專利名稱：可控集箱式厭氧發(fā)酵及沼液處理成套設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種厭氧發(fā)酵沼氣裝置，尤其是一種可控集箱式厭氧發(fā)酵及沼液處理成套設備。
背景技術：
1、畜禽糞便沼氣處理技術現(xiàn)狀隨著科學技術的不斷進步，人民生活水平的日益提高，養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，產(chǎn)生了大量的畜禽糞便。自90年代以來，我國養(yǎng)殖業(yè)畜禽糞便排放量急劇增長，據(jù)不完全統(tǒng)計，到2001年底，全年糞便及糞水總量超過10億噸。沼氣技術是解決畜禽糞便污染的有效途徑。沼氣發(fā)酵系統(tǒng)在我國的發(fā)展始于解放初期六、七十年代，但是由于沼氣技術還不很成熟，許多小型沼氣池在技術上存在著許多問題。例如，存在漏水、漏氣等現(xiàn)象。隨著科學技術的不斷進步，沼氣技術已經(jīng)形成了較為完善的體系。
到1996年底，我國推廣省柴節(jié)煤爐灶1.7億戶，每年減少了數(shù)干萬噸標準煤的消耗；全國已建成農(nóng)村戶用沼氣池600多萬個，年產(chǎn)沼氣16億立方米；興建大中型沼氣工程近600處(含工業(yè)有機廢棄物沼氣工程)，使8.4萬戶居民用上了優(yōu)質(zhì)氣體燃料。到2000年底，全國共建成近1000座工業(yè)廢水和畜禽糞便沼氣工程，形成了約6億立方米/年沼氣生產(chǎn)能力。全國一半以上的農(nóng)戶普及了高效率節(jié)柴灶，每年可以節(jié)約1/3到1/2的燃料消耗；戶用沼氣克服了歷史上的大起大落，走上了穩(wěn)定發(fā)展階段，全國525萬個沼氣池年產(chǎn)氣12億多立方米；大中型沼氣工程作為一項能源環(huán)保技術，如雨后春筍，發(fā)展很快，100立方米以上的有600多處；集中供氣已達8.4萬戶，沼氣綜合利用與生態(tài)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村持續(xù)發(fā)展緊密結合，蓬勃發(fā)展，方興未艾。近年來為了進一步改進生物質(zhì)能利用技術，提高利用效率，還開展了把秸稈等農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)換為優(yōu)質(zhì)氣體、液化燃料等新技術的研究和開發(fā)，并已建成一些示范工程。
根據(jù)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)統(tǒng)計，到2001年底全國農(nóng)村戶用沼氣池956.79萬個，處理酒精廠、淀粉廠、豆制品廠等工業(yè)有機廢渣、廢水的沼氣工程400多處，處理養(yǎng)殖場畜禽糞便的沼氣工程600余處，總面積150萬m3，年產(chǎn)沼氣10億m3，年處理有機廢物2500萬噸、廢水1億m3。城市污水凈化沼氣池4093處，處理污水3億噸。
發(fā)展沼氣產(chǎn)業(yè)是變廢為寶的最佳途徑在農(nóng)村，有些地方的秸稈等農(nóng)產(chǎn)品廢棄物都被焚燒掉，這不僅白白地浪費了能源資源，而且也造成了嚴重的環(huán)境污染。沼氣工程不僅克服了這方面的不足，而且也產(chǎn)生了清潔的能源資源，是我們所企望的。在大、中型養(yǎng)殖場，發(fā)展沼氣產(chǎn)業(yè)的效益就更加明顯了，它不僅可以處理大量的糞便、污水，而且還為周邊及本廠居民提供了可靠的生活用能保證。
