沼氣厭氧發酵制有機肥系統的制作方法
【專利摘要】沼氣厭氧發酵制有機肥系統，包括順次連接的污水糞便池、發酵預處理池、太陽能熱水器、可控集箱式發酵室、出料池、沉淀池、粗濾裝置、攪拌混合裝置、精濾裝置、烘干機、成型造粒裝置和包裝機，可控集箱式發酵室上設有熱水進口、沼氣出口、沼液沼渣出口和沼液回流口；本實用新型設計合理、結構簡單、密封性好、對厭氧發酵過程中的污水糞便攪拌均勻，有助于提高厭氧發酵效率和沼氣產量，并將沼渣進行一系列處理，最后制成有機肥，實用性強，易于推廣應用。
【專利說明】沼氣厭氧發酵制有機肥系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于沼氣利用【技術領域】，尤其涉及一種沼氣厭氧發酵制有機肥系統?！颈尘凹夹g】
[0002]沼氣是有機物質在厭氧條件下，經過微生物的發酵作用而生成的一種混合氣體。由于這種氣體最先是在沼澤中發現的，所以稱為沼氣。人畜糞便、秸桿、污水等各種有機物在密閉的沼氣池內，在厭氧(沒有氧氣)條件下發酵，類繁多的沼氣發酵微生物分解轉化，從而產生沼氣。沼氣是一種混合氣體，可以燃燒。沼氣是有機物經微生物厭氧消化而產生的可燃性氣體。
[0003]沼氣是多種氣體的混合物，一般含甲烷50?70%，其余為二氧化碳和少量的氮、氫和硫化氫等。其特性與天然氣相似?？諝庵腥绾?.6?20.8%(按體積計)的沼氣時，就會形成爆炸性的混合氣體。沼氣除直接燃燒用于炊事、烘干農副產品、供暖、照明和氣焊等夕卜，還可作內燃機的燃料以及生產甲醇、福爾馬林、四氯化碳等化工原料。經沼氣裝置發酵后排出的料液和沉渣，含有較豐富的營養物質，可用作肥料和飼料。
[0004]沼氣是一些有機物質，在一定的溫度、濕度、酸度條件下，隔絕空氣(如用沼氣池)，經微生物作用(發酵)而產生的可燃性氣體。它含有少量硫化氫，所以略帶臭味。發酵是復雜的生物化學變化，有許多微生物參與。反應大致分兩個階段:(I)微生物把復雜的有機物質中的糖類、脂肪、蛋白質降解成簡單的物質，如低級脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氫氣和硫化氫等。(2)由甲烷菌種的作用，使一些簡單的物質變成甲烷。要正常地產生沼氣，必須為微生物創造良好的條件，使它能生存、繁殖。沼氣池必須符合多種條件。首先，沼氣池要密閉。有機物質發酵成沼氣，是多種厭氧菌活動的結果，因此要造成一個厭氧菌活動的缺氧環境。在建造沼氣池時要注意隔絕空氣，不透氣、不滲水。其次，沼氣池里要維持20?40°C，因為通常在這種溫度下產氣率最高。第三，沼氣池要有充足的養分。微生物要生存、繁殖，必須從發酵物質中吸取養分。在沼氣池的發酵原料中，人畜糞便能提供氮元素，農作物的秸桿等纖維素能提供碳元素。第四，發酵原料要含適量水，一般要求沼氣池的發酵原料中含水80%左右，過多或過少都對產氣不利。第五，沼氣池的pH值一般控制在7?8.5。
