扇形分区扰流的厌氧发酵系统发酵产生清洁能源的方法
【专利摘要】本发明公布了扇形分区扰流的厌氧发酵系统发酵产生清洁能源的方法，将储气板或辅助储气板内的沼气导出时，沼气总存储量下降，为补偿丢失的沼气体积，水压间以及内水压柱体内积聚的沼液都将回流，水压间内的沼液通过布置于水压间侧壁的排水管回流至发酵腔室内，内水压间柱体内的沼液通过中央导水孔回流至辅助储气板内，促使沼液的回流搅拌，促进菌种的均匀分布。
【专利说明】
扇形分区扰流的厌氧发酵系统发酵产生清洁能源的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种新能源、发酵领域，特别涉及秸杆、动物粪便等原料发酵的微生物发酵处理系统。
【背景技术】
[0002]现有的沼气发酵系统的导气管采用大多采用混泥土浇筑并固定于储气板顶部，并且周边的气密性不高，周边漏气难堵；由于沼气池的发酵原料大多采用家畜粪便，粪便腐烂过程中容易滋生各种虫类，蛆虫爬入导气管内造成阻塞，难清理；当导气管内有集水时，难排出；最为突出的问题是，导气管断裂时，由于难更换，可以导致整个沼气发酵系统的报废。
[0003]目前的水压式沼气发酵系统的沼气存储空间是指设置于发酵腔室两端的进料管挡气板、出料管挡气板之间的区域，当较长时间不使用存储的沼气时，存储的沼气从进料管挡气板、出料管挡气板的底部溢出，并进入空气中，从而造成浪费;现有的沼气存储空间有限。
[0004]影响沼气发酵效率以及产气量最重要的因素是发酵原料、菌种、温度，当发酵原料、菌种的均匀分布，微生物充分分解发酵原料，产生出较多的沼气并使得沼气存储腔室内的温度升高，进一步促进发酵;现有的沼气发酵系统由于沼液流动性差，造成发酵原料大量积聚于进料口处，经过长期发酵后并且含有大量菌种的沼液主要积聚于出料口出，从而造成发酵系统内的发酵原料与菌种的分布不均匀，抑制了发酵效率，降低产气量。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种提高沼液对流效果并促进菌种均匀分布的发酵系统，并且利用辅助储气装置增大系统的气体存储空间。
[0006]为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。
[0007]扇形分区扰流的厌氧发酵系统，其包括发酵罐体、安装于发酵罐体内的储气板、安装于发酵罐体内的水压间、将发酵罐体分隔的料口分隔板、与储气板连接的辅助储气装置，发酵罐体为圆环型结构，发酵罐体包括罐体内壁、罐体外壁，罐体内壁与罐体外壁之间的区域为发酵腔室，并且发酵腔室为圆环形，储气板的形状与发酵罐体的形状相适应，储气板上安装有导气装置，储气板的上板面与罐体内壁的顶部相连接并且储气板开口向下设置，料口分隔板的两端分别为进料口、出料口，储气板靠近进料口一端设置有竖直方向的进料口挡气板，储气板靠近出料口一端设置有竖直方向的出料口挡气板;储气板的储气板壁部与罐体外壁之间间隔有扰流区间，并且扰流区间沿罐体外壁方向延伸，扰流区间内活动设置有搅拌杆;水压间安装于储气板上方，水压间对应扰流区间的侧壁上设置有排水管;储气板的储气板壁部底部所在的水平面不高于进/出料口挡气板底部所在的水平面，储气板壁部与发酵罐体底部之间设置有间隙，罐体内壁顶部所在的水平面低于罐体外壁顶部所在的水平面；
辅助储气装置，其包括安装于发酵罐体中心部位的内水压柱体、安装于内水压柱体并且延伸至发酵腔室的辅助储气板，罐体内壁上设置有第一水流孔，内水压柱体的壁部设置有与第一水流孔相对应的第二水流孔;辅助储气板包括辅助上板、内竖直板、外竖直板，辅助上板通过第一水流孔、第二水流孔延伸至发酵腔室内，并且辅助上板位于发酵腔室一端设置有竖直方向的内竖直板，辅助上板位于内水压柱体一端设置有竖直方向的外竖直板，辅助储气板开口向下设置；内水压柱体的中心部位还设置有中央导水孔，外竖直板与内水压柱体底部内壁之间设置有与中央导水孔相连通的间隔；外竖直板底部所在的水平面低于进/出料口挡气板底部所在的水平面；内竖直板与储气板壁部贴合布置，内竖直板底部所在的水平面高于进/出料口挡气板底部所在的水平面;辅助上板与储气板上壁之间紧密贴合。
[0008]上述技术方案的进一步改进，辅助上板位于内水压柱体一端安装有导气装置。
