一種生產沼氣的方法及其曲線坑道式沼氣池的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種只發酵分解禽畜糞便和一種同時發酵分解禽畜糞便與其它有機廢棄物，以生態型能源環保循環再生系統連續生產沼氣的方法。還提供了一種曲線坑道式沼氣池，及其一種能實現自身無能耗自動運行的裝置、一種能實現計算機遠程控制其運行的裝置，使建單體池容1000m3以上特大型沼氣池不再受池蓋跨度限制，使原料達到至少93天常溫發酵分解殺蟲滅菌后能直接排放入自然水體。使以生態型能源環保循環再生系統作生物質能的轉換器，能以環保、穩產、低成本、大規模生產出大量沼氣，既可破解環境污染能源短缺難題又獲取到經濟效益。
【專利說明】一種生產沼氣的方法及其曲線坑道式沼氣池
【技術領域】
[0001]本發明涉及以生態型能源環保循環再生系統生產沼氣的方法和厭氧發酵反應器。技術背景
[0002]人們實踐認識到，用沼氣細菌(即微生物)發酵處理人畜糞便，即可殺蟲滅菌，又能得到優質能源和肥料。據測定，血吸蟲卵在常溫沼氣發酵條件下7-22天被殺滅；鉤蟲卵經過50天死亡率為75%，經過93天全部死亡；蛔蟲卵經過90天死亡率75% ;傷寒桿菌存活時間僅為30天；福氏痢疾桿菌經30小時后分離呈陰性，而在一般糞液中可活17天。
[0003]沼氣發酵裝置(厭氧反應器)種類繁多，條件適合，均能產氣。現有技術如上流式厭氧污泥床反應器(UASB)、內循環厭氧反應器(1C)、升流式固體反應器(USR)、厭氧接觸消化器等主流沼氣池，受成本與技術限制，單體池容沼氣池大多只有1000m3左右，水力滯留時間不足20天，且有原料短路現象，未全部達93天殺蟲滅菌發酵分解就排出來了，對發酵原料的適應性差，造價高，運行成本很高。由于排出的沼渣液達不到排放標準不能實現直接排放入自然水體，大型沼氣工程僅適用于周邊有足夠的農田、魚塘，水生植物塘能夠完全消納經沼氣發酵后的沼渣液。浙江省平湖農業經濟局曾報導過一種環形坑道式沼氣池:該池形池墻有外圈池墻和內圈池墻，兩道池墻圍成主發酵池。在進料管口的一側，兩道池墻之間設有一隔離墻，該墻將進料管口和出料管口分隔在墻的兩側。進料管一側為環形坑道的始端，出料口一側為環形坑道的終端，兩池墻頂部都設有鋼混頂圈梁。它把出料間設在圓心，只有一道連接外圓內墻與出料管之間的隔離墻，其它與水壓式沼氣池一樣。這樣設計，不利于新進入的原料以接近攪拌方式與微生物混合接種，滯留期短，輸出沼氣壓力變化大，建大型沼氣池蓋跨度會受到限制。現有技術的沼氣池如要常溫發酵原料至少要經過93天殺蟲滅菌徹底發酵分解，難以做到 。專利號201210216779.1水壓浮罩式沼氣池，也由于池蓋跨度大限制等技術原因以致未能推廣應用。顯然現有技術已滿足不了沼氣產量與環保的需求。
[0004]人類糞便、禽畜糞便、秸桿、雜草樹葉、城鄉的生活垃圾、工廠有機污水等有機廢棄物是很好沼氣發酵原料，除花錢用污水處理廠、填埋等方式處理一部分外，還有許多被人為隨意排放，不僅浪費了資源，還嚴重污染了人類生存環境。從經濟角度說是一種負收益的處理方式。
