一种钢筋混凝土预制沼气池系统及沼气生产方法与流程

本发明涉及一种钢筋混凝土预制沼气池系统及沼气生产方法。

背景技术：

现场施工的沼气池存在备料、工序繁多、手工操作造价高等缺陷，又受到自然条件影响，不适用于现代化要求，工业化的产品将会取而代之。为适用于现代化要求，工业化的产品将会取而代之。并且现有多种质式、结构的沼气池也存在种种弊端，影响沼气池的使用与发展而设计本沼气池。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种钢筋混凝土预制沼气池系统及沼气生产方法，不仅结构简单，设计合理，而且可以充分搅拌的沼气池。

本发明的技术方案在于：一种钢筋混凝土预制沼气池及搅拌系统，包括若干个依次串联的发酵产气预应力容器罐，相邻两发酵产气预应力容器罐的上、下部侧壁分别经螺旋形橡胶软管实现串联，位于首端的发酵产气预应力容器罐与进料兼水压池相连接，位于末端的发酵产气预应力容器罐的下底部侧壁连接有排料橡皮软管，每个发酵产气预应力容器罐内分别设置有用于搅拌料液的搅拌系统，发酵产气预应力容器罐的上部还分别设置有输气管，所述输气管与联通输气管道相连通。

进一步地，所述发酵产气预应力容器罐包括桶状罐体，所述桶状罐体的上部设置有与其二次浇捣成一体成型的弧形顶盖，所述弧形顶盖的顶部设置有安装检修盖。

进一步地，所述搅拌系统包括竖向穿过安装检修盖并伸入发酵产气预应力容器罐内的中心旋轴，所述中心旋轴由驱动机构驱动旋转，中心旋轴外套置有下端与其中部固定连接的外套管轴，所述外套管轴的上部横向设置有倾斜的上部搅拌叶片，外套管轴的下部固定有纵向设置的并与桶状罐体的底板相垂直的中部搅拌叶片，所述中心旋轴的下端还横向设置有与上部搅拌叶片倾斜方向相反的下部搅拌叶片。

进一步地，所述驱动机构包括电动机，所述电动机经变速箱带动中心旋轴，各中心旋轴之间经皮带或链条相连接实现传动，所述中心旋轴采用优质不锈钢厚壁管。

进一步地，所述外套管轴内设置有套置于中心旋轴外且上端与安装检修盖固定连接的阻止漏气套管，所述外套管轴的下部侧壁设置有通入外套管轴内与阻止漏气套管相配合实现阻漏的通料液孔洞。

进一步地，所述阻止漏气套管与安装检修盖的连接点处设置有与阻止漏气套管一体的防漏环，所述的外套管轴上端与安装检修盖、中心旋轴下端与罐体内底板中心上表面分别均设有不生锈又耐磨的轴内套与轴外套，所述安装检修盖的顶面设置有与中心旋轴相配合的圆锥滚子轴承（附图均未绘出）。

进一步地，所述外套管轴、阻止漏气套管、上部搅拌叶片、中部搅拌叶片及下部搅拌叶片均由韧性好的塑料制成；所述上部搅拌叶片、中部搅拌叶片及下部搅拌叶片的总宽占储液料高度的1/3，且各搅拌叶片两端的末端与罐内壁距离为100mm；所述上部搅拌叶片的倾斜角度小于45°，上部搅拌叶片与中部搅拌叶片的中间呈管状整体连接两侧翼叶片并紧套在外套管轴上，所述下部搅拌叶片倾斜角度小于45°且中间呈管状整体连接两侧翼叶片并紧套在中心旋轴的下端。

进一步地，所述桶状罐体一侧壁的上、下部分别设置有进料口，桶状罐体另一侧壁的上、下部分别设置有出料口，位于上部的进料口和出料口设置于靠近上部搅拌叶片的侧壁上，位于下部的进料口和出料口设置于罐体内底板上表面的侧壁上，所述进料口和出料口上分别连接有螺旋形橡胶软管。