[0009]上述技术方案的进一步改进，上述的辅助储气装置有多个，并且设置于内水压柱体内的辅助储气板相互连通。
[0010]上述技术方案的进一步改进，上述的导气装置，包括外管、套接于外管内的导气管，外管的上端部设置有台阶，储气板上设置有与台阶相匹配的凹槽，外管竖直方向安装于储气板上，外管顶端的上表面与储气板上表面位于同一水平面上；导气管底部设置有沿导气管圆周方向的环形凸起部，导气管通过环形凸起部与外管连接并且外管底部设置有与环形凸起部相连接的限位挡板;外管内填充有位于环形凸起部上方的泥封层，外管内还填充有位于泥封层上方的水润层。
[0011]上述技术方案的进一步改进，搅拌杆包括横杆、竖杆，横杆的一端固定有竖直方向的竖杆，横杆活动于发酵腔室内，竖杆活动于扰流区间内。
[0012]上述技术方案的进一步改进，发酵系统采用的发酵原料为植物秸杆和/或动物粪便。
[0013]上述技术方案的进一步改进，外管的顶部还匹配有盖体。
[0014]扇形分区扰流的厌氧发酵系统发酵产生清洁能源的方法，其步骤包括:
进料及搅拌布料过程:将发酵原料倒入进料口内，拉动搅拌杆在扰流区间内沿着进料口至出料口方向搅拌，促进发酵原料在发酵腔室内的均匀分布；
发酵过程:发酵原料在发酵腔室内发酵产生沼气并积聚于储气板内，储气板内的沼气气压增大，将挤压发酵腔室内的沼液流向进/出料口、扰流区间，进/出料口、扰流区间内的沼液液面达到设置于水压间侧壁的排水管时，将通过排水管流入水压间内；与此同时，由于储气板内设置有子发酵区、辅助发酵区，辅助发酵区布置于辅助储气板下方，进/出料口挡气板与相邻的辅助发酵区的壁部之间或者相邻的辅助发酵区的壁部之间形成相互独立的发酵区，发酵原料、菌种的分布不均匀，造成辅助发酵区内的沼气气压与相邻的子发酵区内气压不一致，促使沼液在辅助发酵区与子发酵区之间对流；当发酵腔室内的沼液低于辅助储气板的内竖直板底部时，辅助储气板内的沼气存储量达到最大，辅助储气板内继续收集的沼气将通过内竖直板底部溢出；当发酵腔室内的沼液到达进/出料口挡气板底部时，发酵系统的沼气存储量达到最大，即储气板内的沼气存储量与辅助储气板内的沼气存储量之和；
导气过程:通过导气装置将储气板或辅助储气板内的沼气导出时，沼气总存储量下降，为补偿丢失的沼气体积，水压间以及内水压柱体内积聚的沼液都将回流，水压间内的沼液通过布置于水压间侧壁的排水管回流至发酵腔室内，内水压间柱体内的沼液通过中央导水孔回流至辅助储气板内，促使沼液的回流搅拌，促进菌种的均匀分布。
[0015]本发明的优点在于:导气装置的外管埋入储气板内，避免外管的凸出造成外管破损，并且导气装置内的导气管采用泥封层固定，在导气管破损时易更换，阻塞时易疏通，还可以通过泥封层上部的水润层，观察导气装置的密封效果；系统还采用了辅助储气装置，显著提升了沼气的最大容量;本发明还记载了十种提升沼液自对流，促进菌种均匀分布的方案，各个方案之间在结构不存在干涉的情况下，可以结合使用，提升整个发酵系统的沼液自对流。
【附图说明】
[0016]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。
[0017]图1为本发明的俯视图。
[0018]图2为本发明的剖面结构示意图。
[0019]图3为本发明的剖面结构示意图。
[0020]图4为本发明的剖面结构示意图。
[0021]图5为本发明的剖面结构示意图。
[0022]图6为本发明的水压间排水管示意图。
[0023]图7为本发明的搅拌杆结构示意图。
[0024]图8为本发明的导气装置结构示意图。
[0025]图中标示为:
100、发酵罐体;110、罐体内壁;120、罐体外壁;130、发酵腔室；140、储气板;141、储气板壁部；150、水压间；152、进料口端部排水管；154、出料口端部排水管；156、中部排水管；160、进料口； 17 O、出料口； 18 O、料口分隔板；19 O、扰流区间。
[0026]200、搅拌杆;210、竖杆;220、横杆。
[0027]300、导气装置；310、外管；320、导气管；330、盖体；340、泥封层；350、水润层；360、台阶。
[0028]400、内水压柱体;410、辅助储气板;420、内竖直板;430、外竖直板;440、中央导水孔;450、第一水流孔;460、第二水流孔;470、连通间隙。
