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一種蠶沙厭氧干式沼氣發(fā)酵裝置的制作方法

文檔序號(hào):579638閱讀:412來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:一種蠶沙厭氧干式沼氣發(fā)酵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種利用蠶沙厭氧發(fā)酵制備沼氣的裝置,特別是一種蠶沙厭氧干 式沼氣發(fā)酵裝置。
背景技術(shù)
蠶沙是家蠶取食桑葉后剩余的殘葉、嫩枝、蠶糞、蛻皮和其它雜物的總稱。據(jù)推算, 每生產(chǎn)100公斤的蠶繭可得600公斤的干蠶沙,蠶沙含氮1. 28%,磷0. 18%,鉀0. 21 %,因 此蠶沙具有較好的利用價(jià)值。隨著我國(guó)蠶桑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,蠶區(qū)蠶沙數(shù)量不斷增長(zhǎng),如何來(lái)管 理蠶沙,發(fā)揮蠶沙的資源作用和降低蠶病害的傳播,對(duì)于蠶桑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是非常重 要的。我國(guó)蠶區(qū)分布在全國(guó)的24個(gè)以上的省、市、自治區(qū),種桑養(yǎng)蠶在某些地區(qū)是專業(yè) 性的和區(qū)域性的,當(dāng)?shù)匦Q沙資源巨大,蠶沙與養(yǎng)蠶垃圾混合堆積,成為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)污染的源 頭之一。我國(guó)農(nóng)村歷來(lái)有利用蠶沙作肥料的傳統(tǒng),但是在處理蠶沙時(shí),有的直接撒在水田、 菜地、桑園中,有的在蠶室周圍攤曬和放置蠶室內(nèi)堆積。這些蠶沙如果是有蠶病的病原,會(huì) 導(dǎo)致蠶病的流行,如中腸型膿病、病毒性軟化病等疾病,據(jù)分析1頭中腸型膿病的病蠶在5 齡期有6 X IO7 60 X IO7個(gè)多角體,可致數(shù)萬(wàn)頭家蠶感病,又如病毒性軟化病在感染后48 小時(shí)排出的蠶糞已含有病原物,病原排出量的不斷增多,直到病蠶死亡為止。因此,蠶沙如 果不經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理,各種數(shù)量龐大的微生物病原就會(huì)四處擴(kuò)散,造成蠶病的流行,不但直 接危及當(dāng)季蠶的飼養(yǎng),還會(huì)影響以后各期蠶的飼養(yǎng),因此蠶沙的無(wú)害化是養(yǎng)蠶過(guò)程中不可 忽視的環(huán)節(jié)。蠶桑是我國(guó)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),處理良好的蠶沙具有廣泛的用途,例如應(yīng)用蠶沙可以入 藥、制備生活用品如枕頭等。在珠江三角洲地區(qū)傳統(tǒng)上使用?;~(yú)塘的農(nóng)業(yè)生態(tài)模式,挖塘 筑基,種桑養(yǎng)蠶,蠶沙喂魚(yú),塘泥又作?;柿?。蠶沙是良好的牲畜飼料,經(jīng)篩選曬干所得的 蠶糞,具有一定的飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。蠶糞還可作為食用菌的培養(yǎng)料等。另外蠶沙還可生產(chǎn)葉 綠素、果膠等化工原料等??梢?jiàn)蠶沙原料的用途和開(kāi)發(fā)是極其廣闊的。沼氣厭氧干式發(fā)酵是指沼氣發(fā)酵反應(yīng)體系中有機(jī)廢棄物干物質(zhì)濃度在20%以上 的發(fā)酵過(guò)程。