同步發(fā)酵沼液對流攪拌的超高效發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)生甲烷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種沼氣發(fā)酵系統(tǒng)，特別涉及多級沼氣發(fā)酵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]沼氣，化學(xué)名；甲烷，顧名思義就是沼澤里的氣體；隨著中國沼氣科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和農(nóng)村家用沼氣的推廣，根據(jù)當(dāng)?shù)厥褂靡蠛蜌鉁?、地質(zhì)等條件，家用沼氣池有固定拱蓋的水壓式池、大揭蓋水壓式池、吊管式水壓式池、曲流布料水壓式池、頂返水水壓式池、分離浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池。形式雖然多種多樣，但是歸總起來大體由水壓式沼氣池、浮罩式沼氣池、半塑式沼氣池和罐式沼氣池四種基本類型變化形成的。
[0003]現(xiàn)有的多種沼氣依然存在發(fā)酵效率低下，沼液對流效果差，發(fā)酵原料利用率低等諸多問題，阻礙了，沼氣池的大范圍推廣以及應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，現(xiàn)有沼氣的發(fā)酵效率低下，沼氣對流效果差，發(fā)酵路線短，以及發(fā)酵原料利用率低等問題。
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是。
[0006]同步發(fā)酵提升沼液對流攪拌的超高效發(fā)酵系統(tǒng)，其包括一級發(fā)酵系統(tǒng)和二級發(fā)酵系統(tǒng)，二級發(fā)酵系統(tǒng)的安裝位置高于一級發(fā)酵系統(tǒng)，一級發(fā)酵系統(tǒng)和二級發(fā)酵系統(tǒng)之間通過導(dǎo)水管連接；
一級發(fā)酵系統(tǒng)其包括一級發(fā)酵管道、進(jìn)出料筒，進(jìn)出料桶插入一級發(fā)酵管道上設(shè)置的與之相匹配的開口，進(jìn)出料筒內(nèi)設(shè)置有一延伸至一級發(fā)酵管道底部并且將一級發(fā)酵管道分隔的隔板，進(jìn)出料筒被分隔成一級進(jìn)料筒和一級出料筒，進(jìn)出料筒的側(cè)壁延伸至一級發(fā)酵管道的沼液液面以下位置；一級發(fā)酵管道內(nèi)設(shè)置有多個擋氣板，進(jìn)出料筒的側(cè)壁與相鄰的擋氣板或者相鄰的擋氣板之間形成一個發(fā)酵區(qū)，一級發(fā)酵管道內(nèi)的每個發(fā)酵區(qū)上都連接有獨立的導(dǎo)氣管；
二級發(fā)酵系統(tǒng)，其包括二級發(fā)酵管道、二級進(jìn)料管、二級出料管、水壓間，二級發(fā)酵管道兩端側(cè)分別連接二級進(jìn)料管和二級出料管，二級進(jìn)料管和二級出料管插入二級發(fā)酵管道內(nèi)，二級進(jìn)料管的側(cè)壁和二級出料管的側(cè)壁深入二級發(fā)酵管道的沼液液面以下，水壓間放置于二級發(fā)酵管道的上部，水壓間與二級進(jìn)料管之間連接有水平放置的進(jìn)料管排水管，水壓間與二級出料管之間連接有水平放置的出料管排水管；二級發(fā)酵管道內(nèi)設(shè)置有位于多個位于二級進(jìn)料管和二級出料管之間的擋氣板，二級進(jìn)/出料管側(cè)壁與相鄰的擋氣板之間形成一個發(fā)酵區(qū)或者相鄰的擋氣板之間形成一個發(fā)酵區(qū)，二級發(fā)酵管道的每個發(fā)酵區(qū)上都連接有獨立的導(dǎo)氣管；二級發(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，布菌裝置的排水管上端連接水壓間，下端連接布菌管道，布菌管道沿二級發(fā)酵管道內(nèi)延伸，布菌管道上陣列有多個間隔的布菌孔；進(jìn)料管排水管上設(shè)置有控制水壓間內(nèi)的沼液單向流入二級進(jìn)料管的單向閥，進(jìn)料管排水管最低點所在的水平面高于出料管排水管最高點所在的水平面，布菌裝置的排水管頂部連接水壓間的最低位置；
