CN209098673U - 一种用于尾菜和农作物秸秆的干湿两级厌氧发酵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于尾菜和农作物秸秆的干湿两级厌氧发酵装置，属于厌氧发酵装置技术领域，包括厌氧发酵池，所述厌氧发酵池通过隔离墙分隔成位于下方的用于尾菜发酵的湿式发酵池以及位于湿式发酵池上方的用于农作物秸秆发酵的干式发酵池，所述湿式发酵池的进料口连通进料池；所述干式发酵池上部设置喷淋管，所述喷淋管通过导液管与设置在所述湿式发酵池内的潜水泵连通；所述干式发酵池顶部通过密封水槽安装浮罩，所述浮罩顶端设置出气管；解决现有装置无法实现对尾菜和农作物秸秆进行自循环式厌氧发酵处理、发酵效率低的问题。

Description

一种用于尾菜和农作物秸秆的干湿两级厌氧发酵装置

技术领域

本实用新型涉及发酵装置技术领域，具体涉及一种用于尾菜和农作物秸秆的干湿两级厌氧发酵装置。

背景技术

近些年我国设施农业发展迅速，截止2014年我国设施蔬菜种植面积达5793万亩，全国设施蔬菜产量2.6亿多吨，具有较大的经济和社会效益，但是随着设施农业的快速发展，产生了大量的、种类繁多的农业废弃物，如何将这些废弃物无害化、资源化利用是亟待解决的难题，也是设施农业可持续发展的重要途径。

目前我国部分农村地区种植业较为发达，尾菜和农作物秸秆等农业废弃物处理成为难题，一般将尾菜在田间堆肥，但堆肥过程中容易产生渗滤液和刺鼻难闻的气味，农作物秸秆主要用于饲料和燃料，燃烧农作物秸秆不仅使用效率差，而且会带来严重的空气污染问题。

现有技术中，针对尾菜和农作物秸秆进行厌氧发酵处理的方法，常见的是将尾菜或农作物秸秆与畜禽粪便混合进行厌氧发酵，通常使用的厌氧发酵装置是水压式沼气池、CSTR(完全混合式消化器)、HCPF(塞流式消化器)、红泥橡塑浮罩式反应器、车库式干发酵装置等，这些反应器通常只能单一处理尾菜或农作物秸秆，不能同时进行干式发酵和湿式发酵，并且需要添加畜禽粪便进行厌氧发酵，这对缺乏养殖业的农村地区并不适用。而且处理尾菜的消化器不能进行农作物秸秆干发酵，处理农作物秸秆的消化器不能处理尾菜。现有技术中，也有同时具备干式和湿式的发酵装置，但仍需外加畜禽粪便等进行厌氧发酵，无法实现自循环式厌氧发酵，导致发酵效率低。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出一种用于尾菜和农作物秸秆的干湿两级厌氧发酵装置，解决现有装置无法实现对尾菜和农作物秸秆进行自循环式厌氧发酵处理、发酵效率低的问题。

为了达到上述的目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于尾菜和农作物秸秆的干湿两级厌氧发酵装置，包括发酵池，所述发酵池通过隔离墙分隔成位于下方的用于尾菜发酵的湿式发酵池以及位于湿式发酵池上方的用于农作物秸秆发酵的干式发酵池，所述湿式发酵池的进料口连通进料池，且所述进料池的出料口高于所述湿式发酵池的进料口；

所述干式发酵池下部设置有格栅，所述格栅以下的空间通过出料口与出料池连通；所述干式发酵池上部设置喷淋管，所述喷淋管上设置喷淋嘴，所述喷淋管通过导液管与设置在所述湿式发酵池内的潜水泵连通；所述干式发酵池池壁顶端设置一周密封水槽，所述干式发酵池顶部通过密封水槽安装浮罩，所述浮罩顶端设置排气管；