目前我國(guó)農(nóng)村普遍推廣濕式發(fā)酵生產(chǎn)沼氣用作農(nóng)村能源,1984年中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出 版社出版了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局發(fā)布的GB/T4750-1984《農(nóng)村家用水壓式沼氣池標(biāo)準(zhǔn)圖集》提出了 農(nóng)村水壓式沼氣池的標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu),2002年中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社出版了國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫局 發(fā)布的GB/T4750-2002《戶用沼氣池標(biāo)準(zhǔn)圖集》中提出了“曲流布料沼氣池”、“預(yù)制鋼筋混 凝土板裝配沼氣池”、“圓筒形沼氣池”、“橢球形沼氣池”、“分離貯氣浮罩沼氣池”為戶用型沼 氣池。沼氣干發(fā)酵是以濕式發(fā)酵為基礎(chǔ)的,葉森等在《中國(guó)沼氣》雜志1989年第4期發(fā)表 了《自動(dòng)排渣沼氣干發(fā)酵裝置》提出了自動(dòng)排料干發(fā)酵沼氣裝置和相應(yīng)的半連續(xù)干發(fā)酵工 藝,康恒德在《節(jié)能》雜志2009年第2期介紹了《自循環(huán)雙動(dòng)力厭氧反應(yīng)生產(chǎn)沼氣裝置的設(shè) 計(jì)與應(yīng)用》發(fā)明了小型干發(fā)酵沼氣池是由發(fā)酵間、隔板、圓環(huán)墻、進(jìn)料管、出料管、貯氣浮罩、 導(dǎo)氣管、升流管、人孔、回流循環(huán)分流三通、手搖壓力泵等構(gòu)成,馬云瑞等在《中國(guó)沼氣》1990年第2期《寧夏干寒地區(qū)分離儲(chǔ)氣恒壓式干發(fā)酵沼氣技術(shù)及效益》研制了分離儲(chǔ)氣恒壓干 發(fā)酵池。這些干發(fā)酵裝置與工藝主要用于處理畜牧業(yè)污水。目前我國(guó)蠶區(qū)蠶沙處理的主要方式是簡(jiǎn)單堆肥、沼氣處理、直接還田、丟棄等方 法,在沼氣處理方面主要推廣使用磚混或水泥制作的戶用濕式沼氣池和水壓式沼氣池作為 蠶沙處理用池。這些方法存在如下缺點(diǎn)1、露天堆肥技術(shù)隨處堆積,沒(méi)有固定堆肥場(chǎng)所,在刮風(fēng)、 大雨等災(zāi)害天氣下,到處傳播病原菌,容易引起蠶區(qū)病原菌的傳播;2、蠶沙的收集、裝袋、堆 積、貯藏、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程,在這些過(guò)程中會(huì)傳播、分散、運(yùn)輸病原菌;3、濕式沼氣池建設(shè)體積大, 效率低,需要專業(yè)隊(duì)建筑,專業(yè)性強(qiáng);4、沼氣池建設(shè)投資大,建設(shè)周期長(zhǎng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種使用簡(jiǎn)單,規(guī)范化和設(shè)備化,針對(duì)專業(yè)養(yǎng)蠶農(nóng)戶 使用的成型設(shè)備和技術(shù)。是以單個(gè)農(nóng)戶為單位的蠶沙無(wú)害化厭氧干式沼氣處理方法和裝 置,是空間封閉的、與外界隔離的罐體結(jié)構(gòu),是蠶沙采用干式沼氣發(fā)酵方法處理的一種簡(jiǎn) 便、高效的生產(chǎn)沼氣的無(wú)害化措施。本實(shí)用新型的目標(biāo)是通過(guò)提供一種具有如下結(jié)構(gòu)的沼氣發(fā)酵罐而實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型的蠶沙厭氧干式沼氣發(fā)生裝置由進(jìn)料系統(tǒng)、出料系統(tǒng)和發(fā)酵間即沼氣 罐體組成,進(jìn)料管是延長(zhǎng)進(jìn)入罐體的,是與罐體密封的具有一定高度的管件,進(jìn)料管與罐體 密封聯(lián)接且高度小于罐體半徑,這樣形成的沼氣發(fā)酵罐上部構(gòu)成氣室,能夠進(jìn)行干式發(fā)酵。