農(nóng)業(yè)要解決可持續(xù)發(fā)展的問題，必須處理好環(huán)境和資源的問題。發(fā)展沼氣不僅可以保護和改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，合理、持續(xù)地利用自然資源，特別是可再生資源，而且避免掠奪式經(jīng)營和濫用，浪費資源的現(xiàn)象，提高勞動生產(chǎn)率和資源利用率，從而促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
2、畜禽糞便沼氣處理技術的意義隨著養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，產(chǎn)生了大量的畜禽糞便。發(fā)展沼氣產(chǎn)業(yè)既可處理大量的畜禽糞便廢棄物又可變廢為寶產(chǎn)生大量沼氣。于是，各種各樣的沼氣發(fā)酵裝置就應運而生了。但是，目前的大型反應器如UASB、IC等大型反應器，它們的結構復雜、有很高的技術要求，管理起來較困難。并且，一次建成投資費用大、投資回收期長。不利于推廣。而傳統(tǒng)型沼氣池的發(fā)酵溫度較低，容積產(chǎn)氣率又不高，并且發(fā)酵溫度受環(huán)境溫度的影響較大，發(fā)酵溫度不穩(wěn)定。產(chǎn)氣量小，產(chǎn)氣不穩(wěn)定，不能適合大中型養(yǎng)殖場污水處理的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種提高沼氣系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，保證沼氣系統(tǒng)冬季正常產(chǎn)氣的可控集箱式厭氧發(fā)酵及沼液處理成套設備。
本發(fā)明的技術方案是一種可控集箱式厭氧發(fā)酵及沼液處理成套設備，沼氣發(fā)酵系統(tǒng)主要由太陽能加熱大棚、兩個以上串聯(lián)在一起的沼氣發(fā)酵池及其上的進料口和出料口、輔助加熱系統(tǒng)等幾個部分組成，沼氣發(fā)酵池包括出料間、池體和鋼質(zhì)沼氣發(fā)酵池上蓋；太陽能加熱大棚包括骨架和覆蓋在骨架上的塑料薄膜；輔助加熱系統(tǒng)由加熱爐和供熱循環(huán)管道兩大部分組成，在供熱循環(huán)管道上裝有循環(huán)水泵及閥門，供熱循環(huán)管道一端與沼氣發(fā)酵池的出料間聯(lián)通，另一端與加熱爐內(nèi)的加熱水套聯(lián)通，從加熱水套出來的供熱循環(huán)管道通過鋼質(zhì)沼氣發(fā)酵池上蓋將多個沼氣發(fā)酵池串聯(lián)貫通構成一個相對獨立的沼液循環(huán)輔助加熱系統(tǒng)。
上述的每個沼氣發(fā)酵池容量為10立方米，可根據(jù)發(fā)酵負荷和發(fā)酵容積進行陳列組合，其組合容積可超過100立方米。
鋼質(zhì)沼氣發(fā)酵池上蓋的內(nèi)表面涂一層防腐劑或搪瓷層，外表面涂上一層陽光吸收率較高的吸收涂層。
沼氣池的底部墻根沿縱深方向有半徑r＝300mm的過渡圓弧，沼氣池底部地面設計成斜度為1∶50的一個斜面，出料口設在斜面。
在加熱爐的供熱循環(huán)管道上裝有沼液處理設備，該沼液處理設備包括沉淀罐、預處理池、粗過濾器、攪拌器和精濾器；沉淀罐通過管道與加熱爐的供熱循環(huán)管道和粗過濾器聯(lián)通，預處理池通過管道與粗過濾器聯(lián)通，粗過濾器通過管道與攪拌器聯(lián)通，攪拌器通過管道與精濾器聯(lián)通。