[0005]近些年來，沼氣作為一種清潔能源在廣大農村逐步推廣開來，對于農村具有以下作用:(1)沼氣不僅能解決農村能源問題，而且能增加有機肥料資源，提高質量和增加肥效，從而提高農作物產量，改良土壤；(2)使用沼氣，能大量節省秸桿、干草等有機物，以便用來生產牲畜飼料和作為造紙原料及手工業原材料；(3)興辦沼氣可以減少亂砍樹木和亂鏟草皮的現象，保護植被，使農業生產系統逐步向良性循環發展；(4)興辦沼氣，有利于凈化環境和減少疾病的發生。這是因為在沼氣池發酵處理過程中，人畜糞便中的病菌大量死亡，使環境衛生條件得到改善；(5)用沼氣煮飯照明，既節約家庭經濟開支，又節約家庭主婦的勞作時間，降低勞動強度；(6)使用沼肥，提高農產品質量和品質，增加經濟收入，降低農業污染，為無公害農產品生產奠定基礎。常用的物質循環利用型生態系統主要有種植業一養殖業一沼氣工程三結合、養殖業一漁業一種植業三結合及養殖業一漁業一林業三結合的生態工程等類型。其中種植業一養殖業一沼氣工程三結合的物質循環利用型生態工程應用最為普遍，效果最好，也是推廣應用比較廣的。
[0006]但現有的沼氣發酵處理系統中的厭氧發酵池內的原料存在攪拌不均勻的問題，使原料不能充分地進行厭氧發酵作業，這就影響到沼氣生產效率及沼氣產量。
實用新型內容
[0007]本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供一種攪拌均勻、沼氣產量高的沼氣厭氧發酵制有機肥系統。
[0008]為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:沼氣厭氧發酵制有機肥系統，包括污水糞便池、發酵預處理池、太陽能熱水器、可控集箱式發酵室、出料池、沉淀池、粗濾裝置、攪拌混合裝置、精濾裝置、烘干機、成型造粒裝置和包裝機，可控集箱式發酵室上設有熱水進口、沼氣出口、沼液沼渣出口和沼液回流口，污水糞便池的出口通過第一污液管與發酵預處理池的進口連接，發酵預處理池的出口通過第二污液管與可控集箱式發酵室的進口連接，太陽能熱水器的出水口通過兩根熱水管分別與發酵預處理池和可控集箱式發酵室的熱水進口連接，兩根熱水管上分別設有熱水閥門；所述沼液沼渣出口與出料池的進口通過第三污液管連接，出料池的出口與沉淀池的進口通過第四污液管連接，沉淀池的出料口與粗濾裝置的進料口連接，粗濾裝置的出料口與攪拌混合裝置的進料口連接，攪拌混合裝置的出料口與精濾裝置的進料口連接，精濾裝置的出料口與烘干機的進料口連接，烘干機的出料口與成型造粒裝置的進料口連接，成型造粒裝置的出料口與包裝機的進料口連接，第一污液管、第二污液管、第三污液管及第四污液管上均設有污水閥門和污水泵。
[0009]所述可控集箱式發酵室包括頂部敞口呈圓筒形的箱體，所述箱體內壁設有耐腐蝕保溫材料層，箱體的一側上部連接有進料管，箱體的另一側下部設有出料管，出料管設在沼液沼渣出口內，箱體中部設有伸入到箱體內的溫度傳感器；
[0010]箱體頂部設有蓋板，蓋板上設有傳動連接的電機和減速機，減速機設在蓋板中部，電機設在減速機上，減速機的動力驅動端傳動連接有豎直伸向箱體內部的攪拌軸，攪拌軸上設有至少一層的攪拌桿，每根攪拌桿均與攪拌軸垂直設置，攪拌桿的上表面和下表面分別設有攪拌葉片；
[0011]沼氣出口和沼液回流口設在蓋板上；蓋板上連接有熱水進管和沼氣出管，沼氣出管設在沼氣出口內，蓋板上開設有觀察口，蓋板上在觀察口處設有鉸接有用于開閉觀察口的密封蓋，密封蓋上設有拉手；
[0012]進料管、出料管、沼氣出管和熱水進管上均設有位于箱體外的閥門。
[0013]所述蓋板下表面設有圓環形的限位密封棱條，限位密封棱條的外壁與耐腐蝕保溫材料層內壁接觸，蓋板下表面和箱體上端面之間設有圓環形的密封墊板，密封墊板由彈柔性材料制成，密封墊板位于限位密封棱條外側。
