專利名稱：一種干濕耦合沼氣發酵裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于沼氣發酵工程技術領域，特別涉及一種干濕耦合沼氣發酵裝置。
背景技術：
多年來，我國政府出臺了一系列政策措施和法律法規，把以沼氣為重點的生物質能發展作為為民辦實事、發展循環農業和建設社會主義新農村的重要舉措，進一步加大資金投入，取得了顯著的經濟、生態和社會效益，成為全球受益人口最多的民生工程之一和節能減排行動。當前，己經形成了戶用沼氣、小型聯戶沼氣、小型沼氣工程、中型沼氣工程、大型沼氣工程和特大型沼氣工程全面發展的局面。沼氣工程的應用領域也由前幾年的糞污治理、工廠廢水治理和生活污水治理發展到現在的秸桿沼氣化處理和城市生活垃圾沼氣化處理等多元領域。 根據沼氣發酵料液濃度的不同，可將沼氣發酵分為干發酵和濕發酵兩種。利用秸桿進行沼氣濕發酵大都存在著自身發酵溫度隨環境溫度變化，容易結殼，產生大量沼液等一系列問題；干發酵主要存在秸桿固體濃度高，進出料困難，發酵原料需要預處理，發酵過程攪拌困難等問題。而干濕結合發酵是將干發酵原料和濕發酵原料分在不同的區域，使干發酵和濕發酵相互結合的發酵形式，以降低發酵周期，提高沼氣發酵的產氣率。目前，國內對干濕結合發酵的研究主要是設置不同的反應區，使發酵過程的產酸和產甲烷階段相分離，其主要有分離式和一體式兩種方式。分離式干濕結合發酵的主要問題是需要設置多個反應器，投資成本太高；一體式干濕結合發酵是將秸桿懸浮在反應器的頂部、沼液在反應器下層，秸桿與沼液處于同一反應器內，容易造成結殼堵塞反應器。

發明內容
本發明的目的是提供一種發酵溫度穩定、可提高反應器池容產氣率和降低反應器發酵周期的干濕耦合沼氣發酵裝置。為實現上述目的，本發明的技術方案是一種干濕耦合沼氣發酵裝置，包括封閉的干發酵池和濕發酵池，濕發酵池位于干發酵池內；干發酵池上設有干發酵池氣閥、干池進料口和排渣口，干發酵池底部設有通向干發酵池上部的回液管，回液管上設有滲出液回噴泵，回液管伸入干發酵池的部分設有噴頭；干發酵池底部設有硬質透空襯板，硬質透空襯板將干發酵池分割為上部的上氣室和下部的下氣室，干發酵池內設有貫穿硬質透空襯板的干池循環管和濕池循環管，干池循環管上端位于上氣室、下端位于下氣室，濕池循環管上端位于濕發酵池內、下端位于下氣室；濕發酵池上設有濕池進料口和攪拌軸，攪拌軸下端設有攪拌輪。所述干發酵池外部設有與濕發酵池相連的連通管，連通管上設有閥門。所述干發酵池上設有干池溫度計和干池pH值測試計，濕發酵池上設有濕池溫度計和濕池pH值測試計。
所述濕發酵池頂部設有檢修口。 所述干發酵池和濕發酵池同軸設置。與現有技術相比，本發明的優點是
I、本發明包括封閉的干發酵池和濕發酵池，濕發酵池位于干發酵池內；干發酵池上設有干發酵池氣閥、干池進料口和排渣口，干發酵池底部設有通向干發酵池上部的回液管，回液管上設有滲出液回噴泵，回液管伸入干發酵池的部分設有噴頭；干發酵池底部設有硬質透空襯板，硬質透空襯板將干發酵池分割為上部的上氣室和下部的下氣室，干發酵池內設有貫穿硬質透空襯板的干池循環管和濕池循環管，干池循環管上端位于上氣室、下端位于下氣室，濕池循環管上端位于濕發酵池內、下端位于下氣室；濕發酵池上設有濕池進料口和攪拌軸，攪拌軸下端設有攪拌輪，根據干、濕發酵過程對溫度和能量的需求特點，將濕發酵池置于干發酵池的內部，在發酵過程中，干發酵池在產酸階段由于秸桿分解產生的大量反應熱將通過濕發酵池外壁傳給濕發酵池內的發酵料液，以提高濕發酵池內的發酵溫度，同時還對濕發酵池起到保溫作用；通過在干發酵池底部設置硬質透空襯板，將干、濕發酵產生 的部分沼氣通過干池循環管和濕池循環管通到下氣室，利用沼氣實現對干發酵池內發酵原料的無動力攪拌；整個發酵過程發酵溫度穩定、無需額外動力，可提高單位質量原料的產氣率，可提高反應器池容產氣率，且可降低反應器發酵周期。2、干發酵池外部設有與濕發酵池相連的連通管，連通管上設有閥門，濕發酵池內的沼液、沼渣可通過連通管全部排放到干發酵池內，干發酵池不需要從外部添加水資源，充分利用了濕發酵池的沼渣、沼液的剩余營養物質，既節約水資源，又可實現濕發酵池沼液的零排放。3、在干發酵池底部設有通向干發酵池上部的回液管，回液管上設有滲出液回噴泵，回液管伸入干發酵池的部分上設有噴頭，可將干發酵池內向下滲出的沼液回噴到發酵原料上，以減少氮源的流失。