本裝置采用太陽能加熱與輔助加熱設備加熱發(fā)酵料液，這樣有效的保證了發(fā)酵溫度的穩(wěn)定。況且太陽能是取之不盡、用之不竭的能源。加熱原料是薪材、秸稈等農(nóng)作物廢棄物，資源豐富，廉價。這樣加熱成本就很低了。本裝置成本低、投資回收期短。非常適合中小型養(yǎng)豬場的糞便處理，適宜大面積推廣應用。本課題研究的目的是為了探索一條如何提高豬場沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的發(fā)酵溫度和產(chǎn)氣率的途徑。為改進規(guī)?；B(yǎng)豬場沼氣系統(tǒng)結構，提高沼氣系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，保證沼氣系統(tǒng)冬季正常產(chǎn)氣。


圖1為本發(fā)明結構示意2為出料口結構示意3為浮罩變?nèi)轁袷郊瘹夤藿Y構示意4為輔助加熱式沼氣發(fā)酵系統(tǒng)工藝流程示意圖結構示意5為本發(fā)明總體結構示意圖具體實施方式
可控集箱式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的組成1、沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的基本組成該沼氣發(fā)酵系統(tǒng)主要由人行道1、豬欄2、排糞槽3、進料口6、出料口9、供熱管道10、太陽能加熱大棚4、沼氣發(fā)酵池5、輔助加熱設備11、預加熱發(fā)酵池7、鋼質(zhì)沼氣發(fā)酵池上蓋12等幾個部分組成。(如圖1、圖2所示)(1)進料口進料管下口上沿位于沼氣池池體的1/3～1/2處，一般與沼氣池池墻的夾角為30°左右。進料口6的口徑定為800×800。
(2)出料口及水壓間的設計出料間8出料口9管道開口于煙氣室的下面(如圖2所示)，口徑大小為800×800。能夠容一個人通過，這樣便于維修人員的出入。出料間8的大小設計為1000×800×2000。并且，出料間的地面平面應低于出料口平面大約200mm。這樣有利于料液的排出。出料口9的設計原則清理沼渣簡單方便，可利用污泥泵直接從出料間底部抽出池底沼渣。平時，小出料時也可利用手工方式直接從出料間出料。
水壓間水壓間的容積以能容納最高產(chǎn)氣量時排出的水液為準，一般不小于主體容積的10％，水壓間上部設有溢流槽，在沼氣池產(chǎn)氣過多時自動排出高位口的沼液，達到限制最高壓強的目的。水壓間設在大棚的外面，上面蓋有水泥預制蓋以防人、畜不小心掉入。
(3)豬場養(yǎng)殖場區(qū)設計(此部分為非主要環(huán)節(jié)，略述)豬欄結構的大小可根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模的大小確定，為了有利于糞便及沖洗水順利流入沼氣池，豬欄地面可適當有一個坡度2°，人行道設計為1m寬，這樣可以使飼養(yǎng)人員及運料車通過。
(4)太陽能加熱與輔助加熱設備加熱設備由太陽能加熱大棚4(包括鋼材骨架4-1、塑料薄膜4-2等組成)和輔助加熱設備11(包括供熱管道26、加熱爐25、煙囪等組成)兩大部分組成。一般情況下，主要依靠太陽能加熱大棚調(diào)節(jié)厭氧發(fā)酵工藝所需的溫度，實現(xiàn)厭氧發(fā)酵正常進行。
太陽能加熱大棚4的工作原理太陽短波進入塑料溫室大棚內(nèi)，經(jīng)地面輻射變?yōu)榱媳∧?，于是使溫室大棚?nèi)的溫度越來越高。溫室內(nèi)的熱量經(jīng)鋼材料的沼氣池上蓋傳給發(fā)酵液，從而加熱發(fā)酵液，提高發(fā)酵溫度，提高產(chǎn)氣率。當自然溫度很低，太陽能加熱系統(tǒng)不能夠滿足沼氣發(fā)酵所需要的溫度時，需啟動輔助加熱系統(tǒng)，以保證厭氧發(fā)酵正常進行。
輔助加熱系統(tǒng)的組成(如圖5所示)輔助加熱系統(tǒng)由加熱爐25和供熱循環(huán)管道26兩大部分組成，即分別由循環(huán)水泵27、加熱爐25、管道26及閥門28等組成，供熱循環(huán)管道26一端與沼氣發(fā)酵池5的出料間8聯(lián)通，另一端與加熱爐25內(nèi)的加熱水套聯(lián)通，從加熱水套出來的供熱循環(huán)管道26通過鋼質(zhì)沼氣發(fā)酵池上蓋12將多個沼氣發(fā)酵池串聯(lián)貫通構成一個相對獨立的沼液循環(huán)輔助加熱系統(tǒng)。
