氣壓擾動(dòng)型有機(jī)廢物無(wú)害化處理系統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)生甲烷的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公布了氣壓擾動(dòng)型有機(jī)廢物無(wú)害化處理系統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)生甲烷的方法，由于出料管排水管上設(shè)置有出料管內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅胨畨洪g的單向閥，布菌排水管上設(shè)置有水壓間內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅氚l(fā)酵腔室的單向閥，沼液只能通過(guò)出料管排水管單向流入水壓間內(nèi)，并將富含菌種的沼液帶入水壓間內(nèi)；當(dāng)通過(guò)導(dǎo)氣裝置導(dǎo)出儲(chǔ)氣板內(nèi)存儲(chǔ)的沼氣時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓下降，水壓間內(nèi)存儲(chǔ)的沼液液面下降，只能通過(guò)布菌排水管單向回流至發(fā)酵腔室內(nèi)，由于布菌裝置延伸至發(fā)酵腔室內(nèi)的各個(gè)發(fā)酵區(qū)，水壓間內(nèi)富含菌種的沼液回流，可以充分的促進(jìn)菌種在各個(gè)發(fā)酵區(qū)內(nèi)混合，從而促進(jìn)菌種的均勻分布，進(jìn)一步的提高發(fā)酵效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
氣壓擾動(dòng)型有機(jī)廢物無(wú)害化處理系統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)生甲烷的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種新能源、發(fā)酵領(lǐng)域，特別涉及沼氣發(fā)酵系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]現(xiàn)有的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的導(dǎo)氣管采用大多采用混泥土澆筑并固定于儲(chǔ)氣板頂部，并且周邊的氣密性不高，周邊漏氣難堵；由于沼氣池的發(fā)酵原料大多采用家畜糞便，糞便腐爛過(guò)程中容易滋生各種蟲(chóng)類(lèi)，昆蟲(chóng)爬入導(dǎo)氣管內(nèi)造成阻塞，難清理；當(dāng)導(dǎo)氣管內(nèi)有集水時(shí)，難排出；最為突出的問(wèn)題是，導(dǎo)氣管斷裂時(shí)，由于難更換，可以導(dǎo)致整個(gè)沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的報(bào)廢。
[0003]目前的水壓式沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的沼氣存儲(chǔ)空間是指設(shè)置于發(fā)酵腔室兩端的進(jìn)料管擋氣板、出料管擋氣板之間的區(qū)域，當(dāng)較長(zhǎng)時(shí)間不使用存儲(chǔ)的沼氣時(shí)，存儲(chǔ)的沼氣從進(jìn)料管擋氣板、出料管擋氣板的底部溢出，并進(jìn)入空氣中，從而造成浪費(fèi);現(xiàn)有的沼氣存儲(chǔ)空間有限。
[0004]影響沼氣發(fā)酵效率以及產(chǎn)氣量最重要的因素是發(fā)酵原料、菌種、溫度，當(dāng)發(fā)酵原料、菌種的均勻分布，微生物充分分解發(fā)酵原料，產(chǎn)生出較多的沼氣并使得沼氣存儲(chǔ)腔室內(nèi)的溫度升高，進(jìn)一步促進(jìn)發(fā)酵;現(xiàn)有的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)由于沼液流動(dòng)性差，造成發(fā)酵原料大量積聚于進(jìn)料口處，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)酵后并且含有大量菌種的沼液主要積聚于出料口出，從而造成發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)酵原料與菌種的分布不均勻，抑制了發(fā)酵效率，降低產(chǎn)氣量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種促進(jìn)沼液對(duì)流，促進(jìn)菌種均勻分布的發(fā)酵系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)采用泥封結(jié)構(gòu)的出氣裝置，在出氣管損壞或阻塞情況下，可以快速更換或疏通;并且采用輔助儲(chǔ)氣裝置，增大沼氣的存儲(chǔ)空間。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下。