:所述弯管(5)是90度弯管； 或所述顶部集气罩(3)的外部设有锥形聚乙烯膜，以金属架支撑顶部集气罩(3); 或所述水平管道(4)与池壁(I)连接处为上部喷射口。
4.根据权利要求1所述的侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池，其特征在于:所述弯管(5)与池壁(I)连接处为下部沼液吸出口。
5.根据权利要求1所述的侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池，其特征在于:所述池壁(I)的竖截面形状为长4100mm、宽2700mm的长方形，宽高比为1: 1.5，壁厚度为200mm。
6.根据权利要求1所述的侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池，其特征在于:所述池底(2)为边长2700mm的正方形，壁厚度为200mm。
7.根据权利要求1所述的侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池，其特征在于:所述外部循环管道上部喷射口离池顶的距离为800mm，外部循环管道内径皆为110mm，外敷保温层，保温层的材质优选为岩棉。
8.根据权利要求1所述的侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池，其特征在于:所述外部循环管道下部沼液吸出口离池底(2)的距离为700_，管道内径皆为110_，外敷保温层，保温层的材质优选为岩棉。
9.根据权利要求1所述的侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池，其特征在于:所述循环泵的流量为200m3/h，扬程为30m。
10.根据权利要求1所述的侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池，其特征在于:所述循环泵保护罩(6)全封闭包裹在循环泵之上，材质为不锈钢，外敷保温层，保温层的材质优选为岩棉。
【专利摘要】本发明公开了一种侧置沼液外循环旋流搅拌沼气池，包括池壁(1)、池底(2)、顶部集气罩(3)和两组外部循环管道，池底(2)和顶部集气罩(3)通过池壁(1)连接，每组外部循环管道位于池壁(1)的两个相对的侧面上，每组外部循环管道包括水平管道(4)和弯管(5)，水平管道(4)与池壁(1)的侧面连接，水平管道(4)位于池壁(1)的侧面上端，弯管(5)位于池壁(1)的侧面下端，弯管(5)与池壁(1)的侧面连接，循环泵分别与水平管道(4)和弯管(5)连接，循环泵保护罩(6)位于循环泵的外部。本发明的池体结构简单，安装方便，便于运输，适用于农村地区，易推广。
【IPC分类】C12M1-107, C12M1-02
【公开号】CN104531507
【申请号】CN201410709136
【发明人】朱洪光, 王耀华
【申请人】同济大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月28日