進(jìn)料系統(tǒng)包括進(jìn)料管2和進(jìn)料管蓋板3,進(jìn)料管位置大約在沼氣發(fā)酵罐的一側(cè),與 出料管位置對(duì)應(yīng)。進(jìn)料管的長(zhǎng)度要小于罐體的半徑,由于進(jìn)料管是密封的,所以進(jìn)料管的長(zhǎng) 度就是沼氣發(fā)酵裝置氣室的高度,進(jìn)料管具有一定的長(zhǎng)度,所以進(jìn)料直接進(jìn)到沼氣罐一端 的下層。進(jìn)料管外面有活動(dòng)蓋板3,是進(jìn)料口的蓋板,目的在于防止日曬雨淋,在進(jìn)料管蓋板 上安裝合頁(yè)和門閂,這樣形成了一個(gè)活動(dòng)蓋板,當(dāng)進(jìn)料時(shí)打開(kāi)蓋板,倒入蠶沙。進(jìn)料口也是 進(jìn)水口,因?yàn)閰捬醺墒教幚頃r(shí)需要加入20%以上的有機(jī)物,所以需要加入發(fā)酵用水,水占總 物料的60 80%,水的入口也是從進(jìn)料口進(jìn)入的。沼氣罐體發(fā)酵間1是一個(gè)閉合的罐體,罐體采用長(zhǎng)方體形設(shè)計(jì),其橫切面為圓形、 橢圓形、長(zhǎng)方形均可,本實(shí)用新型使用圓柱體形空間。罐體發(fā)酵間1上面中央設(shè)計(jì)有一個(gè)沼 氣出口管4,這個(gè)沼氣管大小根據(jù)外接沼氣管的要求設(shè)定。發(fā)酵間罐體與進(jìn)水管是由隔板 相分隔的,由于進(jìn)水管的密封性,整個(gè)進(jìn)水管與沼氣發(fā)酵間罐體內(nèi)的空間可以作為沼氣的 氣室。整個(gè)罐體下面是罐體支架7,罐體支架起到支撐、通氣、隔離、增加高度、防止下陷等 作用,支架可以是不銹鋼也可以是鐵制,高度可根據(jù)需要設(shè)計(jì),支架大小最好是橫鋪整個(gè)罐 體,以便承重。出料系統(tǒng)包括出料管5和閥門(閘門)6,閥門的孔徑是與出料口徑匹配的,出料口 徑和閥門設(shè)計(jì)為0.2米以上,這樣不至于堵塞出料口,出料方便快捷,出料口在進(jìn)料口的另 外一側(cè),出料口設(shè)計(jì)位置在罐體的最低端。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、結(jié)構(gòu)封閉,防止病原菌的擴(kuò)散和傳播;2、一家一罐設(shè)計(jì), 一個(gè)罐體就是一個(gè)專業(yè)戶的處理車間,當(dāng)有蠶沙時(shí)則入罐,當(dāng)大田需肥使用時(shí),取肥施用; 3、設(shè)計(jì)制造簡(jiǎn)單,造價(jià)低廉,可節(jié)省人工和勞動(dòng)力;4、能夠改善農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生,解決糞便污染,防止惡臭。5、由于采用干發(fā)酵設(shè)計(jì),使用較小的罐體可以處理高濃度的蠶沙,提高了設(shè) 備的有效性和降低了罐體的體積。

圖1為本實(shí)用新型蠶沙厭氧干式沼氣發(fā)酵裝置的正視結(jié)構(gòu)圖(圖1);圖2為本實(shí)用新型蠶沙厭氧干式沼氣發(fā)酵裝置側(cè)視剖面圖(圖2);圖3為本實(shí)用新型蠶沙厭氧干式沼氣發(fā)酵裝置俯視圖(圖3)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)用新型屬于蠶區(qū)生態(tài)養(yǎng)蠶過(guò)程中利用養(yǎng)蠶廢棄物生產(chǎn)農(nóng)村能源的農(nóng)業(yè)綜合 利用模式,處理后的蠶沙和沼液可以用于肥料,能夠施用于大田或者桑田。