[0029]510、进料口挡气板;520、出料口挡气板;530、主发酵区；540、辅助发酵区；550、第一扰流挡气板;560、第二扰流挡气板。
【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1-6所示，发酵系统，其包括发酵罐体100、安装于发酵罐体100内的储气板140、安装于发酵罐体100内的水压间150、将发酵罐体100分隔的料口分隔板，发酵罐体100为圆环型结构，发酵罐体100包括罐体内壁110、罐体外壁120，罐体内壁110与罐体外壁120之间的区域为发酵腔室130，并且发酵腔室130为圆环型结构，储气板140的形状与发酵罐体100的形状相适应，储气板140上安装有导气装置，储气板140的上板面与罐体内壁110的顶部相连接并且储气板140开口向下设置，料口分隔板180的两端分别为进料口 160、出料口170，储气板140靠近进料口 160—端设置有竖直方向的进料口挡气板510，储气板140靠近出料口 170—端设置有竖直方向的出料口挡气板520;储气板140的储气板壁部141与罐体外壁120之间间隔有扰流区间190，并且扰流区间190与罐体外壁120的形状相适应，扰流区间190内活动设置有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌部、牵引部，搅拌部活动于发酵腔室内，牵引部活动于扰流区间190内；水压间150安装于储气板140上方，水压间对应于扰流区间190的侧壁上设置有排水管;尤为重要地，进料口挡气板510的底部与出料口挡气板520底部位于同一水平面上，储气板140的储气板壁部141底部所在的水平面不高于进/出料口挡气板底部所在的水平面，储气板壁部141与发酵罐体100底部之间设置有间隙，罐体内壁110顶部所在的水平面低于罐体外壁120顶部所在的水平面，罐体外壁120顶部所在的水平面高于水压间150顶部所在的水平面。
[0032]上述的发酵罐体、储气板、水压间均可以采用玻璃钢制成。
[0033]本发酵系统所采用的发酵原料可以为植物秸杆、动物粪便、有机垃圾、工业或生活废水等;现有的发酵系统流动性差，并且不能通过外力搅拌或者外力搅拌难以实施;本发酵系统的优点就是可通过搅拌杆沿着扰流区间进行搅拌，促进发酵原料在发酵腔室内的均匀分布，从而杜绝了发酵原料沉淀、阻塞等问题。
[0034]将发酵原料倒入进料口160内，通过拉动搅拌装置的牵引部在扰流区间190内活动，并带动搅拌部在发酵腔室内活动，沿着进料口 160至出料口 170方向移动，带动发酵原料深入发酵腔室130内，并通过搅拌促进发酵原料的分布均匀；当发酵原料在发酵腔室内发酵产生沼气时，产生的沼气积聚于储气板内，并挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，进料口、出料口以及扰流区间内的沼液液面上升，当沼液液面达到排水管位置时，沼液将通过排水管流入水压间内；将储气板内存储的沼气导出时，储气板内的沼气气压下降，为补偿丢失的沼气体积，水压间内积存的沼液将通过排水管回流，并使得进料口、出料口以及扰流区间内的沼液液面下降，从而完成一次循环，如此往复，即可获得可再生沼Ho
[0035]如图7所示，上述的搅拌装置为搅拌杆，搅拌杆包括横杆220、竖杆210，横杆220的一端固定有竖直方向的竖杆210，横杆220活动于发酵腔室内，竖杆210活动于扰流区间内；本发明的搅拌杆采用的结构便于取出，在不需要搅拌的时候，可将搅拌杆沿着扰流区间倾斜放置并取出；需要工作时，将扰流杆放入，并通过拉动竖杆210带动横杆220在发酵腔室内搅拌，促进发酵原料的在发酵腔室内的均匀分布以及菌种的均匀分布。
[0036]如图8所示，上述的导气装置，包括外管310、套接于外管310内的导气管320，外管310的上端部设置有台阶360，储气板140上设置有与台阶360相匹配的凹槽，外管310竖直方向安装于储气板140上，优选地，外管310顶端的上表面与储气板140上表面位于同一水平面上，将外管310埋入储气板内，可以有效的避免外管310的损坏，增加外管310的使用寿命;导气管320底部设置有沿环形凸起部，导气管320通过环形凸起部与外管310连接并且外管310底部设置有与环形凸起部相连接的限位挡板;外管310内填充有位于环形凸起部上方的泥封层340，外管310内还填充有位于泥封层340上方的水润层350。
