專利名稱：建筑用沼氣池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
能源 三技術(shù)背景-
農(nóng)村的沼氣技術(shù)，經(jīng)過(guò)一白多年地發(fā)展，已經(jīng)是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，在i984年我國(guó)設(shè)計(jì)了一套農(nóng)村家用 水壓式沼氣池標(biāo)準(zhǔn)圖集，在我國(guó)農(nóng)村得到廣泛地推廣和應(yīng)用。沼氣池是利用人畜禽的糞便和植物的根莖葉 按適當(dāng)?shù)谋壤旌显谝黄?，在池?nèi)加入適當(dāng)?shù)乃纬珊线m的濃度，在8"—65QC的溫度，在厭氧的條件下， 經(jīng)過(guò)液化階段、產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲垸階段，完成這三個(gè)階段需要幾十天的時(shí)間，有幾十種微生物將復(fù)雜的有 機(jī)物變成簡(jiǎn)單的小分子量的物質(zhì)。沼氣的成份主耍是甲垸和二氧化碳，還有少量的一氧化碳、氫、硫化氫、 氮和氧等氣體，是一種清潔的再生能源。農(nóng)村四口之家的農(nóng)戶，有一座81113的沼氣池，每曰所產(chǎn)生的沼氣， 可供一日三餐的用氣需要，給農(nóng)民在生活上帶來(lái)很大的方便，提高了農(nóng)民的生活質(zhì)量。大型酒精廠、大型 畜牧養(yǎng)殖場(chǎng)建的大型沼氣池產(chǎn)生的沼氣可用來(lái)發(fā)電。池內(nèi)的沼液可以用于農(nóng)作物的肥料，是一種優(yōu)質(zhì)有機(jī) 月巴，能提高農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量，沼渣可當(dāng)作豬、魚(yú)飼料，養(yǎng)蚯蚓和種植蘑菇等。
化糞池是建筑物的配套設(shè)施，是用來(lái)處理人的糞便，它處理糞便的原理和沼氣池完全一樣。糞便污水 經(jīng)化糞池處理后，減輕了對(duì)江河湖海等水體和土壤的污染程度，同時(shí)還減輕了污水泵的提升工作量，化糞 池的大小是按容積以立方米來(lái)確定的，容積的大小與使用人數(shù)、每人每日用水量的多少、清掏周期有關(guān)。 池內(nèi)的浮渣和污泥規(guī)定三個(gè)月至十二個(gè)月清掏一次，以前用人工請(qǐng)?zhí)?，現(xiàn)在多用糞便泵車請(qǐng)?zhí)?，并運(yùn)送到 適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)。 四

發(fā)明內(nèi)容
四.i ;技術(shù)方案化類泡的作用只是對(duì)所排放的水體或土壤減輕污染，而它所產(chǎn)生的沼氣沒(méi)有收集和利用， 為此，將化糞池改為沼氣池就可以達(dá)到這兩個(gè)目的，并冠名建筑用沼氣池。
四.l.l:具體做法把新規(guī)劃的未施工的化糞池取消，在化糞池原位或在排水管線上適當(dāng)?shù)牡胤浇ㄒ蛔?截糞池，像化糞池一樣在截糞池內(nèi)進(jìn)水管和出水管上各設(shè)一個(gè)90。的彎頭，向下深入到水面以下，把糞便 截留在池內(nèi)，而讓污水不間斷地排入市政下水道，在截幾池的旁邊建水壓式沼氣池，此為建筑用水壓式沼 氣池，(如在截糞池旁建浮罩式沼氣池，則為建筑用浮罩式沼氣池)使沼氣池的進(jìn)料口靠近截糞池，定期用
人工或泵把糞便從截糞池送入沼氣池。沼氣池可以釆用農(nóng)村戶用沼氣池，標(biāo)準(zhǔn)圖集圖號(hào)GB4750--2002. 有圓形、球形和橢圓形三種，容積分6m3、 8m3、 i0m3、 12n^可供選擇，大于i2m3時(shí)，可自行設(shè)計(jì)。
四.1.2:在水壓間設(shè)隔墻和四根管在沼氣池水壓間(水壓池)設(shè)一隔墻，將水壓間分成大小相等的兩