[0005]目前的沼氣工程，說是追求能源為目標，但人們多為解決自有養殖場的環保要求才投資興建沼氣池，把沼氣當作副產品生產。這些養殖場都以糧食為飼料，飼養成本很高，只追求禽畜的年出欄數量經濟效益，從不追求禽畜的品質和沼氣產量經濟效益。一但飼料價升，存欄量減少或撤場，所建的沼池“巧婦難為無米之炊”，許多沼氣池由此而荒廢。以此方式生產沼氣產量永遠上不去。從經濟角度說是一種低收益的生產沼氣方式。專利號201310025678.0涉及一種農作物秸桿與畜禽糞便聯合固態發酵生產沼氣的方法。
[0006]沼氣是一種能循環再生清潔能源。我們要把成本低、產量大、穩產、兼治環境污染作為生產追求目標，不能單純追求能源生產，以此生產出來的沼氣才能替代石油成為人類的主要能源來源。
【發明內容】
[0007]本發明目的，一是提供二種生產沼氣的方法；二是提供解決該方法的一種曲線坑道式沼氣池。
[0008]一種生產沼氣的方法，建I個沼氣池，配套一個禽畜養殖場、一個水蘆葫養殖場和或草場，沼氣池容量能消化禽畜養殖場每日所產糞便污水，把干物質濃度為6% -12%的禽畜糞便污水接入沼氣細菌送入沼氣池進行厭氧發酵分解至少93天殺蟲滅菌，把所產沼氣供發電和生產生活用，把沼渣沼液用于養殖水蘆葫、青草，用作肥料或直接排放入自然水體，把草場所產青草和或水蘆葫養殖場所產水蘆葫粉碎發酵脫毒用作禽畜的飼料，使之構成一個禽畜吃水蘆葫和或青草，禽畜糞便發酵變沼氣，沼渣沼液養殖水蘆葫和或青草，能連續生產沼氣的生態型能源環保循環再生系統。
[0009]另一種生產沼氣的方法，建2個沼氣池，配套一個禽畜養殖場、一個水蘆葫養殖場和或草場、一個有機廢棄物收集粉碎場，每個沼氣池容量能分別消化一個禽畜養殖場和一個有機廢棄物收集粉碎場每日所產的有機廢棄物及污水，把每日所產干物質濃度為6% -12%的禽畜糞便污水接入沼氣細菌送入第一個沼氣池進行厭氧發酵分解，把排出富含沼氣細菌的沼渣沼液與干物質濃度為6% -12%的粉碎有機廢棄物一齊送入第二個沼氣池進行厭氧發酵分解至少93天殺蟲滅菌，把所產沼氣供發電和生產生活用，把沼渣沼液用于養殖水蘆葫、青草，用作肥料或直接排放入自然水體，把草場所產青草和或水蘆葫養殖場所產水蘆葫粉碎發酵脫毒用作禽畜的飼料，使之構成一個禽畜吃水蘆葫和或青草，禽畜糞便和有機廢棄物發酵變沼氣，沼渣沼液養殖水蘆葫和或青草，能連續生產沼氣的生態型能源環保循環再生系統。
[0010]為實現上述方法，本發明使用了下述專用沼氣池:
[0011]一種曲線坑道式沼氣池，包括水壓式沼氣池發酵間、進出料管，沼氣池內分半徑為N份，設有N-1個開口同一徑向同心圓筒形隔離墻，設有N-1個連接的隔離墻，選取開口一邊為左，另一邊為右，由外到內數，左右兩邊連接的隔離墻連接方式是，
[0012]取N=2時，選左1與外圓內墻設連接的隔離墻，則右I懸空；
[0013]或者，
[0014]取N = 3時，選左1與外圓內墻設連接的隔離墻，則右I與左2連接，右2懸空；
[0015]或者，
[0016]取N = 4時，選左1與外圓內墻設連接的隔離墻，則右I與左2連接，右2與左3連接，右3懸空；
[0017]或者，
[0018]取N = 5時，選左1與外圓內墻設連接的隔離墻，則右I與左2連接，右2與左3連接，右3與左4連接，右4懸空；