用戶根據(jù)養(yǎng)蠶規(guī) 模情況,可以選擇不同大小的處理罐體。根據(jù)養(yǎng)蠶農(nóng)戶經(jīng)驗(yàn),一般養(yǎng)蠶戶建議使用3立方米 容積的蠶沙厭氧干式沼氣發(fā)生裝置,中等規(guī)模的養(yǎng)蠶農(nóng)戶建議使用5立方米的蠶沙厭氧干 式沼氣發(fā)生裝置,大規(guī)模養(yǎng)蠶農(nóng)戶根據(jù)需要使用多個(gè)5立方米的蠶沙厭氧干式沼氣發(fā)生裝 置。本實(shí)用新型蠶沙厭氧干式沼氣發(fā)生裝置罐體容積計(jì)算方法,設(shè)罐體長(zhǎng)度為 L(米),半徑為R(米),罐體體積V(立方米米),V = JiR2XL0下表為3立方米和5立方米不同形狀罐體的結(jié)構(gòu),單位為米或立方米。
罐體形狀體軹搆截面寬Xife罐體長(zhǎng)度
。圓柱..3 ‘.:D=l.:22. 6&:圓柱體5D=L 363,45長(zhǎng)方體31.35X0.82. 78 ‘長(zhǎng)方體51.5X1.03 33,橢圓柱體31. 565X1.2,44 .橢圓柱體.5 ;;1.565X14 07本實(shí)用新型蠶沙厭氧干式沼氣發(fā)生裝置罐體一般為L(zhǎng) = 1 4米,因?yàn)槭艿戒摪?尺寸大小的影響,一般高為H= 1 2米,為了加工的方便,一般使用圓柱體。應(yīng)用對(duì)象為 專業(yè)農(nóng)戶、小型養(yǎng)蠶個(gè)體戶、養(yǎng)蠶專業(yè)村鎮(zhèn)蠶場(chǎng)等進(jìn)行蠶沙無(wú)害化處理以及蠶沙厭氧干式 沼氣處理并生產(chǎn)能源沼氣和有機(jī)肥料的小型設(shè)備。如附圖所示,圖中,罐體發(fā)酵間1,進(jìn)料管 2,進(jìn)料管蓋板3,沼氣出口管4,出料管5,閘門6,支架7。
具體實(shí)施方式
1,圓柱體形,蠶沙厭氧干式沼氣發(fā)生裝置總體積為5立方米。整個(gè) 罐體長(zhǎng)3. 5米,進(jìn)料管直徑0. 3米,進(jìn)料管蓋板直徑0. 4米,沼氣管直徑1cm,沼氣罐直徑 1. 36米,進(jìn)料管長(zhǎng)度0. 4米,出料閥門使用塑料閥門,直徑為0. 2米,出料管直徑0. 2米并制 作法蘭與塑料閥門連接,出料管位于整個(gè)罐體的最低端。罐體是圓柱體型,直徑1.36米,長(zhǎng) 度3. 5米,使用304不銹鋼板材,板材厚度2mm。罐體的支架是支撐整個(gè)罐體用的,高度為0.2米,支架的支撐梁盡量多,以便安全應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
2,圓柱體形,蠶沙厭氧干式沼氣發(fā)生裝置總體積為3立方米。整個(gè) 罐體長(zhǎng)2. 65米,進(jìn)料管直徑0. 3米,進(jìn)料管蓋板直徑0. 4米,沼氣管直徑1cm,沼氣罐直徑
1.2米,進(jìn)料管長(zhǎng)度0. 4米,出料閥門使用塑料閥門,直徑為0. 2米,出料管直徑0. 2米并制 作法蘭與塑料閥門連接,出料管位于整個(gè)罐體的最低端。罐體是圓柱體型,使用304不銹鋼 板材,板材厚度1. 5mm。罐體的支架是支撐整個(gè)罐體用的,高度為0. 2米,支架的支撐梁盡量 多,以便安全應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
3,本實(shí)用新型裝置可以制作長(zhǎng)方形、蠶沙厭氧干式沼氣發(fā)生裝置總 體積為3或5立方米。材料使用304不銹鋼板材,板材厚度2mm,罐體具體尺寸如表中所示。
具體實(shí)施方式
4,本實(shí)用新型裝置可以制作橢圓形,蠶沙厭氧干式沼氣發(fā)生裝置總 體積為3或5立方米。材料使用304不銹鋼板材,板材厚度2mm,罐體具體尺寸如表中所示。
具體實(shí)施方式