個(gè)格，有出料口的一格為前格，無(wú)出料口的一格為后格。在隔墻的底部設(shè)--根dn75的軟管，墻外部分在后 格，長(zhǎng)l.l米，此管為連通管。在前格的池底部設(shè)一根dn75塑料管，通到水壓間外，池內(nèi)靠池壁向上安裝， 管口與最高水位一平，是溢水管。在后格的池底部設(shè)一根dnllO塑料管，通到水壓間外，與前格的dn75溢 水管連接后，通到市政排水管道，池內(nèi)接dnllO軟管，長(zhǎng)l.l米，這跟軟管平時(shí)吊起，管口與水壓間最高水 位一平，可起到溢水的作用，若將軟管放平可達(dá)到排水的目的，是排溢管。在后格池底部再設(shè)一根dn160 塑料管，池內(nèi)接dnl60軟管，長(zhǎng)l. l米'，塑料管的下部通至沼氣池底，此為排渣管。軟管用膠管或'塑料軟管。 三根軟管的具體操作1 :把三根軟管吊起，使管口與水壓間最高水位一平。2 :當(dāng)前格的沼液升到最高 水位時(shí)，把dnl60軟管放平，靠水位差將沼渣從池底提升到(壓倒)后格。3:前后兩格的水位持平時(shí)，將 dnl60軟管吊起。4:沉淀幾個(gè)小時(shí)后，用dnllO排溢管把上清水排入市政下水道，再把排溢管吊起。5:沼 渣風(fēng)干幾天后，從后格內(nèi)清除。(大出料時(shí)，應(yīng)從出料口出渣)6:平時(shí)(不排渣時(shí))dn75連通管放平,dnl60 排渣管-吊起，dnllO排溢管也吊起，這樣，前后兩格都是水壓間有效容積。由于排渣時(shí)水壓間的容積只用 前格，容積只有平時(shí)的一半，故建筑用沼氣池的水壓間容積，應(yīng)比農(nóng)村家用水壓式沼氣池的7乂壓間的容積 增加20%。溢水管、排溢管、和排渣管除用塑料管外也可用鋼管、鑄鐵管和玻離鋼管，它們的管徑依建筑 用沼氣池容積的大小根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或計(jì)算確定。
四.1.3:沼氣池容積的確定先計(jì)算產(chǎn)氣量，以住宅樓居主300人為例，￥氣-0.51;8/人.日*300人 *20%*70%*0.24m3/kg=5.04m3/S,式中，每人每日產(chǎn)糞量0.5kg,糞便的千物質(zhì)含量為20%,糞便的收集 率為70%，每kg干人糞產(chǎn)氣量為0.24 m3/kg 。沼氣池的產(chǎn)氣率為0.15~ 0.40 m"m氣日。產(chǎn)氣率的大小受 '池水溫度影響很大，我國(guó)北方采采用較小值，南方采用較大值，本例采用0.25，則沼氣池的容積V池-5.04/0.25=20m' 如樹(shù)葉、青草等原料充足，可將池容加大，如每日添加5Kg樹(shù)葉，則可多產(chǎn)生lm3沼氣， ^fe容應(yīng)增加4m'，故沼氣池的池容積定為24m3，但不能無(wú)限的增加，受池中沼液C:N =25:1的限制。
四.1. 4 :截糞池容積的確定參照隔油池計(jì)算公式，V-Q60T ,式中:Q是污水的最大秒流量， T是污水在池內(nèi)停留時(shí)間，一般停留4~10分鐘，污水流速小于0.005 m/s ,以住宅樓居住300 人(IOO戶計(jì))污水雖大秒流量為11.48L/s，停留時(shí)間采用7分鐘，V=11.48*60*7=4.82 m3，選用 截糞池長(zhǎng)*寬*深=2.3*1.8*1.2=4.97 m3,式中1.2m為有效水深，管道埋深按1.3m計(jì)，總深則
為:5m。
四.1.5:出水水質(zhì)用沼氣池代替化糞池后，生活污水的排放水質(zhì)有了改善。很多化糞池疏于 管理，常年不清淘，只要不堵，能流水就行，已經(jīng)失去了化糞池的作用，既便是定期請(qǐng)?zhí)凸芾?好的化糞池，由于污水不間斷地從池的中部穿流而過(guò)，污水將液化階段產(chǎn)生的溶于水的有機(jī)物 帶出化糞池，在池內(nèi)來(lái)不及完成產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段，使出水的BOD很高，這是化糞池本身 的缺陷造成的。建筑用沼氣池處理糞便的三個(gè)階段是在池內(nèi)完成的，并且不再和污水混合。