一种提高沼气池产气量的循环系统及其方法
技术领域
本发明涉及养殖业技术领域，尤其涉及一种提高沼气池产气量的循环系统及其方法。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，对牛羊肉的需求量也不断增加，加之农村生活条件的提高以及农业生产机械化的发展，牛羊也逐渐退出了家庭养殖。现在的牛羊养殖主要是一些规模化、专门化的养殖场，但受多方面的影响，短时间内牛羊生产数量还满足不了国内市场需求，其中动物粪便处理的影响尤为重要，由于规模化的养殖，会产生大量的排泄物，得不到正确的处理，不仅增加处理成本，还会对环境造成不良影响，影响养殖量。
为了解决上述问题，一般将动物粪便送入沼气中进行处理，利用沼气进行发电，但是在运行过程中，由于沼气池内沉淀越来越多，需要经常对沼气池进行除渣换液处理，这样不仅成本高还影响沼气发电，而且沼气池液面上由于漂浮物较多，经常形成硬壳，影响出气，在较冷的北方，沼气池难以运行，因此运行成本较高，为此，我们提出了一种提高沼气池产气量的循环系统及其方法来解决上述问题。
发明内容
本申请提供了一种提高沼气池产气量的循环系统及其方法，解决了传统的沼气池需要经常对沼气池进行除渣换液处理，这样不仅成本高还影响沼气发电，而且沼气池液面上由于漂浮物较多，经常形成硬壳，影响出气，在较冷的北方，沼气池难以运行，运行成本较高的问题。
本申请提供了一种提高沼气池产气量的循环系统，包括设置于地面上的原粪池液、回冲池、进料井、沼气池、出液管井、取沼气井和多个出渣井，所述沼气池的两侧均设有压膜沟，所述原粪池液和所述回冲池之间设有过滤装置，所述回冲池和所述进料井之间设有添加装置，所述进料井和所述沼气池之间预埋有进料管，且所述进料管位于所述进料井的一端呈弯曲设置，所述沼气池和所述出液管井之间预埋有除漂浮管，所述除漂浮管的两端均呈弯曲设置，所述沼气池和所述出液管井之间还预埋有水平管，所述水平管倾斜设置，所述水平管位于所述出液管井的一端弯曲设置，且所述水平管弯曲的一端与所述除漂浮管的一端位于同一平面，所述出液管井的一侧埋设有出料管，所述出料管位于所述出液管井的一端低于所述除漂浮管的一端，所述沼气池和所述取沼气井之间预埋有取气管，所述取气管位于所述沼气池内的一端弯曲设置，所述沼气池和多个所述出渣井之间均预埋有排渣管，所述排渣管位于所述出渣井的一端连接有污泥泵，所述污泥泵的一侧连接有第二分离机，所述排渣管的另一端延伸至沼气池内的底部，且所述排渣管的一侧等间距设有多个取渣孔，所述沼气池的底部铺设有加热管，所述沼气池的上端和所述沼气池的底部均覆盖有黑膜，所述黑膜的一侧埋覆与压膜沟内，所述沼气池内的一侧设有沼液循环系统。
一种提高沼气池产气量的循环方法，包括一下步骤：
S1，将动物粪便通过隔栅将大垃圾隔离并且清掏，进入原粪池液内；
S2，第一缓冲罐内的原粪通过第一泵泵入第一分离机内，经第一分离机分离粪渣后排入回冲池内，第一缓冲罐内的原粪被抽取后形成负压，通过第一管道将原粪池液中的原粪吸入第一缓冲罐内；
S3，回冲池内的原粪经过第二缓冲罐，再经第二泵送至各个进料井内；
S4，进料井内的原粪液面高于进料管一端的高度时，原粪经过进料管进入沼气池内；
S5，当沼气池内的液面升高时，沼气池内的沼液向除漂浮管和水平管的一端移动，并通过除漂浮管或水平管将原来的沼液排出沼气池进入出液管井，沼气池内的液面的漂浮物经过除漂浮管排出进入出液管井，进入出液管井内的沼液经过出料管排入水处理设备中；
S6，沼气池内的原粪，向沼气池的一端移动并形成沼渣，由排渣管排出沼气池内的沼渣，排渣周期为3-5周，排渣管排出无淤泥时停止排渣，排出的沼渣经过第二分离机脱水后形成有机肥料；
S7，通过取气管取沼气，进行发电，当温度低于4摄氏度后将沼气燃烧后的气体通入加热管内，进行预热。