进一步地，所述联通输气管道上设置有总压力表，联通输气管道的末端设置有沼气总阀；位于末端的发酵产气预应力容器罐和与其相邻的发酵产气预应力容器罐的下部之间的螺旋形橡胶软管上设置有用于观察罐内料液储高的浮标，所述浮标上设置有超排量报警器；位于末端的发酵产气预应力容器罐上还设置有末端压力表，且位于末端的发酵产气预应力容器罐上的输气管上设置有末端沼气阀。

一种沼气生产方法，包括采用一种钢筋混凝土预制沼气池系统，步骤如下：

1）在发酵产气预应力容器罐内培养菌种、粗料酸化、细料装池溶化；

2）按含水量90%比例在进料兼水压池内搅拌混合后送入发酵产气罐内，混合搅拌开始时罐内就开始搅拌进料完成后停止，再其后一天搅拌两次，总时间半小时；

3）第二次换补进料前视压力表降至某点，或关闭末端发酵产气预应力容器罐的末端沼气阀后观察压力进展，如确定料液产气完毕即进行补灌料液；

4）放下排料橡皮软管，将料液排入沼肥池或直接装车运走，进出料液相对保持平衡，当超过排放量安装在浮标上的报警器响起即停排放，也可采用电脑软件全程控制进排料及搅拌。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：工厂化生产的容器罐不但造价低，而且质量有保证，可安置于地上也可安置于地下，置于地上外表面刷黑，吸收太阳能提高温度，有益发酵；最佳的搅拌效果体现为好、快、省，好在于：设备简单，使用周期长，基本无需保修，阻止漏气性牢靠，不存在因旋转磨损而漏气；最佳搅拌的良好效果消除了浮渣、沉渣、结块、死角的难题。据《沼气生产工》中记载：充分的搅拌能增加产气量30%以上；快在于：效率高，一天搅拌两次总时间半小时足矣；省在于：按上电源开关举手之劳，更省的全自动软件控制搅拌。基于机构、构造的特征与最佳搅拌方案的相互关系，方可优化选用塞流式与半两步发酵法的木质纤维不入池先进生产工艺的本沼气池，其优点充分均匀搅拌菌种获得新鲜料液生长旺盛产气快、产量高，流程长充分分解利用料液营养成分而不浪费，又能自动边进料边排料连续产气不影响使用，综合的措施从而节省了大量人工费，机械费，经济效益显著提高。

1、设计合理：采用整体预制钢筋混凝土容器罐并数个串联，电动机调动中心旋轴（罐内竖向）及固定安装有叶片同时旋转搅拌，并使用套管形式牢靠防漏气措施，并达到充分搅拌的良好效果。

2、采用塞流式与半两步发酵法工艺。

采用三级高差，即酸化池（含木质纤维的秸秆类也称粗料的溶解池）与细料（粪便类、工业废料、废液）储池，进料兼水压池与发酵产气容器罐，沼肥池三级自动流程而省人工费、机械费。由于采取可靠阻止漏气措施，才能采用中心旋轴搅拌，采用倾斜叶片与圆形无死角得到最佳的搅拌效果，才能采用圆形容器罐串联形式与塞流式、半两步发酵生产工艺，才不至于料液结块堵塞。

附图说明

图1为本发明的组合结构示意图（酸化池、储细料池、沼肥池未绘出）；

图2为本发明的发酵产气预应力容器罐、搅拌系统剖面图；

图3为本发明的图2的中心旋轴转动90°后的结构示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。

参考图1至图3

一种钢筋混凝土预制沼气池及搅拌系统，包括若干个依次串联的发酵产气预应力容器罐10，相邻两发酵产气预应力容器罐的上、下部侧壁分别经螺旋形橡胶软管20实现串联，位于首端的发酵产气预应力容器罐与进料兼水压池30相连接，位于末端的发酵产气预应力容器罐的下底部侧壁连接有用于排料的排料橡皮软管40，每个发酵产气预应力容器罐内分别设置有用于搅拌料液的搅拌系统，发酵产气预应力容器罐的上部还分别设置有输气管51，所述输气管与联通输气管道50相连通。

