專利名稱：畜禽糞便厭氧發(fā)酵工藝及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是畜禽糞便厭氧發(fā)酵工藝及其裝置，屬于微生物發(fā)酵和生物能開發(fā)利用領(lǐng)域。
目前對(duì)畜禽糞便的處理，國內(nèi)外多采用全混合(攪拌)厭氧處理工藝;少數(shù)采用塞流和高濃度厭氧處理工藝。德國的利普公司(Lipp)研制了一種臥式機(jī)械攪拌全鋼結(jié)構(gòu)的消化池，采用了半塞流和混合(攪拌)相結(jié)合的處理工藝。該工藝將批量入池的料液在圓柱形臥式池和螺旋槳葉式機(jī)攪作用下，池中發(fā)酵液不斷攪拌，并按先后次序向出料口蠕動(dòng)。然而使用這種裝置，由于發(fā)酵液濃度受到液泵性能的限制(TS濃度≤7%)，所以池內(nèi)料液塞流的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)尚不典型，產(chǎn)氣率也難以提高。全混合發(fā)酵工藝的特點(diǎn)是中溫發(fā)酵，液體攪拌，池容產(chǎn)氣率較高，滯留期較短，但耗能大，設(shè)施多，原料利用率稍低;塞流工藝耗能少，設(shè)施簡(jiǎn)單，原料利用率高，但常溫發(fā)酵，池容產(chǎn)氣率低，滯留期長(zhǎng);高濃度發(fā)酵工藝池容產(chǎn)氣率高，但原料利用率低，料液流動(dòng)困難。因此，上述三種工藝各有利弊。
本發(fā)明的目的在于將塞流、混合(攪拌)和高濃度三種工藝融為一體，取長(zhǎng)補(bǔ)短，達(dá)到“高產(chǎn)、低耗”的目的。同時(shí)對(duì)現(xiàn)有臥式消化池作出相應(yīng)的改進(jìn)。
本發(fā)明的發(fā)酵工藝采用了上述塞流、混合(攪拌)和高濃度相結(jié)合的發(fā)酵方法，不同之處在于(1)將人工推出的干、鮮糞便與配料水(沖洗污水和太陽能熱水器熱水)直接投入消化池內(nèi);
(2)在機(jī)械攪拌下，將上述糞水混合成含干物質(zhì)10-13%的料液，以塞流方式向池后端不斷蠕動(dòng);
(3)料液經(jīng)發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣，直至以溢液和沉渣形式排出。
發(fā)酵過程中可通過鍋爐向消化池內(nèi)通入蒸汽，調(diào)節(jié)發(fā)酵溫度。
本發(fā)明采用的裝置是臥式帶上、下隔板的機(jī)械攪拌的消化池，其特征在于消化池一端頂部有一個(gè)帶格柵并與消化池氣室相隔離的進(jìn)料口。進(jìn)料口尺寸應(yīng)與推糞車的尺寸相匹配，一般為80×80平方厘米。
本發(fā)明與全混合工藝相比，在相同的發(fā)酵溫度(如28℃)下，池容產(chǎn)氣率可提高40%左右，全年能量輸出率高50%以上，而且使配料污水量減少一半，相應(yīng)地也減少了這部分無用的熱耗。可省去預(yù)處理池、調(diào)節(jié)池、進(jìn)料攪拌泵及泵房等設(shè)施，使工程投資降低20%左右，而且操作運(yùn)行簡(jiǎn)便，運(yùn)行費(fèi)用降低。特別是在15℃時(shí)，其池容產(chǎn)氣率可達(dá)0.5米3/米3·天，比全混合工藝0.1米3/米3·天左右高數(shù)倍，有利于寒冷地區(qū)推廣。
附

圖1是本發(fā)明的處理工藝流程圖。圖中，1是消化池，2是干化場(chǎng)，3是貯液池，4是過濾裝置，5是貯氣柜，6是鍋爐，7是太陽能熱水器。
本工藝的流程是畜禽場(chǎng)推出的干、鮮糞便(可夾雜少量雜物)，由提升機(jī)運(yùn)至消化池1進(jìn)料口處，直接倒入池內(nèi)，同時(shí)泵入少量畜禽場(chǎng)沖洗污水(或太陽能熱水器7的熱水)，必要時(shí)通入鍋爐6的蒸汽加熱，以保證發(fā)酵溫度(15-35℃)和相應(yīng)的滯留期(30-15天)。進(jìn)入池內(nèi)的糞水在機(jī)械攪拌作用下，相互混合成含干物質(zhì)10-13%的料液并緩慢地向池后推進(jìn)，料液中的固體雜物被沉積、截留于隔墻前部的小池內(nèi);同時(shí)不斷發(fā)酵，不斷產(chǎn)出沼氣。溢流液自流入貯液池3，沉渣定期放至干化場(chǎng)2。干渣外運(yùn)，可作肥料和飼料。排出的液沼作肥料或入魚塘。消化池產(chǎn)生的沼氣通過凈化裝置4，小部分供鍋爐6燃燒，大部分存在于貯氣柜5供炊用或發(fā)電。
