專利名稱：一種秸稈混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種秸稈混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣的裝置，特別涉及一種二級(jí)中溫發(fā)酵處理 生物質(zhì)資源，即植物秸稈的纖維素原料、廚房生活垃圾、畜禽糞便污水混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣 的裝置。適合農(nóng)作物秸稈、廚房生活垃圾、畜禽糞便等的綜合利用，屬環(huán)境工程所需設(shè)備裝 置。
背景技術(shù)：
貫徹科學(xué)發(fā)展觀，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展，拓展資源再生利用，促進(jìn)生物質(zhì)能的科學(xué)利 用和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，越來(lái)越成為當(dāng)今世界發(fā)展的主題。作為世界經(jīng)濟(jì)支柱的石油資源預(yù)計(jì)在 數(shù)十年左右將會(huì)枯竭，因此，新的替代能源產(chǎn)品的開發(fā)研究迫在眉睫。而利用植物秸稈的纖 維素、廚房生活垃圾、畜禽糞便污水混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣的方法及裝置正可以解決資源與環(huán) 境的突出問題，實(shí)現(xiàn)木質(zhì)生物資源秸稈的合理利用，廚房生活垃圾、畜禽糞便等的循環(huán)經(jīng)濟(jì) 開發(fā)，產(chǎn)生清潔能源，減少環(huán)境污染，己經(jīng)成為目前研究的熱點(diǎn)。
植物秸稈作為發(fā)酵產(chǎn)沼氣的木質(zhì)生物資源隨著種類的不同，結(jié)構(gòu)與化學(xué)成分也存在差異， 有研究表明未經(jīng)預(yù)處理的天然狀態(tài)的木質(zhì)生物資源的酶解率小于20%，'而經(jīng)預(yù)處理后的水解 率可達(dá)理論值的90%以上。預(yù)處理方法的選擇主要從提高效率、降低成本、縮短處理時(shí)間和 簡(jiǎn)化工序等方面考慮。理想的預(yù)處理應(yīng)能滿足下列要求產(chǎn)生活性較高的纖維,反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)發(fā) 酵無(wú)明顯抑制作用；成本較低；固體殘余物較少，可實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的全利用。廚房生活垃圾、畜
禽糞便等的發(fā)酵產(chǎn)沼氣研究比較多，但綜合利用，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益較好的不多。沼氣作 為一種新型的再生能源，正是對(duì)生物質(zhì)能的有效利用，但目前還沒有一種將植物秸稈纖維、 廚房生活垃圾(包括動(dòng)植物油脂)以及畜禽糞便污水混合原料充分利用產(chǎn)沼氣的裝置?，F(xiàn)有 的傳統(tǒng)沼氣池預(yù)處理方式單一、處理原料單一，不能很好的解決高寒地區(qū)沼氣的冬季生產(chǎn)問 題，占地面積大，成本高、綜合利用率低、發(fā)酵不完全，對(duì)纖維素、糞污等的處理不徹底、 不迅速，綜合效益不高。 .