[0019]以中心開口圓筒形隔離墻內空間為起點至與外圓內墻設連薩的隔離墻為終點構成一條曲線坑道密閉發酵間，在曲線坑道起點端設進料管，終點端設出料管。
[0020]設有恒壓閥、進料裝置、排泄裝置；導氣管接恒壓閥把貯氣間沼氣恒定在某一設定的壓力數值單向輸出用氣管道；進料裝置設有原料池、進料管、回流管、池外原料輸送管、單向閥門，進料管一端插入中心圓筒形隔離墻內沼液，另一端接單向閥門與原料池連通控制原料液只能單向進入中心圓筒形隔離墻內，回流管一端插入發酵間內沼液，另一端接單向閥門與原料池連通控制富含微生物的沼渣沼液只能單向進入原料池；排泄裝置設有排泄間把沼渣沼液排泄池外，設有至少2條永久磁鐵單向閥門的出料管，其中一條L型管上端穿池蓋接永久磁鐵單向閥門連通排泄間，下端插入曲線發酵間終點內沼液排泄池底沉渣液，其中一條U型管一端穿池蓋接永久磁鐵單向閥門連通排泄間，另一端接于池內曲線發酵間終點，恒壓閥把貯氣間沼氣恒定在某一設定的壓力數值時的沼液面下用于排泄浮渣液，設出料管永久磁鐵單向閥門打開導通的力大于恒壓閥把貯氣間沼氣恒定在某一設定的壓力數值而小于原料池料液開啟點高度產生的沼液壓力。
[0021]在上述基礎上設有微機控制器，恒壓閥、永久磁鐵單向閥門、回流管單向閥、進料管單向閥是電子控制的電動閥，池外原料輸送管、排料管、導氣管、回流管分別設有流量傳感器，發酵間、原料池分別設有液位傳感器，貯氣間、輸氣管道分別設有氣壓力傳感器，微機控制器輸入信號采樣端分別與流量傳感器、液位傳感器、氣壓力傳感器電連接，微機控制器輸出信號端分別與作為執行機構的電動閥電連接，通過編程，利用計算機在線控制曲線坑道式沼氣池運行。
[0022]設有加熱裝置。
[0023]設有配套貯氣柜。
[0024]出料管永久磁鐵單向閥門由出料管、永久磁鐵、活動門構成。
[0025]池體為鋼筋混凝土澆筑或磚與鋼筋混凝土澆筑。
[0026]技術效果
[0027]由于采取了上述技術措施和方法，取得了如下技術效果:
[0028]1、建單體池容1 000m3乃至1000Om3以上的大型特大型沼氣池變得容易。因為沼氣池內分半徑為N份，設有N-1個開口同一徑向同心圓筒形隔離墻，設有N-1個連接的隔離墻，這些隔離墻分布在池內支撐著池蓋，把整個池蓋跨度受力分散了，池蓋就可以建成大平面的，也可以建成大拱形的，解決了大型池容受池蓋跨度限制難題。不受池蓋跨度限制就能建成超大容量沼氣池，為人類大規模轉換生物質能解決了池容這個先決條件；為水力滯留期(HRT)、微生物滯留期(MRT)、污泥滯留期(SRT)常溫發酵延續到93天，甚至更長時間殺蟲滅菌提供了保證。
[0029]2、堅固、耐用、造價低。本發明沼氣池可用鋼筋混凝土澆筑而成，怎算也比同等池容和功能的鋼構沼氣池成本低。
[0030]3、輸出沼氣壓力穩定。這得益于恒壓閥把貯氣間沼氣恒定在某一設定的壓力數值輸出用氣管道。
