多区域气压扰动型促进菌种均布的发生装置产生沼气方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及沼气技术领域，特别涉及一种沼气发酵系统。
【背景技术】
[0002]随着我国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广，根据当地使用要求和气温、地质等条件，家用沼气池有固定拱盖的水压式池、大揭盖水压式池、等等多种样式，但是归总起来大体由水压式沼气池、浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型变化形成的。
[0003]现有的沼气发酵系统发酵短造成发酵原料发酵不充分，以及沼液的流动性差造成菌种分布不均匀，底层容易沉淀，影响整个发酵系统的发酵效率。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是沼气发酵系统中发酵路线短，沼液自循环效果差，沼液中菌种分布不均匀影响产气率。
[0005]为解决现有技术中存在的技术问题，本发明采用的技术方案是。
[0006]多区域气压扰动型促进菌种均匀分布的沼气发生装置，由进出料筒、环形发酵管道、水压间构成沼气发酵系统主体，进出料筒竖直连接环形发酵管道，进出料筒包括进料管和出料管，进料管与出料管之间由一竖直延伸至发酵管道底部的隔板分离，水压间安装于环形发酵管道顶部，水压间与进料管之间连接有进料管排水管，水压间与出料管之间连接有出料管排水管，环形发酵管道与进料管连接位置处设置有进料管挡气板，环形发酵管道与出料管连接位置处设置有出料管挡气板，进料管挡气板和出料管挡气板之间设置有至少一个挡气板，相邻的挡气板之间形成一个发酵区；环形沼气发酵系统还包括布菌装置，布菌装置包括排水管、布菌管道、布菌孔，排水管与水压间连接，布菌管道为圆环形，布菌管道固定于环形发酵管道内侧壁，布菌管道与环形发酵管道的形状相适应，布菌管道上设置有多个竖直方向上贯穿的布菌孔；布菌装置的排水管上设置有控制水压间内的沼液单向流入环形发酵管道中的单向阀，进料管排水管上设置有控制水压间中沼液单向流入进料管中的单向阀，出料管排水管上设置有控制出料管中的沼液单向流入水压间中的单向阀。
[0007]上述技术方案进一步的改进。
[0008]布菌管道低于设置于进料管挡气板和出料管挡气板之间的挡气板最低点所在的水平面。
[0009]上述技术方案进一步的改进。
[0010]布菌管道上固定有多个与水压间连接的排水管；使得布菌管促进沼液流动的效果更加显著，并且可以有效的将环形发酵管道内各个部位的沼液带入水压间中，并且还可以将水压间中存储的沼液更加均匀的回流至环形发酵管道内的各个部位。
[0011]上述技术方案进一步的改进。
[0012]设置于进料管挡气板和出料管挡气板之间挡气板在竖直方向上的投影的长度小于进料管挡气板在竖直方向上的投影长度，进料管挡气板的最低点和出料管挡气板的最低点位于同一个水平面上；充分利用环形发酵管道内的沼气存储空间，促进沼液在发酵系统的流动搅拌性能。
[0013]上述技术方案进一步的改进。
[0014]水压间顶部采用密封结构，并且水压间顶部设置有与大气相通的排气管。
[0015]上述技术方案进一步的改进。
[0016]进料管、出料管、环形发酵管道和水压间均采用混泥土浇筑。
[0017]上述技术方案进一步的改进。
[0018]进料管、出料管、环形发酵管道和水压间均采用玻璃钢材料制成。
[0019]上述技术方案进一步的改进。
[0020]进料管、出料管、环形发酵管道和水压间均采用PVC管道连接制成。
[0021]多区域气压扰动型促进菌种均布的发生装置产生沼气方法，其步骤在于:
A、将发酵原料倒入进料管中，环形发酵管道内的多个发酵区产生沼气量不同，气压较大的发酵区促使沼液流向气压较小的发酵区，气压大的发酵区收集满沼气时，继续发酵产生的沼气流向相邻的未积满的发酵区中；
B、环形发酵管道内产生沼气过程，将发酵管道内的沼液挤压至进料管、出料管和布菌管道中，并通过出料管排水管单向的流入水压间中；
C、使用任意一个发酵区顶部的导气管向外部输出沼气时，该发酵区内的气压减小，相邻的高气压的发酵区向低气压的发酵区输送沼液，水压间中存储的沼液通过进料管排水管以及布菌管道单向回流至环形发酵管道内，回流的沼液补充发酵区中流失的沼气空间；
