一体化好氧厌氧发酵联合烘干制备肥料系统的制作方法

本实用新型涉及一种一体化好氧厌氧发酵联合烘干制备肥料系统，特别涉及一种顶部有循环增温装置的厌氧发酵罐、好氧发酵能量得到充分利用的发酵系统。适合农作物秸秆、糠皮、果壳等的综合利用，属农业环境工程所需系统。

技术背景

目前农业生产的大量下脚料如：秸秆、糠皮、果壳等并没有得到充分的利用，但这些下脚料中包含大量的能量和植物生长所需的营养元素；

现今农业下脚料的发酵多数为直接进行厌氧发酵，这导致沼气生产及营养物质转化效率的低下。

农业秸秆经好氧发酵可产生大量的热量，发酵腐熟的物料可以更快的完成厌氧发酵过程，经厌氧发酵后物料中的营养物质也能更好地被植物吸收利用。

好氧发酵过程中微生物的活性较强，可以大大加快农业下脚料中纤维的分解、转化效率；好氧发酵过程中产生大量的热能，该热能目前较少被利用；

厌氧发酵过程中存在对腐熟的物料处理不彻底的问题，大部分现有系统中不设增温装置，不利于冬季或严寒地区的使用，而对于厌氧发酵而言，提高温度则厌氧发酵效率也随之增高。

大多数沼气工程均存在沼渣难以处理的问题，其难点在于沼渣的脱水。沼渣脱水需要大量的人力投入，并且通过加热方式脱水需要耗费大量的热量，这导致沼渣难以用于生物质肥料的生产。

目前利用农业下脚料厌氧发酵产生的沼渣往往被废弃，但其中包含丰富的氮、磷、钾等营养元素，综合利用沼渣存在脱水困难的问题，影响进一步加工制成生物质肥料；农业下脚料的直接厌氧发酵存在转化速率、效率低下的问题。目前并没有一种可同时完成好氧发酵、并能加速厌氧发酵、沼渣烘干和生物质肥料生产的系统。

经调研，目前并没有一种可同时完成好氧发酵、并能加速厌氧发酵、沼渣烘干和生物质肥料生产的系统。

技术实现要素：

本实用新型针对以上问题，提供了一种一体化好氧厌氧发酵联合烘干制备肥料系统，该系统由好氧发酵罐、厌氧发酵罐、沼渣烘干腔、热水循环管、太阳能集热器组成，制备沼气的同时得到干燥的沼渣，并利用太阳能能量加速厌氧反应，将沼渣和沼液分离收集；

为了解决上述问题本实用新型是这样的实现的：

一体化好氧厌氧发酵联合烘干制备肥料系统，包括好氧发酵罐(2)、厌氧发酵罐(1)、沼渣烘干腔(3)、热水循环管(15)和太阳能集热器(12)，其特征在于:沼渣烘干腔(3) 套置于好氧发酵罐(2)外部，厌氧发酵罐(1)设置于好氧发酵罐(2)正上方，热水循环管(15)预设于厌氧发酵罐(1)内壁，并有进口(13)、出口(14)，热水循环管(15) 通过循环泵(16)与太阳能集热器(12)连接。

所述好氧发酵罐(2)下方设置有生物质原料入口(9)，所述好氧发酵罐(2)内部设置有由电动机(6)驱动的螺旋物料搅拌器(4)、腐熟物料输送机(5)；所述螺旋物料搅拌器(4)、腐熟物料输送机(5)转轴中空，其上设置有透气孔(20)；

所述厌氧发酵罐(1)底部与所述好氧发酵罐(2)顶部连接，在连接处设置有腐熟物料出口(7)；所述腐熟物料出口(7)通过开关门(21)开启和关闭；所述厌氧发酵罐(1) 内壁四周设有热水循环管(15)，其上设有热水管循环管进口(13)、出口(14)；沼渣泵(11)通过沼渣运输管(10)将所述厌氧发酵罐(1)与所述沼渣烘干腔(3)连接，且所述沼渣泵前后设有开关阀(23)；所述厌氧发酵罐(1)顶部设置有沼气出口(19)；

所述沼渣烘干腔(3)外侧腔壁(22)设置有若干滤水孔(8)；所述沼渣烘干腔(3)套置于所述好氧发酵罐(2)外部，两者之间以导热板(17)隔开；所述沼渣烘干腔(3)设置有干燥沼渣出口(18)，所述干燥沼渣出口（18）通过开关门(21)开启和关闭。

本实用新型工作原理：农业秸秆好氧发酵、厌氧发酵、沼渣脱水烘干的一体化，是将农业下脚料置于好氧发酵罐内，由电动机驱动的螺旋物料搅拌器，对其进行搅拌，完成好氧发酵并产生热量，产生腐熟物料，由电动机驱动的输送机将腐熟物料输送至厌氧发酵罐内；在厌氧发酵罐内，关闭腐熟物料入口，进行厌氧发酵，

厌氧发酵罐内壁预设热水循环管，其上设有热水循环管进口、出口，发酵产生沼气与未干燥的沼渣，沼气经厌氧发酵罐顶部的沼气出口排放，待使用，沼渣泵通过沼渣运输管将未经干燥的沼渣输送至烘干腔内，前后两个开关阀以保证厌氧发酵罐为厌氧状态；