其工作原理是循環(huán)水泵27把新鮮沼液從出料間吸入加熱爐25內(nèi)的加熱水套，再利用循環(huán)管道26把加熱后的沼液從各個發(fā)酵單元的金屬頂殼12送入沼氣發(fā)酵池內(nèi)，形成了沼液輔助加熱的內(nèi)外循環(huán)系統(tǒng)，從而加熱發(fā)酵液，提高發(fā)酵溫度。同時，還起到了攪拌發(fā)酵料液的目的，保證了發(fā)酵工藝的高效運行。
2、輔助設備的設計(1)預加熱發(fā)酵池7的設計設計體積大約為2.5×4×4(即40m3)。池壁厚度為一磚墻，即240mm。它的上部有一個20°的傾角，上面覆蓋有塑料薄膜，可利用太陽能對料液進行加熱，從而達到預加熱的目的。需要進料時，打開閥門料液即可流入沼氣池，進完料后關閉閥門即可。
(2)浮罩變?nèi)轁袷郊瘹夤掬撝苾飧≌?5以導向輪16沿縱向?qū)к壴谒喑貎?nèi)的水槽17中上下浮動，在水槽17中的浮罩15內(nèi)設有自動排空管14、進氣管20、出氣管21，浮罩15上有監(jiān)視孔18和閥門19，浮罩15重量和配重提供一定的沼氣出口壓力，壓力一般為150～350mmH2O(即1470～3430Pa)。當儲氣罐內(nèi)沼氣過量時，多余的沼氣從安全罩13排出。其結構示意圖見圖3。
浮罩變?nèi)轁袷郊瘹夤薜膬?yōu)點沼氣壓力比較穩(wěn)定，有利于燃燒器燃燒，可靠性好，容積可大可小。主要缺點占地面積大，投資費用高。根據(jù)運行經(jīng)驗表明，儲氣罐容積以日供氣量的50％～60％為宜。
(3)發(fā)酵池池體的設計發(fā)酵池5的池體的規(guī)格為20000×3000×1500。沼氣池的底部墻根沿縱深方向用半徑r＝300mm的圓弧過渡，這樣可以避免形成死角，有利于沼液的排出。而且，沼氣池底部地面設計成斜度為1∶50的一個斜面，這樣有利于底部沼渣從進料口向出料口移動，有利于沼渣的排出。每個沼氣發(fā)酵池5的容量為10立方米，可根據(jù)發(fā)酵負荷和發(fā)酵容積進行陳列組合，其組合容積可超過100立方米。
(4)上蓋的設計上蓋12的材料為碳素鋼，材料應具有較高的抗壓強度和抗彎能力。抗腐蝕性應較好，為了增強沼氣池上蓋的使用壽命，可在上蓋12的內(nèi)表面涂上一層防腐劑或搪瓷層。
為了增強沼氣池上蓋吸收太陽光的能力，可在上蓋12表面涂上一層陽光吸收率較高的吸收涂層，表1列出了幾種吸收涂層的性質(zhì)，由表2可知選用黑光油漆較好。
表1 幾種吸收涂層的性質(zhì)

導氣管安裝時靠沼氣池內(nèi)部一端不能與拱頂面平齊，而應多出10～20mm，這樣可以減少水分帶入輸氣管道。
(5)規(guī)?；i場沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的特點a、沼氣發(fā)酵池上蓋用鋼板制成，傳熱效果好，并且也減少了熱脹冷縮對系統(tǒng)造成的破壞，克服了以往磚砌上蓋沼氣發(fā)酵池的一些弊端。
b、設計液面下敷設有輔助供熱管道，能使沼液在寒冷的冬季也能夠保持較高的溫度，從而保證了沼氣發(fā)酵池的產(chǎn)氣量，克服了以往沼氣發(fā)酵池系統(tǒng)不能全年使用的缺點。
c、預加熱發(fā)酵池具有預加熱和儲存糞便的功能。
d、具有太陽能加熱與輔助加熱設備。
e、系統(tǒng)密封性較好。
f、產(chǎn)氣率高。
g、安裝方便、便于維護及維修。