一級發(fā)酵管道與二級進(jìn)料管之間連接有第一導(dǎo)水管，一級發(fā)酵管道與二級出料管之間連接有第二導(dǎo)水管，第一導(dǎo)水管和第二導(dǎo)水管上設(shè)置有控制一級發(fā)酵管道內(nèi)的沼液單向流入二級發(fā)酵管道的單向閥；水壓間側(cè)面與一級發(fā)酵管道之間連接有第三導(dǎo)水管，第三導(dǎo)水管上設(shè)置有控制水壓間內(nèi)的沼液單向流入一級發(fā)酵管道內(nèi)的單向閥。
[0007]進(jìn)一步改進(jìn)的方案。
[0008]上述的一級發(fā)酵管道為環(huán)形發(fā)酵管道，二級發(fā)酵管道由剖面為圓形、矩形、橢圓形等幾何形狀沿直線方向拉伸獲得的實體。
[0009]進(jìn)一步改進(jìn)的方案。
[0010]在第一導(dǎo)水管和第二導(dǎo)水管與二級進(jìn)料管和二級出料管的連接位置處設(shè)置有弧形的擋板。
[0011]進(jìn)一步改進(jìn)的方案。
[0012]水壓間上還設(shè)置有與一級發(fā)酵管道連接第四導(dǎo)水管，第四導(dǎo)水管上設(shè)置有控制水壓間內(nèi)的沼液單向流入一級發(fā)酵管道內(nèi)的單向閥。
[0013]進(jìn)一步改進(jìn)的方案。
[0014]進(jìn)出料筒頂部所在的水平面距離地面的高度Hl應(yīng)當(dāng)大于二級發(fā)酵系統(tǒng)的水壓間的最高點所在的水平面；一級發(fā)酵管道頂部連接有導(dǎo)氣柱，導(dǎo)氣柱的頂部連接有導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣柱頂部所在的水平面距離地面的高度H2應(yīng)當(dāng)大于或者等于Hl。
[0015]進(jìn)一步改進(jìn)的方案。
[0016]水壓間頂部采用密封結(jié)構(gòu)，防止雜物落入水壓間中，并且水壓間頂部連接有與大氣相通的排氣管，保證水壓間內(nèi)氣壓與外界大氣壓一致。
[0017]同步發(fā)酵沼液對流攪拌的超高效發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)生甲烷的方法，其步驟在于:
A、將發(fā)酵原料倒入一級發(fā)酵系統(tǒng)的進(jìn)料筒中以及倒入二級發(fā)酵系統(tǒng)的二級進(jìn)料管內(nèi)；
B、一級發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣并積聚于進(jìn)出料筒的側(cè)壁與相鄰的擋氣板或者相鄰的擋氣板之間形成的發(fā)酵區(qū)內(nèi)，擠壓一級發(fā)酵管道內(nèi)的沼液流向第一導(dǎo)水管和第二導(dǎo)水管，隨著第一導(dǎo)水管和第二導(dǎo)水管中沼液液面的上升，最終流入二級發(fā)酵管道內(nèi)；
C、二級發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣并積聚于二級進(jìn)/出料管側(cè)壁與相鄰的擋氣板之間或者相鄰的擋氣板之間形成的發(fā)酵區(qū)內(nèi)，擠壓二級發(fā)酵管道內(nèi)的沼液流向二級進(jìn)料管、二級出料管以及布菌裝置的排水管，先通過布菌裝置的排水管流入水壓間中，待水壓間內(nèi)存儲的沼液液面達(dá)到出料管排水管最低點時，二級發(fā)酵管道內(nèi)的沼液再通過出料管排水管流入水壓間中；
D、使用一級發(fā)酵管道內(nèi)存儲的沼氣時，水壓間內(nèi)存儲的沼液通過第三導(dǎo)水管和第四導(dǎo)水管流入一級發(fā)酵管道中；
E、使用二級發(fā)酵管道內(nèi)存儲的沼氣時，水壓間內(nèi)存儲的沼液通過進(jìn)料管排水管單向回流至二級進(jìn)料管中以及通過布菌裝置的排水管、出料管排水管回流至二級發(fā)酵管道內(nèi)；待水壓間內(nèi)的沼液液面低于進(jìn)料管排水管最低點時，水壓間內(nèi)存儲的沼液通過出料管排水管和布菌裝置的排水管回流至二級發(fā)酵管道中，待水壓間內(nèi)存儲的沼液液面低于出料管排水管最低點時，水壓間內(nèi)存儲的沼液只能通過布菌裝置的排水管回流至二級發(fā)酵管道內(nèi)； F、如此反復(fù)的產(chǎn)生沼氣以及使用沼氣。
[0018]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)取得的進(jìn)步和優(yōu)點在于:一級發(fā)酵系統(tǒng)采用的環(huán)形發(fā)酵管道，發(fā)酵路線長，一級發(fā)酵系統(tǒng)與二級發(fā)酵系統(tǒng)的同步發(fā)酵促進(jìn)沼液在系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)流動，有效的促進(jìn)沼液的攪拌，并帶動菌種的均勻分布，提高系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)酵效率。
