[发明专利]一种沼气的两池双发酵方法和沼气池

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机废弃物厌氧发酵制备沼气的技术和装置，特别是一种沼气的两池双发酵方法和沼气池。

背景技术

目前在我国农村通用的沼气池中，以户用型沼气池为主，占数量的绝大多数，沼气池在农村的作用在于，沼气池一方面能够处理有机废弃物产生生物能源，另一方面能够发酵畜牧业产生的粪便为有机肥料，同时能够将影响农村环境中的污染物统统纳入沼气池中厌氧降解和转化，具有美化生态环境的作用，因而沼气已经成为新农村建设的关键技术。在我国农村中一般使用的户用型沼气池有6m3、8m3和10m3三种形式。我国沼气池使用的原理主要是水压式发酵技术，当厌氧发酵产生的沼气气压大于水压时，水的空间被沼气占用，当沼气气压小于水压时，水向气室流动，并构成水压与气压的平衡，从而使沼气的压力保持相对恒定。1984年中国标准出版社出版了国家标准局发布的GB/T4750-1984《农村家用水压式沼气池标准图集》提出了农村沼气池的结构，形状为圆形或球形，设有进料口、出料口、发酵间、气箱、活动盖、导气管、出料间兼用水压箱，因此称之为水压式沼气池。2002年中国标准出版社出版了国家质量监督检验检疫局发布的GB/T4750-2002《户用沼气池标准图集》中提出“曲流布料沼气池”，其特点是池底由进料口向出料口倾斜，在池底面设置了布料板，使发酵原料呈曲线流动，增加了扩散面，延长了发酵原料的运转。2007年科学技术文献出版社出版的西北农林科技大学邱凌在《庭院沼气高效生产与利用》书中叙述了“旋流布料沼气池”，其特点是，在底池上建设一个曲率半径为5D/8的圆弧型导流板将进出料隔断，使入池原料在导流板的导流作用下，必须沿导流板旋动才能到达循环管和抽渣管的下部，从而延长了入池发酵原料的流动路程和滞留时间，并且西北农林科技大学邱凌也提出了中国专利ZL97243731.2“旋流布料自动循环沼气池”，对旋流布料沼气池进行了技术描述。

以上沼气池的类型，是我国目前通用的推广标准，在发酵上采用一次投料，混合发酵。不存在原料的预处理和预发酵阶段。沼气压力的调节是水压调控。

这些主流推广使用的几种沼气池，在建造和使用过程中有如下缺点：1.需要设置一个进料口、一个出水口兼水压间、一个活动盖，一共三个开口，三个开口的建设需要设计和施工，所需费用约为总造价的1/3左右，如果减少开口的数量，可能会减少造价和节省材料；2.发酵是混合发酵，没有原料预发酵阶段，即使有预发酵阶段，也不能有效地接种微生物，存在着原料处理差，发酵不彻底问题；3.由于进料口建筑面积小、进料口坡度小、或者当沼气气压大时，进料口堵满水，会造成进料漂浮、进料很难入池、进料被阻挡现象，这样对进料造成不方便，甚至不能进料。所以解决原料入池与预发酵问题是沼气发酵的关键技术之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的沼气发酵技术，既两池双发酵技术。两池就是建造两个发酵空间，一个是原料预处理和水压结合间，一个是发酵间。所谓双发酵就是两次发酵，一次是原料的发酵，是兼性的，以厌氧为主，兼有好氧的原料发酵过程；一个是绝对厌氧的沼气发酵过程。

本发明的目的是提供一种两池双发酵方法和沼气池。

本发明内容包括两池双发酵方法和两池双发酵沼气池。

本发明是通过以下技术方案实现的。

原料是农作物秸秆、人粪尿、畜禽粪便，以及其它的农业有机废弃物，但是不能含有石块、土壤、洗涤剂、金属板块等不能消化的无机物质。农作物秸秆切碎，不能长于300mm，所投入的秸秆总体积不能多于所投入的总体积的1/3，所投入的粪便最好以新鲜为主，粪污水的投入量不能少于2/3，使发酵液中有机物质的干含量在8％上下。

沼气池分为上下两池，上池为兼用池，是水压间和预发酵间公用的，本发明称之为兼用池；下池为发酵池，是一个传统的沼气池。

原料投放到上面的兼用池中，由于兼用池也是水压间，在兼用池中沼液、沼渣、原料三者共处一个空间中，并且随着水压的变动产生混合和搅拌作用，由于与外界大气相通，所以存在着部分有氧状态，在这种情况下进行的发酵作用是兼性发酵，原料可以在这种兼性状态下，进行酶解，使大分子化合物分解为小分子化合物，再分解为甲烷的前体物质。而且这个发酵阶段是不需要厌氧的，兼性状态有利于预发酵，而且由于有大量的沼液、沼渣进行充分的接种作用，使得预发酵效率提高。

本发明的两池双发酵沼气池包括以下部分，上池即兼用池、活动盖进出水系统、沼气池主体；具体由兼用池1、沼气池2、天窗3、进出料备用管4、沼气金属管5、兼用池外墙6、顶返水孔7和人行路8组成。