所述湿式发酵池通过导气管与所述浮罩内的空间连通，且所述导气管上设置有阀门。

发酵装置一般半埋于地下，如图1所示。

进一步的是，所述发酵池池体外表面设置保温层。发酵池体可采用混凝土现浇或砖混结构，保温层为聚氨酯发泡材料或苯板，起到保温作用。

进一步的是，所述湿式发酵池内设置太阳能换热盘管，所述太阳能换热盘管与地面的太阳能集热器通过管路连接，可利用清洁能源对发酵池进行加温，提供发酵需要的温度环境，环保可靠。太阳能集热器为常规的市售产品，例如真空管太阳能集热器等。

进一步的是，所述湿式发酵池与干式发酵池的体积比为：1:0.5—2。干式发酵池不易过大，过大会造成用于喷淋的尾菜沼液数量不足，导致干式发酵池内发酵效果不佳。

进一步的是，所述隔离墙的远离所述干式发酵池出料口的一端向靠近所述干式发酵池出料口的一端倾斜，形成5°-10°的坡度。更利于喷淋后的沼液自动流入出料池。

进一步的是，所述格栅距离所述隔离墙的高度为10—50cm。起到过滤沼液和提供沼液流通通道的作用，发酵时，秸秆置于格栅上，沼液从秸秆顶部喷淋，从秸秆内部渗滤后，流入格栅下部，然后再流入出料池。

进一步的是，所述喷淋管平行设置多根，相邻喷淋管间距80-150cm，所述喷淋嘴间间距为40-100cm。由潜水泵抽吸的湿式发酵池产的沼液通过喷淋管均匀的喷洒到干式发酵池中的农作物秸秆表面，促进农作物秸秆的发酵，沼液均匀喷洒在秸秆表面主要作用是厌氧微生物的均匀接种，同时沼液具有流动性，可使厌氧微生物均匀的分布在秸秆内部。

进一步的是，所述进料池容积为所述发酵池容积的3％-8％，进料池底部通过直径为50-500cm管道与湿式发酵池连通，连通管道***尾菜发酵池底部，连通管道倾角为5°-45°。利于尾菜从进料池进入湿式发酵池。

进一步的是，所述出料池容积为所述发酵池容积的5％-15％。出料池过大会造成建设成本增加，造成浪费，过小则导致出料频繁。

进一步的是，所述湿式发酵池内安装潜水式搅拌机，且所述潜水式搅拌机(21)设置在湿式发酵池(2)内液面以下，可加速发酵过程。潜水式搅拌机为市面常用的搅拌机，如无锡博明环保设备有限公司的QJB系列潜水式搅拌机。

本实用新型的有益效果是：

1、与现有技术相比，本实用新型设计的发酵装置，将湿式发酵技术和干式发酵技术相结合，能够同时处理尾菜和农作物秸秆，尾菜处理池在下部，农作物秸秆处理池在上部，利用处理完的尾菜沼液作为农作物秸秆干发酵的接种物，不仅解决了农作物秸秆干发酵接种难、物质传递难和前期易酸化的难题，实现了自循环式发酵，而且大大提高了农作物秸秆干发酵的产气率，缩短了产气周期。

2、与现有技术相比，利用本实用新型的发酵装置进行尾菜和农作物秸秆时，不需要添加畜禽粪便进行厌氧发酵，这对缺乏养殖业的农村地区也适用。

3、利用太阳能集热装置加热，环保且方便。

附图说明

图1为本实用新型发酵装置的正面局部剖面示意图；

图2为本实用新型发酵装置的不带浮罩的俯视图；

图3为本实用新型发酵装置的的俯视图；

图4为本实用新型发酵装置的侧面局部剖面示意图；

图5为本实用新型发酵装置的喷淋管的侧面剖面示意图；

图6为本实用新型发酵装置的发酵池的侧面剖面示意图；

其中：1、干式发酵池；2、湿式发酵池；3、隔离墙；4、格栅；5、进料池；6、出料池；7、潜水泵；8、导液管；9、喷淋管；9-1、喷淋头；10、密封水槽；11、浮罩；12、排气管；13、导气管；13-1、阀门；14、太阳能换热盘管。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1：