[〇〇〇7]氣壓擾動(dòng)型有機(jī)廢物無(wú)害化處理系統(tǒng)，其包括進(jìn)料管、出料管、發(fā)酵腔室、水壓間、 輔助儲(chǔ)氣裝置，進(jìn)料管、出料管分別設(shè)置于發(fā)酵腔室的兩端，出料管與水壓間之間設(shè)置有出料管排水管;發(fā)酵腔室的頂部為儲(chǔ)氣板，水壓間安裝于儲(chǔ)氣板的上方，儲(chǔ)氣板與進(jìn)料管連接位置處設(shè)置有豎直方向布置的進(jìn)料管擋氣板，儲(chǔ)氣板與出料管連接位置處設(shè)置有豎直方向布置的出料管擋氣板；上述輔助儲(chǔ)氣裝置包括內(nèi)箱體、外箱體，內(nèi)箱體布置于儲(chǔ)氣板內(nèi)并與儲(chǔ)氣板內(nèi)側(cè)壁連接，內(nèi)箱體的側(cè)壁與儲(chǔ)氣板的內(nèi)側(cè)壁之間圍合成內(nèi)箱體腔室，儲(chǔ)氣板上設(shè)置有位于內(nèi)箱體底板與儲(chǔ)氣板接觸處上方的第一水流孔，外箱體內(nèi)布置有輔助儲(chǔ)氣板，外箱體與儲(chǔ)氣板的外側(cè)壁相連接并且外箱體底部開(kāi)設(shè)有與第一水流孔相連通的第二水流孔，輔助儲(chǔ)氣板安裝于外箱體的內(nèi)壁并且位于第二水流孔的正上方，輔助儲(chǔ)氣板設(shè)置有豎直向下的輔助擋氣板；儲(chǔ)氣板上設(shè)置有若干位于進(jìn)料管擋氣板與出料管擋氣板之間的擋氣板，進(jìn)/出料管擋氣板與相鄰的擋氣板之間形成一個(gè)發(fā)酵區(qū)、相鄰的擋氣板之間形成一個(gè)發(fā)酵區(qū)；每個(gè)發(fā)酵區(qū)頂部都設(shè)置有安裝于儲(chǔ)氣板的相互獨(dú)立的導(dǎo)氣裝置；水壓間還連接有布菌裝置，布菌裝置包括布菌排水管、布菌管，若干布菌排水管連接于水壓間的底部并且分別布置于每個(gè)發(fā)酵區(qū)內(nèi)，布菌排水管的底部連接布菌管，布菌管沿發(fā)酵腔室的路徑方向布置并分布于各個(gè)發(fā)酵區(qū)內(nèi)，布菌管上設(shè)置有若干豎直方向貫穿的布菌孔；所述的導(dǎo)氣裝置包括外管、導(dǎo)氣管，外管安裝于儲(chǔ)氣板的頂部，外管內(nèi)設(shè)置有與導(dǎo)氣管底部凸起塊相匹配的空腔，外管的底部還設(shè)置有與導(dǎo)氣管底部凸起塊相匹配的限位臺(tái)階， 外管空腔內(nèi)填充有位于導(dǎo)氣管底部凸起塊上部的泥封層，外管空腔內(nèi)還填充有位于泥封層上部的水潤(rùn)層；出料管排水管上設(shè)置有出料管內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅胨畨洪g的單向閥，布菌排水管上設(shè)置有水壓間內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅氚l(fā)酵腔室的單向閥。[〇〇〇8]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0009]進(jìn)、出料管擋氣板底部所在的水平面低于設(shè)置于進(jìn)、出料管擋氣板之間的擋氣板底部所在的水平面。[〇〇1〇]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0011]水壓間上設(shè)置有通氣管，通過(guò)通氣管保證水壓間內(nèi)的氣壓與外部氣壓一致，避免形成密閉空間。
[0012]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0013]外管上部還設(shè)置有蓋體，導(dǎo)氣管穿過(guò)蓋體的中心位置;通過(guò)蓋體將外管的內(nèi)腔與外部隔絕，防止外部雜物落入潤(rùn)水層中。
[0014]氣壓擾動(dòng)型有機(jī)廢物無(wú)害化處理系統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)生甲烷的方法，其步驟包括:將發(fā)酵原料經(jīng)過(guò)進(jìn)料管倒入發(fā)酵腔室內(nèi)，儲(chǔ)氣板上設(shè)置有若干位于進(jìn)料管擋氣板與出料管擋氣板之間的擋氣板，進(jìn)/出料管擋氣板與相鄰的擋氣板之間形成一個(gè)發(fā)酵區(qū)、相鄰的擋氣板之間形成一個(gè)發(fā)酵區(qū)，由于發(fā)酵原料、菌種等因素的影響，促進(jìn)沼液在各個(gè)發(fā)酵區(qū)之間相互對(duì)流；發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液流動(dòng)過(guò)程:隨著沼氣氣壓的增大，將擠壓發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液流向進(jìn)料管、出料管、布菌裝置，由于出料管排水管上設(shè)置有出料管內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅胨畨洪g的單向閥，布菌排水管上設(shè)置有水壓間內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅氚l(fā)酵腔室的單向閥，沼液只能通過(guò)出料管排水管單向流入水壓間內(nèi)，并將富含菌種的沼液帶入水壓間內(nèi)；當(dāng)通過(guò)導(dǎo)氣裝置導(dǎo)出儲(chǔ)氣板內(nèi)存儲(chǔ)的沼氣時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓下降，水壓間內(nèi)存儲(chǔ)的沼液液面下降，只能通過(guò)布菌排水管單向回流至發(fā)酵腔室內(nèi)，由于布菌裝置延伸至發(fā)酵腔室內(nèi)的各個(gè)發(fā)酵區(qū)，水壓間內(nèi)富含菌種的沼液回流，可以充分的促進(jìn)菌種在各個(gè)發(fā)酵區(qū)內(nèi)混合，從而促進(jìn)菌種的均勻分布，進(jìn)一步的提高發(fā)酵效率；輔助集氣過(guò)程:隨著沼氣氣壓的增大，將擠壓發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液流向進(jìn)料管、出料管并使得儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼液液面下降，與此同時(shí)，內(nèi)箱體內(nèi)的清水液面也下降，通過(guò)第一水流孔、 