[发明专利]三步法沼气发酵装置及利用该装置进行沼气发酵的方法

摘要

本发明涉及农村沼气生产技术领域，具体涉及以沼气为主产物的生物质能生产技术。针对目前农村传统沼气发酵方法效率低下、生产受季节限制的现状、冬季低温致沼气产量大大下降的缺陷，提供了一种高效节能的三步法沼气发酵装置及利用该装置进行沼气发酵的方法。该装置是在传统的同池发酵的基础上，将一个池子分开成三个池子，并且每个池子各自分工分别进行较专一的生化反应，这三个池子分别是固体发酵池、乙酸发酵池和沼气发酵池。本发明的三步法沼气发酵装置设计科学合理，能源利用及转化率高，经济效益显著，尤其适合在低温季节使用。

主权项

一种三步法沼气发酵装置，包括固体发酵池、乙酸发酵池和沼气发酵池；所述乙酸发酵池设置于固体发酵池的正下方，乙酸发酵池与固体发酵池密闭连接；所述固体发酵池为圆形发酵池，所述固体发酵池包括一可拆卸的圆拱形顶盖，所述固体发酵池底部设置有若干个渗漏孔，使底部形成筛子结构，通过该筛子结构将所述固体发酵池与乙酸发酵池连通，乙酸发酵池的容积大于沼气发酵池的容积；所述乙酸发酵池为一圆形储液池，直径与固体发酵池相同，底部为倒圆拱形结构，所述倒圆拱形结构的底部开口并连接一导液管；所述固体发酵池内设置有两套独立的不锈钢蛇形热交换管道，分别为第一热交换管道和第二热交换管道，第一热交换管道与沼气发酵池相连通，第二热交换管道与乙酸发酵池相连通；所述沼气发酵池为圆形发酵池，其顶部为圆拱形，所述沼气发酵池的一侧设置有一过滤池，过滤池与沼气发酵池相连通，连通处位于沼气发酵池高度的三分之一处，过滤池位于沼气发酵池和固体发酵池之间；所述过滤池与沼气发酵池相连通的管道上开口并连接一个垂直的加料管；在所述过滤池内部靠近沼气发酵池的一侧纵向设有一滤板；所述固体发酵池的侧壁设有多个均匀分布的具有闭合开关的开口孔，用于插入泵管；所述泵管为一端连接微型高压泵的钢管，钢管的另一端和钢管外壁上均匀开设有若干小孔；所述固体发酵池的顶盖顶部也设有一具有闭合开关的开口孔，该开口孔连接一导气管；所述导液管通向加料管管口，所述导液管上设置一送料泵；所述乙酸发酵池侧壁上设置有一个带阀门的接种口；所述沼气发酵池顶部设置有一沼气出口；所述沼气发酵池底部设有一带阀门的排放口；所述第一热交换管道的两端伸出固体发酵池，其中一端从固体发酵池侧壁下部伸出并通过沼气发酵池的底部与沼气发酵池连通，此段热交换管道上设置有第二阀门，第一热交换管道在固体发酵池与沼气发酵池底部连通段的管道上设置有一对永磁铁；第一热交换管道的另一端从固体发酵池侧壁上部伸出，并伸进过滤池内靠近过滤池底部；在第一热交换管道从固体发酵池侧壁的上部伸出并连通至过滤池的管道上依次设置有第一阀门、沼液循环泵和一管道开口，该管道开口与导气管相连通；还设有一个带阀门的支管，该支管的一端连接在第一阀门和沼液循环泵之间，另一端连接在第一永磁铁和第二阀门之间；还包括一温度控制器，温度控制器的温度传感器伸入沼气发酵池内、温度传感器的信号输出线与沼液循环泵的电源控制器连接，分别用于探测沼气发酵池内的沼液温度和控制沼液循环泵的运转；所述第二热交换管道的两端分别从固体发酵池侧壁的上部和下部伸出固体发酵池，分别与乙酸发酵池的下部两侧开口相连通，在第二热交换管道从固体发酵池侧壁的下部伸出并与乙酸发酵池的下部一侧开口相连通的管道上设置有第四阀门；在第二热交换管道从固体发酵池侧壁的上部伸出并与乙酸发酵池的下部另一侧开口相连通的管道上依次设置有第五阀门、乙酸液循环泵和一对永磁铁；所述沼气发酵池内设置有搅拌器，所述搅拌器包括一根搅拌器转轴，该搅拌器转轴外接旋转电机，所述搅拌器转轴上设有三个长短不一的横臂，每个横臂的末端有一个垂直的搅拌棒，该搅拌棒为一个可调振动功率的振动棒并在该振动棒上固定一个强磁铁。