(6)規(guī)模化豬場輔助加熱式沼氣發(fā)酵系統(tǒng)工藝流程示意圖(見圖4)豬場產(chǎn)生的糞便經(jīng)過預處理后，經(jīng)排糞槽流入預加熱發(fā)酵池。糞便在預加熱發(fā)酵池里停留時吸收太陽輻射產(chǎn)生的熱量，從而使料液溫度升高，達到預加熱的目的。同時，預加熱發(fā)酵池也起到暫時儲存豬糞便的作用，當發(fā)酵間內(nèi)沒有多余的空間時，產(chǎn)生的糞便可暫時儲存在預加熱發(fā)酵池內(nèi)，需要時打開閥門，糞便在自身重力的作用下流入發(fā)酵間，進行發(fā)酵。不需要時關閉閥門即可。沼液在發(fā)酵間內(nèi)進行發(fā)酵，產(chǎn)生的沼氣竟經(jīng)過汽水分離、脫硫等處理后進入儲氣罐。沼氣可供居民生活及豬場生產(chǎn)使用。沼渣可以用作肥料還田、飼料養(yǎng)魚等。
3、沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的設計計算(1)配套養(yǎng)豬場的規(guī)模設計沼氣池容積產(chǎn)氣率及沼氣產(chǎn)量的確定沼氣池容積產(chǎn)氣率是一個很重要的參數(shù)。它因發(fā)酵工藝、溫度以及地上式(采用高效厭氧工藝發(fā)大中型沼氣池)還是地下式(水壓式沼氣池)而有很大差別。如表2所示。
表2 不同溫度條件下不同沼氣池的容積產(chǎn)氣率rv

但是，由于該沼氣發(fā)酵系統(tǒng)有太陽能于輔助加熱設備。故，此系統(tǒng)要滿足20～25℃的產(chǎn)氣溫度是不成問題的。但是，本系統(tǒng)比大型沼氣池要小一些，所以根據(jù)表2可得沼氣池的容積產(chǎn)氣率大約可以定為rv＝0.8m3·m-3·d-1。
因為容積產(chǎn)氣率rv＝Q/V所以Q＝V·rv(1)式中V-沼氣池容積，m3；rv-容積產(chǎn)氣率，m3·m-3·d-1；Q-沼氣產(chǎn)量，m-3·d-1；糞污原料產(chǎn)氣率及規(guī)?；i場糞污干物質(zhì)(TS)排放量(kg TS·d-1)的確定沼氣潛在產(chǎn)量與糞污干物質(zhì)排放量的關系可用式(2)表示沼氣產(chǎn)量Q＝W·η·rm所以W＝Q/(η·rm) (2)式中Q-沼氣產(chǎn)量，m-3·d-1；rm-原料產(chǎn)氣率，m3·kg TS-1；η-糞污入池率，％；W-糞污干物質(zhì)(TS)排放量，kg TS·d-1；糞污原料產(chǎn)氣率受原料的質(zhì)量和發(fā)酵條件的影響而有差異，根據(jù)農(nóng)業(yè)部測試在發(fā)酵溫度35℃，發(fā)酵周期60天的條件下，糞污原料的產(chǎn)氣率在0.224～0.480m3·kg TS-1之間，平均為0.450m3·kg TS-1。因為本沼氣系統(tǒng)有太陽能與輔助加熱系統(tǒng)。故，保持較高的發(fā)酵溫度是不成問題的。故可取糞污原料產(chǎn)氣率為rm＝0.40m3·kg TS-1。
如果規(guī)?；i場采用干清糞工藝，將干糞清除作肥料一般能清除60％左右的糞污，那么能進入沼氣池的糞污就只有40％，即η＝40％。
將η＝40％代入式(2)得η＝40％時，所需的糞污干物質(zhì)的量為W＝500kg TS·d-1。規(guī)?；i場存欄頭數(shù)(h)及年出欄頭數(shù)(H)的確定將W＝500kg TS·d-1代入下式[5]W＝0.378h-0.118r＞0.9999 (3)W＝0.218H-0.129r＞0.9999 (4)得到不同η＝40％時的存欄頭數(shù)(h)和年出欄頭數(shù)(H)，見表3所示。
表3 沼氣池的各項設計參數(shù)

故，與100m3沼氣池相對應的養(yǎng)豬場規(guī)模為存欄數(shù)大約為1300頭，年出欄數(shù)大約為2300頭。