第二水流孔流入外箱體內(nèi)，內(nèi)箱體內(nèi)的清水液面持續(xù)下降并低于第一水流孔、第二水流孔的最高點(diǎn)時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣將通過(guò)第一水流孔、第二水流孔流入外箱體內(nèi)并逐步積聚于輔助儲(chǔ)氣板內(nèi)；內(nèi)箱體內(nèi)的清水流入外箱體內(nèi)時(shí)，使得外箱體內(nèi)的清水液面上升并通過(guò)第三水流孔流入輔助水壓間中；當(dāng)使用儲(chǔ)氣板內(nèi)存儲(chǔ)的沼氣時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓下降，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼液液面回升并且外箱體內(nèi)存儲(chǔ)的清水也逐步回流至內(nèi)箱體中；排氣過(guò)程:由于儲(chǔ)氣板頂部安裝有導(dǎo)氣裝置，該導(dǎo)氣裝置包括外管、導(dǎo)氣管，外管安裝于儲(chǔ)氣板的頂部，外管內(nèi)設(shè)置有與導(dǎo)氣管底部凸起塊相匹配的空腔，外管的底部還設(shè)置有與導(dǎo)氣管底部凸起塊相匹配的限位臺(tái)階，外管空腔內(nèi)填充有位于導(dǎo)氣管底部凸起塊上部的泥封層，外管空腔內(nèi)還填充有位于泥封層上部的水潤(rùn)層；當(dāng)儲(chǔ)氣板內(nèi)積聚有沼氣時(shí)，如果水潤(rùn)層有連續(xù)的氣泡，則說(shuō)明泥封層的密封效果不好，需要重新填埋泥封層;通過(guò)導(dǎo)氣管既可以導(dǎo)出儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓降低時(shí)，進(jìn)料管、出料管內(nèi)的沼液液面將下降并流入發(fā)酵腔室內(nèi)，補(bǔ)償儲(chǔ)氣板內(nèi)缺少的沼氣體積。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:通過(guò)泥封結(jié)構(gòu)安裝導(dǎo)氣管，當(dāng)導(dǎo)氣管斷裂或者阻塞時(shí)，方便更換或疏通，并且可以通過(guò)設(shè)置于泥封層上部的水潤(rùn)層觀測(cè)是否漏氣；輔助儲(chǔ)氣裝置是采用分離水壓式結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展沼氣存儲(chǔ)空間，并且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng);通過(guò)多種沼液對(duì)流攪拌方案，高效促進(jìn)菌種的均勻分布，提升系統(tǒng)的發(fā)酵效率。【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖做簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的導(dǎo)氣裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明的輔助儲(chǔ)氣裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明的另一種更為完善的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中標(biāo)示為:110、進(jìn)料管；112、進(jìn)料管排水管；120、出料管；122、出料管排水管； 130、儲(chǔ)氣板；132、進(jìn)料管擋氣板；134、第一擋氣板；136、第二擋氣板；138、出料管擋氣板； 140、水壓間；142、通氣管；150、布菌排水管；152、布菌管。[〇〇22]300、導(dǎo)氣裝置;310、外管;320、導(dǎo)氣管;330、蓋體;340、泥封層;350、水潤(rùn)層。[〇〇23]400、輔助儲(chǔ)氣裝置;410、內(nèi)箱體;420、外箱體;430、輔助儲(chǔ)氣板;440、輔助擋氣板；450、第一水流孔;460、第二水流孔;470、輔助水壓間；480、第三水流孔?！揪唧w實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下，所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0025]如圖1所示，活動(dòng)式沼氣出氣系統(tǒng)，其包括進(jìn)料管110、出料管120、發(fā)酵腔室、水壓間140,進(jìn)料管110、出料管120分別設(shè)置于發(fā)酵腔室的兩端，水壓間140安裝于發(fā)酵腔室的上方，進(jìn)料管110與水壓間140之間設(shè)置有進(jìn)料管排水管112,出料管120與水壓間140之間設(shè)置有出料管排水管122;發(fā)酵腔室的頂部為儲(chǔ)氣板130,儲(chǔ)氣板130與進(jìn)料管110連接位置處設(shè)置有豎直方向布置的進(jìn)料管擋氣板132,儲(chǔ)氣板130與出料管120連接位置處設(shè)置有豎直方向布置的出料管擋氣板138;儲(chǔ)氣板130上安裝有導(dǎo)氣裝置300。