D、再使用其余的发酵区中存储的沼气；
E、不停的产生沼气以及使用沼气，如此循环。
[0022]本发明的相对于现有技术取得的优点在于，多个发酵区域的发酵效率不同，造成产气量不同，利用不同发酵区域的气压差，促进沼液在发酵系统内的流动搅拌，促进菌种在发酵系统的均匀分布；设置于发酵区域顶部的相互独立的导气管，可以保证各个发酵区相互独立，保证发酵区内形成足够的气压差，促进沼液的流动；并且本发明采用的是环形发酵系统，发酵路线长，保证发酵彻底。
[0023]说明书附图
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本发明的立体结构图。
[0025]图2为本发明的挡气板安装位置图。
[0026]图3为本发明的布菌管立体结构示意图。
[0027]图4为本发明的布菌管安装示意图。
[0028]图5为本发明的布菌管更为优化的结构示意图。
[0029]图中标示为:10、进料管；20、出料管；30、发酵管道；32、进料管挡气板；34、出料管挡气板；36、导气管；38、第一挡气板；301、第一发酵区；302、第二发酵区；40、水压间；42、出料管排水管；44、进料管排水管；46、排气孔；50、布菌装置；51、排水管；52、布菌管道；53、布菌孔。
【具体实施方式】
[0030]下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
[0031]如图1所示，多区域气压扰动型促进菌种均匀分布的沼气发生装置，其由进料管10、出料管20、发酵管道30、水压间40构成发酵系统主体，发酵管道30为环形发酵管道并且发酵管道30水平放置，进料管10由截面为矩形、圆形等几何形状沿直线方向拉伸获得两端连通的管状物体，进料管10与出料管20形状一致，并且进料管10与出料管20相邻连接并且固定于一起，由进料管10和出料管20组成的进出料筒竖直连接环形发酵管道30，优选地，进出料筒竖直的连接环形发酵管道30的直线管道上；水压间40水平放置于环形发酵管道30顶部，水压间40与进料管10之间连接有进料管排水管44，水压间与出料管20之间连接有出料管排水管42 ;环形发酵管道30与进料管10连接位置处设置有进料管挡气板32，环形发酵管道30与出料管20连接位置处设置有出料管挡气板34，本发明的环形发酵系统采用的发酵原料可以为动物粪便、秸杆等，发酵原料倒入进料管10，并在环形发酵管道30内产生沼气，产生的沼气可以在进料管挡气板32和出料管挡气板34之间集聚。
[0032]环形发酵管道30上连通有多个导气管36 ;优选采用两个导气管36，并且导气管上设置有阀体控制导气管的开启和关闭；防止其中一个导气管发生堵塞，另一个导气管可以正常输出沼气；水压间40上部采用密封结构，并且水压间40顶部连通一排气管46，排气管46与外界大气连通，保证水压间40内气压与外界大气一致。
[0033]现有的沼气发酵系统的沼液循环流动搅拌性能差，不仅容易结壳，而且往往造成发酵系统内的菌种分别不均匀，直接导致发酵系统的发酵效率低下；本发明采用以下几种不同的实施方式，促进沼液在整个发酵系统内的循环流动搅拌。
[0034]第一种实施方式。
[0035]如图1、2所示，环形发酵管道30内还设置有位于进料管挡气板32和出料管挡气板34之间的第一挡气板38，设置第一挡气板38将环形发酵管道30分隔成两个发酵区，分别为第一发酵区301和第二发酵区302 ;尤为重要地，为保证发酵管道内的沼液、沼渣等可以顺畅流动，进料管挡气板、出料管挡气板以及第一挡气板在竖直方向上的投影长度不超过环形发酵管道内径的三分之二 ；第一发酵区301和第二发酵区302顶部分布设置有导气管36，导气管36之间不连通，单独的向外部输出沼气，防止第一发酵区301与第二发酵区302之间通过导气管实现沼气对流。
[0036]进料管挡气板和出料管挡气板在竖直方向上的投影长度一致，即进料管挡气板和出料管挡气板伸入沼液液面以下深度一致，当第一挡气板38在竖直方向上的投影长度小于进料管挡气板竖直方向上的投影长度时；由于发酵原料、菌种等在发酵管道内的分布不均匀，以及其他环境因素会造成第一发酵区301和第二发酵区302内的发酵效率以及产气