[0031]4、接近攪拌方式與微生物混合接種和自動回流微生物接種。報道中的環形坑道式沼氣池，中心設的是出料間，出料間容積有限，外徑短，滯留期短，相反，本發明的曲線坑道式沼氣池，其實是在一個大型立式圓柱形頂置水壓式沼氣池內布置隔離墻構成曲線坑道水壓式沼氣池，中心的開口圓筒形隔離墻內等效于一個相對獨立的水壓式沼氣池套在大型沼氣池中心，中心設的是發酵間起點端，進料管深插中心開口圓筒形隔離墻內沼液，中心開口圓筒形隔離墻內其直徑至少占N的2份，容積相應大。一個進入產氣正常期的沼氣池，中心開口圓筒形隔離墻內沼液就會積聚大量微生物，新進入的原料就會沖擦這些微生物，起到攪拌接種作用。由于回流管自動回流微生物入原料池，永久磁鐵閥門自動打開導通一次，這個水位差就推動混有回流菌種的原料液如浪涌一樣沖入中心圓筒形隔離墻內池底攪拌一次，也攪拌中心圓筒形隔離墻內沉淀的微生物。這些隔離墻寄生了大量微生物，沼渣液在隔離墻構成的一條曲線坑道密閉發酵間流動，意味著起到攪拌和接種作用。
[0032]5、解決了排浮渣、沉渣難問題，自身運行能耗為零。由于設有至少有2條永久磁鐵單向閥門的出料管，其中一條L型管上端穿池蓋接永久磁鐵單向閥、門連通排泄間，下端插入曲線發酵間終點內沼液用于排泄池底沉渣液，其中一條U型管一端穿池蓋接永久磁鐵單向閥門連通排泄間，另一端接于池內曲線發酵間終點，恒壓閥把貯氣間沼氣恒定在某一設定的壓力數值時的沼液面下用于排泄浮渣液，新進入的原料液在水位差作用下推動沼液、沉淀的沼渣、懸浮的沼渣從曲線坑道密閉發酵間起點向終點流動，使沉淀的沼渣起不到長期沉積膠凝作用，使浮渣、沉渣能自動排出來。池外原料輸送管送入原料池的原料，從進入、到攪拌、到排出是以自流方式進行，沒有能量消耗。
[0033]6、能實現遠距離利用計算機在線控制曲線坑道式沼氣池運行。
[0034]7、能以環保、穩產、低成本、大規模生產出大量沼氣，既可破解環境污染能源短缺難題又獲取到經濟效益。例當配套一個大型養豬場+ —個大型沼氣池+ —個大型水葫蘆(鳳眼蓮)養殖場+ —個有機廢棄物收集粉碎場以此系統生產沼氣時，水葫蘆，在沼液的滋養下生長速度極快，本身就能凈化水質，是很好的沼氣發酵原料，以水葫蘆為原料的沼氣池產氣速度快，能為養豬業提供大量穩定且很好的廉價飼料，以發酵的水葫蘆為主加少量蛋白飼料喂養出來的肉豬品質特別好。用第一個沼氣池生產出大量微生物，通過第二個沼氣池再處理有機廢棄物變負效益處理為正效益處理(有了大量微生物再處理有機廢棄物就不用擔心發酵啟動失敗，并且原料即入即發酵分解)，又為沼氣發酵找到另一條穩定低廉的原料來源，又為處理城鄉生活垃圾找到出路。
[0035]豬-沼氣池-水葫蘆三者相輔相成形成豬吃水葫蘆一豬糞發酵變沼氣一沼液養水葫蘆循環，無疑為人類了打開了取之不盡的綠色能源閘門。豬、水葫蘆是人類獲取能源的一種載體。
[0036]阻礙沼氣產業發展 是現有生產沼氣方法投入大經濟效益低。對比本方法:養豬能獲取優質豬肉來源和現金收入；高性價比沼氣池，所產沼氣可就近供應村民用氣、就地發電上網、提純用作汽車替代能源等有現金收入，所產沼渣液是優質有機肥，替代了化肥；以水葫蘆為主加少量蛋白飼料喂豬顯然降低了養豬成本；大型水葫蘆(鳳眼蓮)養殖場可兼養某些魚類；大型化發展能集中管理，降低運營成本。可見本發明通過規模化生產，穩定原料來源，多種方式提高生產過程的附加值經濟效益來相對降低生產沼氣成本，達到穩產、量大、環境保護、低成本。
【具體實施方式】
[0037]先說明本發明的工作原理。
