專(zhuān)利名稱(chēng):利用養(yǎng)殖場(chǎng)糞污制備優(yōu)質(zhì)沼氣的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理裝置，特別是一種以厭氧生物法利 用養(yǎng)殖場(chǎng)糞污制備沼氣的裝置，其副產(chǎn)為生態(tài)肥，它也廣泛適用于化工行業(yè) 的污水治理和城市的污物治理。
技術(shù)背景
目前，隨著畜牧業(yè)的飛速發(fā)展，養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便的堆放和畜禽糞便污水 的排放帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，防治、控制污染、消除或減少污染源 已成為當(dāng)前養(yǎng)殖場(chǎng)必須解決的首要問(wèn)題。養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞污，污水含量大、呈 膠質(zhì)狀流體形態(tài)，脫水困難，氣味惡臭，但富含氮、磷、鉀成分和微量元素 及大量有機(jī)物的物質(zhì)特性，是可利用的資源，是制備沼氣和生態(tài)肥的有用資 源。畜禽糞便污水任其隨意排放會(huì)污染環(huán)境，如果進(jìn)行硝化或堿化處理，則 留下的后遺癥更大，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成農(nóng)用土地貪脊或寸草不生?，F(xiàn)有城鄉(xiāng)對(duì) 污染源的治理和養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)畜禽糞便的無(wú)害化處理，都要使用以畜禽糞便為基 質(zhì)的發(fā)酵罐或化糞池等容器，作為生產(chǎn)沼氣和制備有機(jī)肥的容器。為了節(jié)省 投資、降低造價(jià)， 一般的容器采用需作防腐處理的黑色金屬板制成或采用鋼 筋混凝土、磚混結(jié)構(gòu)制成。據(jù)報(bào)道，因容器的黑色金屬板被腐蝕而造成的泄 漏或因水泥固有的孔隙度產(chǎn)生的滲漏，所造成的地下水污染非常嚴(yán)重?，F(xiàn)有 發(fā)酵罐或化糞池等容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的缺陷導(dǎo)致其內(nèi)畜禽糞便基質(zhì)發(fā)酵不
完全，這既影響有機(jī)肥的生產(chǎn)效率及其生物活性、又容易排放有害氣休，還 會(huì)造成對(duì)周邊環(huán)境的二次污染。因此，發(fā)酵罐或化糞池等容器的選材和結(jié)構(gòu)
設(shè)計(jì)是當(dāng)前科研人員研究的重點(diǎn)課題。養(yǎng)殖場(chǎng)用來(lái)沖洗畜禽居所的污水與糞 便混合在一起之糞污，含有大量的氮磷鉀成分和微量元素，如果采用除磷脫 氮或硝化堿化處理，硝和堿投入成本高并且都是貧脊土地的禍根，會(huì)使土地 寸草不生。目前對(duì)于養(yǎng)殖場(chǎng)的糞污尚沒(méi)有理想的處理方法，現(xiàn)有的以提高污 泥濃度和改善廢水與污泥混合效果為基礎(chǔ)的一系列高負(fù)荷厭氧反應(yīng)器的發(fā) 展，推動(dòng)了污水治理業(yè)的進(jìn)步并逐步應(yīng)用到畜禽糞便污水處理中。如公告號(hào)
