[其他]牲畜糞便近中溫產沼系統

無效

• 申請號: 85100537
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100537A
• 公開（公告）日: 1986-08-20
• 發明（設計）人: 朱章玉;俞佩金;李道棠
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04
• 代理公司: 上海交通大學專利事務所
• 代理人: 王桂忠

本發明為農業、畜牧業中使用的一種動物糞便厭氧發酵產沼裝置。

牲畜糞便在厭氧條件下發酵，不僅能獲得高熱效的可燃氣體-沼氣，而且能改善環境，發酵后的料渣、料液還可進一步開發利用和作為高質量的有機肥料。

歐美各國的厭氧發酵技術研究工作在七十年代之前，主要從事沼氣發酵微生物學研究、厭氧消化作用的生物化學原理、甲烷菌種的培養、分離和鑒定技術等基礎理論研究工作;工業化生產性研究工作也大多局限于為解決大量含有機成份的污泥污染而進行的厭氧處理技術，以能達到排放標準為目的。自中東戰爭以來，由于傳統的石油燃料面臨嚴重的危機，生物質厭氧發酵產沼的生產性研究才在發達國家中逐步開展起來。迄今為止，以牲畜糞便為原料已正式投產并長期運行的工業生產裝置并不多，更因為歐美各國設備裝置大多采用強化工程塑料、鋼材等制成，造價偏高，不宜在發展中國家推廣。另外，發酵工藝也大多采用傳統的中溫發酵技術，需嚴格控溫（35°±1℃），系統中要有熱交換器等加熱系統和自動溫控裝置，大大增加了投資，且工藝操作要求很高。（參見80年的法國專利FR8000803）。

早在三十年代，我國就有關于產沼發酵池試驗運行的報告，近二、三十年來，我國廣大農村曾先后形成幾次推廣沼氣的高潮，特別是自1975年以來，農村家庭沼氣工作逐漸轉入全面推廣階段，而且也出現了一批以牲畜糞便為主要原料的容積較大的厭氧發酵產沼池，在產沼的同時也初步處理了糞便;取得了一定的效果;然而，由于大容積產沼系統仍局限于傳統的發酵裝置和工藝，沼氣發酵池一般采用地表坑埋式，屬于自然溫發酵工藝。由于發酵溫度受氣溫及地表溫度變化而波動較大，引起產氣率不穩定，尤其在冬季池內發酵溫度低于15℃，以至產氣甚微（約0.05～0.10m³/m³料·天）（據氣象資料統計，僅江、浙二省全年地表溫度低于15℃達120天左右）。此外，由于坑埋式發酵池內進出料不易實現機械化，池內料液難以實現有效攪拌，以致不少發酵池在運行一段時間以后，由于沉渣不斷累積，表面浮殼層不斷加厚，這樣不但直接減少了發酵池的有效容積，嚴重時常常會出現因無法排渣出料而造成“死池”的現象。因此這種沼氣池不僅產氣率低、產氣不穩定，而且進出料不方便，維修困難，壽命短。（參見1982年能源出版社《能源利用》P148，P182）。

本發明設想一種新的裝置，它能夠避免自然溫發酵產氣不穩的缺點，不需要中溫發酵那么嚴格的溫度控制裝置，以較少的成本達到一年四季長年穩定產沼。

本發明從我國實際情況出發，以生態系統工程原理為指導，綜合考慮了環境、能源、糧食、飼料等諸因素，提出了以牲畜糞便為原料的近中溫高效產沼新工藝和裝置，重點解決了發酵料預處理、保溫和自動進出料三大關鍵。本系統不僅能在處理動物糞便的同時，做到一年四季穩定高效產沼氣，而且由于整個裝置采用普通建材，造價低廉，因而特別適合于我國市郊、農村及發展中國家推廣、應用。

本發明的主發酵罐為夾層保溫地面直立園柱形;進料經預處理;進出料管道化，并采用獨特設計的液力攪拌，以糞便泵為動力源實現進料、攪拌兼用，提高了設備利用率;發酵過程首創近中溫新工藝，既容易控制發酵工藝參數，又能確保穩定高效產氣。

附圖為本系統的基本流程。牲畜糞便投入預發酵池（1）內，經預發酵后配以由熱水箱（2）來的熱水調和并經柵網裝置（3）除去糞便中混入的長草、成團狀纖維和較大直徑的固體等雜質，進入配料池（4）內，把進料液配成含干物質7～9%及溫度為35℃左右的均勻料液，由糞便泵（5）打入各個發酵罐（6）中，（每只泵可供多只發酵罐使用）。熱水箱（2）的熱水可來自太陽能集水器或工業余熱廢水。發酵料液在（6）中的發酵周期為25～30天，產出氣體經管道輸入貯氣柜（7）中，并供用戶使用。已發酵料液和料渣經由排料管和溢流管自動排入蓄糞池（8）中，以便經固液分離成固體料渣和液體發酵液二大類，待進一步處理和綜合利用。系統中每個發酵罐都配備了壓力表、氣體流量表及測溫裝置等儀表，以監察發酵裝置的工作情況。輸氣管道低處安裝了可調式疏水器（9），自動排出管道中冷凝水，以防管道堵塞。