[0026]發(fā)酵原料通過(guò)進(jìn)料管110進(jìn)入發(fā)酵腔室內(nèi)，并在發(fā)酵腔室內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣向上流動(dòng)并積聚于儲(chǔ)氣板130內(nèi)，隨著繼續(xù)的發(fā)酵以及沼氣氣壓的增大，儲(chǔ)氣板 130內(nèi)的沼氣氣壓大于外部大氣氣壓，從而擠壓發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液流向進(jìn)料管、出料管，進(jìn)料管、出料管內(nèi)的沼液液面逐漸上升，并分別達(dá)到進(jìn)料管排水管、出料管排水管的最低點(diǎn)， 并流入水壓間140內(nèi)；當(dāng)儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼液液面達(dá)到進(jìn)料管擋氣板或者出料管擋氣板的最低點(diǎn)時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣存儲(chǔ)量達(dá)到最大值，繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣將從進(jìn)料管擋氣板或者出料管擋氣板的底部溢出，并流入發(fā)酵系統(tǒng)外部;安裝于儲(chǔ)氣板130頂部的導(dǎo)氣裝置300用于導(dǎo)出儲(chǔ)氣板內(nèi)存儲(chǔ)的沼氣，當(dāng)導(dǎo)出儲(chǔ)氣板內(nèi)存儲(chǔ)的沼氣時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓下降，并使得進(jìn)料管、出料管內(nèi)的沼液液面逐步下降，并促使水壓間內(nèi)存儲(chǔ)的沼液回流，并促進(jìn)一定范圍內(nèi)的沼液對(duì)流、促進(jìn)部分菌種相互流動(dòng)。
[0027]本發(fā)明所采用的發(fā)酵原料為有機(jī)廢物，主要包括植物秸桿、動(dòng)物糞便、生活污水等，通過(guò)發(fā)酵處理，將有機(jī)廢物進(jìn)行無(wú)害化處理，從而保護(hù)環(huán)境。[〇〇28] 如圖1、4所示，水壓間140上設(shè)置有通氣管142,通過(guò)通氣管142保證水壓間內(nèi)的氣壓與外部氣壓一致，避免形成密閉空間。[〇〇29]如圖2所示，上述的導(dǎo)氣裝置300,包括外管310、導(dǎo)氣管320,外管310安裝于儲(chǔ)氣板 130的頂部，外管310可通過(guò)水泥澆筑或強(qiáng)力膠固定于儲(chǔ)氣板130頂端，外管310內(nèi)設(shè)置有與導(dǎo)氣管320底部凸起塊相匹配的空腔，外管310的底部還設(shè)置有與導(dǎo)氣管320底部凸起塊相匹配的限位臺(tái)階，導(dǎo)氣管320的底部與儲(chǔ)氣板內(nèi)腔連通，外管310空腔內(nèi)填充有位于導(dǎo)氣管 320底部凸起塊上部的泥封層，外管310空腔內(nèi)還填充有位于泥封層上部的水潤(rùn)層。
[0030]外管310上部還設(shè)置有蓋體330,導(dǎo)氣管320穿過(guò)蓋體330的中心位置;通過(guò)蓋體330 將外管310的內(nèi)腔與外部隔絕，防止外部雜物落入潤(rùn)水層中。
[0031]將導(dǎo)氣管320插入固定于儲(chǔ)氣板130頂部的外管310內(nèi)，導(dǎo)氣管320底部的凸起塊與設(shè)置于外管310底部的限位臺(tái)階接觸并限定導(dǎo)氣管320的位置，將泥土放置于導(dǎo)氣管的凸起塊上部并夯實(shí)，防止漏氣，裸露放置幾天，待泥土干燥形成堅(jiān)硬的塊狀，從而穩(wěn)固外管310的位置，再將一定量的清水倒入泥封層上部形成水潤(rùn)層，由于泥土干燥時(shí)會(huì)形成裂縫，清水滲入裂縫中，并保持泥封層上部的濕潤(rùn)；當(dāng)儲(chǔ)氣板內(nèi)積聚有沼氣時(shí)，如果泥封層密封不完善， 可在水潤(rùn)層中形成連續(xù)的氣泡，則需要重新填埋泥封層；當(dāng)導(dǎo)氣管斷裂或者導(dǎo)氣管發(fā)生阻塞時(shí)，可通過(guò)清理泥封層進(jìn)行更換導(dǎo)氣管或者疏通導(dǎo)氣管，操作方便，便于維修。[〇〇32]如圖3所示，本發(fā)明還包括輔助儲(chǔ)氣裝置400，其包括內(nèi)箱體410、外箱體420，內(nèi)箱體410布置于儲(chǔ)氣板130內(nèi)并與儲(chǔ)氣板130內(nèi)側(cè)壁連接，內(nèi)箱體410的側(cè)壁與儲(chǔ)氣板130的內(nèi)側(cè)壁之間圍合成內(nèi)箱體腔室，儲(chǔ)氣板130上設(shè)置有位于內(nèi)箱體410底板與儲(chǔ)氣板130接觸處上方的第一水流孔450,外箱體420內(nèi)布置有輔助儲(chǔ)氣板430、輔助水壓間470,外箱體420與儲(chǔ)氣板130的外側(cè)壁相連接并且外箱體420底部開(kāi)設(shè)有與第一水流孔450相連通的第二水流孔460,第一水流孔450的最低點(diǎn)與第二水流孔460的最低點(diǎn)位于同一水平面上，輔助儲(chǔ)氣板安裝于外箱體420的內(nèi)壁并且位于第二水流孔460的正上方，輔助儲(chǔ)氣板430設(shè)置有豎直向下的輔助擋氣板440，上述的內(nèi)箱體410的開(kāi)口向上，輔助儲(chǔ)氣板的開(kāi)口向下，從儲(chǔ)氣板130 內(nèi)流出的沼氣經(jīng)過(guò)第一水流孔、第二水流孔進(jìn)入輔助儲(chǔ)氣板430內(nèi)；上述的輔助水壓間470 安裝于輔助儲(chǔ)氣板430的上端，輔助水壓間470的上還設(shè)置有第三水流孔480。[〇〇33]尤為重要地，內(nèi)箱體410、外箱體420內(nèi)容置的為清潔水，并且內(nèi)箱體410的側(cè)壁應(yīng)當(dāng)高于發(fā)酵腔室內(nèi)存儲(chǔ)的沼液液面，從而將儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼液與內(nèi)箱體內(nèi)容置的清水分隔， 避免沼液污染清水，利用清水可以避免雜質(zhì)在內(nèi)箱體410底部沉淀并阻塞第一水流孔、第二水流孔。