圖I為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式如圖I所示的一種干濕耦合沼氣發酵裝置，其包括封閉的干發酵池I和濕發酵池2，濕發酵池2位于干發酵池I內，且干發酵池I和濕發酵池2同軸設置。在干發酵池I上設有干發酵池氣閥3、干池進料口 10和排渣口 14，干發酵池氣閥3和干池進料口 10設在干發酵池I的頂部，干發酵池氣閥3用于收集干發酵池I和濕發酵池2產生的沼氣；排渣口 14共有四個，且均布在干發酵池I下部圓周壁上，用于排放干發酵池I內的沼渣。在干發酵池I底部設有通向干發酵池I上部的回液管19，回液管19上設有滲出液回噴泵18，回液管19伸入干發酵池I的部分上設有噴頭12，可將干發酵池I內向下滲出的沼液回噴到發酵原料23上，以減少氮源的流失。在干發酵池I底部內設有硬質透空襯板17，可使下氣室22內的氣體通過硬質透空襯板17對干發酵池I內的發酵原料23進行攪拌。硬質透空襯板17將干發酵池I分割為上部的上氣室21和下部的下氣室22，干發酵池I內還設有貫穿硬質透空襯板17的干池循環管15和濕池循環管16，干池循環管15的上端位于上氣室21內、下端位于下氣室22內，濕池循環管16的上端位于濕發酵池2內、下端位于下氣室22內，通過干池循環管15連通上氣室21和下氣室22，通過濕池循環管16連通濕發酵池2的氣室與下氣室22，可實現利用發酵自身產生的沼氣對干發酵池I內發酵原料23進行攪拌的目的。在濕發酵池2上設有濕池進料口 6和攪拌軸7，攪拌軸7設置在濕發酵池2的軸線上，攪拌軸7的下端設有攪拌輪71，在發酵過程中對濕發酵池2內的發酵料液進行攪拌。為了便于檢修，在濕發酵池2頂部設有檢修口 11。在干發酵池I外部設有與濕發酵池2相連的連通管20，在連通管20上設有閥門13，可以每天把濕發酵池2內一定數量的發酵料液排放到干發酵池I內，且便于操作和控制。為了測控發酵過程中發酵池內的溫度和pH值，在干發酵池I上設有干池溫度計4和干池pH值測試計5，濕發酵池2上設有濕池溫度計9和濕池pH值測試計8。
利用本發明進行發酵的過程中，每天通過濕池進料口 6對濕發酵池2進行進料，濕發酵池2每天排放的沼液、沼渣經閥門13排到干發酵池I內，干發酵池I每天只需從干池進料口 10添加相應的干發酵原料23即可；干、濕發酵過程中產生的沼氣通過干池循環管15和濕池循環管16進入干發酵池I的底部下氣室22內，用下氣室22內的沼氣對發酵原料23進行攪拌；干發酵池I產生的滲濾液可通過滲出液回噴泵18經噴頭12打回干發酵池I內部；每天干發酵池I內的沼渣通過排渣口 14排出，產生的沼氣經干發酵池氣閥3收集。在上述發酵過程中，干發酵池I對濕發酵池2起到升溫和保溫的作用，利于發酵進行。
權利要求
1.一種干濕耦合沼氣發酵裝置，其特征在于，包括封閉的干發酵池和濕發酵池，濕發酵池位于干發酵池內；干發酵池上設有干發酵池氣閥、干池進料口和排渣口，干發酵池底部設有通向干發酵池上部的回液管，回液管上設有滲出液回噴泵，回液管伸入干發酵池的部分設有噴頭；干發酵池底部設有硬質透空襯板，硬質透空襯板將干發酵池分割為上部的上氣室和下部的下氣室，干發酵池內設有貫穿硬質透空襯板的干池循環管和濕池循環管，干池循環管上端位于上氣室、下端位于下氣室，濕池循環管上端位于濕發酵池內、下端位于下氣室；濕發酵池上設有濕池進料口和攪拌軸，攪拌軸下端設有攪拌輪。
2.如權利要求I所述的干濕耦合沼氣發酵裝置，其特征在于，所述干發酵池外部設有與濕發酵池相連的連通管，連通管上設有閥門。
3.如權利要求I或2所述的干濕耦合沼氣發酵裝置，其特征在于，所述干發酵池上設有干池溫度計和干池pH值測試計，濕發酵池上設有濕池溫度計和濕池pH值測試計。
4.如權利要求3所述的干濕耦合沼氣發酵裝置，其特征在于，所述濕發酵池頂部設有檢修口。
5.如權利要求4所述的干濕耦合沼氣發酵裝置，其特征在于，所述干發酵池和濕發酵池同軸設置。
全文摘要
本發明公開了一種干濕耦合沼氣發酵裝置，包括干發酵池和濕發酵池，濕發酵池位于干發酵池內；干發酵池上設有干發酵池氣閥、干池進料口和排渣口，干發酵池底部設有通向干發酵池上部的回液管，回液管上設有滲出液回噴泵，回液管上設有噴頭；干發酵池底部設有硬質透空襯板，硬質透空襯板將干發酵池分割為上部的上氣室和下部的下氣室，干發酵池內設有貫穿硬質透空襯板的干池循環管和濕池循環管，干池循環管上端位于上氣室、下端位于下氣室，濕池循環管上端位于濕發酵池內、下端位于下氣室；濕發酵池上設有濕池進料口和攪拌軸裝置。整個發酵過程發酵溫度穩定，可提高單位質量原料的產氣率，可提高反應器池容產氣率，且可降低反應器發酵周期。
文檔編號C12M1/107GK102827761SQ20121035866
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者焦有宙, 郭前輝, 李剛, 劉士軍, 王新鋒, 陳敏, 杜雙力, 郝炯駒 申請人:河南農業大學