從 截糞池排出來(lái)的水，符合隔油池對(duì)沉淀時(shí)間和流速的要求，可以直接排入市政下水道。 四.2:經(jīng)濟(jì)效益仍以居住300人的住宅樓設(shè)401113化糞池與設(shè)241113建筑用沼氣池作比較。 四.2.1:化糞池和沼氣池造價(jià)的比較磚砌化糞池(40m 33200.元，沼氣池(24m": 9000元， 截糞池(2.3m*1.8m*2.5m): 2900元，室外埋設(shè)沼氣管(PE管，dn25*100m): 2800元，室內(nèi)安 裝沼氣管(鍍鋅鋼管dnl5*20m): 300元，埋設(shè)塑料管(upvc共18m): 700元，安裝塑料軟管(共 3.3m): 50元，雙眼灶具(4臺(tái))880元。燃?xì)獗?四塊)720元。建筑用沼氣池造價(jià)合計(jì)17350 元，兩相比較可以看出建筑用沼氣池造價(jià)只是化糞池的一半。建筑用沼氣池造價(jià)低， 一是埋設(shè) 淺。二是圓形池受力好，池壁薄，只有60mm (造價(jià)按120mm計(jì))，化糞池池壁厚500mm (因承 受汽車荷載，故壁厚)。三是容積小?；S池是建筑物的配套設(shè)施，在土建工程中已列有它的預(yù) 算，可以用這筆錢(qián)修建建筑用沼氣池。
四.2.2:沼氣的效益沼氣池除產(chǎn)生沼氣外，還產(chǎn)生沼渣和沼液，沼渣和沼液可以當(dāng)作農(nóng)業(yè)和 林業(yè)的肥料，養(yǎng)豬、養(yǎng)蚯蚓的飼料，沼渣還可袋裝銷售用于盆花的肥料，這方面效益略而不計(jì)， 只計(jì)算沼氣的效益。沼氣池產(chǎn)氣的多少與池水溫度、發(fā)酵原料的碳氮比、池液的濃度和對(duì)發(fā)酵 原料的攪拌等因素有關(guān)。產(chǎn)沼氣的多少?gòu)膬煞矫婀浪阌卯a(chǎn)氣率估算每一立方米池容量可產(chǎn)
生沼氣0.15—0.40mVm氣日，選用較小值估算0.25m3/m3.S *24m3=6.00m3/S 。用產(chǎn)氣量估算 300人每日抹泄的糞便可產(chǎn)生多少沼氣呢？前面已計(jì)算過(guò)可產(chǎn)沼氣5.04m3。比較這兩個(gè)數(shù)， 沼氣的實(shí)際產(chǎn)氣量應(yīng)為5.04 m"日，如向池內(nèi)投入樹(shù)葉、青草等可提高產(chǎn)氣率和產(chǎn)氣量。5.04m3 沼氣折算多少錢(qián)呢？以天然氣作參考，天津市天然氣民用每立方米2.20元，發(fā)熱量39000 k 焦/m3 ,沼氣的發(fā)熱量:20000-29000 k焦/m3 ,根據(jù)發(fā)熱量的比較，沼氣的價(jià)格為1.13—1.63 元，取最小值定為沼氣的價(jià)格1.10元/m3。 一座24n^的沼氣池每月可收入I.IO元/ m"5.04m3 /日*30日=166元。沼氣池需要雇用沼氣工管理，管理費(fèi)按每管理一座沼氣池90元計(jì)，設(shè)備維 修材料、工具磨損每月每池按5.0元計(jì)， 一個(gè)人按管理l 2座沼氣池計(jì)(如向池內(nèi)添加樹(shù)葉、青 草等發(fā)酵原料，管理的沼氣池則少)沼氣工人月收入:90元*12座=1080元。管理單位(沼氣公 司)從每座沼氣池中， 一年可獲利(166-90-5)*12月=842元。 四.3:社會(huì)效益
四.3.1:秋天的落葉，夏天修剪下來(lái)的青草，廚余廢物等給環(huán)衛(wèi)工作帶來(lái)很大的工作量，這些
垃圾需要收集運(yùn)至郊區(qū)，并須進(jìn)行處理，少數(shù)環(huán)保意識(shí)差的單位在院內(nèi)以燒了之，如把它送入 沼氣池，則是一舉兩得。
四.3.2: —幢300人的住宅樓，它的沼氣池每日可產(chǎn)沼氣5.04m3,可供三口之家四戶的用氣量 (冬夏有很大變化)約占全樓的用氣量的4% 。我國(guó)是一個(gè)富煤、貧油、少氣的國(guó)家，開(kāi)發(fā)沼 氣在農(nóng)村、在城市具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。