[0034]當(dāng)儲(chǔ)氣板130內(nèi)積聚有沼氣時(shí)，隨著沼氣氣壓的增大，將擠壓發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液流向進(jìn)料管、出料管并使得儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼液液面下降，與此同時(shí)，內(nèi)箱體410內(nèi)的清水液面也下降，通過(guò)第一水流孔、第二水流孔流入外箱體420內(nèi)，內(nèi)箱體410內(nèi)的清水液面持續(xù)下降并低于第一水流孔、第二水流孔的最高點(diǎn)時(shí)，儲(chǔ)氣板130內(nèi)的沼氣將通過(guò)第一水流孔、第二水流孔流入外箱體420內(nèi)并逐步積聚于輔助儲(chǔ)氣板430內(nèi)；內(nèi)箱體410內(nèi)的清水流入外箱體420 內(nèi)時(shí)，使得外箱體420內(nèi)的清水液面上升并通過(guò)第三水流孔480流入輔助水壓間470中；當(dāng)使用儲(chǔ)氣板130內(nèi)存儲(chǔ)的沼氣時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓下降，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼液液面回升并且外箱體內(nèi)存儲(chǔ)的清水也逐步回流至內(nèi)箱體410中。
[0035]輔助儲(chǔ)氣板上還安裝有導(dǎo)氣系統(tǒng)，該導(dǎo)氣系統(tǒng)可以為上述的導(dǎo)氣裝置也可以為傳統(tǒng)的固定式導(dǎo)氣管。
[0036]發(fā)酵原料倒入進(jìn)料管內(nèi)，由于進(jìn)料管較深并且進(jìn)料管擋氣板的阻礙，難以通過(guò)手動(dòng)的方式將發(fā)酵原料均勻布置于發(fā)酵腔室內(nèi)，如果沼氣發(fā)酵系統(tǒng)本身的沼液對(duì)流性差，將嚴(yán)重降低系統(tǒng)的發(fā)酵效率，為此，本發(fā)明采用了多種方案，促進(jìn)沼液對(duì)流并促進(jìn)菌種均勻分布，從而提高發(fā)酵系統(tǒng)的發(fā)酵效率。
[0037]第一種促進(jìn)沼液對(duì)流，并促進(jìn)菌種均勻分布的方案。
[0038]儲(chǔ)氣板130上設(shè)置有若干位于進(jìn)料管擋氣板132與出料管擋氣板138之間的擋氣板，進(jìn)/出料管擋氣板與相鄰的擋氣板之間形成一個(gè)發(fā)酵區(qū)、相鄰的擋氣板之間形成一個(gè)發(fā)酵區(qū)。
[0039]尤為重要地，進(jìn)、出料管擋氣板底部所在的水平面低于設(shè)置于進(jìn)、出料管擋氣板之間的擋氣板底部所在的水平面，其目的是為了充分利用儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣存儲(chǔ)空間；每個(gè)發(fā)酵區(qū)頂部都設(shè)置有相互獨(dú)立的導(dǎo)氣裝置，從而確保各個(gè)發(fā)酵區(qū)的相互獨(dú)立。
[0040]如圖1、4所示，儲(chǔ)氣板上設(shè)置有位于進(jìn)料管擋氣板132與出料管擋氣板138之間的第一擋氣板134、第二擋氣板136,進(jìn)料管擋氣板132與第一擋氣板134之間形成第一發(fā)酵區(qū)， 第一擋氣板與第二擋氣板之間形成第二發(fā)酵區(qū)，第二擋氣板與出料管擋氣板之間形成第三發(fā)酵區(qū)。
[0041]由于發(fā)酵原料、菌種、溫度的差異，導(dǎo)致第一發(fā)酵區(qū)、第二發(fā)酵區(qū)、第三發(fā)酵區(qū)的發(fā)酵效率不同，從而使得第一發(fā)酵區(qū)、第二發(fā)酵區(qū)、第三發(fā)酵區(qū)內(nèi)的沼氣氣壓有所差異，由于沼氣氣壓的不同，將促使沼液在相鄰發(fā)酵區(qū)之間相互對(duì)流，并促進(jìn)菌種的均勻分布；當(dāng)發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液液面低于第一擋氣板或者第二擋氣板底部所在的水平面時(shí)，相鄰的高氣壓發(fā)酵區(qū)繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣將通過(guò)第一擋氣板或者第二擋氣板底部流入較低氣壓的發(fā)酵區(qū)中，直至沼液液面完全低于第一擋球板、第二擋氣板底部水平面，從而達(dá)到第一發(fā)酵區(qū)、第二發(fā)酵區(qū)、第三發(fā)酵區(qū)的互通。
[0042]第二種促進(jìn)沼液對(duì)流，并促進(jìn)菌種均勻分布的方案。[〇〇43]出料管排水管上設(shè)置有控制出料管內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅胨畨洪g的單向閥，進(jìn)料管排水管上設(shè)置有控制水壓間內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅脒M(jìn)料管的單向閥。