[0014]所述箱體下部徑向設有兩根呈十字交叉狀的定位桿，兩根定位桿的在其十字交叉處設有圓筒體，圓筒體與箱體的中心線重合，圓筒體內安裝有軸承，攪拌軸穿設在軸承的內圈中，軸承上側和下側均設有密封填料，其中一層攪拌葉片位于兩根定位桿的下方。
[0015]采用上述技術方案，污水糞便池中的污水糞便通過污水泵輸送到發酵預處理池中，先經過發酵預處理這樣有助于下一道厭氧發酵工序，提高產氣率，然后再經污水泵將發酵預處理過的污水糞便輸送到可控集箱式發酵室內，與此同時太陽能熱水器中的熱水有助于發酵預處理和厭氧發酵，可控集箱式發酵室的電機通過減速機帶動攪拌軸轉動，攪拌軸上的攪拌葉片將儲液池內的污水糞便，提高厭氧發酵的效果，從而提高沼氣產量。污水糞便在可控集箱式發酵室內發酵一段時間后，沼渣和沼液通過第三污液管排入到出料池，出料池內沼液和沼渣再通過第四污液管排入沉淀池內，經過沉淀池內的沉積，人工或者挖掘機將沼渣送入到粗濾裝置內，將大塊的沼渣過濾出來再送入到可控集箱式發酵室內進行厭氧發酵，通過粗濾裝置的沼渣被送入到攪拌混合裝置內，加入原土、腐植酸、氮肥、磷肥、鉀肥及微量元素進行攪拌混合作業，接著混合料送入到精濾裝置內，將大于0.3cm的顆粒過濾出來再匯入攪拌混合裝置內、小于0.3cm的顆粒進入到烘干機進行烘干、再進入到成型造粒裝置進行造粒，最后包裝機將制成的有機肥進行包裝，包裝好的有機肥就可以直接銷售。
[0016]污水糞便由進料管進入到箱體內，由出料管排出。電機通過減速機帶動攪拌軸轉動，攪拌軸上的攪拌桿對污水糞便進行攪拌，攪拌桿上表面和下表面上的攪拌葉片起到提高攪拌效果的作用，由于攪拌軸比較長，位于攪拌軸下部的攪拌軸在轉動過程中就會出現擺動，這樣就會影響到攪拌軸與蓋板之間的良好轉動配合，因此在箱體下部設置十字交叉的定位桿，定位桿中間的筒體起到固定軸承和安裝密封填料的作用，攪拌軸穿設在軸承的內圈，這樣就起到良好的定位作用，杜絕攪拌軸下部的擺動。
[0017]物料在厭氧發酵過程中，需要向污水糞便內加入熱水，通過熱水進管加入熱水并通過溫度傳感器監測箱體內的溫度，以提高厭氧發酵效率。觀察口用于觀察箱體內厭氧發酵情況，密封蓋起到良好的密封作用。在厭氧發酵過程中，沼氣出管上的閥門開啟，這樣使得產生的沼氣源源不斷地排出，進料管、出料管和熱水進管上的閥門均處于關閉狀態，需要進料，就開打進料管上的閥門，需要出料，就打開出料管上的閥門，若需要加熱水，就打開熱水進管上的閥門。
[0018]密封墊板和限位密封棱條起到良好的密封作用，這樣不僅防止箱體內的臭氣溢出來，更重要的創造一種密閉保溫的環境，提高厭氧發酵的效率，進而提高沼氣的生產量。耐腐蝕保溫材料層起到良好的保溫效果，以防止箱體內的溫度很快下降。
[0019]本實用新型產生的沼氣進入到脫硫器內進行脫硫，然后在儲存到儲氣柜當中，然后再分別使用儲氣柜中的氣體通過沼氣發電裝置進行發電和沼氣加熱裝置進行加熱、取暖、做飯、洗浴等。
[0020]箱體內的沼渣的取出采用掀開蓋板取出，沼液通過箱體上的出料管排出，沼液可以直接通過農田灌溉施入田間，也可以再加溫后通過沼液回流口進入到箱體內進行循環厭氧發酵作業。