經(jīng)研究，實(shí)現(xiàn)畜禽糞便三結(jié)合厭養(yǎng)發(fā)酵工藝的技術(shù)關(guān)鍵有1.發(fā)酵液干物質(zhì)濃度的確定。濃度高有利于“塞流”，但難于攪拌;濃度低有利于攪拌，但形成不了“塞流”，也達(dá)不到高濃度的要求，為此，將豬、牛和雞糞按干物質(zhì)濃度10-15%進(jìn)行該工藝的適應(yīng)性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，其最佳干物質(zhì)濃度為牛糞10-11%，豬糞11-12%，雞糞12-13%。
2.料液的配制。即使采用特殊的液泵，也難以輸送濃度為11-13%的發(fā)酵液?，F(xiàn)采用一種有效而又簡(jiǎn)單的方法解決了這一難題將畜禽場(chǎng)運(yùn)出的干、鮮糞便，不經(jīng)預(yù)處理和調(diào)配而直接倒入消化池，再泵入適量的沖洗污水或余熱水等，在池內(nèi)攪拌裝置的作用下，可根據(jù)人為的需要配制成各種干物質(zhì)濃度的發(fā)酵液。
附圖2是臥式消化池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，8是機(jī)械攪拌槳葉，9是上隔板，10是下隔板，11是進(jìn)料口。
附圖3是進(jìn)料口的放大圖。圖中，12是格柵。進(jìn)料口尺寸應(yīng)與推糞車的尺寸相匹配，一般為80×80平方厘米。
實(shí)施例1采用本發(fā)明的工藝流程和帶進(jìn)料口的消化池，使用牛糞為原料，分四批進(jìn)行發(fā)酵，消化池規(guī)模為4×100米3，結(jié)果為
注1.發(fā)酵料液濃度為10%;
2.進(jìn)鮮牛糞量每車125公斤;
3.經(jīng)測(cè)定沼氣中甲烷含量為60%以上。
實(shí)施例2按實(shí)施例1的工藝和裝置的要求，用豬糞作原料，發(fā)酵料液濃度為11-12%，消化池規(guī)模為2×150米3，結(jié)果為發(fā)酵溫度 池容產(chǎn)氣率34℃ 1.530℃ 1.25實(shí)施例3按實(shí)施例1的工藝和裝置的要求，用雞糞作原料，發(fā)酵料液濃度為10%，消化池規(guī)模為100米3，結(jié)果為發(fā)酵溫度30℃時(shí)，池容產(chǎn)氣率可達(dá)1.4米3/米3·天。
權(quán)利要求
1.一種畜禽糞便厭氧發(fā)酵工藝，采用塞流、混合及高濃度相結(jié)合的發(fā)酵方法，其特征在于(1)將人工推出的干、鮮糞便與配料水(沖洗污水和太陽能熱水器熱水)直接投入消化池內(nèi)；(2)在機(jī)械攪拌下，將上述糞水混合成含干物質(zhì)10-13%的料液，以塞流方式向池后端不斷蠕動(dòng)；(3)料液經(jīng)發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣，直至以溢液和沉渣形式排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵工藝，其特征在于所述的混合料液含干物質(zhì)量，牛糞最佳為10-11%，豬糞最佳為11-12%，雞糞最佳為12-13%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵工藝，其特征在于發(fā)酵過程中可通過鍋爐向消化池內(nèi)通入蒸汽，調(diào)節(jié)發(fā)酵溫度。
4.一種用于畜禽糞便厭氧發(fā)酵的裝置，采用臥式帶上、下隔板的機(jī)械攪拌的消化池，其特征在于消化池一端頂部有一個(gè)帶格柵并與消化池氣室相隔離的進(jìn)料口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)酵裝置，其特征在于所述的進(jìn)料口尺寸應(yīng)與推糞車的尺寸相匹配，一般為80×80平方厘米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種畜禽糞便厭氧發(fā)酵工藝及裝置，采用塞流、混合及高濃度相結(jié)合的發(fā)酵方法，在機(jī)械攪拌下，將上述糞水混合成含干物質(zhì)10—13％的料液，以塞流方式向池后端不斷蠕動(dòng)，消化池一端頂部有一個(gè)帶格柵并與消化池氣室相隔離的進(jìn)料口。本發(fā)明與全混合工藝相比，在相同的發(fā)酵溫度(如28℃)下，池容產(chǎn)氣率可提高40％左右，全年能量輸出率高50％以上。
文檔編號(hào)C02F11/04GK1068551SQ9210934
公開日1993年2月3日 申請(qǐng)日期1992年8月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月15日
發(fā)明者李長(zhǎng)生 申請(qǐng)人:北京西達(dá)設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)開發(fā)公司