(2)上蓋體積估算及其成本預算V拱形＝0.5×3л(750+3)2-0.5×3л×7502＝0.021249m3V四周＝60×3(3000+6+2×60)+60×3(2000-2×60)＝0.90108mm3＝9.0108×10-4m3V兩端＝л7502×3＝5301437.6mm3＝5.3×10-3m3所以V上蓋＝V拱形+V四周+V兩端＝0.02745m3單個上蓋的質(zhì)量為M上蓋＝ρV上蓋＝7.9×103kg/m3×0.02745m3＝217kg＝0.217噸
10個上蓋的投資費用為VL1＝10×0.217噸×2300元/噸＝4991元管道的體積計算V管道＝л(0.0532-0.052)×21×5＝0.1019m3M上蓋＝7.9×103kg/m3×0.1019m3＝805kg＝0.805噸管道的投資費用為VL2＝0.805×2300元/噸＝1851.5元鋼材總投資為VL鋼＝VL1+VL2＝6510元+2415元＝6842.5元(3)混凝土消耗量的估算及成本預算V混凝土＝V橫梁+V池壁+V預加熱＝0.5×0.2×10+0.5×1.5(20+3)+(2.5×4×0.24+×4×4×0.24)＝41.74m3C10混凝土的價格為225.05元/m3所以，混凝土的投資VL3為VL3＝41.74×225.05＝9393.6元(4)熱工計算每天需要熱量及秸稈消耗量中溫發(fā)酵的溫度為35℃，水力滯留期為20d，系統(tǒng)總裝料量按容積的90％計算，即100m3×90％＝90m3，則裝置每天進料量為90÷20＝4.5m3/d，近似取作5噸。
裝置最大的供熱量應考慮兩個方面，一時把每天進料由初始溫度提高發(fā)酵溫度所需的熱量Q1；二是裝置每天散熱所要補充的熱量Q2(按供熱量的10％計算)。
則，Q＝Q1+Q2＝cmΔt+10％Q＝4.2161×5000(35-5)+10％Q所以每天最大供熱量為Q＝702683kJ。
表4列出了幾種秸稈的發(fā)熱量。
表4 幾種秸稈的發(fā)熱量

如果用玉米秸稈作燃料，玉米秸稈的熱值[4]為q＝15539kJ/kg。
因為Q＝mqη1(1-η2)＝1553940％(1-20)m式中η1-爐膛的熱效率，η1＝40％；η2-傳熱熱損失率，η2＝20所以每天消耗玉米秸稈為m＝141kg。
溫室熱負荷計算溫室的熱負荷主要根據(jù)其熱平衡方程式進行計算。其熱平衡方程式(只考慮主要因素)為(QI+Qsu)-(Qo+Qg)＝0式中Q1——太陽輻射熱量，W；Qsu——采暖供熱量，W；Qo——圍護結構對流傳導傳出的熱量，W；Qg——從地面?zhèn)鲗У臒崃浚琖；(1-1)太陽輻射熱量QI投射到溫室覆蓋材料表面的太陽輻射，部分被覆蓋層反射，部分被吸收，大部分透射進入溫室，輸入溫室的太陽輻射熱量QI為QI＝τIA
式中τ——溫室透光覆蓋材料對太陽輻射的投射率；I——水平表面上的太陽輻射強度，w/m2；A——溫室地面面積，m2。
(1-2)圍護結構對流傳導傳出的熱量QoQo=ΣkjAj1000(ti-to)]]>式中kj——傳熱系數(shù)，W/(m2·℃)；Aj——溫室覆蓋材料、圍護結構表面積，m2；ti——室內(nèi)設計溫度，℃；to——室外設計溫度，℃；4沼液處理與加工成套設備沼液加工成品主要用于無公害蔬菜和水果的葉面噴灑，起到葉面肥效與殺滅幼蟲和防止成蟲對植物的侵害之功效，它的成分主要是凈化過的特種沼液與植物無強毒混合液以及催化劑等混合在一起，加工成產(chǎn)品制劑，用于溫室大棚種菜和種植水果，它將能為市場提供綠色和有機食品，避免對人們食用食物給身體帶來危害。
4.1沼液處理加工的設備與工藝(如圖5所示)沼液處理設備包括沉淀罐30、預處理池31、粗過濾器32、攪拌器33和精濾器34；沉淀罐30通過管道35、36分別與加熱爐25的供熱循環(huán)管道和粗過濾器32聯(lián)通，預處理池31通過管道37與粗過濾器32聯(lián)通，粗過濾器32通過管道與攪拌器33聯(lián)通，攪拌器33通過管道與精濾器34聯(lián)通。
