本發(fā)明涉及廢物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種植物秸稈降解和厭氧發(fā)酵制沼氣的裝置及使用方法。

背景技術(shù)：

我國資源豐富，但隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長，資源消耗巨大，面臨著能源危機(jī)，而廢物的資源化利用是一個有效的途徑。我國現(xiàn)行固體廢物污染環(huán)境防治法和國家環(huán)境保護(hù)“十三五”規(guī)劃均規(guī)定，鼓勵廢棄物的資源化利用，減少對環(huán)境的污染。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中植物秸稈產(chǎn)生量大，焚燒后嚴(yán)重污染空氣，隨意堆棄，污染地下水。植物秸稈的資源化利用是目前一條有效的途徑，而厭氧發(fā)酵制備沼氣資源化利用率高，有效的防護(hù)后，對環(huán)境無污染。目前對植物秸稈發(fā)酵處理以制肥和制備沼氣為主，主要授權(quán)或公開的專利包括：一種利用秸稈直接制肥的方法及制備的秸稈有機(jī)肥(201610131358.7)、一種利用打捆秸稈與畜禽糞便聯(lián)合產(chǎn)沼氣的方法(201610275437.5)、水稻秸稈制取沼氣的方法(201510952705.8)、全自動沼氣池(201510843855.5)、一種農(nóng)業(yè)廢棄物資源化集成利用的方法(201510591341.5)、集約化蔬菜區(qū)有機(jī)廢棄物資源化高效厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的方法(201510424607.7)、一種利用秸稈微生物發(fā)酵合成速效緩釋一體高效生態(tài)復(fù)合肥的智能制備系統(tǒng)及制備方法(201510240084.0)、凹凸棒土混合作物秸稈及糞便發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法(201510029537.5)、一種有機(jī)廢棄物混合發(fā)酵制沼氣的處理方法(201510024879.8)、戶用純秸稈沼氣發(fā)酵工藝(201510015455.5)、一種利用農(nóng)業(yè)廢棄物低溫發(fā)酵沼氣的方法(201410842173.8)、一種利用高木質(zhì)纖維素含量蔬菜秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的方法(201410749349.5)、沼氣的制備方法(201410739645.7)、一種利用回收的沼液噴淋秸稈的干式厭氧發(fā)酵裝置(201410675397.4)、一種農(nóng)村生活垃圾分類和能源化利用的方法(201410416325.8)、藍(lán)藻、蘆葦和水稻秸稈干法厭氧發(fā)酵制沼氣的工藝(201410334984.7)、一種分散式養(yǎng)豬戶糞便和秸稈混合發(fā)酵制沼氣發(fā)電技術(shù)(201410262068.7)等，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)利用秸稈制備沼氣的目的，但是產(chǎn)氣率低，處理成本高，推廣應(yīng)用困難。

因此，開發(fā)一種植物秸稈降解和厭氧發(fā)酵制沼氣的裝置及使用方法具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種植物秸稈降解和厭氧發(fā)酵制沼氣的裝置及使用方法，克服常規(guī)發(fā)酵處理方法需要粉碎植物秸稈的弊病，克服傳統(tǒng)方法成本高和推廣困難的缺點(diǎn)，同時解決傳統(tǒng)方法產(chǎn)氣率低的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種植物秸稈降解和厭氧發(fā)酵制沼氣的裝置及使用方法，其特征在于：該裝置包括降解池和發(fā)酵池，降解池的池壁上設(shè)置提升振動器，在支撐桿上分層堆放植物秸稈和人畜糞便，同時拌入降解菌，發(fā)酵堆體設(shè)置通氣排渣通道，通過抽取發(fā)酵池內(nèi)的沼液，循環(huán)至降解池池頂蓋板上的通氣噴液口噴入沼液，調(diào)整植物秸稈和人畜糞便的濕度；降解后的混合料通過過濾器、進(jìn)料管、排渣泵、排料主管和排料支管輸送到發(fā)酵池內(nèi)厭氧發(fā)酵制備沼氣，排料主管上設(shè)置防止回流的截止閥；發(fā)酵池頂蓋上設(shè)置排氣口，發(fā)酵池的一側(cè)池底設(shè)置過濾器，通過排液泵的抽排使沼液通過排液管輸送到降解池的噴液口。