發(fā)明內(nèi)容
為了更好的實(shí)現(xiàn)一種二級(jí)中溫發(fā)酵處理生物質(zhì)資源，即植物秸稈的纖維素原料、廚房生 活垃圾、畜禽糞便污水混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣的裝置，本實(shí)用新型提供了一種秸稈混合原料發(fā) 酵產(chǎn)沼氣的裝置。它通過三種預(yù)處理方式，將這三種原料經(jīng)過特定的預(yù)處理后，按一定比例
1:1:3混合，每種原料的混合比例可以有10%-20%的浮動(dòng)，摩爾碳氮比控制在25-30:1，原料
3混合后進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵主池和副池。厭氧發(fā)酵主池有保溫隔熱層，內(nèi)有循環(huán)熱水(利用太陽(yáng)能、 其它能源以及所產(chǎn)沼氣發(fā)電的余熱對(duì)循環(huán)水集熱加溫)加溫，控制厭氧發(fā)酵為中溫或高溫發(fā) 酵，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恒溫控制及二級(jí)發(fā)酵，從而構(gòu)成一種秸稈混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣的裝置。本 實(shí)用新型的主要目標(biāo)為(l)各種原料的預(yù)處理方式不同，可以使原料發(fā)酵充分，提高發(fā)酵效 率和產(chǎn)氣率；(2)系統(tǒng)中可以為發(fā)酵菌種提供適宜生長(zhǎng)的溫度、酸堿度、生物菌床及厭氧環(huán)境； (3)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了二級(jí)發(fā)酵，生物菌種回流裝置，可進(jìn)一步提高生物質(zhì)資源的利用率，可將廢 棄生物質(zhì)中有毒有害微生物殺滅；(4)提高處理污水的化學(xué)需氧量(C0D)和生化需氧量(BOD) 的能力；(5)能在寒冷地區(qū)運(yùn)行穩(wěn)定高效生產(chǎn)沼氣；(6)厭氧發(fā)酵池為附著膜型消化器，實(shí)現(xiàn)不 同的水力滯留期、固體滯留期和微生物滯留期，從而提高效率；(7)厭氧發(fā)酵池為膜式沼氣池 建設(shè)成本低，經(jīng)濟(jì)效益高。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案為 一種秸稈混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣的裝置，作為一種沼 氣發(fā)生裝置，預(yù)處理方法的選擇主要從提高效率、降低成本、縮短處理時(shí)間和簡(jiǎn)化工序等方 面考慮，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了三種原料的預(yù)處理①秸稈原料的預(yù)處理將秸稈粉碎，長(zhǎng)度不 超過3厘米，放入有微孔的旋轉(zhuǎn)箱，用市售的復(fù)合生物發(fā)酵菌種拌勻，采用沼液(有一定溫 度)噴淋，動(dòng)態(tài)發(fā)酵法發(fā)酵水解，將秸稈發(fā)酵水解浸出液打入?yún)捬醢l(fā)酵主池。秸稈預(yù)處理池 為封閉箱體，底部有加溫裝置。②廚房生活垃圾預(yù)處理，將其去除雜質(zhì)與一定比例的畜禽糞 便污水混合經(jīng)過水解、調(diào)整PH值后打入?yún)捬醢l(fā)酵主池，③畜禽糞便污水預(yù)處理，調(diào)整其濃度， 一般固體含量為6%-10%，經(jīng)酸化，調(diào)整PH值后打入?yún)捬醢l(fā)酵主池。三種原料的混合比例為 1:1:3，每種原料的混合比例可以有10%-20%的浮動(dòng)，摩爾碳氮比控制在25-30:1 。