(1)沼液的預處理要求除用糞便沼液外，還要采用麥秸稈在、預處理池31內(nèi)預處理水加灰一起構成原液。麥秸草經(jīng)過56℃的水溫，浸泡與發(fā)酵，過濾其液體直接進入沉淀與沼液混合沉淀，先加工成原液。
(2)原液進入粗過濾器32進行粗過濾，采用瓶狀過濾器，分工道工序濾出。第一工序用小石英砂，第二工序用活性炭，對原料進行粗過濾，使原液相對無雜質(zhì)。
(3)液進入混合攪拌器33，用時加入植物無強毒混合液，加入催化劑，調(diào)整液體的PH值等工藝，進行攪拌混合均勻，制成產(chǎn)品原液。
(4)產(chǎn)品原液進入精濾器34進行精濾，產(chǎn)品原液經(jīng)過精薄膜過濾器過濾后，加工成成品制劑。
(5)品制劑的分裝，可采用瓶裝或手工裝桶方法進行分裝成商品。
4.2沼液處理加工的設備投資(1)、沼液處理沉淀罐5000元(2).泵 1000元(3).粗濾器 8000元(4)、混料攪拌器2000元(5)、精濾器12000元(6)、分裝機10000元(7).廠房 28000元(8)、工程費3000元(9)、預處理池 2000元總投資6.5+0.3+0.2＝7萬元4.3沼液經(jīng)濟效益分析
5沼渣制肥成套設備與工藝流程沼渣可制成有機復合肥，它的作用可使土壤不板結，改變了全施化肥對土壤的影響。同時生產(chǎn)出的植物產(chǎn)品。改變了施專用化肥的果實品質(zhì)，尤其是在蔬菜、水果產(chǎn)品，它使味道變得自然與香甜可口，它是高效農(nóng)業(yè)不可缺少的一部分，提高了農(nóng)果業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)量，同時優(yōu)化了產(chǎn)品的品質(zhì)，使產(chǎn)品能夠進入國際貿(mào)易市場的領域。
5.1沼渣的制肥工藝(1)沼渣在沼氣池內(nèi)用泵抽出后，在沉淀罐30內(nèi)抽出上清液后，進行脫水加工。
(2)經(jīng)脫水加工后的沼渣，混合一定比例的生物質(zhì)秸稈粉料配成肥料。
(3)對配成的肥料進行造粒，采用機械造粒機進行制作。
(4)造粒后進行烘干，在烘干機內(nèi)用60℃-100℃干空氣進行加溫和除濕。
(5)包裝可用手工包裝或用機械包裝，即制成產(chǎn)品。
5.2沼渣制肥成套設備投資(1)沉淀罐4m31500元(2)離心脫水機 6000元(3)造粒機 50000元(4)烘干機 8000元(5)水泵1500元(6)包裝(可手工包裝)縫袋口機3000元(7)廠房200m2100000元總投資17萬元5.3沼渣制肥的經(jīng)濟效益分析沼渣制肥成本沼渣1噸50元、秸稈粉1噸120元、增效添加劑1噸280元。制成沼肥配比60％沼渣、30％秸稈粉、10％增效添加劑。1噸沼渣復合肥成本價為沼渣用量50元×0.6＝30元、秸稈粉用量120元×0.3＝40元、增效添加劑用量280×0.1＝28元、電費10度×0.8＝8元、人工工時費20元，1噸沼渣復合肥總成本116元。銷售價450元/噸，每噸利潤334元。每小時生產(chǎn)3噸，每天生產(chǎn)8小時，每天生產(chǎn)24噸。每天利潤24×334＝8016元。
權利要求
