馬蹄形單向對流攪拌進料的厭氧發(fā)酵系統(tǒng)產生沼氣方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種厭氧發(fā)酵裝置，特別涉及一種沼氣發(fā)酵系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)沼氣池的工作原理，當池內產生沼氣時，儲氣間內的沼氣不斷增多，壓力不斷增高，迫使主池內液面下降，擠壓出一部分料液到水壓間內。當人們打開爐灶時，沼氣池內的壓力逐漸下降，水壓間料液不斷流回至主池，這樣，不斷地產氣和用氣，使發(fā)酵間和出料間始終維持壓力平衡地狀態(tài)。
[0003]傳統(tǒng)沼氣池發(fā)酵路線短，沼液流動性差，菌種分布不均勻，造成整個發(fā)酵系統(tǒng)的產氣率下降。

【發(fā)明內容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是傳統(tǒng)沼氣池的發(fā)酵效率路線短，發(fā)酵效率低，沼液對流效果差造成菌種分布不均勻等。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是。
[0006]馬蹄形單向對流攪拌促進原料進料的厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，由進料管、出料管、U型發(fā)酵管道、水壓間構成，進料管和出料管可拆卸的插入U型發(fā)酵管道兩端側并且進料管側壁和出料管側壁深入U型發(fā)酵管道內，水壓間放置于U型發(fā)酵管道頂部，水壓間與進料管之間連接有水平放置的進料管排水管，水壓間與出料管之間連接有水平放置的出料管排水管，U型發(fā)酵管道上設置有導氣管；發(fā)酵管道內還設置有位于進料管側壁和出料管側壁之間的擋氣板，擋氣板至少有一個，進/出料管側壁與相鄰的擋氣板之間或者相鄰的擋氣板之間形成一個發(fā)酵區(qū)，各個發(fā)酵區(qū)頂部連接有獨立的導氣管，導氣管上設置有閥體；發(fā)酵系統(tǒng)還包括布菌裝置，布菌裝置由排水管、布菌管道和布菌孔組成，排水管一端側連接水壓間，另一端側連接布菌管道，布菌管道為U型并且固定于U型發(fā)酵管道內，布菌管道在U型發(fā)酵管道內延伸并延伸至各個發(fā)酵區(qū)內，布菌管道上設置有多個豎直方向貫穿的布菌孔；進料管排水管上設置有控制水壓間內沼液單向流入進料管的單向閥，出料管排水管上設置有控制出料管中沼液單向流入水壓間的單向閥，布菌裝置的排水管上設置有控制發(fā)酵管道內的沼液單向流入水壓間的單向閥，布菌裝置的排水管與水壓間的連接位置最低點所在的水平面低于出料管排水管最低點所在的水平面。
[0007]進一步改進的方案。
[0008]布菌裝置的布菌管道安裝位置低于擋氣板最低位置并高于進/出料管側壁最低位置。
[0009]進一步改進的方案。
[0010]排水管為多個并且分布于各個發(fā)酵區(qū)內，提升整個發(fā)酵系統(tǒng)內的沼液流動性能。
[0011]上述技術方案的進一步改進。
[0012]擋氣板在豎直方向上的投影長度小于進/料管側壁深入發(fā)酵管道內的長度。
[0013]上述技術方案的進一步改進。
[0014]進料管和出料管深入U型發(fā)酵管道內的側壁在豎直方向上的投影長度小于U型發(fā)酵管道豎直方向高度的三分之二。
[0015]上述技術方案的進一步改進。
[0016]水壓間頂部采用密封結構并且水壓間頂部還連通有與大氣連通的排氣管。
[0017]馬蹄形單向對流攪拌進料的厭氧發(fā)酵系統(tǒng)產生沼氣方法，其步驟包括:
A、發(fā)酵原料通過進料管倒入U型發(fā)酵管道內并在U型發(fā)酵管道內發(fā)酵產生沼氣，沼氣聚集于進/出料管側壁與相鄰的擋氣板之間或者相鄰的擋氣板之間形成一個發(fā)酵區(qū)內，沼氣占據(jù)發(fā)酵區(qū)內空間并擠壓發(fā)酵區(qū)內的沼液對流，發(fā)酵管道內排出的沼液流向進料管、出料管和布菌裝置中，先通過布菌裝置的排水管單向流入水壓間中，待水壓間中存儲的沼液液面達到出料管排水管最低位置時，發(fā)酵管道內的沼液再通過出料管排水管單向流入水壓間中；
B、使用任意一個發(fā)酵區(qū)內存儲的沼氣，該發(fā)酵區(qū)內的沼氣氣壓下降，相鄰的發(fā)酵區(qū)中沼液流向該使用沼氣的發(fā)酵區(qū)中，并使得水壓間內存儲的沼液通過進料管排水管單向回流至發(fā)酵管道內，完成沼液的循環(huán)流動；