优选地，所述过滤装置包括安装在所述原粪池液和所述回冲池之间的两个第一缓冲罐、两个第一泵和四台第一分离机，所述第一缓冲罐的一侧连接有第一管道，所述第一管道延伸至所述原粪池液内，所述第一缓冲罐和所述第一泵之间通过第四管道连接，所述第一泵和两个所述第一分离机之间通过第六管道连接，所述第一泵的一侧还连接有第八管道，所述第八管道延伸至所述回冲池内，所述第一分离机连接有第二管道，所述第二管道延伸至所述回冲池内，两个所述第四管道之间连接有第五管道，两个第一泵之间连接有第七管道。
优选地，所述添加装置包括安装在回冲池和所述进料井之间的第二缓冲罐，所述第二缓冲罐的一侧连接有第三管道，所述第三管道延伸至所述回冲池内，所述第二缓冲罐的一侧安装有第三泵，所述第二缓冲罐的另一侧安装有第二泵，所述第二泵的一侧连接有第四管道，所述第四管道延伸至所述进料井内。
优选地，所述进料管、所述除漂浮管、所述水平管和所述取气管均预埋距地面的1.2-1.5米处。
优选地，所述进料管、所述除漂浮管、所述水平管均为半径200mm-300mm的PVC管材，且所述进料管、所述除漂浮管、所述水平管的最高点均位于同一水平位置。
优选地，所述压膜沟的一侧等间距固定有多个镀锌立柱，所述镀锌立柱的厚度为60mm-75mm。
优选地，所述沼气池的一周安装有栏杆。
优选地，所述原粪池液的上端安装有隔栅。
优选地，所述沼液循环系统包括安装在所述沼气池一侧的第四泵，所述第四泵的一侧连接有抽液管，所述抽液管的一端延伸至所述沼气池内，所述抽液管的一端贯穿所述黑膜并延伸至所述黑膜内，所述第四泵的另一侧连接有压力水管，所述压力水管延伸至沼气池内并延沼气池的侧壁延伸至沼气池底部，所述压力水管位于所述沼气池和所述黑膜之间，位于所述沼气池底部的压力水管竖直向上安装有三孔喷头，所述三孔喷头贯穿黑膜并延伸至黑膜内。
由以上技术方案可知，本申请提供了将动物原粪经过隔栅初步过滤掉大垃圾后，排入原粪池液内，再经过第一分离机分离粪渣，将原粪中的泥土砂石去除，将原粪送入回冲池内，再次通过第二泵将原粪均匀的送入各个进料井内，当进料井内的液面高于进料管的高度时，进料井内原粪进入沼气池内，沼气池的液面高度与进料管、除漂浮管和水平管的最高端处于同一位置，当原粪进入沼气池内的一端时，沼气池内的液面升高，沼液向沼气池另一端的除漂浮管和水平管移动，漂浮物经过除漂浮管，多余的沼液经过除漂浮管或水平管排出，每过3-5周通过排渣管将沼气池内的沼渣排出，经过脱水后形成有机肥，沼气收集后进行发电，当地面温度低于4摄氏度时，将沼气燃烧后的废气通入加热管对沼气池进行加热，保持沼气池的正常运行。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过原粪池液过滤掉较大的垃圾，有效的避免了除动物粪便的其他垃圾进入沼气池，避免沼气池内堵塞，提高沼液质量；
2、通过第一分离机的分离，去除掉原粪中的砂石，避免了沼气池中产生过多的沉淀，提高沼液的质量，从而提高产气量；
3、通过进料井和进料管的配合，在添加原粪时保持沼气池中的液面，能够使沼液缓慢移动，防止沼气泄露；
4、通过除漂浮管、水平管和出料管保持沼气池液位的恒定，解决了沼气池液面上由于漂浮物较多，经常形成硬壳，影响出气的问题，漂浮物经除漂浮管排出，从而达到了提高出气量的目的；
5、通过排渣管、污泥泵和第二分离机的配合，解决了沼气池内沉淀过多的问题，定期的清楚沼气池内的沉淀，沼气池能够长时间的运行，沼渣经过处理后形成有机肥或牛床垫料，分离的沼液通过氧化池，做液体有机肥，提高动物粪便的利用率；
6、通过加热管的设置，当温度过低时，将沼气燃烧后的热气通入加热管中，解决了温度较冷较低时，沼气池难以运行的问题，能够使沼气池全年的运行，提高沼气池的产气量，能够持续的处理动物粪便。