[0037]外管310的顶部还匹配有盖体330，设置盖体330将外管内腔与外界分离，避免外部的杂物落入外管内。
[0038]通过水泥浇筑、或强力胶体、或过盈配合将外管310定位于储气板140上部，避免沼气从外管310的侧壁处溢出；布置于环形凸起部上方的泥封层340需要通过多次挤压、夯实，并干燥放置一定时间，一般干燥放置时间不得低于24小时，将泥封层上部的水分蒸发，泥土干燥后会在泥封层上部形成裂缝;再倒入一定量的清洁水，清洁水沿着裂缝深入泥封层上部，并可以再次填补裂缝，并可保持泥封层上部的湿润；当储气板内存储有沼气时，如果在水润层中出现连续的气泡，则说明泥封层密封不合格，需要重新填埋，直至水润层中没有出现连续的气泡；导管破损或阻塞时，可以通过清理泥封层，将导气管取出进行更换或者疏通;从而实现损坏易更换、阻塞易疏通的效果。
[0039]如图2、4、5所示，本发明还包括辅助储气装置，其包括安装于发酵罐体100中心部位的内水压柱体400、安装于内水压柱体400并且延伸至发酵腔室的辅助储气板410，罐体内壁110上设置有第一水流孔450，内水压柱体400的壁部设置有与第一水流孔450相对应的第二水流孔460;辅助储气板410包括辅助上板、内竖直板420、外竖直板430，辅助上板通过第一水流孔、第二水流孔延伸至发酵腔室内，并且辅助上板位于发酵腔室一端设置有竖直方向的内竖直板420，辅助上板位于内水压柱体400—端设置有竖直方向的外竖直板430，辅助储气板410开口向下设置；内水压柱体400的中心部位还设置有中央导水孔440，外竖直板430与内水压柱体400底部内壁之间设置有与中央导水孔440相连通的间隔，从而使得外储气板内的液体可通过中央导水孔进入内水压柱体400上部，实现排水过程;尤为重要地，为充分利用沼气存储空间，外竖直板430底部所在的水平面低于进/出料口挡气板底部所在的水平面，内竖直板底部所在的水平面高于进/出料口挡气板底部所在的水平面。
[0040]尤为重要地，进料口挡气板的底部与出料口挡气板底部位于同一水平面上，储气板的储气板壁部底部所在的水平面不高于进/出料口挡气板底部所在的水平面，储气板壁部与发酵罐体底部之间设置有间隙，罐体内壁顶部所在的水平面低于罐体外壁顶部所在的水平面，罐体外壁顶部所在的水平面高于水压间顶部所在的水平面。
[0041 ]辅助上板位于内水压柱体400—端安装有导气装置，安装相对简单，通过导气装置可以有效的将辅助储气板内的沼气导出。
[0042]当内竖直板420与储气板壁部141贴合布置时，内竖直板420底部所在的水平面高于进/出料口挡气板底部所在的水平面;辅助上板与储气板上壁之间紧密贴合;从而使得进/出料口挡气板与相邻的内竖直板之间形成一个独立的子副发酵区，或相邻的辅助储气板的内竖直板之间形成一个独立的子副发酵区，即辅助储气板将发酵腔室分隔成多个子副发酵区，由于沼气气压差的作用，将促使各个子副发酵区与辅助发酵区之间对流搅拌。
[0043]当内竖直板420与储气板壁部141之间设置有间隙时，内竖直板420底部所在的水平面没有严格限制，为保证沼渣、沼液的顺利环流，内竖直板420底部所在的水平面不低于储气板壁部141底部所在的水平面。
[0044]上述的辅助储气装置最佳实施方案为，上述的辅助储气装置有多个并且辅助储气板位于内水压柱体的一端相互连通；内竖直板420与储气板壁部141贴合布置，内竖直板底部所在的水平面高于储气板壁部底部所在的水平面，储气板壁部底部所在的水平面不高于进/出料口挡气板底部所在的水平面，并且辅助上板与储气板内壁的顶部之间设置有连通间隙470 ；储气板内设置有由内竖直板420、辅助上板、罐体内壁之间围合成辅助发酵区540以及由内竖直板外壁与储气板内壁之间形成的主发酵区530;由于辅助储气板位于内水压柱体的一端相互连通，使得各个辅助发酵区内的气压保持一致；由于发酵原料、菌种等不均匀分布，导致主发酵区530内的沼气气压与辅助发酵区540内的沼气气压不一致，由于存在气压差，将促使沼液在主发酵区530与辅助发酵区540之间相互对流;从而促进了菌种的均勾分布。