所述的發(fā)酵池內(nèi)過濾器和排液管一側(cè)側(cè)壁上設(shè)置刻度標(biāo)示，在該處頂部的蓋板上設(shè)置液位觀測孔，液位觀測孔采用密封蓋密封，密封蓋采用透明的玻璃或塑料制備。

所述的降解池的底板在過濾器位置為邊長為1.0～1.5m的矩形，其余位置設(shè)置成坡形，其坡度為20～30°，過濾器位置為坡底，整個底部的上底面鋪設(shè)一層玻璃或瓷磚。

所述的降解池內(nèi)先放置植物秸稈，后放置人畜糞便，植物秸稈每層的厚度為300～500mm，人畜糞便加入干重量不小于植物秸稈干重的25％。

所述降解池內(nèi)的過濾器過濾網(wǎng)孔徑為15～30mm，進(jìn)料管內(nèi)徑為80～100mm，堆料的通氣排渣通道寬為200～300mm；支撐桿上設(shè)置過濾網(wǎng)，其孔徑為20～30mm，支撐桿距降解池底板的最小距離大于等于0.3m；通氣噴液口噴沼液量至植物秸稈含水量達(dá)到55％～65％時停止。

所述的降解池每次堆料完成發(fā)酵時間為15～30天，起始發(fā)酵溫度大于15℃，每2天提升振動一次，振動后開啟排渣泵，同時打開通氣噴液口輸送空氣，控制時間5～10分鐘。

所述的發(fā)酵池的池底設(shè)置排液支管，呈放射狀均勻布置，其內(nèi)徑為50～80mm，抽排沼液的過濾器孔徑為5～10mm。

所述的發(fā)酵池的體積為降解池的0.55～0.75倍，當(dāng)發(fā)酵池日產(chǎn)氣量低于前期平均產(chǎn)氣量的40％或低于使用需求量時終止發(fā)酵，通過排料支管排出沼渣，降解池含水量首次調(diào)整和發(fā)酵池中含水量的調(diào)整均通過添加有機(jī)廢水完成。

有益效果：本發(fā)明能夠有效的利用植物秸稈和人畜糞便，實(shí)現(xiàn)廢物的資源化利用；本發(fā)明采用降解池和發(fā)酵池雙池工藝，產(chǎn)氣率高；本發(fā)明資源化利用水平高，發(fā)酵完成后的沼渣制備有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用；本發(fā)明所用的原料來源廣泛，處理量大，可操作性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明裝置的底平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中所示的1、降解池，2、發(fā)酵池，3、支撐桿，4、植物秸稈，5、人畜糞便，6、通氣排渣通道，7、提升振動器，8、過濾器，9、進(jìn)料管，10、池頂蓋板，11、通氣噴液口，12、池壁，13、排渣泵，14、截止閥，15、排料主管，16、排料支管，17、發(fā)酵池頂蓋，18、排氣口，19、排液管，20、液位觀測孔，21、池底，22、排液泵。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明是針對植物秸稈不需要粉碎，采用先好氧發(fā)酵降解，后厭氧發(fā)酵制備沼氣的方法，發(fā)酵完成后的沼渣制備有機(jī)肥，是廢物的資源化利用。

以下結(jié)合實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，具體實(shí)施步驟如下：

實(shí)例1：玉米秸稈制備沼氣

如圖1和圖2所示，制備降解池1和發(fā)酵池2，降解池1的容積為70m³，發(fā)酵池2的容積為52.5m³，植物秸稈4采用玉米秸稈；降解池1的池壁12上設(shè)置提升振動器7，在支撐桿3上分層堆放植物秸稈4和人畜糞便5，同時拌入降解菌，發(fā)酵堆體設(shè)置通氣排渣通道6，通過抽取發(fā)酵池2內(nèi)的沼液，循環(huán)至降解池1池頂蓋板10上的通氣噴液口11噴入沼液，調(diào)整玉米秸稈和人畜糞便5的濕度；降解后的混合料通過過濾器8、進(jìn)料管9、排渣泵13、排料主管15和排料支管16輸送到發(fā)酵池2內(nèi)厭氧發(fā)酵制備沼氣，排料主管15上設(shè)置防止回流的截止閥14；發(fā)酵池頂蓋17上設(shè)置排氣口18，發(fā)酵池2的一側(cè)池底設(shè)置過濾器8，通過排液泵22的抽排使沼液通過排液管19輸送到降解池1的噴液口11。