综上所述，本发明在使用过程中能够排渣和排除漂浮物，不需要停止沼气池进行清理，在天气过冷的时候也能够利用沼气发电后的余热保持运行，从而能够在全年持续循环运行，能够持续的对养殖厂的动物粪便进行清理，解决动物粪便带来的环境问题，沼渣能够制作有机肥，从而达到了对动物粪便的循环利用，而且产气量高，能够持续的提供沼气进行发电。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施案例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提出的一种提高沼气池产气量的循环系统的沼气池截面图；
图2为本发明提出的一种提高沼气池产气量的循环系统的过滤装置结构示意图；
图3为本发明提出的一种提高沼气池产气量的循环系统的进料管安装结构示意图；
图4为本发明提出的一种提高沼气池产气量的循环系统的添加装置结构示意图；
图5为本发明提出的一种提高沼气池产气量的循环系统的除漂浮管和水平管安装结构示意图；
图6为本发明提出的一种提高沼气池产气量的循环系统的压膜沟结构示意图；
图7为本发明提出的一种提高沼气池产气量的循环系统的加热管结构示意图；
图8为本发明提出的一种提高沼气池产气量的循环系统的三孔喷头结构示意图。
图中：1原粪池液、2第一缓冲罐、3第一管道、4第一泵、5第一分离机、6第二管道、7回冲池、8第三管道、9第二泵、10第二缓冲罐、11进料井、12第四管道、13进料管、14沼气池、15除漂浮管、16水平管、17出液管井、18出料管、19压膜沟、20取沼气井、21取气管、22加热管、23排渣管、24出渣井、25第三泵、26镀锌立柱、27栏杆、28三孔喷头、29压力水管、30抽液管、31第四泵。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1-8，一种提高沼气池产气量的循环系统，包括设置于地面上的原粪池液1、回冲池7、进料井11、沼气池14、出液管井17、取沼气井20和多个出渣井24，进料井11、沼气池14、出液管井17采用150厚的C20混凝土垫层，配置直径12mm的螺纹钢、间距200mm的单层网片，井墙用240mm的小水泥砖砌筑，内径1500mm，出坝面500mm，底、内侧、顶部、外侧露出坝面部分，采用20mm厚的防水砂浆抹灰，井内弯头管接头采用自攻丝，下边用沙灰垫实，井子上部做2层安全防护，材料用直径16mm的钢筋，出渣井24采用混凝土池深度从地面下去6米，原粪池液1的池底深度不小于7米，上半部分池壁按照池壁做法加高到地面以上50cm，原粪池液1顶一侧做混凝土结构检修潜水泵的操作平台，池内安装2台11千瓦的潜式搅拌机，回冲池7和进料井11的结构做法类同原粪池液1，沼气池14的一周安装有栏杆27，采用直径75mm的皮厚4mm的镀锌钢管地上2米、地下0.5米，间距3米，采用直径4毫米网眼5cm到6cm的绿色钢丝网，原粪池液1的上端安装有隔栅，将大一点的垃圾隔住并且清理，沼气池14的两侧均设有压膜沟19，用于埋压黑膜，起到了密封的作用，压膜沟19的一侧等间距固定有多个镀锌立柱26，将黑膜的一侧绑在镀锌立柱26，镀锌立柱26的厚度为60mm-75mm，原粪池液1和回冲池7之间设有过滤装置，用于过滤粪便中的泥沙，回冲池7和进料井11之间设有添加装置，稳定定量的向沼气池14内添加沼液，用于替换原来的沼液，进料井11和沼气池14之间预埋有进料管13，且进料管13位于进料井11的一端呈弯曲设置，起到了密封沼气池14的作用，当进料井11内的液面高于沼气池14和进料管13的最高位置时，开始向沼气池14内添加沼液，沼气池14和出液管井17之间预埋有除漂浮管15，除漂浮管15的两端均呈弯曲设置，且在同一水平位置，沼气池14内的压强高于外界压强，同一水平位置除渣稳定，且不易泄露，由于沼气池14内的液面和除漂浮管15的进