在沼渣干燥腔中，沼渣烘干腔外侧腔壁设置有滤水孔，可过滤掉沼渣中的水分，并能及时将蒸发出的水蒸气排出，同时好氧发酵罐和沼渣烘干腔之间以导热板隔开，可将好氧发酵产生热量输送至烘干腔，实现对沼渣的烘干，烘干设备可以综合利用好氧发酵产生的热量；热水循环管中的水吸收太阳能集热的热量后变成热水为厌氧发酵提供热量，促进发酵的进行，而循环管中的热水冷却后通过循环泵的作用回到集热器中，再次吸收太阳能集器的热量后变成热水，持续促进厌氧发酵的进行。

本实用新型中沼渣烘干腔套置于好氧发酵罐外部，厌氧发酵罐设置于好氧发酵罐正上方，系统中有太阳能循环加温装置，不断吸收太阳能热量，持续促进厌氧发酵，可保障系统运行稳定高效生产沼气，并且能耗少，高效利用资源；沼渣烘干腔外侧腔壁的若干滤水孔，很好使无氧发酵后的沼液及沼渣分离，方法简单，解决了现有技术中烘干复杂等问题；沼渣烘干腔与好氧发酵罐之间以导热板隔开，可在制备沼气与沼渣的同时，利用好氧发酵产生的热量烘干沼渣，避免了资源的浪费。

本实用新型提供一个设备简单，能耗少、高效利用资源的一体化系统。

附图说明

为便于描述本发明，现将本发明所述系统以示意图的方式展示、描述：

附图1为本实用新型一体化好氧厌氧发酵联合烘干制备肥料系统示意图。

图中：厌氧发酵罐1、好氧发酵罐2、沼渣烘干腔3、螺旋物料搅拌器4、输送机5、电动机6、腐熟物料出口7、滤水孔8、生物质原料入口9、沼渣输送管10、沼渣泵11、太阳能集热器12、热水循环管进口13、热水循环管出口14、热水循环管15、循环泵16、导热板17、沼渣出口18、沼气出口19、透气孔20、开关门21、烘干腔外壁22、开关阀23。

具体实施方式

以下，用实施例结合附图对本实用新型作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本实用新型最佳实施方式的描述，并不对本实用新型的范围有任何限制。

实施例

如图1所示，本发明所述一体化好氧厌氧发酵联合烘干制备肥料系统由好氧发酵罐、厌氧发酵罐、沼渣烘干腔、热水循环管、太阳能集热器组成；

一体化好氧厌氧发酵联合烘干制备肥料系统，包括好氧发酵罐(2)、厌氧发酵罐(1)、沼渣烘干腔(3)、热水循环管(15)和太阳能集热器(12)，其特征在于：沼渣烘干腔(3) 套置于好氧发酵罐(2)外部，厌氧发酵罐(1)设置于好氧发酵罐(2)正上方，热水循环管(15)预设于厌氧发酵罐(1)内壁，热水循环管(15)通过循环泵(16)与太阳能集热器(12)连接。

所述好氧发酵罐(2)，其内部设置有由电动机(6)驱动的螺旋物料搅拌器(4)、腐熟物料输送机(5)，通过螺旋的转动可以实现物料的搅拌，并且可将好氧发酵罐(2)中腐熟后的物料转移至厌氧发酵罐(1)；所述螺旋物料搅拌器(4)、腐熟物料输送机(5)转轴中空，其上设置有透气孔(20)，气流可通过转轴内部和透气孔吹入好氧发酵罐中。

所述厌氧发酵罐(1)底部与所述好氧发酵罐(2)顶部连接，在连接处设置有腐熟物料出口(7)；所述腐熟物料出口(7)通过开关门(21)开启和关闭；所述厌氧发酵罐(1) 内壁四周预设热水循环管(15)，其上连接有热水循环管进口(13)、出口(14)；沼渣泵 (11)通过沼渣运输管(10)将所述厌氧发酵罐(1)与所述沼渣烘干腔(3)连接，且所述沼渣泵前后设有开关阀(23)，以保证厌氧发酵罐的厌氧环境；所述厌氧发酵罐(1) 顶部设置有沼气出口(19)。

所述沼渣烘干腔(3)外侧腔壁(22)设置有若干滤水孔(8)；所述沼渣烘干腔(3)套置于所述好氧发酵(2)罐外部，两者之间以导热板(17)隔开，所述导热板(17)可将好氧发酵产生的热量传送至所述沼渣烘干腔(3)，烘干设备可以综合利用好氧发酵产生的热量，实现对沼渣的烘干；所述沼渣烘干腔设置有干燥沼渣出口，所述干燥沼渣出口（18）通过开关门(21)开启和关闭。

所述热水循环管(15)中的水吸收太阳能集热的热量后变成热水为厌氧发酵提供热量，促进发酵的循环进行。而循环管中的热水冷却后通过循环泵的作用回到集热器中，再次吸收太阳能集器的热量后变成热水，持续促进厌氧发酵的进行。

本实用新型所说一体化好氧厌氧发酵联合烘干制备肥料系统所产生的沼气，可供农村作为生活燃料，同时也可用于农业生产中；沼渣可增加有机肥料资源，提高质量和增加肥效，从而提高农作物产量，改良土壤，使农业生产系统逐步向良性循环发展。