[0021]本實用新型設計合理、結構簡單、密封性好、對厭氧發酵過程中的污水糞便攪拌均勻，有助于提高厭氧發酵效率和沼氣產量，并將沼渣進行一系列處理，最后制成有機肥，實用性強，易于推廣應用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0023]圖2是圖1當中可控集箱式發酵室的結構示意圖?！揪唧w實施方式】
[0024]如圖1和圖2所示，本實用新型的沼氣厭氧發酵制有機肥系統，包括污水糞便池27、發酵預處理池28、太陽能熱水器29、可控集箱式發酵室30、出料池37、沉淀池38、粗濾裝置39、攪拌混合裝置40、精濾裝置41、烘干機42、成型造粒裝置43和包裝機44，可控集箱式發酵室30上設有熱水進口、沼氣出口、沼液沼渣出口和沼液回流口，污水糞便池27的出口通過第一污液管31與發酵預處理池28的進口連接，發酵預處理池28的出口通過第二污液管32與可控集箱式發酵室30的進口連接，太陽能熱水器29的出水口通過兩根熱水管36分別與發酵預處理池28和可控集箱式發酵室30的熱水進口連接，兩根熱水管36上分別設有熱水閥門35 ;沼液沼渣出口與出料池37的進口通過第三污液管45連接，出料池37的出口與沉淀池38的進口通過第四污液管46連接，沉淀池38的出料口與粗濾裝置39的進料口連接，粗濾裝置39的出料口與攪拌混合裝置40的進料口連接，攪拌混合裝置40的出料口與精濾裝置41的進料口連接，精濾裝置41的出料口與烘干機42的進料口連接，烘干機42的出料口與成型造粒裝置43的進料口連接，成型造粒裝置43的出料口與包裝機44的進料口連接，第一污液管31、第二污液管32、第三污液管45及第四污液管46上均設有污水閥門33和污水泵34。
[0025]可控集箱式發酵室30包括頂部敞口呈圓筒形的箱體1，所述箱體I內壁設有耐腐蝕保溫材料層2，箱體I的一側上部連接有進料管3，箱體I的另一側下部設有出料管4，出料管4設在沼液沼渣出口內，箱體I中部設有伸入到箱體I內的溫度傳感器5 ；
[0026]箱體I頂部設有蓋板6，蓋板6上設有傳動連接的電機7和減速機8，減速機8設在蓋板6中部，電機7設在減速機8上，減速機8的動力驅動端傳動連接有豎直伸向箱體I內部的攪拌軸9，攪拌軸9上設有至少一層的攪拌桿10，每根攪拌桿10均與攪拌軸9垂直設置，攪拌桿10的上表面和下表面分別設有攪拌葉片11 ;
[0027]沼氣出口和沼液回流口設在蓋板上；蓋板6上連接有熱水進管12和沼氣出管13，沼氣出管13設在沼氣出口內，蓋板6上開設有觀察口 14，蓋板6上在觀察口 14處設有鉸接有用于開閉觀察口 14的密封蓋15,密封蓋15上設有拉手16 ；
[0028]進料管3、出料管4、沼氣出管13和熱水進管12上均設有位于箱體I外的閥門17。
[0029]蓋板6下表面設有圓環形的限位密封棱條18，限位密封棱條18的外壁與耐腐蝕保溫材料層2內壁接觸，蓋板6下表面和箱體I上端面之間設有圓環形的密封墊板19，密封墊板19由彈柔性材料制成,密封墊板19位于限位密封棱條18外側。
[0030]箱體I下部徑向設有兩根呈十字交叉狀的定位桿20，兩根定位桿20的在其十字交叉處設有圓筒體21，圓筒體21與箱體I的中心線重合，圓筒體21內安裝有軸承22，攪拌軸9穿設在軸承22的內圈中，軸承22上側和下側均設有密封填料23，其中一層攪拌葉片11位于兩根定位桿20的下方。
[0031]本實用新型當中的太陽能熱水器29、出料池37、沉淀池38、粗濾裝置39、攪拌混合裝置40、精濾裝置41、烘干機42、成型造粒裝置43和包裝機44均為現有成熟技術，具體構造不再贅述。