四.3.3: —個(gè)人可以管理十二座沼氣池，十二座沼氣池可供300人*12座=3600人用于排泄糞便 和生活污水，也就是說(shuō)3600居民中，可以有一人從事沼氣工作，有一個(gè)就業(yè)的機(jī)會(huì)，產(chǎn)生了一 個(gè)新職業(yè)沼氣工， 一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)誕生了沼氣公司。
五


附圖為建筑用沼氣池的原理圖和工藝流程圖。圖中標(biāo)記說(shuō)明如下1:進(jìn)水管 來(lái)自建筑物。2;截糞池。3:沼氣池的進(jìn)料口。 4;水壓式沼氣池。5:水壓間(水壓池)。6: 出料口。 7:水壓間隔墻。8:前格。9:出渣管dnl60 ，池內(nèi)用塑料軟管，長(zhǎng)l.lm，池外用塑
料管，至沼氣池底.10:后格.lh連通管dn75,設(shè)在隔墻的底部，墻外部分在后格，長(zhǎng)l.lm, 用塑料軟管。12:抹溢管dnl10，池內(nèi)用塑料軟管，長(zhǎng)Um,池外用塑料管，通至市政下水道。 13:溢水管cta75，用塑料管，沿池壁向上安裝，管口與最高水面一平，下部至池底，引出池 外.與dnllO管連接。14:沼氣管通至用戶，室外埋設(shè)用PE管，dn25，約100m，室內(nèi)用鍍鋅 鋼管，dnl5,約20m。 15:出水管截糞池內(nèi)設(shè)90。向下彎頭及短節(jié)，池外通至市政下水道。 六
具體實(shí)施例方式建筑用沼氣池的實(shí)施，應(yīng)取得建筑、能源、環(huán)保、環(huán)衛(wèi)、排水、施工等單 位的支持。具體實(shí)施應(yīng)首選沒(méi)有煤制氣、天然氣的城鎮(zhèn)，這里的居民用煤球、蜂窩煤或石油液 化氣作為廚房的燃料，沼氣和它們競(jìng)爭(zhēng)是有優(yōu)勢(shì)的。具體實(shí)施由市政排水單位實(shí)施，他們有管 理排水管道和化糞池的經(jīng)驗(yàn)和機(jī)具，有些單位已委托他們長(zhǎng)年維修排水管道和化糞池，既便是 沒(méi)有委托的單位，他們的排水管道也要和市政管道連接，在業(yè)務(wù)上有密切的聯(lián)系。實(shí)施前首先 征得建設(shè)單位的同意，將原設(shè)計(jì)的化糞池及其費(fèi)用改為和用于建筑用沼氣池。對(duì)于新建住宅小 區(qū)，也可由開(kāi)發(fā)商實(shí)施，由他們組織設(shè)計(jì)和施工，竣工后交小區(qū)物業(yè)或排水單位管理。
權(quán)利要求
1、建筑用水壓式沼氣池前序部分主題名稱建筑用水壓式沼氣池?；S池和沼氣池都是在厭氧的條件下，池水溫度80—650C時(shí)，通過(guò)微生物對(duì)糞便和其他有機(jī)物進(jìn)行發(fā)酵分解，從而達(dá)到處理它們的目的。沼氣池是利用處理后的產(chǎn)物沼氣、沼液和沼渣為目的?；S池是為建筑物排放的糞便和生活廢水不間斷的流入池內(nèi)，經(jīng)處理后再排入市政下水道，以減輕對(duì)所排入的水體和土壤的污染。特征部分建筑用水壓式沼氣池，其特征是既能達(dá)到化糞池對(duì)糞便處理的目的，又能達(dá)到沼氣池產(chǎn)沼氣的目的。具體做法把新規(guī)劃的未施工的化糞池取消，在化糞池原位或在排水管線上適當(dāng)?shù)牡胤浇ㄒ唤丶S池，把糞便截留在池內(nèi)，而讓污水不間斷地排入市政下水道，在截糞池的旁邊建水壓式沼氣池，使沼氣池的進(jìn)料口靠近截糞池，定期用人工或泵把糞便從截糞池送入沼氣池。
2、 建筑用浮軍式沼氣池前序部分主題名稱建筑用浮罩式沼氣池?；S池和沼氣池都是在厭氧的條件下，池 水溫度8° ~65QC時(shí)，通過(guò)微生物對(duì)糞便和其他有機(jī)物進(jìn)行發(fā)酵分解，從而達(dá)到處理它們 的目的。沼氣池是利用處理后的產(chǎn)物沼氣、沼液和沼渣為目的。化糞池是為建筑物排放的 糞便和生活廢水不間斷的流入池內(nèi)，經(jīng)處理后再排入市政下水道，以減輕對(duì)所排入的水體和 土壤的污染。特征部分建筑用浮罩式沼氣池，其特征是既能達(dá)到化糞池對(duì)糞便處理的目的。又能 達(dá)到沼氣池產(chǎn)沼氣的目的。具體做法把新規(guī)劃的未施工的化糞池取消，在化糞池原位或在 排水管線上適當(dāng)?shù)牡胤浇ㄒ唤丶S池，把糞便截留在池內(nèi)，而讓污水不間斷地排入市政下水道， 在截糞池的旁邊建浮罩式沼氣池，使沼氣池的進(jìn)料口靠近截糞池，定期用人工或泵把糞便從 截糞池送入沼氣池。