CN2415032Y公開(kāi)的"鋼筋混凝土薄殼預(yù)制構(gòu)件沼氣池"、公開(kāi)號(hào)CN1687389A 公開(kāi)的"高效沼氣池"、公開(kāi)號(hào)CN1661003A公開(kāi)的"三合一材料組合為池體防 止漏水漏氣的沼氣池"等，都是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的跑冒滴漏問(wèn)題提出的措施。眾 所周知，水泥所固有的孔隙度特性，使其防水能力較低下，特別是當(dāng)沼氣生 產(chǎn)的高峰期時(shí)，內(nèi)壓力大于2000Pa以上，沼氣和污水會(huì)同時(shí)滲漏；發(fā)酵裝置 的尼龍薄膜的抗壓強(qiáng)度有限、抗老化能力有限，冰凍低溫的脆裂等問(wèn)題都是 潛在的危險(xiǎn)和隱患，缺乏安全感，水泥混凝土結(jié)構(gòu)池，即使內(nèi)層增加防水設(shè) 施，頂蓋增加防滲漏功能，工程造價(jià)增加，工程質(zhì)量也很難把握，因此用水 泥混凝土結(jié)構(gòu)沼氣池、發(fā)酵池、濾池等的問(wèn)題多、隱患大，污染環(huán)境，污染 地下水資源。公告號(hào)CN2187154Y公開(kāi)的"鋼塑組合成型沼氣罐和液體貯罐"， 采用塑料鉚釘鉚接成的整體容器罐，其在運(yùn)輸、承載、內(nèi)外壓力差、內(nèi)外溫 度差等因素發(fā)生變化時(shí)，塑料鉚釘?shù)膽?yīng)力變形問(wèn)題、抗沖擊能力問(wèn)題、及其 在-2(TC時(shí)脆性度問(wèn)題，同樣存在著不安全因素和隱患。公開(kāi)號(hào)CN1487076A 公開(kāi)的"一種無(wú)機(jī)復(fù)合材料沼氣池"、公告號(hào)CN2442993Y公開(kāi)的"輕質(zhì)復(fù)合 材料沼氣池"、公告號(hào)CN2211427Y公開(kāi)的"橡膠沼氣罐"，公告號(hào) CN2143231Y公開(kāi)的"高強(qiáng)度薄壁沼氣罐"、公告號(hào)CN2732748Y公開(kāi)的"橢 球冠型樹(shù)脂荃復(fù)合材料沼氣池"、公告號(hào)CN2688697Y公開(kāi)的"扁球型塑料沼
氣池"、公開(kāi)號(hào)CN1800080A公開(kāi)的"一種制備組裝式沼氣池的復(fù)合材料"、 公開(kāi)號(hào)CN1796534A公開(kāi)的"一種水凝性膠結(jié)材料沼氣池"等等，其結(jié)構(gòu)都存 在著顧此失彼的問(wèn)題和不足。
實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種利用養(yǎng)殖場(chǎng)糞污制備優(yōu)質(zhì)沼氣的裝置，它 有效地解決了畜禽糞污制備沼氣存在的滲漏污染和產(chǎn)氣率低等問(wèn)題，其結(jié)構(gòu) 除具有"高強(qiáng)度超薄型不銹鋼容積罐"的優(yōu)點(diǎn)外，還具有產(chǎn)氣量大、純度高， 一次性投入少，運(yùn)行成本低的特點(diǎn)，特別是利用其自產(chǎn)沼氣發(fā)電供機(jī)組運(yùn)行， 可以節(jié)電，降低運(yùn)行成本，有利于應(yīng)用微生物發(fā)酵，在顯著提高制備沼氣的 生產(chǎn)效率和質(zhì)量的同時(shí)，得到被生物菌化的回收產(chǎn)品生態(tài)肥，防止了環(huán)境污 染，使之更具環(huán)保性，促進(jìn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，延長(zhǎng)了利廢的產(chǎn)業(yè)鏈條。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該裝置包括設(shè)置進(jìn)料口、排料口及其 閘闊門(mén)、沼氣控制閥的由本體、封頭和封底構(gòu)成的罐體，其技術(shù)要點(diǎn)是所 述罐體的進(jìn)料口置于罐體上部封頭的水封區(qū)內(nèi)，并固定在封頭的格網(wǎng)狀骨骼 的徑向型鋼骨架與緯向型鋼骨架交匯處，排料口設(shè)置在罐體下部卸料區(qū)的格