[0038]設有恒壓閥、進料裝置、排泄裝置；導氣管接恒壓閥把貯氣間沼氣恒定在某一設定的壓力數值單向輸出用氣管道；進料裝置設有原料池、進料管、回流管、池外原料輸送管、單向閥門，進料管一端插入中心圓筒形隔離墻內沼液，另一端接單向閥門與原料池連通控制原料液只能單向進入中心圓筒形隔離墻內，回流管一端插入發酵間內沼液，另一端接單向閥門與原料池連通控制富含微生物的沼渣沼液只能單向進入原料池；排泄裝置設有排泄間把沼渣沼液排泄池外，設有至少2條永久磁鐵單向閥門的出料管，其中一條L型管上端穿池蓋接永久磁鐵單向閥門連通排泄間，下端插入曲線發酵間終點內沼液排泄池底沉渣液，其中一條U型管一端穿池蓋接永久磁鐵單向閥門連通排泄間，另一端接于池內曲線發酵間終點，恒壓閥把貯氣間沼氣恒定在某一設定的壓力數值時的沼液面下用于排泄浮渣液，設出料管永久磁鐵單向閥門打開導通的力大于恒壓閥把貯氣間沼氣恒定在某一設定的壓力數值而小于原料池料液開啟點高度產生的沼液壓力。
[0039]當沼氣池內沼氣壓力升高時，唯一能向外排泄沼液來降低壓力的就只有回流管單向閥門是開的，這就強迫富含微生物的沼渣液沿回流管只能單向進入原料池，直到原料池料液深度產生的沼液壓力等于貯氣間沼氣恒定在某一設定的力數值時才會停止回流，但這時原料池的沼渣液高度產生的液壓力還不能打開永久磁鐵單向閥門導通，撇開了沼氣壓力的升降對永久磁鐵單向閥門開與關影響，出料管所設永久磁鐵單向閥門在原料池料液上升到開啟點(即最高點)之前處于常閉狀態，只有當外來原料進入原料池料液上升到開啟點(即最高點)產生的深度沼液壓力大于永久磁鐵吸合力加活動門自身重力時才能推動永久磁鐵單向閥門突然釋放打開導通，這樣一來，原料池料液最高點與永久磁鐵閥門安裝位置高度就形成一定高度的水位差，這條曲線坑道密閉發酵間就等效于一條進料口高出料口低的曲線連通管。 [0040]每當原料池料液上升到開啟點一次，永久磁鐵閥門就自動打開導通一次，這個水位差就推動原料液如浪涌一樣沖入中心圓筒形隔離墻內池底攪拌一次，還攪拌中心圓筒形隔離墻內沉淀微生物，還推動沼液、沉淀的沼渣、懸浮的沼渣從曲線坑道密閉發酵間起點向終點流動，使沉淀的沼渣起不到長期沉積膠凝作用。這個水位差消失，永久磁鐵閥門在活動門重力場和磁場力作用下又重新自動關閉，自動循環工作。
[0041]利用計算機在線控制曲線坑道式沼氣池運行，也是根據上述工作原理通過編寫出程序來工作，只不過靈活多變，能實現遠距離控制運行。也是下述實施例中不作詳細說明原因。以能簡單則簡單的原則，下述實施例主要說明的是自身運行耗能為零(把固體有機廢棄物粉碎耗能不算入)、且簡單實用的實施方式。
[0042]一種生產沼氣的方法，建I個沼氣池，配套一個禽畜養殖場、一個水蘆葫養殖場和或草場，沼氣池容量能消化禽畜養殖場每日所產糞便污水，把干物質濃度為6% -12%的禽畜糞便污水接入沼氣細菌送入沼氣池進行厭氧發酵分解至少93天殺蟲滅菌，把所產沼氣供發電和生產生活用，把沼渣沼液用于養殖水蘆葫、青草，用作肥料或直接排放入自然水體，把草場所產青草和或水蘆葫養殖場所產水蘆葫粉碎發酵脫毒用作禽畜的飼料，使之構成一個禽畜吃水蘆葫和或青草，禽畜糞便發酵變沼氣，沼渣沼液養殖水蘆葫和或青草，能連續生產沼氣的生態型能源環保循環再生系統。