口处等高，漂浮物经过除漂浮管15进入并在出液管井17排出，沼气池14和出液管井17之间还预埋有水平管16，水平管16倾斜设置，水平管16位于出液管井17的一端弯曲设置，且水平管16弯曲的一端与除漂浮管15的一端位于同一平面，多余的沼液经过除漂浮管15或水平管16排出，使用除漂浮管15时堵住水平管16，使用水平管16时堵住除漂浮管15，保持沼气池14的液高，出液管井17的一侧埋设有出料管18，出料管18位于出液管井17的一端低于除漂浮管15的一端，进入出液管井17内的沼液经过出料管18排入水处理设备中；
沼气池14和取沼气井20之间预埋有取气管21，取气管21位于沼气池14内的一端弯曲设置，延伸至沼液液面以上，沼气池14和多个出渣井24之间均预埋有排渣管23，排渣管23在沼气池14的前边端间距两米设置一个，后半部5五米间距设置，前半部的排渣管23位于出渣井24的一端连接有污泥泵，为11千瓦的污泥泵，污泥泵的一侧连接有第二分离机，为5.5千瓦的分离机，后半部的排渣管23位于出渣井24内的一端竖直向上并且在低于沼液面1.2m处设置开口，开口处插入排管，插入排管后的高度高于液面，排渣管23的另一端延伸至沼气池14内的底部，且排渣管23的一侧等间距设有多个取渣孔，便于均匀的抽取沼气池14底部的沼渣，沼气池14的底部铺设有加热管22，当地面温度低于4摄氏度时，将沼气燃烧后的废气通过换热后通入加热管22对沼气池14进行加热，或者将废气加热热水，再将热水通入加热管22，使热水循环对沼气池14加热，保持沼气池14的正常运行，沼气池14的上端和沼气池14的底部均覆盖有黑膜，黑膜的一侧埋覆与压膜沟19内，采用PE专用黑膜，顶膜1.5毫米厚，顶膜采用传统的大棚棚体支撑，底膜1.0毫米厚、做两个池边、池底由西向东1米的坡度，池壁斜面坡道控制在45到60度，底膜接触的土面平滑即可，顶膜的两端离池边1米的位置安装2个110的应急排气手柄阀，避雷针不少于6个，高度20米左右，基础采用C30的混凝土打1.5米乘以1.5米乘以1.8米高，预埋500mm乘以500mm乘以20mm厚的钢板、直径20mm的活螺栓法兰盘对接，进料管13、除漂浮管15、水平管16和取气管21均预埋距地面的1.2-1.5米处，进料管13、除漂浮管15、水平管16均为半径200mm-300mm的PVC管材，且进料管13、除漂浮管15、水平管16的最高点均位于同一水平位置，使用过程中能够排渣和排除漂浮物，不需要停止沼气池14进行清理，在天气过冷的时候也能够利用沼气发电后的余热保持运行，从而能够在全年持续循环运行，沼气池14内的一侧设有沼液循环系统，发酵后的沼渣能够制作有机肥，从而达到了对动物粪便的循环利用，而且产气量高，能够持续的提供沼气进行发电，降低了动物粪便的处理成本，减少农牧业养殖时动物粪便处理不及时的制约。
一种提高沼气池产气量的循环方法，包括一下步骤：
S1，将动物粪便通过隔栅将大垃圾隔离并且清掏，进入原粪池液1内，有效的避免了除动物粪便的其他垃圾进入沼气池，避免沼气池内堵塞，提高沼液质量；
S2，第一缓冲罐2内的原粪通过第一泵4泵入第一分离机5内，经第一分离机5分离粪渣后排入回冲池7内，第一缓冲罐2内的原粪被抽取后形成负压，通过第一管道3将原粪池液1中的原粪吸入第一缓冲罐2内，去除掉原粪中的砂石，避免了沼气池中产生过多的沉淀，提高沼液的质量，从而提高产气量；
S3，回冲池7内的原粪经过第二缓冲罐10，再经第二泵9送至各个进料井11内，方便控制进料量，能够均匀稳定的向沼气池14提供沼液；
S4，进料井11内的原粪液面高于进料管13一端的高度时，原粪经过进料管13进入沼气池14内；