網(wǎng)狀骨骼的徑向型鋼骨架和緯向型鋼骨架交匯處，在排料口前方設(shè)置擋板， 罐體的本體熱交換區(qū)內(nèi)自下而上利用豎支架分層設(shè)置徑向分布的放射型散熱
器，固定在罐體上部走臺(tái)的返流泵輸入管端連通封頭的雜氣儲(chǔ)腔，泵輸出管 端伸入罐體內(nèi)與噴氣管連通。
所述罐體采用高強(qiáng)度超薄型不銹鋼容積罐中的一體式龍骨包容罐殼的結(jié) 構(gòu)形式，由本體與上部封頭和下部封底并以封底作為支座組成立式結(jié)構(gòu)罐體， 罐體的本體、封頭和封底均由格網(wǎng)狀骨骼及內(nèi)壁殼體和外罩護(hù)板組成，其內(nèi) 壁殼體采用簿壁不銹鋼板，在內(nèi)壁殼體和外罩護(hù)板之間鋪設(shè)保溫材料。
所述放射型散熱器的利用支架分層設(shè)置徑向分布的各"V"型管式散熱 體的彎管端通過(guò)環(huán)拉支撐，散熱體的開(kāi)口端分別固定在格網(wǎng)狀骨骼的徑向型 鋼骨架和緯向型鋼骨架交匯處，置于各"V"型管式散熱體內(nèi)的熱介質(zhì)管出 口端分別通過(guò)固定在本體內(nèi)壁的弧形熱介質(zhì)管與相鄰熱介質(zhì)管入口端連接在 一起，構(gòu)成折流式連通熱介質(zhì)管。
所述罐體排料口前方設(shè)置至少一個(gè)擋板。
由于本實(shí)用新型的設(shè)置進(jìn)料口、出料口及其閘閥門(mén)、沼氣控制閥的罐體， 采用本申請(qǐng)人研制的"高強(qiáng)度超薄型不銹鋼容積罐"，以"龍骨包容罐殼"的結(jié) 構(gòu)形式，由本體與上部封頭和下部封底并以封底作為支座組成立式結(jié)構(gòu)罐體， 其罐體內(nèi)運(yùn)用厭氧微生物學(xué)原理，有目的的植入固氮菌和甲烷細(xì)菌等各種厭 氧微生物菌種群，以有利于應(yīng)用微生物發(fā)酵，對(duì)罐體內(nèi)的基質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵，在 厭氧腔內(nèi)利用返流泵進(jìn)行沼氣返激活純化和利用擋板進(jìn)行生態(tài)肥返激活熟 化，按批次的投入基質(zhì)與排放生態(tài)肥，所以除具有"高強(qiáng)度超薄型不銹鋼容積 罐"的特點(diǎn)外，還具有其產(chǎn)氣量大、純度高， 一次性投入少，運(yùn)行成本低的優(yōu) 點(diǎn)，能在罐體內(nèi)調(diào)節(jié)適合微生物生長(zhǎng)和微生物對(duì)基質(zhì)降解的條件，使降解菌 高速度的消化分解基質(zhì)，在顯著提高制備沼氣的生產(chǎn)效率和質(zhì)量的同時(shí)，得 到被生物菌化的回收產(chǎn)品生態(tài)肥，防止了環(huán)境污染，使之更具環(huán)保性。此外， 如果利用其自產(chǎn)沼氣發(fā)電，產(chǎn)生的動(dòng)力電供機(jī)組運(yùn)行，不僅節(jié)電，而且降低
運(yùn)行成本。實(shí)際檢測(cè)表明，本實(shí)用新型在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，其甲烷收取率75% 以上，純度為70%以上。對(duì)于一個(gè)日產(chǎn)401113廢水的養(yǎng)殖場(chǎng)，采用5001113的 生物發(fā)酵裝置，實(shí)現(xiàn)日產(chǎn)氣量4665m3，可發(fā)電6738kwh，用其1/5就完全可 供全套機(jī)組的設(shè)備運(yùn)行使用，余熱得到全部回收利用，其副產(chǎn)物沼液和生態(tài) 肥內(nèi)含大量有益生物菌，是農(nóng)作物所必須的廉價(jià)肥料，促進(jìn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，