發(fā)酵池2內(nèi)過濾器8和排液管19一側(cè)側(cè)壁12上設(shè)置刻度標(biāo)示，在該處頂部的蓋板上設(shè)置液位觀測孔20，液位觀測孔20采用密封蓋密封，密封蓋采用透明的玻璃制備。

降解池1的底板在過濾器8位置為邊長為1.5m的矩形，其余位置設(shè)置成坡形，其坡度為30°，過濾器8位置為坡底，整個底部的上底面鋪設(shè)一層玻璃。

降解池1內(nèi)先放置玉米秸稈，后放置人畜糞便5，植物秸稈每層的厚度為500mm，人畜糞便5加入干重量不小于植物秸稈4干重的25％。

降解池1內(nèi)的過濾器8過濾網(wǎng)孔徑為30mm，進(jìn)料管9孔內(nèi)徑為100mm，堆料的通氣排渣通道6寬為300mm；支撐桿3上設(shè)置過濾網(wǎng)，其孔徑為30mm，支撐桿3距降解池1底板的最小距離為0.5m；通氣噴液口11噴沼液至玉米秸稈含水量達(dá)到55％～65％時停止。

降解池1每次堆料完成發(fā)酵時間為20天，起始發(fā)酵溫度大于15℃，每2天提升振動一次，振動后開啟排渣泵13，同時打開通氣噴液口11輸送空氣，控制時間10分鐘。

發(fā)酵池2的池底21設(shè)置排液支管16，呈放射狀均勻布置，其內(nèi)徑為80mm，抽排沼液的過濾器8孔徑為10mm。

當(dāng)發(fā)酵池2日產(chǎn)氣量低于使用需求量時終止發(fā)酵，通過排料支管16排出沼渣，沼渣用于制備有機(jī)肥，降解池1含水量首次調(diào)整和發(fā)酵池2中含水量的調(diào)整均通過添加有機(jī)廢水完成。

實(shí)例2：稻草制備沼氣

如圖1和圖2所示，制備降解池1和發(fā)酵池2，降解池1的容積為15m³，發(fā)酵池2的容積為8.25m³，植物秸稈4采用稻草。

降解池1的底板在過濾器8位置為邊長為1.0m的矩形，其余位置設(shè)置成坡形，其坡度為20°，過濾器8位置為坡底，整個底部的上底面鋪設(shè)一層玻璃；降解池1內(nèi)的過濾器8過濾網(wǎng)孔徑為15mm，進(jìn)料管9孔內(nèi)徑為80mm，堆料的通氣排渣通道6寬為200mm；支撐桿3上設(shè)置過濾網(wǎng)，其孔徑為20mm，支撐桿3距降解池1底板的最小距離為0.3m；通氣噴液口11在噴沼液量至稻草含水量達(dá)到55％～65％時停止；降解池1每次堆料完成發(fā)酵時間為15天，起始發(fā)酵溫度大于15℃，每2天提升振動一次，振動后開啟排渣泵13，同時打開通氣噴液口11輸送空氣，控制時間5分鐘。

發(fā)酵池2液位觀測孔20采用密封蓋密封，密封蓋采用透明的塑料制備；降解池1內(nèi)的先放置稻草，后放置人畜糞便5，稻草每層的厚度為300mm，人畜糞便5加入干重量不小于稻草干重的25％；發(fā)酵池2的池底21設(shè)置排液支管16，呈放射狀均勻布置，其內(nèi)徑為50mm，抽排沼液的過濾器8孔徑為5mm；當(dāng)發(fā)酵池2日產(chǎn)氣量低于前期平均產(chǎn)氣量的40％時終止發(fā)酵。

發(fā)酵效果：實(shí)例1和實(shí)例2較常規(guī)方法分別提高產(chǎn)氣量17％和21％，實(shí)現(xiàn)廢物的充分利用。