[0044]發(fā)酵原料進(jìn)入發(fā)酵腔室內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣時(shí)，積聚于儲(chǔ)氣板內(nèi)，并擠壓發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液流向進(jìn)料管、出料管，發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液液面下降，進(jìn)料管、出料管內(nèi)的沼液液面上升，當(dāng)出料管內(nèi)的沼液液面達(dá)到出料管排水管最低點(diǎn)時(shí)，由于出料管排水管上設(shè)置有控制出料管內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅胨畨洪g的單向閥，進(jìn)料管排水管上設(shè)置有控制水壓間內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅脒M(jìn)料管的單向閥，使得發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液只能通過(guò)出料管排水管單向流入水壓間內(nèi)，隨著儲(chǔ)氣板內(nèi)積聚的沼氣越多，出料管內(nèi)越多的富含菌種沼液流入水壓間;通過(guò)導(dǎo)氣裝置將儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣導(dǎo)出時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓下降，水壓間內(nèi)存儲(chǔ)的沼液將通過(guò)進(jìn)料管排水管單向回流至進(jìn)料管內(nèi)，回流的沼液將推動(dòng)發(fā)酵原料深入發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)，促進(jìn)發(fā)酵原料的均勻分布;如此往復(fù)，從而有效的促進(jìn)了發(fā)酵原料、菌種的均勻分布。
[0045]第三種促進(jìn)沼液對(duì)流，并促進(jìn)菌種均勻分布的方案。
[0046]水壓間還連接有布菌裝置，布菌裝置包括布菌排水管150、布菌管152,若干布菌排水管150連接于水壓間140的底部并且分別布置于每個(gè)發(fā)酵區(qū)內(nèi)，布菌排水管150的底部連接布菌管152,布菌管152沿發(fā)酵腔室的路徑方向布置并分布于各個(gè)發(fā)酵區(qū)內(nèi)，布菌管152上設(shè)置有若干豎直方向貫穿的布菌孔，布菌孔豎直方向設(shè)置可以避免阻塞。
[0047]通過(guò)布菌裝置使得沼液在發(fā)酵腔室、水壓間之間對(duì)流，使得沼液在整個(gè)發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)的流動(dòng)性顯著提高，在沼液對(duì)流過(guò)程中，菌種得到充分混合，從而進(jìn)一步提升發(fā)酵效率。
[0048]發(fā)酵原料在發(fā)酵腔室內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣并積聚于儲(chǔ)氣板內(nèi)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓增大，擠壓發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液流向進(jìn)料管、出料管、布菌裝置，布菌裝置的布菌排水管內(nèi)的沼液高度與進(jìn)料管、出料管內(nèi)的沼液高度相同，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓進(jìn)一步增大時(shí)，沼液將通過(guò)進(jìn)料管排水管、出料管排水管、布菌排水管流入水壓間內(nèi)，并在水壓間內(nèi)充分混合；當(dāng)使用儲(chǔ)氣板內(nèi)存儲(chǔ)的沼氣時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓下降，促使水壓間內(nèi)存儲(chǔ)的沼液分別通過(guò)進(jìn)料管排水管、出料管排水管、布菌排水管回流至發(fā)酵腔室中，回流過(guò)程中再次促進(jìn)了沼液對(duì)流，從而促進(jìn)發(fā)酵原料、菌種的均勻分布。
[0049]第四種促進(jìn)沼液對(duì)流，并促進(jìn)菌種均勻分布的方案。
[0050]進(jìn)料管排水管上設(shè)置有控制水壓間內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅脒M(jìn)料管的單向閥，出料管排水管以及布菌排水管上設(shè)置有控制發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅胨畨洪g的單向閥。