延長(zhǎng)了利廢的產(chǎn)業(yè)鏈條。


以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。 圖1是本實(shí)用新型的一種具體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1沿A—A線(xiàn)的剖視圖；
圖中序號(hào)說(shuō)明l返流泵、2沼氣控制閥、3傳感元件、4封頭、5本體、 6擋板、7出料口、 8護(hù)腳、9豎支架、IO封底、ll噴氣管、12格網(wǎng)狀骨骼、 13放射型散熱器、14折流式熱介質(zhì)管、15進(jìn)料口、 16走臺(tái)、17隔板、18 熱介質(zhì)出口、 19熱介質(zhì)入口、 20環(huán)拉。
具體實(shí)施方式
根據(jù)圖1 2詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程:該裝置的罐體 采用本申請(qǐng)人研制的"高強(qiáng)度超薄型不銹鋼容積罐"(已同時(shí)申請(qǐng)專(zhuān)利)中的
立式結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)。其罐體由本體5與上部封頭4和下部封底10組成，并 以帶護(hù)腳8的封底10作為支座。其中本體5、封頭4及封底IO均由格網(wǎng)狀 骨骼12及內(nèi)壁殼體和外罩護(hù)板組成，將罐體加工成一體式"龍骨包容罐殼" 的結(jié)構(gòu)。其內(nèi)壁殼體采用簿壁不銹鋼板，格網(wǎng)狀骨骼12為罐體的"龍骨"，它 是由徑向型鋼骨架、緯向型鋼骨架和封頭型鋼骨架、封底型鋼骨架固接成的 一個(gè)整體。各骨架以其型鋼的大平面為墊托，與內(nèi)壁殼體或外罩護(hù)板的接縫 處緊密結(jié)合在一起，內(nèi)壁殼體和外罩護(hù)板之間鋪設(shè)保溫材料。罐體各型鋼骨 架的型鋼采用槽鋼或方管、矩型管、異型管、角鋼或其它型材。罐體的封頭 4根據(jù)實(shí)際需要制成錐形體、半球形體、橢圓形體、蝶形體或其它結(jié)構(gòu)形式。 罐體的外罩護(hù)板采用薄壁不銹鋼板、彩板、鍍鋅板或其它薄型板材。為了提 高罐體的保溫效果，在內(nèi)壁殼體和外罩護(hù)板之間鋪設(shè)保溫材料。
該裝置包括設(shè)置有進(jìn)料口 15、排料口 7及其閘閥門(mén)的罐體及組裝其上的
維護(hù)走臺(tái)16、沼氣控制閥2、返流泵4和通過(guò)控制線(xiàn)路與控制臺(tái)聯(lián)接的傳感 元件3等。罐體上部封頭4內(nèi)通過(guò)隔板17分為雜氣儲(chǔ)腔和沼氣儲(chǔ)腔，并以水 封區(qū)將該兩腔與進(jìn)料口 15阻斷，沼氣控制閥2與沼氣儲(chǔ)腔連通。罐體的本體 5下部為熱交換區(qū)和卸料區(qū)，本體5中間部位為基質(zhì)發(fā)酵區(qū)和甲烷發(fā)生區(qū)。 罐體的進(jìn)料口 15置于罐體上部封頭4的水封區(qū)內(nèi)，并固定在封頭4的格網(wǎng)狀 骨骼12的徑向型鋼骨架與緯向型鋼骨架交匯處。排料口 7設(shè)置在罐體下部卸 料區(qū)的格網(wǎng)狀骨骼12的徑向型鋼骨架和緯向型鋼骨架交匯處，在排料口前方 設(shè)置擋板6。罐體的本體5熱交換區(qū)內(nèi)自下而上利用豎支架9分層設(shè)置徑向 分布的放射型散熱器13，固定在罐體上部走臺(tái)16的返流泵1輸入管端連通 封頭4的雜氣儲(chǔ)腔，泵輸出管端伸入罐體內(nèi)與下部噴氣管11連通。