[0043]另一種生產沼氣的方法，建2個沼氣池，配套一個禽畜養殖場、一個水蘆葫養殖場和或草場、一個有機廢棄物收集粉碎場，每個沼氣池容量能分別消化一個禽畜養殖場和一個有機廢棄物收集粉碎場每日所產的有機廢棄物及污水，把每日所產干物質濃度為6% -12%的禽畜糞便污水接入沼氣細菌送入第一個沼氣池進行厭氧發酵分解，把排出富含沼氣細菌的沼渣沼液與干物質濃度為6% -12%的粉碎有機廢棄物一齊送入第二個沼氣池進行厭氧發酵分解至少93天殺蟲滅菌，把所產沼氣供發電和生產生活用，把沼渣沼液用于養殖水蘆葫、青草，用作肥料或直接排放入自然水體，把草場所產青草和或水蘆葫養殖場所產水蘆葫粉碎發酵脫毒用作禽畜的飼料，使之構成一個禽畜吃水蘆葫和或青草，禽畜糞便和有機廢棄物發酵變沼氣，沼渣沼液養殖水蘆葫和或青草，能連續生產沼氣的生態型能源環保循環再生系統。
[0044]第二種生產沼氣的方法包含了第一種生產沼氣的方法，故只對第二種生產沼氣的方法作進一步說明。
[0045]南方水源充足，氣侯溫和，最好發展養豬業，可同時養殖水葫蘆與牧草等植物；相反北方最好發展牛羊業，同時養殖青草。牛羊業養殖，青草無需粉碎發酵脫毒。
[0046]把有機廢棄物收集，去除雜質后，并把固體有機廢棄物粉碎至5mm以下顆粒，以利于在滯留期內快速發酵分解。
[0047]池外原料輸送管輸送來的發酵原料盡可能實現以自流方式進入原料池，如由于地勢所限，則用泵把原料抽送入原料池。
[0048]如何把青草和或水蘆葫養殖場所產水蘆葫粉碎發酵脫毒用作飼料，市面有這方面技術資料介紹。
[0049]因為是利用第一個沼氣池去發酵分解禽畜糞便生產出的大量微生物再送去第二個沼氣池發酵分解有機廢棄物，應在第一個沼氣池生產出的大量微生物出現衰亡前送入第二個沼氣池，不對第一個沼氣池要求93天殺蟲滅菌，以確保有足量旺盛的微生物。干物質濃度為6% -12%的粉碎有機廢棄物的投料量應根據不同的溫度和粉碎有機廢棄物對經過發酵后的沼渣沼液檢測情況加以修正。
[0050]所產沼氣可就近供應工廠、村民用氣，就地發電上網，提純用作汽車替代能源等。
[0051]每個鄉村至少建一個`第二種方法生態型能源環保循環再生系統，城市則視日中有機廢棄物量建多個予以消納。如此生態文明建設，世界上就能建成無數的以生態型能源環保循環再生系統為轉換器，把以生物質為載體的能量轉換為人類所需的沼氣能，當世界低成本的沼氣產量上去了，用沼氣替代石油就指日可待。
[0052]一種曲線坑道式沼氣池，包括水壓式沼氣池發酵間、進出料管，沼氣池內分半徑為N份，設有N-1個開口同一徑向同心圓筒形隔離墻，設有N-1個連接的隔離墻，選取開口一邊為左，另一邊為右，由外到內數，左右兩邊連接的隔離墻連接方式是，
[0053]取N=2時，選左I與外圓內墻設連接的隔離墻，則右I懸空；
[0054]或者，
[0055]取N=3時，選左I與外圓內墻設連接的隔離墻，則右I與左2連接，右2懸空；
[0056]或者，
[0057]取N=4時，選左I與外圓內墻設連接的隔離墻，則右I與左2連接，右2與左3連接，右3懸空；
[0058]或者，