[0051]更為優(yōu)化地，布菌排水管與水壓間的連接位置高于出料管排水管與水壓間的連接位置，發(fā)酵初期，發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液先通過(guò)出料管排水管單向流入水壓間中，由于出料管內(nèi)的沼液含有大量的菌種，從而使得富含菌種的沼液先流入水壓間中，再通過(guò)布菌排水管流入水壓間內(nèi)，促進(jìn)沼液的對(duì)流，有效促進(jìn)發(fā)酵原料隨著沼液深入發(fā)酵腔室內(nèi)；當(dāng)使用儲(chǔ)氣板內(nèi)存儲(chǔ)的沼氣時(shí)，水壓間內(nèi)存儲(chǔ)的沼液只能通過(guò)進(jìn)料管排水管單向回流至進(jìn)料管內(nèi)，回流的沼液促進(jìn)發(fā)酵原料深入發(fā)酵腔室，促進(jìn)發(fā)酵原料的均勻分布。[〇〇52]第五種促進(jìn)沼液對(duì)流，并促進(jìn)菌種均勻分布的方案。[〇〇53]舍去進(jìn)料管排水管，出料管排水管上設(shè)置有出料管內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅胨畨洪g的單向閥，布菌排水管上設(shè)置有水壓間內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅氚l(fā)酵腔室的單向閥。
[0054]發(fā)酵原料進(jìn)入發(fā)酵腔室內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，并積聚于儲(chǔ)氣板內(nèi)，隨著沼氣氣壓的增大，將擠壓發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液流向進(jìn)料管、出料管、布菌裝置，由于單向閥的限制，沼液只能通過(guò)出料管排水管單向流入水壓間內(nèi)，并將富含菌種的沼液帶入水壓間內(nèi)；當(dāng)使用儲(chǔ)氣板內(nèi)存儲(chǔ)的沼氣時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓下降，水壓間內(nèi)存儲(chǔ)的沼液液面下降，在單向閥的控制下，只能通過(guò)布菌排水管單向回流至發(fā)酵腔室內(nèi)，由于布菌裝置延伸至發(fā)酵腔室內(nèi)的各個(gè)發(fā)酵區(qū)，水壓間內(nèi)富含菌種的沼液回流，可以充分的促進(jìn)菌種在各個(gè)發(fā)酵區(qū)內(nèi)混合，從而促進(jìn)菌種的均勻分布，進(jìn)一步的提高發(fā)酵效率。
[0055]第六種促進(jìn)沼液對(duì)流，并促進(jìn)菌種均勻分布的方案。[〇〇56]舍去進(jìn)料管排水管，布菌排水管上設(shè)置有發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅胨畨洪g的單向閥，出料管排水管上設(shè)置有水壓間內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅氤隽瞎艿膯蜗蜷y。
[0057]第六種方案采用與第五種方案相反的沼液流動(dòng)路線(xiàn)，并且其促進(jìn)菌種均勻分布的效果顯著，當(dāng)發(fā)酵原料在發(fā)酵腔室內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓增大，發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液流向進(jìn)料管、出料管、布菌裝置，在單向閥的控制下，發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液只能通過(guò)布菌排水管單向流入水壓間，沼液流入水壓間的過(guò)程中，發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液相互對(duì)流攪拌； 當(dāng)使用儲(chǔ)氣板內(nèi)存儲(chǔ)的沼氣時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓下降，水壓間內(nèi)存儲(chǔ)的沼液只能通過(guò)出料管排水管單向流入出料管內(nèi)，為補(bǔ)償儲(chǔ)氣板內(nèi)減少的沼氣體積，出料管內(nèi)富含菌種的沼液回流至發(fā)酵腔室內(nèi)，從而促進(jìn)沼液的對(duì)流，并實(shí)現(xiàn)菌種的均勻分布。
[0058]第七種促進(jìn)沼液對(duì)流，并促進(jìn)菌種均勻分布的方案。[〇〇59]舍去出料管排水管，布菌排水管上設(shè)置有控制發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅胨畨洪g的單向閥，進(jìn)料管排水管上設(shè)置有水壓間內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅脒M(jìn)料管的單向閥。
[0060]當(dāng)發(fā)酵原料在發(fā)酵腔室內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓增大，發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液流向進(jìn)料管、出料管、布菌裝置，在單向閥的控制下，發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液只能通過(guò)布菌排水管單向流入水壓間，沼液流入水壓間的過(guò)程中，發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液相互對(duì)流攪拌； 當(dāng)使用儲(chǔ)氣板內(nèi)存儲(chǔ)的沼氣時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓下降，水壓間內(nèi)存儲(chǔ)的沼液通過(guò)進(jìn)料管排水管單向回流至進(jìn)料管內(nèi)，進(jìn)料管內(nèi)積聚有大量的發(fā)酵原料，沼液回流過(guò)程中沖擊發(fā)酵原料，并促進(jìn)發(fā)酵原料深入發(fā)酵腔室內(nèi)，從而有效的促進(jìn)了發(fā)酵原料的均勻分布。