[0045]当发酵原料进入发酵腔室内发酵产生沼气时，沼气积聚于储气板中的主发酵区以及辅助发酵区内，并且由于发酵原料、菌种的分布不均匀导致主发酵区、辅助发酵区内的沼气气压不一致，存在气压差，促使沼液在主发酵区与辅助发酵区之间对流，促进菌种均匀分布；随着储气板内的沼气气压逐步增大，将挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，并通过设置有水压间上的排水管进入水压间内；与此同时，辅助储气板内的沼气气压逐步增大，将挤压内水压柱体内的液体通过中央导水孔进入辅助储气板的上方；当辅助发酵区内的沼液液面低于内竖直板底部时，辅助发酵区内继续积聚的沼气将通过内竖直板的底部溢入主发酵区内；当发酵腔室内的沼液液面达到进/出料口挡气板底部时，发酵系统的沼气存储量达到最大，即主发酵区内积聚的沼气量与内水压柱体内积聚的沼气量之和。
[0046]为进一步的提升沼液的自循环效果，促进菌种的均匀分布，本发明采用的多种方案，通过控制沼液的流动或者利用气压扰动的方式，促进沼液的自循环。
[0047]第一种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案(简称第一方案)。
[0048]如图6所示，上述的排水管包括设置于进料口的附近的进料口端部排水管152、设置于出料口附近的出料口端部排水管154。
[0049]进料口附近的沼液含有的发酵原料较多、菌种较少，而出料口附近的沼液含有的发酵原料较少、菌种较多；将排水管布置于进料口与出料口附近可以有效的促进发酵原料与菌种的混合，对促进发酵原料以及菌种的均匀分布有积极作用。
[0050 ]第二种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案(简称第二方案)。
[0051 ]进料口端部排水管上设置有水压间内沼液单向流入进料口的单向阀，出料口端部排水管上设置有出料口中沼液单向流入水压间的单向阀。
[0052]发酵原料在发酵腔室内发酵产生沼气并积聚于发酵腔室内，沼气积聚于储气板中并使得储气板内的沼气气压逐步增大，随着沼气气压的增大，沼气将挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，进料口、出料口、扰流区间内的沼液液面逐步上升；当沼液液面达到进料口端部排水管、出料口端部排水管时，在单向阀的控制下，出料口内富含菌种的沼液通过出料口端部排水管单向流入水压间内；使用储气板内积聚的沼气时，通过将储气板内的沼气导出，储气板内的沼气气压下降，进料口、出料口、扰流区间处的沼液液面回落，为补偿储气板内丢失的气体体积，水压间内储存的沼液将通过进料口端部排水管单向回流至进料口内，并将富含菌种的沼液带入进料口中，沼液回流过程中，将冲击进料口附近的发酵原料并将发酵原料带入发酵腔室内，从而促进发酵原料、菌种的均匀分布，提升系统的发酵效率。
[0053]第三种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案(简称第三方案)。
[0054]如图3所示，储气板上设置有若干位于进料口挡气板、出料口挡气板之间的扰流挡气板，进、出料口挡气板与相邻的扰流挡气板之间形成一个子发酵区，相邻的扰流挡气板之间形成一个子发酵区;每个子发酵区的顶部都设置有相互独立的导气装置。
[0055]为充分利用储气板内的存储空间，进、出料口挡气板底部位于同一水平面上，进、出料口挡气板底部所在的水平面低于设置于进、出料口挡气板之间的扰流挡气板底部所在的水平面。
[0056]上述的多个辅助储气装置与第三方案相结合时，辅助储气装置的数量与子发酵区的数量相同并且分别分布于各个子发酵区内，辅助储气板位于内水压柱体的一端相互连通；内竖直板420与储气板壁部141贴合布置，并且辅助上板与储气板内壁的顶部之间设置有连通间隙470;实现相邻的子发酵区之间沼液对流以及子发酵区与辅助发酵区之间沼液对流，从而使得系统内的沼液对流效果显著提高。