在本实施例中，如图1～6所示，一种用于尾菜和农作物秸秆的干湿两级厌氧发酵装置，包括发酵池，所述发酵池通过隔离墙3分隔成位于下方的用于尾菜发酵的湿式发酵池2以及位于湿式发酵池2上方的用于农作物秸秆发酵的干式发酵池1，所述湿式发酵池2的进料口连通进料池5，且所述进料池5的出料口高于所述湿式发酵池2的进料口；

所述干式发酵池1下部设置有格栅4，所述格栅4以下的空间通过出料口与出料池6连通；所述干式发酵池1上部设置喷淋管9，所述喷淋管9上设置喷淋嘴9-1，所述喷淋管9通过导液管8与设置在所述湿式发酵池2内的潜水泵7连通；所述干式发酵池1池壁顶端设置一周密封水槽10，所述干式发酵池1顶部通过密封水槽10安装浮罩11，所述浮罩11顶端设置排气管12；

所述湿式发酵池2通过导气管13与所述浮罩11内的空间连通，且所述导气管13上设置有阀门13-1，浮罩11为红泥橡塑浮罩；

潜水泵7外接电源。

所述湿式发酵池2与干式发酵池1的体积比为：1:0.5；

所述格栅4距离所述隔离墙3的高度为10cm；

所述喷淋管9平行设置多根，相邻喷淋管9间距80cm，所述喷淋嘴9-1间间距为40cm；

所述进料池5容积为所述发酵池容积的3％，进料池5底部通过直径为50cm管道与湿式发酵池2连通，连通管道***尾菜发酵池底部，连通管道倾角为5°；所述出料池6容积为所述发酵池容积的5％。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述发酵池池体2外表面设置保温层。发酵池体可采用混凝土现浇或砖混结构，保温层为聚氨酯发泡材料，起到保温作用；湿式发酵池2内设置太阳能换热盘管14，所述太阳能换热盘管14与地面的太阳能集热器通过管路连接，可利用清洁能源对发酵池进行加温，提供发酵需要的温度环境，环保可靠。

实施例3：

保温层为苯板，其余与实施例2一致。

实施例4：

如图1～6所示，所述湿式发酵池2与干式发酵池1的体积比为：1:2，

所述格栅4距离所述隔离墙3的高度为50cm；

所述喷淋管9平行设置多根，相邻喷淋管9间距150cm，所述喷淋嘴9-1间间距为100cm；

所述进料池5容积为所述发酵池容积的8％，进料池5底部通过直径为500cm管道与湿式发酵池2连通，连通管道***尾菜发酵池底部，连通管道倾角为45°；所述出料池6容积为所述发酵池容积的15％；

湿式发酵池2内安装无锡博明环保设备有限公司的QJB系列潜水式搅拌机21，且所述潜水式搅拌机21设置在湿式发酵池2内液面以下。

其余与实施例1一致。

实施例5：

如图1～6所示，所述湿式发酵池2与干式发酵池1的体积比为：1:1，

所述格栅4距离所述隔离墙3的高度为30cm；

所述喷淋管9平行设置多根，相邻喷淋管9间距100cm，所述喷淋嘴9-1间间距为70cm；

所述进料池5容积为所述发酵池容积的8％，进料池5底部通过直径为500cm管道与湿式发酵池2连通，连通管道***尾菜发酵池底部，连通管道倾角为30°；所述出料池6容积为所述发酵池容积的10％；