S5，当沼气池14内的液面升高时，沼气池14内的沼液向除漂浮管15和水平管16的一端移动，并通过除漂浮管15或水平管16将原来的沼液排出沼气池14进入出液管井17，沼气池14内的液面的漂浮物经过除漂浮管15排出进入出液管井17，进入出液管井17内的沼液经过出料管18排入水处理设备中，在添加原粪时保持沼气池中的液面，能够使沼液缓慢移动，防止沼气泄露；
S6，沼气池14内的原粪，向沼气池14的一端移动并形成沼渣，由排渣管23排出沼气池14内的沼渣，排渣周期为3-5周，排渣管23排出无淤泥时停止排渣，排出的沼渣经过第二分离机脱水后形成有机肥料，解决动物粪便带来的环境问题，发酵后的沼渣能够制作有机肥，从而达到了对动物粪便的循环利用；
S7，通过取气管21取沼气，进行发电，当温度低于4摄氏度后将沼气燃烧后的气体通入加热管22内，进行预热，解决了温度较冷较低时，沼气池14难以运行的问题，能够使沼气池全年的运行，提高沼气池14的产气量，能够持续的处理动物粪便。
本发明中，过滤装置包括安装在原粪池液1和回冲池7之间的两个第一缓冲罐2、两个第一泵4和四台第一分离机5，第一缓冲罐2的一侧连接有第一管道3，第一管道3延伸至原粪池液1内，第一缓冲罐2和第一泵4之间通过第四管道连接，第一泵4和两个第一分离机5之间通过第六管道连接，第一泵4的一侧还连接有第八管道，第八管道延伸至回冲池7内，第一分离机5连接有第二管道6，第二管道6延伸至回冲池7内，两个第四管道之间连接有第五管道，两个第一泵4之间连接有第七管道，去除掉原粪中的砂石，避免了沼气池14中产生过多的沉淀，提高沼液的质量，从而提高产气量，所有的管道上均安装有阀门。
本发明中，添加装置包括安装在回冲池7和进料井11之间的第二缓冲罐10，第二缓冲罐10的一侧连接有第三管道8，第三管道8延伸至回冲池7内，第二缓冲罐10的一侧安装有第三泵25，第二缓冲罐10的另一侧安装有第二泵9，第二泵9的一侧连接有第四管道12，第四管道12延伸至进料井11内，在添加原粪时保持沼气池14中的液面，能够使沼液缓慢移动，防止沼气泄露。
本发明中，沼液循环系统包括安装在沼气池14一侧的第四泵31，第四泵31的一侧连接有抽液管30，抽液管30的一端延伸至沼气池14内，抽液管30的一端贯穿黑膜并延伸至黑膜内，抽液管30的一端位于沼液层处，用于吸收池内的沼液，第四泵31的另一侧连接有压力水管29，压力水管29延伸至沼气池14内并延沼气池14的侧壁延伸至沼气池14底部，压力水管29位于沼气池14和黑膜之间，预埋与黑膜之下，位于沼气池14底部的压力水管29竖直向上安装有三孔喷头28，将沼液从池低向上喷沼液，使沼液带动底部的沼渣移动，在沼池内形成循环，三孔喷头28贯穿黑膜并延伸至黑膜内，黑膜和三孔喷头28均采用PVC材质制成，易于焊接修复密封，使整个沼气池14内的沼液和沼渣形成循环提高产气量。
由以上技术方案可知，使用时，将动物原粪经过隔栅初步过滤掉大垃圾后，排入原粪池液1内，再经过第一分离机5分离粪渣，将原粪中的泥土砂石去除，将原粪送入回冲池7内，再次通过第二泵9将原粪均匀的送入各个进料井11内，当进料井11内的液面高于进料管13的高度时，进料井11内原粪进入沼气池14内，沼气池14的液面高度与进料管13、除漂浮管15和水平管16的最高端处于同一位置，当原粪进入沼气池14内的一端时，沼气池14内的液面升高，沼液向沼气池14另一端的除漂浮管15和水平管16移动，漂浮物经过除漂浮管15，多余的沼液经过除漂浮管15或水平管16排出，每过3-5周通过排渣管23将沼气池14内的沼渣排出，经过脱水后形成有机肥，沼气收集后进行发电，当地面温度低于4摄氏度时，将沼气燃烧后的废气通入加热管22对沼气池14进行加热，保持沼气池14的正常运行。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围由权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。