[0057]储气板上设置有位于进料口挡气板、出料口挡气板之间的第一扰流挡气板550、第二扰流挡气板560，进料口挡气板与第一扰流挡气板550之间为第一子发酵区，第一扰流挡气板550与第二扰流挡气板560为第二子发酵区，第二扰流挡气板560与出料口挡气板之间为第三子发酵区；由于发酵原料、菌种等因素的分布不均匀，使得第一子发酵区、第二子发酵区、第三子发酵区的发酵效率不一致，造成相邻的子发酵区之间存在气压差，在气压差的作用下，促使相邻的子发酵区之间的沼液自对流，从而促使菌种的均匀分布。
[0058]第四种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案(简称第四方案)。
[0059]水压间还连接有扰流布菌装置，所述的扰流布菌装置为设置于水压间上的中部排水管，中部排水管位于进料口端部排水管、出料口端部排水管之间;所述的中部排水管有多个并且沿着发酵路径方向分布。
[0060]发酵原料在发酵腔室内发酵产生沼气时并积聚于储气板内，储气板内的沼气气压增大，并挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，进料口、出料口、扰流区间内的沼液液面逐步上升，并通过进料口端部排水管、出料口端部排水管、中部排水管进入水压间内，由于中部排水管分布于发酵腔室上部，可以将发酵腔室部位的沼液带入水压间内；当使用储气板内的沼气时，将储气板内的沼气导出，储气板内的沼气气压下降，水压间内的沼液通过进料口端部排水管、出料口端部排水管、中部排水管回流至发酵腔室内；由于中部排水管布置于发酵腔室上部，水压间的进液、出液过程中对发酵腔室中的沼液搅拌效果显著，对促进发酵原料、菌种的均匀分布有积极效果。
[0061]第五种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案(简称第五方案)。
[0062]进料口端部排水管上设置有控制水压间内的沼液单向流入进料口的单向阀，出料口端部排水管上设置有控制出料口内的沼液单向流入水压间的单向阀，中部排水管与水压间的连接位置高于出料口端部排水管。
[0063]发酵原料通过进入发酵腔室内发酵产生沼气时，使得储气板内的沼气气压增大，挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，在单向阀以及连接位置的限定下，使得出料口内的沼液先通过出料口端部排水管单向流入水压间中，当水压间内的沼液液面达到中部排水管顶部时，发酵腔室内的沼液也将经过中部排水管流入水压间内；当使用储气板内存储的沼气时，储气板内的沼气气压下降，水压间内存储的沼液回流，当水压间内的沼液液面高于中部排水管时，将通过中部排水管回流至发酵腔室内以及通过进料口端部排水管单向回流至进料口内；当水压间内的沼液液面低于中部排水管时，水压间内存储的沼液只能通过进料口端部排水管流入进料口中，从而完成沼液的一次循环对流。
[0064]第六种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案(简称第六方案)。
[0065]舍去出料口端部排水管，中部排水管上设置有控制发酵腔室内的沼液单向流入水压间的单向阀，进料口端部排水管上设置有水压间内的沼液单向流入进料口的单向阀；料口分隔板与发酵罐体之间可拆卸连接。
[0066]当倒入发酵原料时，料口分隔板必须要插入发酵罐体内，将进料口与出料口分隔，避免发酵原料从出料口直接进入，造成在除渣过程中，将没有发酵充分的发酵原料取出，造成能源浪费；当不放入新的发酵原料以及不需要取出沼渣时，即可将料口分隔板拆卸，从而将进料口与出料口连通，通过搅拌杆搅拌促使出料口附近富含菌种的沼液流入进料口附近，并可以将发酵原料分布于出料口附近，从而有效的促进发酵原料、菌种的在发酵系统内的均匀分布。