厭氧發(fā)酵 主池有保溫隔熱層，內(nèi)有循環(huán)熱水(利用太陽(yáng)能、其它能源以及所產(chǎn)沼氣發(fā)電的余熱對(duì)循環(huán)水 集熱加溫)加溫，控制厭氧發(fā)酵為中溫或高溫發(fā)酵，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恒溫控制及二級(jí)發(fā)酵。厭 氧發(fā)酵主,池為附著膜型消化器，有攪拌裝置，池體為膜式結(jié)構(gòu)構(gòu)成，以高彈力尼龍布為基材， 內(nèi)層與糞污接觸表面設(shè)計(jì)為梯形褶皺，梯形表面為凹凸相間的圓柱小體，為發(fā)酵菌床，用于 發(fā)酵菌著床。K詳見本人專利寒冷地區(qū)增保溫叁層膜式沼氣池(專利號(hào)200810072870.4)〗。 厭氧發(fā)酵主池上設(shè)有進(jìn)料管、出料管、循環(huán)加熱盤管、沼氣出氣管、溫度探頭等組成，厭氧 發(fā)酵主池后連接有厭氧發(fā)酵副池，主池和副池體積比為l: 1.5，副池與主池結(jié)構(gòu)相同，有保 溫措施但無(wú)循環(huán)加熱盤管，厭氧發(fā)酵副池后連接沉淀池。沉淀池底部有污泥泵經(jīng)管道和厭氧 發(fā)酵主池連接，將未處理完全的原料污泥及生物菌種回流，沉淀池上部有水泵抽取沼液輸送 至秸稈預(yù)處理池對(duì)粉碎的秸稈進(jìn)行噴淋。厭氧發(fā)酵主、副池均連接沼氣出氣管，沼氣經(jīng)凈化、儲(chǔ)存后供用戶使用。
本實(shí)用新型的有益效果1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)了三種預(yù)處理方式，可同時(shí)處理秸稈、廚房生活垃 圾、畜禽糞便污水等可發(fā)酵有機(jī)物，提高發(fā)酵效率，解決了結(jié)殼、堵塞管道、浮渣等問題；2、 系統(tǒng)中可控制厭氧發(fā)酵為中溫或高溫發(fā)酵，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恒溫控制及二級(jí)發(fā)酵，可高效產(chǎn)沼 氣，同時(shí)二級(jí)發(fā)酵使發(fā)酵完全充分，避免了污水對(duì)環(huán)境的二次污染，提高了沼渣、沼液的利 用率；3、系統(tǒng)中有太陽(yáng)能循環(huán)熱水加溫，可保障寒冷地區(qū)運(yùn)行穩(wěn)定高效生產(chǎn)沼氣，有回流裝 置保障菌種發(fā)酵效率，處理原料充分；4、厭氧發(fā)酵池為附著膜型消化器，內(nèi)有發(fā)酵菌床，為 發(fā)酵菌提供適宜的環(huán)境，從而提高發(fā)酵效率、反應(yīng)速度，提高產(chǎn)氣量；5、系統(tǒng)為膜式沼氣池， 建設(shè)成本低，可實(shí)現(xiàn)高效率低能耗。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行高效，適合大、中型沼氣工 程及農(nóng)牧區(qū)，可利用本裝置對(duì)秸稈、廚房生活垃圾、養(yǎng)殖場(chǎng)及人糞便等糞污進(jìn)行高效發(fā)酵處 理生產(chǎn)沼氣，沼氣作為一種新的能源，不僅節(jié)約了資源，而且凈化了環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展， 同時(shí)，處理秸稈也可避免人們?nèi)紵斩拰?duì)環(huán)境造成的污染。


附圖l是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖，圖中虛線為料液液面，管道箭頭方向?yàn)閭鬏敺?向；圖中1、畜禽糞便預(yù)處理池；2、廚房生活垃圾預(yù)處理池；3、秸稈預(yù)處理池；4、有 微孔的旋轉(zhuǎn)箱；5、沼液噴淋頭；6、帶水泵的傳輸管道；7、沉淀池；8、氧化塘；9、帶污 泥泵的傳輸管道；10、沼氣凈化裝置；11、沼氣儲(chǔ)存裝置；12、攪拌裝置；13、厭氧發(fā)酵主 池；M、循環(huán)加熱盤管；15、溫度探頭；16、厭氧發(fā)酵副池。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一如圖所示的是一種秸稈混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣的裝置。