[0061]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明； 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本發(fā)明中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或者范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限定于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.氣壓擾動(dòng)型有機(jī)廢物無(wú)害化處理系統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)生甲烷的方法，其步驟包括:將發(fā)酵原料經(jīng)過(guò)進(jìn)料管倒入發(fā)酵腔室內(nèi)，儲(chǔ)氣板上設(shè)置有若干位于進(jìn)料管擋氣板與出 料管擋氣板之間的擋氣板，進(jìn)/出料管擋氣板與相鄰的擋氣板之間形成一個(gè)發(fā)酵區(qū)、相鄰的 擋氣板之間形成一個(gè)發(fā)酵區(qū)，由于發(fā)酵原料、菌種等因素的影響，促進(jìn)沼液在各個(gè)發(fā)酵區(qū)之 間相互對(duì)流；發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液流動(dòng)過(guò)程:隨著沼氣氣壓的增大，將擠壓發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液流向進(jìn) 料管、出料管、布菌裝置，由于出料管排水管上設(shè)置有出料管內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅胨畨洪g的單 向閥，布菌排水管上設(shè)置有水壓間內(nèi)的沼液?jiǎn)蜗蛄魅氚l(fā)酵腔室的單向閥，沼液只能通過(guò)出 料管排水管單向流入水壓間內(nèi)，并將富含菌種的沼液帶入水壓間內(nèi)；當(dāng)通過(guò)導(dǎo)氣裝置導(dǎo)出 儲(chǔ)氣板內(nèi)存儲(chǔ)的沼氣時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓下降，水壓間內(nèi)存儲(chǔ)的沼液液面下降，只能通 過(guò)布菌排水管單向回流至發(fā)酵腔室內(nèi)，由于布菌裝置延伸至發(fā)酵腔室內(nèi)的各個(gè)發(fā)酵區(qū)，水 壓間內(nèi)富含菌種的沼液回流，可以充分的促進(jìn)菌種在各個(gè)發(fā)酵區(qū)內(nèi)混合，從而促進(jìn)菌種的 均勻分布，進(jìn)一步的提高發(fā)酵效率；輔助集氣過(guò)程:隨著沼氣氣壓的增大，將擠壓發(fā)酵腔室內(nèi)的沼液流向進(jìn)料管、出料管并 使得儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼液液面下降，與此同時(shí)，內(nèi)箱體內(nèi)的清水液面也下降，通過(guò)第一水流孔、 第二水流孔流入外箱體內(nèi)，內(nèi)箱體內(nèi)的清水液面持續(xù)下降并低于第一水流孔、第二水流孔 的最高點(diǎn)時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣將通過(guò)第一水流孔、第二水流孔流入外箱體內(nèi)并逐步積聚于 輔助儲(chǔ)氣板內(nèi)；內(nèi)箱體內(nèi)的清水流入外箱體內(nèi)時(shí)，使得外箱體內(nèi)的清水液面上升并通過(guò)第 三水流孔流入輔助水壓間中；當(dāng)使用儲(chǔ)氣板內(nèi)存儲(chǔ)的沼氣時(shí)，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓下降，儲(chǔ) 氣板內(nèi)的沼液液面回升并且外箱體內(nèi)存儲(chǔ)的清水也逐步回流至內(nèi)箱體中；排氣過(guò)程:由于儲(chǔ)氣板頂部安裝有導(dǎo)氣裝置，該導(dǎo)氣裝置包括外管、導(dǎo)氣管，外管安裝 于儲(chǔ)氣板的頂部，外管內(nèi)設(shè)置有與導(dǎo)氣管底部凸起塊相匹配的空腔，外管的底部還設(shè)置有 與導(dǎo)氣管底部凸起塊相匹配的限位臺(tái)階，外管空腔內(nèi)填充有位于導(dǎo)氣管底部凸起塊上部的 泥封層，外管空腔內(nèi)還填充有位于泥封層上部的水潤(rùn)層；當(dāng)儲(chǔ)氣板內(nèi)積聚有沼氣時(shí)，如果水 潤(rùn)層有連續(xù)的氣泡，則說(shuō)明泥封層的密封效果不好，需要重新填埋泥封層;通過(guò)導(dǎo)氣管既可 以導(dǎo)出儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣，儲(chǔ)氣板內(nèi)的沼氣氣壓降低時(shí)，進(jìn)料管、出料管內(nèi)的沼液液面將下降 并流入發(fā)酵腔室內(nèi)，補(bǔ)償儲(chǔ)氣板內(nèi)缺少的沼氣體積。
【文檔編號(hào)】C12M1/107GK105950452SQ201610360873
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月29日
【發(fā)明人】方華椿
【申請(qǐng)人】方華椿