本实施例中，所述进料兼水压池在水压作用时的顶面高度要比发酵产气容器罐内的储液高度（料液装承位置线70，料液装承位置线与安装检修盖的高度应1.2米以上）高800mm，其上容积宜大于一次进料所需的容积；所述发酵产气预应力容器罐的容积宜5m左右为宜，宜罐数多不宜容积大，大型则罐容积稍大罐数多，中、小则反之。

本实施例中，所述发酵产气预应力容器罐为整体预制钢筋混凝土容器罐，包括桶状罐体11，所述桶状罐体的上部设置有与其二次浇捣成一体成型的弧形顶盖12，所述弧形顶盖的顶部设置有安装检修盖13；所述安装检修盖的直径为700mm，盖中心位置留有准确安装外套管轴外层轴套的预留洞及安装套管洞。

本实施例中，所述搅拌系统包括竖向穿过安装检修盖并伸入发酵产气预应力容器罐内的中心旋轴61，所述中心旋轴由驱动机构驱动旋转，中心旋轴外套置有下端与其中部固定连接的外套管轴62，所述外套管轴的上部横向设置有倾斜的上部搅拌叶片63，外套管轴的下部固定有纵向设置的并与桶状罐体的底板相垂直的中部搅拌叶片64，所述中心旋轴的下端还横向设置有与上部搅拌叶片倾斜方向相反的下部搅拌叶片65。中心旋轴以每分钟两圈左右的慢速度带动上部搅拌叶片、中部上部搅拌叶片和下部搅拌叶片定时搅拌，由于上、下叶片均向中间倾斜，搅拌的同时使浮渣向下压，沉渣向上翻动，中部中叶片同旋转不存在有搅拌盲区。

本实施例中，所述驱动机构66包括电动机，所述电动机经变速箱带动中心旋轴，各中心旋轴之间经皮带或链条相连接实现传动，所述中心旋轴采用优质不锈钢厚壁管。

本实施例中，所述外套管轴内设置有套置于中心旋轴外且上端与安装检修盖固定连接的阻止漏气套管67，阻止漏气套管与中心旋轴之间的里间隙为15mm，阻止漏气套管与外套管轴之间的外间隙为15mm。所述外套管轴的下部侧壁设置有通入外套管轴内与阻止漏气套管相配合实现阻漏的通料液孔洞68，料液通过通料液孔洞充满阻止漏气套管里、外两侧，从而阻止漏气。

本实施例中，所述阻止漏气套管与安装检修盖的连接点处设置有与阻止漏气套管一体的防漏环69并浇细砼后密封，所述外套管轴上端与安装检修盖、中心旋轴下端与罐体内底板中心上表面分别均设有不生锈又耐磨的轴内套与轴外套，所述安装检修盖的顶面设置有与中心旋轴相配合的圆锥滚子轴承。

本实施例中，所述外套管轴、阻止漏气套管、上部搅拌叶片、中部搅拌叶片及下部搅拌叶片均由韧性好的塑料制成；所述上部搅拌叶片、中部搅拌叶片及下部搅拌叶片的总宽占储液料高度的1/3，且各搅拌叶片两端的末端与罐内壁距离为100mm；所述上部搅拌叶片的倾斜角度小于45°，上部搅拌叶片与中部搅拌叶片的中间呈管状整体连接两侧翼叶片并紧套在外套管轴上，所述下部搅拌叶片倾斜角度小于45°且中间呈管状整体连接两侧翼叶片紧套在中心旋轴的下端，下部搅拌叶片与罐底的距离为50mm。

本实施例中，所述桶状罐体一侧壁的上、下部分别设置有进料口，桶状罐体另一侧壁的上、下部分别设置有出料口15，位于上部的进料口和出料口设置于靠近上部搅拌叶片的侧壁上，位于下部的进料口和出料口设置于罐体内底板上表面的侧壁上，所述进料口和出料口上分别连接有螺旋形橡胶软管。