[0032]本實用新型在工作使用時，污水糞便池27中的污水糞便通過污水泵34輸送到發酵預處理池28中，先經過發酵預處理這樣有助于下一道厭氧發酵工序，提高產氣率，然后再經污水泵34將發酵預處理過的污水糞便輸送到可控集箱式發酵室30內，與此同時太陽能熱水器29中的熱水有助于發酵預處理和厭氧發酵，可控集箱式發酵室30的電機7通過減速機8帶動攪拌軸9轉動，攪拌軸9上的攪拌葉片11將箱體I內的污水糞便攪拌均勻，提高厭氧發酵的效果，從而提高沼氣產量。污水糞便在可控集箱式發酵室內發酵一段時間后，沼渣和沼液通過第三污液管45排入到出料池37，出料池37內沼液和沼渣再通過第四污液管46排入沉淀池38內，經過沉淀池38內的沉積，人工或者挖掘機將沼渣送入到粗濾裝置39內，將大塊的沼渣過濾出來再送入到可控集箱式發酵室內進行厭氧發酵，通過粗濾裝置39的沼渣被送入到攪拌混合裝置40內，加入原土、腐植酸、氮肥、磷肥、鉀肥及微量元素進行攪拌混合作業，接著混合料送入到精濾裝置41內，將大于0.3cm的顆粒過濾出來再匯入攪拌混合裝置40內、小于0.3cm的顆粒進入到烘干機42進行烘干、再進入到成型造粒裝置43進行造粒，最后包裝機44將制成的有機肥進行包裝，包裝好的有機肥就可以直接銷
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[0033]污水糞便由進料管3進入到箱體I內，由出料管4排出。電機7通過減速機8帶動攪拌軸9轉動，攪拌軸9上的攪拌桿10對污水糞便進行攪拌，攪拌桿10上表面和下表面上的攪拌葉片11起到提高攪拌效果的作用，由于攪拌軸9比較長，位于攪拌軸9下部的攪拌軸9在轉動過程中就會出現擺動，這樣就會影響到攪拌軸9與蓋板6之間的良好轉動配合，因此在箱體I下部設置十字交叉的定位桿20，定位桿20中間的筒體起到固定軸承22和安裝密封填料23的作用，攪拌軸9穿設在軸承22的內圈，這樣就起到良好的定位作用，杜絕攪拌軸9下部的擺動。
[0034]物料在厭氧發酵過程中，需要向污水糞便內加入熱水，通過熱水進管12加入熱水并通過溫度傳感器5監測箱體I內的溫度，以提高厭氧發酵效率。觀察口 14用于觀察箱體I內厭氧發酵情況，密封蓋15起到良好的密封作用。
[0035]在厭氧發酵過程中，沼氣出管13上的閥門17開啟，這樣使得產生的沼氣源源不斷地排出，進料管3、出料管4和熱水進管12上的閥門17均處于關閉狀態，需要進料，就開打進料管3上的閥門17，需要出料，就打開出料管4上的閥門17，若需要加熱水，就打開熱水進管12上的閥門17。
[0036]密封墊板19和限位密封棱條18起到良好的密封作用，這樣不僅防止箱體I內的臭氣溢出來，更重要的創造一種密閉保溫的環境，提高厭氧發酵的效率，進而提高沼氣的生產量。耐腐蝕保溫材料層2起到良好的保溫效果，以防止箱體I內的溫度很快下降。
[0037]本實用新型產生的沼氣進入到脫硫器內進行脫硫，然后在儲存到儲氣柜當中，然后再分別使用儲氣柜中的氣體通過沼氣發電裝置進行發電和沼氣加熱裝置進行加熱、取暖、做飯、洗浴等。
[0038]本實用新型所產生的沼液和沼渣可以直接作為肥料施入田間，也可以采用一系列工藝制造出有機肥。箱體I內的沼渣的取出采用掀開蓋板6取出，沼液通過箱體I上的出料管4排出，沼液可以直接通過農田灌溉施入田間，也可以再加溫后通過沼液回流口進入到箱體I內進行循環厭氧發酵作業。
