[发明专利]干‑湿偶联的沼气发生器及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种沼气发生器，尤其涉及一种干-湿偶联的沼气发生器。本发明还涉及这种沼气发生器的操作方法。

背景技术

沼气发酵分为湿发酵和干发酵，湿发酵是在密闭空间内利用水作为混合介质，将微生物菌群与发酵原料保持充分的接触，完成厌氧发酵过程代谢，产生沼气。干发酵是利用水力混合方式，实现微生物菌群与发酵原料表面接触，逐级完成厌氧发酵代谢，产生沼气。由于湿发酵过程中会产生大量的废水，因此，处理比较困难；而干发酵过程中需要水分和均匀的微生物与物料接触，否则会造成水解、产酸、产气微生物不能大量繁殖，从而导致发酵产率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种干-湿偶联的沼气发生器，解决现有技术存在的湿发酵过程会产生大量的废水和干发酵过程水分不足及微生物分布不均的问题。

本发明的另一个目的在于提供上述干-湿偶联的沼气发生器操作方法。

本发明的技术方案如下：一种干-湿偶联的沼气发生器，包括固体发酵仓和液体发酵罐；固体发酵仓内设有渗滤网，固体发酵仓上设有渗出液循环装置，渗出液循环装置包括设置在仓底的渗出液管和设置在仓顶的喷淋装置，渗出液管与喷淋装置连接；液体发酵罐上设有发酵液循环装置，发酵液循环装置包括设置在罐底的发酵液管和设置在罐体上的布液装置，发酵液管与布液装置连接，发酵液管还与喷淋装置和渗出液管连接；固体发酵仓上设有仓门，固体发酵仓的顶部和液体发酵罐的顶部分别设有沼气收集管Ⅰ、沼气收集管Ⅱ，固体发酵仓的底端和液体发酵罐的底端分别设有加热装置，固体发酵仓的底端还设有进风装置，液体发酵罐的底端还设有排液装置。

优选地，上述布液装置包括布液管Ⅰ和布液管Ⅱ，布液管Ⅰ设置在液体发酵罐的顶部，布液管Ⅱ设置在液体发酵罐的下部。

优选地，上述渗滤网为网状钢板，所述网状钢板上设有尼龙滤网。

优选地，上述喷淋装置为多个。

优选地，上述固体发酵仓和液体发酵罐上分别设有保温层。

优选地，上述仓门设置在固体发酵仓的侧面或顶端。

上述干-湿偶联的沼气发生器的操作方法，包括：

1)将固体发酵仓内填满固体发酵原料，关闭仓门，使密封不漏气，将液体发酵罐内注入液体发酵原料；断开渗出液管与喷淋装置的连接，断开发酵液管与布液装置的连接，连通发酵液管与喷淋装置的连接，将液体发酵原料输送至固体发酵仓顶部，通过喷淋装置喷淋至固体发酵原料上，直至底部渗出液通过渗滤网渗出，通过进风口向仓内通入空气，使固体发酵原料降解，持续约一周；

2)断开发酵液管与渗出液管、喷淋装置的连接，连通渗出液管与喷淋装置的连接，连通发酵液管与布液装置的连接，使固体发酵仓和液体发酵罐各自进入正常发酵产气状态，通过加热装置分别调节固体发酵仓和液体发酵罐的发酵温度至30-50°度之间；

3)当固体发酵仓或液体发酵罐内的甲烷浓度升高至30％时，打开沼气收集管Ⅰ或沼气收集管Ⅱ与储气柜之间的阀门，将固体发酵仓产生的沼气通过沼气收集管Ⅰ送入储气柜内，将液体发酵罐产生的沼气通过沼气收集管Ⅱ送入储气柜内；当固体发酵仓或液体发酵罐内的甲烷浓度降低到30％时，关闭沼气收集管Ⅰ或沼气收集管Ⅱ与储气柜之间的阀门，将沼气收集管Ⅰ或沼气收集管Ⅱ排出的气体用气体循环泵通过进风口打入固体发酵发仓内；当固体发酵仓内甲烷含量低于4％时，断开渗出液管与喷淋装置的连接，断开布液装置与发酵液管的连接，连通渗出液管与布液装置的连接，将固体发酵仓底部的渗出液通过布液装置输送至液体发酵罐内；然后打开仓门，取出未降解固体，再填充新的固体发酵原料即可进行下一个发酵周期。

优选地，上述2)中，液体发酵罐的顶部布液管Ⅰ与下部布液管Ⅱ的发酵液流出方向相反，即顶部布液管Ⅰ的发酵液沿顺时针方向流动，则下部布液管Ⅱ的发酵液沿逆时针方向流动，反之亦然。

本发明具有如下有意效果：

1、本发明提供的干-湿偶联的沼气发生器，固体发酵仓上设有渗出液循环装置，液体发酵罐上设有发酵液循环装置，液体发酵罐通过发酵液管与固体发酵仓的喷淋装置、渗出液管连接，可将液体发酵罐内产生的大量废水引入固体发酵仓内，解决了固体发酵过程中水分不足和微生物分布不均的问题，结构简单，使用方便。

2、本发明提供的干-湿偶联的沼气发生器的操作方法，使液体发酵罐内产生的大量废水喷淋到固体发酵仓内的生物质上，利用液体发酵罐内产生的大量废水，解决了固体发酵仓内发酵过程中水分不足和微生物分布不均的问题，还将固体发酵仓内的渗出液通过布液装置输送至液体发酵罐内，具有节能减排的功效，方法简单，便于实施。