本实施例中，所述联通输气管道上设置有总压力表52，联通输气管道的末端设置有沼气总阀53；位于末端的发酵产气预应力容器罐和与其相邻的发酵产气预应力容器罐的下部之间的螺旋形橡胶软管上设置有用于观察罐内料液储高的浮标54，所述浮标上设置有防超（到达储料液装承线70）排量报警器；位于末端的发酵产气预应力容器罐上还设置有末端压力表55，且位于末端的发酵产气预应力容器罐上的输气管上设置有末端沼气阀56。

本实施例中，所述连接罐体螺旋形橡胶软管的内径不小于30cm；所述排料橡皮软管的内径不小于20cm；所述中心旋轴由φ60mm厚壁不锈钢管制成，中心旋轴的上（外套管轴）、下支点设置不生锈耐磨材料制的轴内、外套。

本实施例中，所述上部搅拌叶片、中部搅拌叶片、下部搅拌叶片的旋转迎料液后背面及叶片中间套在轴处的管状周圈上分别设置有两道加强肋，并叶片肋与管状周圈肋相连；上部搅拌叶片宽300mm；所述中部搅拌叶片宽200mm；所述下部搅拌叶片宽200mm，与上所述的叶片的总宽占储液料高度的1/3按比例作相应增减。

该沼气池的建造及安装：发酵产气容器罐、进料兼水压池、酸化池及储细料池由水泥制品厂生产，该生产工艺采用挤压振动法，达到了预应力抗裂性良好的优点与超常密实效果，强度、抗渗性、耐久性等各项指标都很大提高，超常规振捣工艺生产的产品质量更有保证。安装要点：1. 安装的水泥地面要求不反水或排料端略低；2. 连接各容器罐的孔洞内设有防漏凹槽圈，用螺旋形橡胶软管连接，四周采用半干硬水泥拌麻丝填塞严密；3. 搅拌零部件组装：装外套管轴上端、中心旋轴下端轴内、外轴套（周边刷胶水）紧压入→将先放入罐内的搅拌叶片逐上、中、下刷胶水紧套在相应的轴上，中部搅拌叶片与上、下部搅拌叶片十字叉开，在各搅拌叶片套在轴的位置上钻孔并用不锈钢钮钉与轴锚固→放上橡胶垫片后盖上安装检修盖，此时中心旋轴下端内套装入安装在桶状罐体内底部的外轴套内，中心旋轴上端套管轴上端轴内套装入安装检修盖中的轴外套内，旋螺栓压紧橡胶垫片→做好防水泥砂浆浸入轴套后，装入阻止漏气套管，并在内四周插略薄于15mm的隔离间隙垫杆，浇灌细砼后即将圆锥滚子的轴承座及座螺栓压入并校正。待细砼凝固后拔除隔离间隙垫杆锁紧轴承座螺栓并装上轴承→安装电动部分与输气管部分。

一种沼气生产方法，包括采用一种钢筋混凝土预制沼气池系统，步骤如下：

1）在发酵产气预应力容器罐内培养菌种、粗料酸化、细料装池溶化；

2）按含水量90%比例在进料兼水压池内搅拌混合后送入发酵产气罐内，混合搅拌开始时罐内就开始搅拌进料完成后停止，再其后一天搅拌两次，总时间半小时；

3）第二次换补进料前视压力表降至某点，或关闭末端发酵产气预应力容器罐的末端沼气阀后观察压力进展，如确定料液产气完毕即进行补灌料液；

4）关闭总阀门防倒流做成储料液装承线降低，放下排料橡皮软管，将料液排入沼肥池或直接装车运走（此种操作进、排料速度快更适宜直接装车），进出料液相对保持平衡，当超过排放量安装在浮标上的报警器响起即停排放，也可采用电脑软件全程控制进排料及搅拌。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的钢筋混凝土预制沼气池及搅拌系统并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。