與返流泵 1伸入罐體下部的輸出管端連通的噴氣管11，利用支架固定在罐體底部的封 底10型鋼骨架上。噴氣管ll中的噴射孔為下開(kāi)孔結(jié)構(gòu)，其孔的規(guī)格、形狀 根據(jù)實(shí)際使用要求確定。放射型散熱器13的利用豎支架9分層設(shè)置徑向分布 的各"V"型管式散熱體的彎管端通過(guò)環(huán)拉20聯(lián)接，各"V"型管式散熱體 的開(kāi)口端分別固定在本體的格網(wǎng)狀骨骼12的徑向型鋼骨架和緯向型鋼骨架 交匯處，構(gòu)成橫向定位加強(qiáng)支撐，置于各"V"型管式散熱體內(nèi)的熱介質(zhì)出 口 18管端分別通過(guò)固定在本體內(nèi)壁的弧形熱介質(zhì)管與相鄰熱介質(zhì)入口 19管 端連接在一起，構(gòu)成折流式連通熱介質(zhì)管。為了使生態(tài)肥返激活熟化，在罐 體排料口 7前方設(shè)置至少一個(gè)擋板6，本實(shí)施例設(shè)置兩個(gè)擋板6。為實(shí)現(xiàn)該裝
置的自動(dòng)控制，用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際需要自行配備控制臺(tái)，并將所用的各設(shè)備中 的傳感元件3及控制閥等，按常用電路和常規(guī)控制方法，通過(guò)控制線(xiàn)路匯總 與控制臺(tái)聯(lián)接。
本實(shí)用新型針對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)糞污富含氮、磷、鉀成分和微量元素及大量的有 機(jī)質(zhì)，在罐體內(nèi)有目的的植入固氮菌、有機(jī)磷細(xì)菌、無(wú)機(jī)磷細(xì)菌、鉀細(xì)菌、 甲烷細(xì)菌等等多種厭氧或兼性氧微生物菌種群，同時(shí)允許設(shè)入糖渣、藥渣、
菌基渣、豆餅渣、糠麩、其它動(dòng)物類(lèi)糞便和秸桿等有機(jī)物質(zhì)及適量5 — 10%
的無(wú)機(jī)氮、無(wú)機(jī)磷、無(wú)機(jī)鉀、微量元素，為其在發(fā)酵過(guò)程中提供充足的氮源、 炭源和足夠的可降解基質(zhì)，吞噬或轉(zhuǎn)化一些無(wú)機(jī)物使之變?yōu)橛袡C(jī)物，以達(dá)到 各項(xiàng)指標(biāo)的提高，并充分發(fā)揮"超簿型不銹鋼容積裝置"的功能與作用，將原
有的氮、磷、鉀和微量元素、有機(jī)質(zhì)、微生物總量指標(biāo)分別提高5 — 10%， 實(shí)現(xiàn)理想的低成本、高指標(biāo)、生態(tài)、綠色預(yù)期效果和目標(biāo)，以推動(dòng)新農(nóng)村和 綠色基地建設(shè)和發(fā)展，用本實(shí)用新型生產(chǎn)的液肥滴灌農(nóng)田，可提高地溫，增 加土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，改良土壤品質(zhì)，利用微生物生態(tài)治理農(nóng)藥和化肥的殘留， 不用抽取地下水灌溉農(nóng)田，可減少資源浪費(fèi)，既降低農(nóng)民生產(chǎn)成本，又實(shí)現(xiàn) 了廢棄物質(zhì)資源的再生利用，凈化了環(huán)境。
權(quán)利要求