[0067]料口分隔板处于分隔状态，发酵原料倒入进料口内，通过拉动搅拌杆进行搅拌，促进发酵原料的均匀分布，发酵原料在发酵腔室内发酵并产生沼气，产生的沼气积聚于储气板内，储气板内的沼气气压逐步增大，并挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，进料口、出料口、扰流区间的沼液液面不断上升，并使得发酵腔室内的沼液通过中部排水管单向流入水压间内；当使用沼气时，将储气板内的沼气导出，储气板内的沼气气压下降，水压间内存储的沼液回流，并通过进料口端部排水管单向流入进料口内，将富含菌种的沼液带入进料口中；待液面稳定后，将料口分隔板取出，拉动搅拌杆沿着进料口至出料口的环形方向搅拌，促进发酵原料均匀分布的同时，将出料口附近的沼渣带入进料口附近，沼渣内富含大量菌种，在搅拌过程中，沼渣破碎，有效的促进菌种在发酵系统内的均匀分布，并且沼渣再次回流至发酵腔室内，对沼渣再次发酵处理，可以实现对发酵原料的多次发酵，促使其充分分解，提高能源的利用率。
[0068]第七种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案(简称第七方案)。
[0069]进料口端部排水管上设置有控制水压间内的沼液单向流入进料口的单向阀，出料口端部排水管上设置有控制出料口内的沼液单向流入水压间的单向阀，中部排水管上设置有控制发酵腔室内的沼液单向流入水压间的单向阀。
[0070]优选地，布菌装置与水压间的连接位置处低于出料口端部排水管;发酵原料在发酵腔室内发酵产生沼气时，沼气积聚于储气板内并挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，随着进料口、出料口、扰流区间内的沼液液面不断上升，使得发酵腔室内的沼液先通过中部排水管单向流入水压间内，水压间内的沼液液面上升至出料口端部排水管位置时，出料口内的沼液将通过出料口端部排水管单向流入水压间内；当使用储气板内存储的沼气时，储气板内的沼气气压下降，水压间内积聚的沼液回流并通过进料口端部排水管单向流入进料口内，补充储气板内减少的沼气体积，从而完成一次沼液自循环对流，在沼液对流过程中，促进了菌种的均匀分布，提升系统的发酵效率。
[0071 ]第八种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案(简称第八方案)。
[0072]进料口端部排水管上设置有水压间内的沼液单向流入进料口的单向阀，出料口端部排水管上设置有出料口内的沼液单向流入水压间的单向阀，中部排水管上设置有水压间内的沼液单向流入发酵腔室的单向阀。
[0073]优选地，进料口端部排水管与水压间的连接位置高于中部排水管与水压间的连接位置;发酵原料在发酵腔室内发酵产生沼气时，沼气积聚于储气板内并挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，随着进料口、出料口、扰流区间内的沼液液面不断上升，使得出料口内的沼液通过出料口端部排水管单向流入水压间内；使用储气板内存储的沼气时，储气板内的沼气气压下降，当水压间内存储的沼液液面高于进料口端部排水管时，水压间内存储的沼液将通过进料口端部排水管单向流入进料口内并通过中部排水管单向流入至发酵腔室内，当水压间内的沼液液面低于进料口端部排水管时，水压间内存储的沼液只能通过中部排水管单向回流至发酵腔室内，从而完成一次沼液自循环对流，在沼液对流过程中，促进了菌种的均匀分布，提升系统的发酵效率。
[0074]第九种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案(简称第九方案)。
[0075]舍弃进料口端部排水管，出料口端部排水管上设置有控制出料口内沼液单向流入水压间的单向阀，中部排水管上设置有控制水压间内的沼液单向流入发酵腔室的单向阀，料口分隔板与发酵罐体可拆卸连接。
[0076]当倒入发酵原料时，料口分隔板必须要插入发酵罐体内，将进料口与出料口分隔，避免发酵原料从出料口直接进入，造成在除渣过程中，将没有发酵充分的发酵原料取出，造成能源浪费；当不放入新的发酵原料以及不需要取出沼渣时，即可将料口分隔板180拆卸，从而将进料口与出料口连通，通过搅拌杆搅拌促使出料口附近富含菌种的沼液流入进料口附近，并可以将发酵原料分布于出料口附近，从而有效的促进发酵原料、菌种的在发酵系统内的均匀分布。