C、按照上述A、B的方法不斷的產生沼氣以及使用沼氣，促進沼液的循環(huán)流動。
[0018]上述發(fā)酵原料可以為動物糞便、秸桿、污水等。
[0019]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術的優(yōu)點在于:利用U型的發(fā)酵管道增加發(fā)酵路徑，沼氣發(fā)酵過程中擠壓沼液的循環(huán)流動，不需要人工干預，降低發(fā)酵裝備的操作難度；進料管和出料管與U型發(fā)酵管道的插入式連接方式，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的進料管擋氣板和出料管擋氣板，更加方便進料和出料，并且降低了生產的難度，以及池體的清理等。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例，下面將對實施例中所需要使用的附圖做簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本發(fā)明的俯視圖。
[0022]圖2為本發(fā)明的A-A剖面示意圖。
[0023]圖3為本發(fā)明的B-B剖面示意圖。
[0024]圖4為本發(fā)明的C-C剖面示意圖。
[0025]圖中標示為:
10、進料管；12進料管排水管。
[0026]20、出料管；22出料管排水管。
[0027]30、發(fā)酵管道；32、導氣管；34、擋氣板。
[0028]40、水壓間；42、排氣管。
[0029]50、布菌裝置；51、排水管；52、布菌管道。
【具體實施方式】
[0030]下面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下，所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護范圍。
[0031]如圖1所示，馬蹄形單向對流攪拌促進原料進料的厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，其主要由進料管10、出料管20、發(fā)酵管道30、水壓間40構成，發(fā)酵管道30為U型發(fā)酵管道，U型發(fā)酵管道的剖面形狀可以為原形、矩形、橢圓形等幾何形狀，U型發(fā)酵管道30水平放置并且U發(fā)酵管道30兩端位置設置有與進料管10和出料管20相匹配的插口，進料管10和出料管20可拆卸的插入U型發(fā)酵管道30的兩端并且進料管10和出料管20的側壁深入U型發(fā)酵管道30的沼液液面以下位置，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的進料管擋氣板和出料管擋氣板，U型發(fā)酵管道30內發(fā)酵產生沼氣集聚于進料管側壁和出料管側壁之間，沼氣集聚量大于進料管側壁和出料管側壁的容納量時，多余的沼氣將從進料管側壁和出料管側壁底部溢出；水壓間40放置于U型發(fā)酵管道30頂部，水壓間40與進料管10之間連接有水平放置的進料管排水管12，水壓間40與出料管20之間連接有水平放置的出料管排水管22 ;U型發(fā)酵管道30內發(fā)酵產生沼氣，沼氣占據(jù)U型發(fā)酵管道30內的空間，并擠壓U型發(fā)酵管道內的沼液通過進料管排水管12和出料管排水管流入水壓間40內；使用發(fā)酵管道內存儲的沼氣時，U型發(fā)酵管道內的沼氣氣壓下降，并使得水壓間40內存儲的沼液通過進料管排水管12和出料管排水管22回流至發(fā)酵管道內，完成沼液的循環(huán)流動。
[0032]水壓間40頂部采用密封結構，防止雜物落入水壓間內造成阻塞，并且水壓間40頂部設置有一與大氣連通的排氣管，保證水壓間40內氣壓與外部大氣壓一致。
[0033]進料管10、出料管20、U型發(fā)酵管道30以及水壓間40均可以采用混凝土澆筑或者采用PVC管道連接制成或者采用玻璃鋼材料制成。
[0034]進料管10和出料管20與U型發(fā)酵管道30的可拆卸連接，不僅方便運輸，方便組裝，并且降低了制作難度以及成本，當進料管傾斜插入U型發(fā)酵管道時，更加方便進料，利用沼液的流動更加容易促進進料，當出料管傾斜插入U型發(fā)酵管道時，更加方便出料，更容易掏澄。
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