1、一種利用養(yǎng)殖場(chǎng)糞污制備優(yōu)質(zhì)沼氣的裝置，包括設(shè)置進(jìn)料口、排料口及其閘閥門(mén)、沼氣控制閥的由本體、封頭和封底構(gòu)成的罐體，其特征在于所述罐體的進(jìn)料口置于罐體上部封頭的水封區(qū)內(nèi)，并固定在封頭的格網(wǎng)狀骨骼的徑向型鋼骨架與緯向型鋼骨架交匯處，排料口設(shè)置在罐體下部卸料區(qū)的格網(wǎng)狀骨骼的徑向型鋼骨架和緯向型鋼骨架交匯處，在排料口前方設(shè)置擋板，罐體的本體熱交換區(qū)內(nèi)自下而上利用豎支架分層設(shè)置徑向分布的放射型散熱器，固定在罐體上部走臺(tái)的返流泵輸入管端連通封頭的雜氣儲(chǔ)腔，泵輸出管端伸入罐體內(nèi)與下部噴氣管連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的利用養(yǎng)殖場(chǎng)糞污制備優(yōu)質(zhì)沼氣的裝置，其特征 在于所述罐體采用高強(qiáng)度超薄型不銹鋼容積罐中的一體式龍骨包容罐殼的 結(jié)構(gòu)形式，由本體與上部封頭和下部封底并以封底作為支座組成立式結(jié)構(gòu)罐 體，罐體的本體、封頭和封底均由格網(wǎng)狀骨骼及內(nèi)壁殼體和外罩護(hù)板組成， 其內(nèi)壁殼體采用簿壁不銹鋼板，在內(nèi)壁殼體和外罩護(hù)板之間鋪設(shè)保溫材料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的利用養(yǎng)殖場(chǎng)糞污制備優(yōu)質(zhì)沼氣的裝置，其特征 在于所述放射型散熱器的利用支架分層設(shè)置徑向分布的各"V"型管式散 熱體的彎管端通過(guò)環(huán)拉支撐，散熱體的開(kāi)口端分別固定在格網(wǎng)狀骨骼的徑向 型鋼骨架和緯向型鋼骨架交匯處，置于各"V"型管式散熱體內(nèi)的熱介質(zhì)出 口管端分別通過(guò)固定在本體內(nèi)壁的弧形熱介質(zhì)管與相鄰熱介質(zhì)入口管端連接 連接在一起，構(gòu)成折流式連通熱介質(zhì)管。
4、 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的利用養(yǎng)殖場(chǎng)糞污制備優(yōu)質(zhì)沼氣的裝置，其特征 在于所述罐體排料口前方設(shè)置至少一個(gè)擋板。
專(zhuān)利摘要
一種利用養(yǎng)殖場(chǎng)糞污制備優(yōu)質(zhì)沼氣的裝置，包括設(shè)置進(jìn)料口、排料口及其閘閥門(mén)、沼氣控制閥的罐體，其技術(shù)要點(diǎn)是罐體的進(jìn)料口置于罐體上部封頭的水封區(qū)內(nèi)，排料口設(shè)置在罐體下部卸料區(qū)，在排料口前方設(shè)置擋板，罐體的本體熱交換區(qū)內(nèi)分層設(shè)置徑向分布的放射型散熱器，返流泵輸入管端連通封頭的雜氣儲(chǔ)腔，泵輸出管端伸入罐體內(nèi)與下部噴氣管連通。它結(jié)構(gòu)除具有“高強(qiáng)度超薄型不銹鋼容積罐”的優(yōu)點(diǎn)外，還具有產(chǎn)氣量大、純度高，一次性投入少，運(yùn)行成本低的特點(diǎn)，有利于應(yīng)用微生物發(fā)酵，在顯著提高制備沼氣的生產(chǎn)效率和質(zhì)量的同時(shí)，得到被生物菌化的回收產(chǎn)品生態(tài)肥，防止了環(huán)境污染，使之更具環(huán)保性，促進(jìn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，延長(zhǎng)了利廢的產(chǎn)業(yè)鏈條。
文檔編號(hào)C02F11/04GKCN201006873SQ200720010467
公開(kāi)日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2007年2月6日
發(fā)明者巍 洪, 洪武貴, 迪 苗 申請(qǐng)人:遼寧中田干燥設(shè)備制造有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan