旋流布料自动循环太阳能增温沼气池

一、旋流布料自动循环太阳能增温沼气池

（一）构造

旋流布料自动循环太阳能增温沼气池由进料口、进料管、发酵间、贮气室、活动盖、水压酸化间、旋流布料墙、单向阀、抽渣管、活塞、导气管、出料通道等部分组成。它可以解决北方地区冬季不产气的问题，适于在北方地区推广应用。根据水压间的位置不同，可分为侧水压式沼气池（图3-5)和顶水压式沼气池。生产上多采用侧水压式沼气池。

图3-5　侧水压式旋流布料沼气池构造

1．进料口和进料管

进料口位于畜禽舍地面下，由设在地下的进料管与发酵间连通，将厕所、畜禽舍收集的粪污，通过进料管注入沼气池发酵间。进料管内径一般为20～30厘米，采取直管斜插于池墙中部或直插于池顶部的方式与发酵间连通。在地基容易下陷的地方常采用直插方式。进料口的设定位置，应该和出料口及池拱盖中心的位置在一条直线上，目的是保持进料通畅，便于搅拌，防止未发酵的料液造成流体短路。

2．发酵间和贮气室

是沼气池的主体部分，其几何形状为圆筒形，发酵原料在这里发酵，产生的沼气溢出水面进人上部半球形贮气室贮存。因此，要求发酵间不漏水，贮气室不漏气。

3．旋流布料墙

旋流布料墙是实现发酵原料旋转流动、自动破壳、自动循环和滞留菌种的重要装置，用砖在密封好的发酵间内筑砌而成。为了保证旋流布料墙的稳定性，底部50厘米处用12厘米砖砌筑，顶部位于发酵间的零压面，用6厘米砖十字交叉砌筑，以增强各个水平面的破壳和流动搅拌作用。旋流布料墙半径约为池体净空半径的1.2倍，要严格按设计图尺寸施工，充分利用池底螺旋曲面的作用，使人池原料既能增加流程，又不致阻塞。

4．水压间和酸化间

水压间主要功能是贮存沼气，维持正常气压和出料。其容积由沼气池产气量决定，一般为沼气池24小时所产沼气的一半。水压间的下端通过出料通道与发酵间相连通，沼气池大出料时，发酵后的沼肥由此排出。酸化间与水压间通过回流口连通，用于处理草料，酸化液和发酵液通过单向阀和进料管回流人发酵间。以人畜粪便为原料的沼气池不需设酸化间。水压间与出料间通过回流口连通，出料间与进料间通过单向阀连通，出料间抽出的料液及由水压间流入的发酵液通过单向阀和进料管回流人发酵间。水压间要设置盖板，防止人、畜误入池内。

5．回流搅拌器

由抽渣管和活塞构成的回流搅拌器是农村户用沼气池的重要组成部分，其作用是通过活塞在抽渣管中上下运动，从发酵间抽取沼液或沼渣，达到出料搅拌、回流冲刷的目的。抽渣管一般采用内径100毫米的厚壁聚氯乙烯（PVC）管，直插或斜插于池墙或池顶，下部距池底20～30厘米，上部距地面5～10厘米。抽渣管与池体连接部分要进行密封处理，确保不漏水，不漏气。

6．活动盖

孔盖直径为60厘米左右，设置于贮气室顶部，起着封闭活动盖口的作用，是沼气池施工时通风采光和维修时进出及排除残存有害气体的通道。

7．导气管

固定在沼气池拱顶最高处或活动盖上的一根内径1.2厘米、长25～30厘米的铜、铝或聚氯乙烯（PVC）硬塑管，下端与贮气室相通，上端连接输气管道，将沼气输送至室内及厨房，用于炊事和照明。

（二）特点

自动循环太阳能增温沼气池利用沼气产气动力和动态连续发酵工艺，实现了自动循环、自动搅拌等高效运行状态。该池型将菌种自动回流、自动破壳与清渣、微生物富集增殖、纤维性原料两步发酵、太阳能自动增温、消除发酵盲区和料液“短路”等新技术优化组装配套，解决了北方地区沼气池冬季产气问题及静态不连续发酵装置存在的技术问题。

1．消盲除短

在螺旋面池底上用一弧形旋流布料墙将进、出料隔断，使入池原料必须沿圆周旋转一圈后才能从出料通道排出，从而增加了料液在池内的流程和滞留时间，解决了标准水压式沼气池存在的微生物贫乏区、发酵盲区和料液“短路”等技术问题。

2．自动旋流和搅拌

利用沼气池产气动力将池内含有大量微生物的悬浮污泥压到水压间和酸化间，用气时流动性能好的含大量微生物的悬浮污泥经单向阀和进料管重新回流进发酵间，从而实现了菌种自动回流和料液自动循环。

3．微生物成膜增殖

利用空隙率较高的旋流布料墙表面形成微生物生长繁殖的载体，通过沼气微生物的富集增殖，在其表面形成厌氧生物膜，从而保留了高活性的微生物，减少了微生物的流失。

4．自动破壳

圆弧形旋流布料墙顶部和各层面的破壳齿在沼气池产气用气时，使可能形成的结壳自动破除、浸润，充分发酵产气。

5．强制回流与清渣出料

池底沉渣通过活塞在抽渣管中上下运动，从发酵间底部被抽出，既可直接取走作为肥料施入农田，又可通过进料管进人发酵间，达到人工强制回流搅拌的目的，从而减少劳动强度，提高原料利用率。

6．太阳能自动增温

在水压间和酸化间上设置有太阳能增温装置，可对发酵料液自动增温，通过单向阀和进料管，加热后的料液可自动循环进入发酵间，从而提高了发酵原料的温度，促进了产气率的提高。

7，两步发酵

将秸秆等纤维性原料在敞口酸化池里完成水解和酸化两个阶段，酸化液通过单向阀和进料管自动进入发酵间发酵产气，剩余的以木质素为主体的残渣在酸化间内彻底分解后直接取出，解决了纤维性原料人池发酵出料困难的技术难题。