[0077]料口分隔板处于分隔状态，发酵原料倒入进料口内，通过拉动搅拌杆进行搅拌，促进发酵原料的均匀分布，发酵原料在发酵腔室内发酵并产生沼气，产生的沼气积聚于储气板内，储气板内的沼气气压逐步增大，并挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，进料口、出料口、扰流区间的沼液液面也不断上升，并使得出料口内的沼液通过出料口端部排水管单向水压间内；当使用沼气时，将储气板内的沼气导出，储气板内的沼气气压下降，水压间内存储的沼液回流并通过中部排水管单向流入至发酵腔室内，将富含菌种的沼液布置于发酵腔室内；待液面稳定后，将料口分隔板取出，拉动搅拌杆沿着进料口至出料口的环形方向搅拌，促进发酵原料均匀分布的同时，将出料口附近的沼渣带入进料口附近，沼渣内富含大量菌种，在搅拌过程中，沼渣破碎，有效的促进菌种在发酵系统内的均匀分布，并且沼渣再次回流至发酵腔室内，对沼渣再次发酵处理，可以实现对发酵原料的多次发酵，促使其充分分解，提高能源的利用率。
[0078]第十种促进沼液的对流并促进菌种均匀分布的方案(简称第十方案)。
[0079]进料口端部排水管上设置有控制进料口内的沼液单向流入水压间的单向阀，出料口端部排水管上设置有控制出料口内的沼液单向流入水压间的单向阀，中部排水管上设置有控制水压间内的沼液单向流入发酵腔室的单向阀。
[0080]优选地，出料口端部排水管的位置低于进料口端部排水管的位置;发酵原料在发酵腔室内发酵产生的沼气积聚于储气板内，并挤压发酵腔室内的沼液流向进料口、出料口、扰流区间，进料口、出料口、扰流区间内的沼液液面不断上升，出料口内的沼液液面达到出料口端部排水管时，将通过出料口端部排水管单向流入水压间内，待水压间内的沼液液面达到进料口端部排水管时，发酵腔室内的沼液可通过进料口端部排水管、出料口端部排水管单向流入水压间内；当使用储气板内存储的沼气时，储气板内的沼气气压下降，使得水压间内的沼液通过中部排水管回流至发酵腔室内，实现沼液的自循环流动。
[0081]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明；对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本发明中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或者范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限定于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.扇形分区扰流的厌氧发酵系统发酵产生清洁能源的方法，其步骤包括: 进料及搅拌布料过程:将发酵原料倒入进料口内，拉动搅拌杆在扰流区间内沿着进料口至出料口方向搅拌，促进发酵原料在发酵腔室内的均匀分布； 发酵过程:发酵原料在发酵腔室内发酵产生沼气并积聚于储气板内，储气板内的沼气气压增大，将挤压发酵腔室内的沼液流向进/出料口、扰流区间，进/出料口、扰流区间内的沼液液面达到设置于水压间侧壁的排水管时，将通过排水管流入水压间内；与此同时，由于储气板内设置有子发酵区、辅助发酵区，辅助发酵区布置于辅助储气板下方，进/出料口挡气板与相邻的辅助发酵区的壁部之间或者相邻的辅助发酵区的壁部之间形成相互独立的发酵区，发酵原料、菌种的分布不均匀，造成辅助发酵区内的沼气气压与相邻的子发酵区内气压不一致，促使沼液在辅助发酵区与子发酵区之间对流；当发酵腔室内的沼液低于辅助储气板的内竖直板底部时，辅助储气板内的沼气存储量达到最大，辅助储气板内继续收集的沼气将通过内竖直板底部溢出；当发酵腔室内的沼液到达进/出料口挡气板底部时，发酵系统的沼气存储量达到最大，即储气板内的沼气存储量与辅助储气板内的沼气存储量之和； 导气过程:通过导气装置将储气板或辅助储气板内的沼气导出时，沼气总存储量下降，为补偿丢失的沼气体积，水压间以及内水压柱体内积聚的沼液都将回流，水压间内的沼液通过布置于水压间侧壁的排水管回流至发酵腔室内，内水压间柱体内的沼液通过中央导水孔回流至辅助储气板内，促使沼液的回流搅拌，促进菌种的均匀分布。
【文档编号】C12M1/107GK105886367SQ201610386338
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月4日
【发明人】李俊
【申请人】李俊