1.一種可控集箱式厭氧發(fā)酵及沼液處理成套設備，其特征是沼氣發(fā)酵系統(tǒng)主要由太陽能加熱大棚、兩個以上串聯(lián)在一起的沼氣發(fā)酵池及其上的進料口和出料口、輔助加熱系統(tǒng)等幾個部分組成，沼氣發(fā)酵池包括出料間、池體和鋼質(zhì)沼氣發(fā)酵池上蓋；太陽能加熱大棚包括骨架和覆蓋在骨架上的塑料薄膜；輔助加熱系統(tǒng)由加熱爐和供熱循環(huán)管道兩大部分組成，在供熱循環(huán)管道上裝有循環(huán)水泵及閥門，供熱循環(huán)管道一端與沼氣發(fā)酵池的出料間聯(lián)通，另一端與加熱爐內(nèi)的加熱水套聯(lián)通，從加熱水套出來的供熱循環(huán)管道通過鋼質(zhì)沼氣發(fā)酵池上蓋將多個沼氣發(fā)酵池串聯(lián)貫通構成一個相對獨立的沼液循環(huán)輔助加熱系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的可控集箱式厭氧發(fā)酵及沼液處理成套設備，其特征是上述的每個沼氣發(fā)酵池容量為10立方米，可根據(jù)發(fā)酵負荷和發(fā)酵容積進行陳列組合，其組合容積可超過100立方米。
3.根據(jù)權利要求1所述的可控集箱式厭氧發(fā)酵及沼液處理成套設備，其特征是鋼質(zhì)沼氣發(fā)酵池上蓋的內(nèi)表面涂一層防腐劑或搪瓷層，外表面涂上一層陽光吸收率較高的吸收涂層。
4.根據(jù)權利要求1所述的可控集箱式厭氧發(fā)酵及沼液處理成套設備，其特征是沼氣池的底部墻根沿縱深方向有半徑r＝300mm的過渡圓弧，沼氣池底部地面設計成斜度為1∶50的一個斜面，出料口設在斜面。
5.根據(jù)權利要求1所述的可控集箱式厭氧發(fā)酵及沼液處理成套設備，其特征是在加熱爐的供熱循環(huán)管道上裝有沼液處理設備，該沼液處理設備包括沉淀罐、預處理池、粗過濾器、攪拌器和精濾器；沉淀罐通過管道與加熱爐的供熱循環(huán)管道和粗過濾器聯(lián)通，預處理池通過管道與粗過濾器聯(lián)通，粗過濾器通過管道與攪拌器聯(lián)通，攪拌器通過管道與精濾器聯(lián)通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可控集箱式厭氧發(fā)酵及沼液處理成套設備，沼氣發(fā)酵系統(tǒng)主要由太陽能加熱大棚、兩個以上串聯(lián)在一起的沼氣發(fā)酵池及其上的進料口和出料口、輔助加熱系統(tǒng)等幾個部分組成，沼氣發(fā)酵池包括出料間、池體和鋼質(zhì)沼氣發(fā)酵池上蓋；太陽能加熱大棚包括骨架和覆蓋在骨架上的塑料薄膜；輔助加熱系統(tǒng)由加熱爐和供熱循環(huán)管道兩大部分組成，在供熱循環(huán)管道上裝有循環(huán)水泵及閥門，供熱循環(huán)管道一端與沼氣發(fā)酵池的出料間聯(lián)通，另一端與加熱爐內(nèi)的加熱水套聯(lián)通，從加熱水套出來的供熱循環(huán)管道通過鋼質(zhì)沼氣發(fā)酵池上蓋將多個沼氣發(fā)酵池串聯(lián)貫通構成一個相對獨立的沼液循環(huán)輔助加熱系統(tǒng)。本發(fā)明是一種適合于規(guī)?；B(yǎng)豬場的輔助加熱式沼氣工程，主要是解決傳統(tǒng)沼氣池的發(fā)酵溫度低，年產(chǎn)氣時間短，容積產(chǎn)氣率低等問題。傳統(tǒng)沼氣池不能夠保證沼氣系統(tǒng)穩(wěn)定的產(chǎn)氣溫度及產(chǎn)氣率，本工程采用太陽能加熱與輔助加熱設備，完全克服了傳統(tǒng)沼氣池的這些不足之處，具有下列優(yōu)點(1)本裝置結構合理，技術上可行；(2)本裝置經(jīng)濟效益顯著，產(chǎn)氣率高，投資回收期短；大約為1.23年；(3)該沼氣工程適合于規(guī)?；B(yǎng)豬場的糞便污水處理，處理效率高，是豬場糞便污水處理的又一條新途徑。
文檔編號C02F11/04GK1631823SQ20031011024
公開日2005年6月29日 申請日期2003年12月25日 優(yōu)先權日2003年12月25日
發(fā)明者張全國, 楊群發(fā), 郭前輝 申請人:河南農(nóng)業(yè)大學