本實(shí)用新型設(shè)計(jì) 了三種原料的預(yù)處理，為畜禽糞便預(yù)處理池(l)，廚房生活垃圾預(yù)處理池(2)，秸稈預(yù)處理池(3)， 其中秸稈預(yù)處理池(3)為封閉箱體，底部有加溫裝置，內(nèi)部有有微孔的旋轉(zhuǎn)箱(4)和沼液噴淋頭 (5)，三個(gè)預(yù)處理池通過帶污泥泵的傳輸管道和厭氧發(fā)酵主池Q3)連接，厭氧發(fā)酵主池微內(nèi)安裝 有攪拌裝置(1Z)、循環(huán)加熱盤管(14)和溫度探頭(15);厭氧發(fā)酵主池微通過帶污泥泵的傳輸管道和 厭氧發(fā)酵副池鵬連接，厭氧發(fā)酵副池鵬通過帶污泥泵的傳輸管道(9)和沉淀池CO連接；沉淀池 (7)底部通過帶污泥泵的傳輸管道和厭氧發(fā)酵主池(13)連接，沉淀池(7)上部通過帶水泵的傳輸管 道(6)同秸稈預(yù)處理池(3)中的沼液噴淋頭(5)連接，沉淀池(7)上部另一側(cè)和氧化塘(8)連接，處理 后排放；厭氧發(fā)酵主池(13)和厭氧發(fā)酵副池鵬上部連接沼氣管道同沼氣凈化裝置(抑和沼氣儲(chǔ)存 裝置ai)連接，然后連接用戶。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)原料的預(yù)處理在秸稈預(yù)處理池(3)中將秸稈粉碎,長(zhǎng)度不超過3厘米，放入有微孔的旋轉(zhuǎn)箱(4)，用市售的復(fù)合生物發(fā)酵菌種拌勻，采用沼液噴 淋頭(5)噴淋(有一定溫度)，動(dòng)態(tài)發(fā)酵法發(fā)酵，將秸稈發(fā)酵浸出液打入?yún)捬醢l(fā)酵主池(13)。秸稈 預(yù)處理池(3)為封閉箱體，底部有加溫裝置。在廚房生活垃圾預(yù)處理池(2)中，將其去除雜質(zhì)與 一定比例的畜禽糞便污水混合經(jīng)過水解、調(diào)整PH值后打入?yún)捬醢l(fā)酵主池(13);在畜禽糞便預(yù)處 理池(1)中，調(diào)整畜禽糞便污水濃度， 一般固體含量為6%-10%,經(jīng)酸化，調(diào)整PH值后打入?yún)?氧發(fā)酵主池03)。三種原料的混合比例為1:1:3，每種原料的混合比例可以有10%-20%的浮動(dòng)， 摩爾碳氮比控制在25-30:1。厭氧發(fā)酵主池(13)有保溫隔熱層，內(nèi)有循環(huán)加熱盤管(14)(利用太陽(yáng) 能、其它能源以及所產(chǎn)沼氣發(fā)電的余熱對(duì)循環(huán)水集熱加溫)加溫，通過溫度探頭(15)控制厭氧 發(fā)酵為中溫或高溫發(fā)酵，用攪拌裝置(0攪拌，發(fā)酵完成進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵副池鵬，迸而實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 恒溫控制及二級(jí)發(fā)酵，發(fā)酵完成進(jìn)入沉淀池(7)。沉淀池(7)中的沼液可以噴淋秸稈，沼渣、污 泥部分回流入?yún)捬醢l(fā)酵主池(13)，其余流入氧化塘(8)處理后排放。兩發(fā)酵池產(chǎn)生的沼氣經(jīng)沼氣
凈化裝置柳和沼氣儲(chǔ)存裝置m)處理，然后連接用戶。
具體實(shí)施方式
二
如圖所示，本實(shí)施方式是在具體實(shí)施方式
一的基礎(chǔ)上將秸稈預(yù)處理池(3)為封閉箱體，采 取保溫措施，底部有加溫，控制溫度為中溫或高溫，秸稈預(yù)處理效率提高。
具體實(shí)施方式
三
如圖所示，本實(shí)施方式是在具體實(shí)施方式
一的基礎(chǔ)上將三個(gè)預(yù)處理池均采取保溫措施， 底部有加溫，控制溫度為中溫或高溫，全部料液預(yù)處理效率提高。
具體實(shí)施方式
四-
如圖所示，本實(shí)施方式是在具體實(shí)施方式
一的基礎(chǔ)上將厭氧發(fā)酵副池柳增加循環(huán)加熱盤 管(14)，控制溫度為中溫或高溫，全部料液發(fā)酵效率提高。 .