【附圖說明】
[0019]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(lǐng)域普通技術(shù)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。
[0020]圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明的一級發(fā)酵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為本發(fā)明的一級發(fā)酵系統(tǒng)的進(jìn)出料筒結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5為本發(fā)明的一級發(fā)酵系統(tǒng)的導(dǎo)氣管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6為本發(fā)明的二級發(fā)酵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖7為本發(fā)明的二級發(fā)酵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中標(biāo)示為:
10、一級發(fā)酵系統(tǒng)；12、進(jìn)出料筒；122、一級進(jìn)料筒；124、一級出料筒；126、隔板；111、一級第一發(fā)酵區(qū)；112、一級第二發(fā)酵區(qū)；113、一級第三發(fā)酵區(qū)；114、一級第四發(fā)酵區(qū)；115、一級第五發(fā)酵區(qū)；13、一級第一擋氣板；14、一級第二擋氣板；15、一級第三擋氣板；16、一級第四擋氣板；17、導(dǎo)氣柱；18、導(dǎo)氣管。
[0028]22、第一導(dǎo)水管；24、第二導(dǎo)水管。
[0029]32、第三導(dǎo)水管；34、第四導(dǎo)水管。
[0030]40、二級發(fā)酵系統(tǒng)；41、二級發(fā)酵管道；42、二級進(jìn)料管；43、二級擋氣板；44、二級出料管；45、擋板。
[0031]50、水壓間；52、進(jìn)料管排水管；54、出料管排水管；56、排氣管。
[0032]60、支架。
[0033]70、布菌裝置；72、排水管；74、布菌管道；76、布菌孔。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)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?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)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(hù)范圍。
[0035]如圖1-7所示，同步發(fā)酵提升沼液對流攪拌的超高效發(fā)酵系統(tǒng)，其包括一級發(fā)酵系統(tǒng)10、二級發(fā)酵系統(tǒng)40，二級發(fā)酵系統(tǒng)40底部設(shè)置有支架60，使得二級發(fā)酵系統(tǒng)40所在的位置高于一級發(fā)酵系統(tǒng)10，其基本原理在于，一級發(fā)酵系統(tǒng)10內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣時，一級發(fā)酵系統(tǒng)10內(nèi)的沼氣在沼氣氣壓作用下擠壓至二級發(fā)酵系統(tǒng)40內(nèi)，二級發(fā)酵系統(tǒng)40內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣時，占據(jù)二級發(fā)酵系統(tǒng)40內(nèi)的空間并擠壓二級發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)的沼液流向位于二級發(fā)酵系統(tǒng)頂部的水壓間內(nèi)；使用一級發(fā)酵系統(tǒng)10內(nèi)存儲的沼氣時，一級發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)的沼氣氣