[0039]本實施例并非對本實用新型的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1.沼氣厭氧發酵制有機肥系統，其特征在于:包括污水糞便池、發酵預處理池、太陽能熱水器、可控集箱式發酵室、出料池、沉淀池、粗濾裝置、攪拌混合裝置、精濾裝置、烘干機、成型造粒裝置和包裝機，可控集箱式發酵室上設有熱水進口、沼氣出口、沼液沼渣出口和沼液回流口，污水糞便池的出口通過第一污液管與發酵預處理池的進口連接，發酵預處理池的出口通過第二污液管與可控集箱式發酵室的進口連接，太陽能熱水器的出水口通過兩根熱水管分別與發酵預處理池和可控集箱式發酵室的熱水進口連接，兩根熱水管上分別設有熱水閥門；所述沼液沼渣出口與出料池的進口通過第三污液管連接，出料池的出口與沉淀池的進口通過第四污液管連接，沉淀池的出料口與粗濾裝置的進料口連接，粗濾裝置的出料口與攪拌混合裝置的進料口連接，攪拌混合裝置的出料口與精濾裝置的進料口連接，精濾裝置的出料口與烘干機的進料口連接，烘干機的出料口與成型造粒裝置的進料口連接，成型造粒裝置的出料口與包裝機的進料口連接，第一污液管、第二污液管、第三污液管及第四污液管上均設有污水閥門和污水泵。
2.根據權利要求1所述的沼氣厭氧發酵制有機肥系統，其特征在于:所述可控集箱式發酵室包括頂部敞口呈圓筒形的箱體，所述箱體內壁設有耐腐蝕保溫材料層，箱體的一側上部連接有進料管，箱體的另一側下部設有出料管，出料管設在沼液沼渣出口內，箱體中部設有伸入到箱體內的溫度傳感器； 箱體頂部設有蓋板，蓋板上設有傳動連接的電機和減速機，減速機設在蓋板中部，電機設在減速機上，減速機的動力驅動端傳動連接有豎直伸向箱體內部的攪拌軸，攪拌軸上設有至少一層的攪拌桿，每根攪拌桿均與攪拌軸垂直設置，攪拌桿的上表面和下表面分別設有攪拌葉片； 沼氣出口和沼液回流口設在蓋板上；蓋板上連接有熱水進管和沼氣出管，沼氣出管設在沼氣出口內，蓋板上開設有觀察口，蓋板上在觀察口處設有鉸接有用于開閉觀察口的密封蓋，密封蓋上設有拉手； 進料管、出料管、沼氣出管和熱水進管上均設有位于箱體外的閥門。
3.根據權利要求2所述的沼氣厭氧發酵制有機肥系統，其特征在于:所述蓋板下表面設有圓環形的限位密封棱條，限位密封棱條的外壁與耐腐蝕保溫材料層內壁接觸，蓋板下表面和箱體上端面之間設有圓環形的密封墊板，密封墊板由彈柔性材料制成，密封墊板位于限位密封棱條外側。
4.根據權利要求2或3所述的沼氣厭氧發酵制有機肥系統，其特征在于:所述箱體下部徑向設有兩根呈十字交叉狀的定位桿，兩根定位桿的在其十字交叉處設有圓筒體，圓筒體與箱體的中心線重合，圓筒體內安裝有軸承，攪拌軸穿設在軸承的內圈中，軸承上側和下側均設有密封填料，其中一層攪拌葉片位于兩根定位桿的下方。
【文檔編號】C12M1/107GK203668374SQ201320731087
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年11月19日 優先權日:2013年11月19日
【發明者】陳開碇, 王春曉, 張圓, 關樹義, 徐洪閣, 王恩勝, 賀建彪, 李俊峰 申請人:河南桑達能源環保有限公司