具體實(shí)施方式
五
如圖所示，本實(shí)施方式是在具體實(shí)施方式
一的基礎(chǔ)上將厭氧發(fā)酵主、副池材料由膜式沼 氣池改為混凝土或鋼結(jié)構(gòu)沼氣池。
具體實(shí)施方式
六-
如圖所示，本實(shí)施方式是在具體實(shí)施方式
一的基礎(chǔ)上將增加一個(gè)厭氧發(fā)酵池，系統(tǒng)由二 級(jí)中、高溫發(fā)酵變?yōu)槿?jí)中、高溫發(fā)酵，全部料液發(fā)酵效率進(jìn)一步提高。
權(quán)利要求1.一種秸稈混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣的裝置，其特征是設(shè)計(jì)了三種原料的預(yù)處理，為畜禽糞便預(yù)處理池(1)，廚房生活垃圾預(yù)處理池(2)，秸稈預(yù)處理池(3)，其中秸稈預(yù)處理池(3)為封閉箱體，底部有加溫裝置，內(nèi)部有有微孔的旋轉(zhuǎn)箱(4)和沼液噴淋頭(5)，三個(gè)預(yù)處理池通過帶污泥泵的傳輸管道和厭氧發(fā)酵主池(13)連接，厭氧發(fā)酵主池(13)內(nèi)安裝有攪拌裝置(12)、循環(huán)加熱盤管(14)和溫度探頭(15)；厭氧發(fā)酵主池(13)通過帶污泥泵的傳輸管道和厭氧發(fā)酵副池(16)連接，主池和副池體積比為1∶1.5，厭氧發(fā)酵副池(16)通過帶污泥泵的傳輸管道(9)和沉淀池(7)連接；沉淀池(7)底部通過帶污泥泵的傳輸管道和厭氧發(fā)酵主池(13)連接，沉淀池(7)上部通過帶水泵的傳輸管道(6)同秸稈預(yù)處理池(3)中的沼液噴淋頭(5)連接，沉淀池(7)上部另一側(cè)和氧化塘(8)連接，處理后排放；厭氧發(fā)酵主池(13)和厭氧發(fā)酵副池(16)上部連接沼氣管道同沼氣凈化裝置(10)和沼氣儲(chǔ)存裝置(11)連接，然后連接用戶。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種秸稈混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣的裝置，其特征是秸稈預(yù)處理 池(3)為封閉箱體，采取保溫措施，底部有加溫裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種秸稈混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣的裝置，其特征是三個(gè)預(yù)處理 池均采取保溫措施，底部有加溫裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種秸稈混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣的裝置，其特征是所述的厭氧 發(fā)酵池為附著膜型消化器，有保溫隔熱層，內(nèi)有發(fā)酵菌床，有攪拌裝置、溫度控制裝置及加 熱裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種秸稈混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣的裝置，其特征是所述的厭氧 發(fā)酵池為膜式沼氣池，也可以為混凝土或鋼結(jié)構(gòu)沼氣池。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種秸稈混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣的裝置，其特征是所述的一種 秸稈混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣的裝置為二級(jí)發(fā)酵，也可以為三級(jí)發(fā)酵。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種秸稈混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣的裝置，特別涉及一種二級(jí)中溫發(fā)酵處理植物秸稈的纖維素、廚房生活垃圾、畜禽糞便污水混合原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣的裝置。適合農(nóng)作物秸稈、廚房生活垃圾、畜禽糞便等的綜合利用，屬環(huán)境工程所需設(shè)備裝置。本實(shí)用新型通過三種預(yù)處理方式，將這三種原料經(jīng)過預(yù)處理后，按一定比例1∶1∶3混合，每種原料的混合比可有10％-20％的浮動(dòng)，摩爾碳氮比控制在25-30∶1，混合后進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵主池和副池，主池和副池體積比為1∶1.5，厭氧發(fā)酵主池有保溫隔熱層，內(nèi)有發(fā)酵菌床，有攪拌裝置、溫度控制裝置及循環(huán)熱水加溫裝置，可同時(shí)處理植物秸稈、廚房生活垃圾、畜禽糞便污水，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恒溫控制及二級(jí)發(fā)酵，產(chǎn)氣率高。
文檔編號(hào)C12M1/02GK201372280SQ200820228858

公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者劉軍林 申請(qǐng)人:新疆西域牧歌農(nóng)業(yè)科技有限公司;劉軍林