其余与实施例1一致。

实施例6：

所述隔离墙3的远离所述干式发酵池1出料口的一端向靠近所述干式发酵池1出料口的一端倾斜，形成5°-10°的坡度，其余与实施例1一致。

本实用新型的发酵装置使用过程如下：

(1)尾菜厌氧发酵：尾菜厌氧发酵属于连续进料式厌氧发酵，从进料池5加料，出料池6排出沼液沼渣，每日进出料量为湿式发酵池2总容积的3％-5％。

(2)农作物秸秆干发酵：农作物秸秆干发酵属于批次进料式厌氧发酵，进料时需打开浮罩11，厌氧发酵周期结束后再打开浮罩11进行出料。进料时将农作物秸秆打包后放在格栅上部，错层摆放，可在每层农作物秸秆之间撒一层生石灰。进出料时需关闭导气管13上的阀门13-1。进料后利用尾菜沼液每天对农作物秸秆进行喷淋，厌氧发酵初期，每日喷淋1h，厌氧发酵中期逐渐增加至2-4h，厌氧发酵后期停止尾菜出料，增加进料量，用沼液将农作物秸秆逐渐浸泡。农作物干发酵结束后，排出沼液并打开浮罩11将旧料移出，换填新料。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于尾菜和农作物秸秆的干湿两级厌氧发酵装置，其特征在于，包括发酵池，所述发酵池通过隔离墙(3)分隔成位于下方的用于尾菜发酵的湿式发酵池(2)以及位于湿式发酵池(2)上方的用于农作物秸秆发酵的干式发酵池(1)，所述湿式发酵池(2)的进料口连通进料池(5)，且所述进料池(5)的出料口高于所述湿式发酵池(2)的进料口；

所述干式发酵池(1)下部设置有格栅(4)，所述格栅(4)以下的空间通过出料口与出料池(6)连通；所述干式发酵池(1)上部设置喷淋管(9)，所述喷淋管(9)上设置喷淋嘴(9-1)，所述喷淋管(9)通过导液管(8)与设置在所述湿式发酵池(2)内的潜水泵(7)连通；所述干式发酵池(1)池壁顶端设置一周密封水槽(10)，所述干式发酵池(1)顶部通过密封水槽(10)安装浮罩(11)，所述浮罩(11)顶端设置排气管(12)；

所述湿式发酵池(2)通过导气管(13)与所述浮罩(11)内的空间连通，且所述导气管(13)上设置有阀门(13-1)。

2.如权利要求1所述的发酵装置，其特征在于：所述发酵池池体外表面设置保温层。

3.如权利要求1或2所述的发酵装置，其特征在于：所述湿式发酵池(2)内设置太阳能换热盘管(14)，所述太阳能换热盘管(14)与地面的太阳能集热器通过管路连接。

4.如权利要求1所述的发酵装置，其特征在于：所述湿式发酵池(2)与干式发酵池(1)的体积比为：1:0.5—2。

5.如权利要求1所述的发酵装置，其特征在于：所述隔离墙(3)的远离所述干式发酵池(1)出料口的一端向靠近所述干式发酵池(1)出料口的一端倾斜，形成5°-10°的坡度。

6.如权利要求1所述的发酵装置，其特征在于：所述格栅(4)距离所述隔离墙(3)的高度为10—50cm。

7.如权利要求1所述的发酵装置，其特征在于：所述喷淋管(9)平行设置多根，相邻喷淋管(9)间距80—150cm，所述喷淋嘴(9-1)间间距为40—100cm。

8.如权利要求1所述的发酵装置，其特征在于：所述进料池(5)容积为所述发酵池容积的3％—8％，进料池(5)底部通过直径为50—500cm管道与湿式发酵池(2)连通，连通管道***尾菜发酵池底部，连通管道倾角为5°—45°。

9.如权利要求1所述的发酵装置，其特征在于：所述出料池(6)容积为所述发酵池容积的5％—15％。

10.如权利要求1所述的发酵装置，其特征在于：所述湿式发酵池(2)内安装潜水式搅拌机(21)，且所述潜水式搅拌机(21)设置在湿式发酵池(2)内液面以下。