3、水壓間設(shè)隔墻和四根管引用部分引用的權(quán)利，1 、建筑用水壓式沼氣池。限定部分水壓間設(shè)隔墻和四根管的做法、目的、操作在水壓間設(shè)隔墻和四根管在 沼氣池水壓間(水壓池)設(shè)一隔墻，將水壓間分成大小相等的兩個(gè)格，有出料口的一格為前 格，無(wú)出料口的一格為后格。在隔墻的底部設(shè)一根dn75的軟管，墻外部分在后格，長(zhǎng)1.1 米，此管為連通管。在前格的池底部設(shè)一根dn75塑料管，通到水壓間外，池內(nèi)接dn75塑料 管，靠池壁向上安裝，管口與最高水位一平，是溢水管。在后格的池底部設(shè)一根dnllO塑料 管，通到水壓間外，與前格的dn75管連接后，通到市政排水管道，池內(nèi)接dnllO軟管，長(zhǎng) 1.1米，這根軟管平時(shí)吊起，管口與水壓間最高水位一平，可起到溢水的作用，若將軟管放 平，可達(dá)到排水的目的，是排溢管。在后格池底部設(shè)一根dnl60塑料管，池內(nèi)接dnl60軟管， 長(zhǎng)1.1米，塑料管的下部，通至沼氣池底，此為排渣管。塑料管用upvc ，軟管用膠管或塑 料軟管。三根軟管的具體操作①把三根軟管吊起，使管口與水壓間最高水位一平。②當(dāng) 前格的沼液升到最高水位時(shí)，把dnl60軟管快速放平，靠水位差將沼渣從池底提升到(壓到) 后格。③前后兩格的水位持平時(shí)，將dnl60軟管吊起. 沉淀幾個(gè)小時(shí)后，用dnllO排溢 管將上清水排入市政排水管道，再把排溢管吊起。⑤沼渣風(fēng)干幾天后，從后格內(nèi)清除。(大 出料時(shí)，應(yīng)從出料口出渣)◎平時(shí)(不排渣時(shí))dn75連通管放平，dnl60排渣管也放平， dnllO排溢管吊起，這樣，前后兩格都是水壓間有效容積。由于排渣時(shí)，水壓間的容積只用 前格，容積只有平時(shí)的一半，故建筑用沼氣池的水壓間比農(nóng)村家用水壓式沼氣池的水壓間的 容積增加20% 。溢水管、排溢管和排渣管除用塑料管外也可用鋼管、鑄鐵管、玻璃鋼管， 它們的管徑依建筑用沼氣池容積的大小根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算確定。
全文摘要
沼氣池給農(nóng)民在生活上帶來(lái)方便，在生產(chǎn)上提高了農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量；化糞池是處理建筑物排出來(lái)的糞便，它們的作用原理是一樣的。由于化糞池本身的缺陷，不能收集沼氣，為此將化糞池取消，而用“建筑用沼氣池”代替，它是由截糞池和沼氣池組成的，污水經(jīng)截糞池沉淀后排入市政下水道，而截留的糞便用人工從截糞池送入沼氣池。它的造價(jià)比化糞池還低。一座300人(100戶計(jì))用的建筑用沼氣池，每月產(chǎn)生的沼氣折合人民幣約166元，扣除工料費(fèi)95元，還可獲利71元，產(chǎn)生的沼氣可供4戶居民使用，占居民的4％，并能處理樹(shù)葉和青草，還產(chǎn)生一個(gè)就業(yè)的機(jī)會(huì)(約3600人中有一人從事沼氣工作)。
文檔編號(hào)C02F11/04GK101386462SQ20071005960
公開(kāi)日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2007年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月13日
發(fā)明者強(qiáng) 宮 申請(qǐng)人:宮振厚;于淑珍;宮振堯