5,本實(shí)用新型裝置的使用方法有兩種,一種是隨時(shí)進(jìn)料,或者是連 續(xù)進(jìn)料,進(jìn)料時(shí)打開(kāi)進(jìn)料蓋板,把蠶沙倒入進(jìn)料口中,可以少量多次倒入蠶沙,隨時(shí)打開(kāi),隨 時(shí)關(guān)閉蓋板,但是為了保證發(fā)酵的有效進(jìn)行,進(jìn)料時(shí)必須與進(jìn)料同時(shí)加入重量為原料幾倍 的水量,以保證蠶沙大約占總重量的20 % 40 %左右,水占總量的60 80 %左右的干式發(fā) 酵條件,加水可以是清水也可以是污水,但是水中不能有洗滌劑、農(nóng)藥等影響發(fā)酵的化學(xué) 物品存在。沼氣的發(fā)酵時(shí)間為2個(gè)月左右,當(dāng)使用肥料時(shí),打開(kāi)閥門從出料口掏出肥料,隨 時(shí)用肥,隨時(shí)掏肥。
具體實(shí)施方式
6,本實(shí)用新型裝置的另外一種使用方法是間歇發(fā)酵,或者是分批 發(fā)酵,進(jìn)料時(shí)打開(kāi)進(jìn)料蓋板,把蠶沙一次性倒入進(jìn)料口中,倒入的重量為總重量的20% 40 %,同時(shí)加入60 % 80 %的水分,這是干式發(fā)酵的必要條件,加水可以是清水也可以是 污水,但是水中不能有洗滌劑、農(nóng)藥等影響發(fā)酵的化學(xué)物品存在。沼氣的發(fā)酵時(shí)間為2個(gè)月 左右,當(dāng)使用肥料時(shí),打開(kāi)閥門從出料口掏出肥料,隨時(shí)用肥,隨時(shí)掏肥。
權(quán)利要求1. 一種蠶沙厭氧干式沼氣發(fā)酵裝置,是一個(gè)閉合的圓柱體形或長(zhǎng)方形罐體,由進(jìn)料系 統(tǒng)、出料系統(tǒng)和發(fā)酵間組成,其特征在于進(jìn)料管是延長(zhǎng)進(jìn)入罐體的,是與罐體密封的具有 一定高度的管件,進(jìn)料管與罐體密封聯(lián)接且高度小于罐體半徑,這樣形成的沼氣發(fā)酵罐上 部構(gòu)成氣室,能夠進(jìn)行干式發(fā)酵。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種蠶沙厭氧干式沼氣發(fā)酵裝置,旨在提供一種結(jié)構(gòu)封閉,防止病原菌的擴(kuò)散和傳播,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能夠改善蠶區(qū)養(yǎng)殖環(huán)境,解決糞便病原傳播和惡臭污染的養(yǎng)蠶農(nóng)戶專用無(wú)害化發(fā)酵處理器。它包括進(jìn)料系統(tǒng)、出料系統(tǒng)和發(fā)酵間組成。進(jìn)料系統(tǒng)包括進(jìn)料管和活動(dòng)蓋板,出料系統(tǒng)包括出料管和出料閥門,進(jìn)料管與罐體密封焊接,進(jìn)料管高度小于罐體半徑,這樣形成的沼氣發(fā)酵罐,能夠進(jìn)行干式發(fā)酵。進(jìn)料管進(jìn)料時(shí)蠶沙占大約20%~40%左右的重量,需要同時(shí)加入重量為60%~80%的稀釋水,以便保證干式沼氣發(fā)酵的有效性。當(dāng)發(fā)酵結(jié)束后,打開(kāi)閥門從出料口傾倒出沼肥和處理水。
文檔編號(hào)C12M1/107GK201785385SQ200920265009

公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者劉學(xué)銘, 吳娛明, 廖森泰, 徐玉娟, 施英, 肖更生, 鄒宇曉, 陳智毅, 高云超 申請(qǐng)人:廣東寶桑園健康食品發(fā)展研究中心, 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究所, 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所
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