[0059]取N=5時，選左I與外圓內墻設連接的隔離墻，則右I與左2連接，右2與左3連接，右3與左4連接，右4懸空；
[0060]以中心開口圓筒形隔離墻內空間為起點至與外圓內墻設連接的隔離墻為終點構成一條曲線坑道密閉發酵間，在曲線坑道起點端設進料管，終點端設出料管。
[0061]設有恒壓閥、進料裝置、排泄裝置；導氣管接恒壓閥把貯氣間沼氣恒定在某一設定的壓力數值單向輸出用氣管道；進料裝置設有原料池、進料管、回流管、池外原料輸送管、單向閥門，進料管一端插入中心圓筒形隔離墻內沼液，另一端接單向閥門與原料池連通控制原料液只能單向進入中心圓筒形隔離墻內，回流管一端插入發酵間內沼液，另一端接單向閥門與原料池連通控制富含微生物的沼渣沼液只能單向進入原料池；排泄裝置設有排泄間把沼渣沼液排泄池外，設有至少2條永久磁鐵單向閥門的出料管，其中一條L型管上端穿池蓋接永久磁鐵單向閥門連通排泄間，下端插入曲線發酵間終點內沼液排泄池底沉渣液，其中一條U型管一端穿池蓋接永久磁鐵單向閥門連通排泄間，另一端接于池內曲線發酵間終點，恒壓閥把貯氣間沼氣恒定在某一設定的壓力數值時的沼液面下用于排泄浮渣液，設出料管永久磁鐵單向閥門打開導通的力大于恒壓閥把貯氣間沼氣恒定在某一設定的壓力數值而小于原料池料液開啟點高度產生的沼液壓力。
[0062]在上述基礎上設有微機控制器，恒壓閥、永久磁鐵單向閥門、回流管單向閥、進料管單向閥是電子控制的電動閥，池外原料輸送管、排料管、導氣管、回流管分別設有流量傳感器，發酵間、原料池分別設有液位傳感器，貯氣間、輸氣管道分別設有氣壓力傳感器，微機控制器輸入信號采樣端分別與流量傳感器、液位傳感器、氣壓力傳感器電連接，微機控制器輸出信號端分別與作為執行機構的電動閥電連接，通過編程，利用計算機在線控制曲線坑道式沼氣池運行。
[0063]沼氣池內分半徑為N等份，N的取值明顯是N≤2的自然數，當然N可取大于5以上的數，每份間距1-4米為最好，即開口同一徑向同心圓筒形隔離墻間距，以減少池蓋跨度受力。池深最好控制在5米以內。由于有效發酵池容量等于外圓內池墻、池底、池蓋所圍空間體積減去隔離墻所占體積，半徑分多少份要視有效池容和日進原料量，以確保常溫發酵有至少93天殺蟲滅菌為準。
[0064]當然也可選右I與外圓內墻設連接的隔離墻，其它隔離墻的連接參照前述依序類推，只不過沼液流動方向與前者相反。
[0065]開口高度取等于同心圓筒形隔離墻高，以利于產出的沼氣匯集排出。
[0066]中心開口圓筒形隔離墻也就是內徑最小這個，其容積盡可能取大到日進原料液量體積的3-5倍，使其水力滯留其得以延長，得以保留大量微生物接種。
[0067]回流管取出應是大量微生物出現衰亡前的活性沼渣液，應對回流量加以控制，至少達日進原料液量的10% -30%，如原料過濃用回流的活性沼渣液開稀。中心開口圓筒形隔離墻內保留大量微生物與回流的活性沼渣液共同完成接種任務。
[0068]原料池液面高度控制著出料管永久磁鐵單向閥門的開與關，因此原料池要高過開啟點，使原料液深度產生的壓力大于出料管永久磁鐵單向閥門打開導通的力，原料沖入進入池內頻繁，即發酵間攪拌頻繁，所以一天所產原料最好分多次送入發酵間，所以原料池容不宜過大，池容控制在3-10m3就可以了。
[0069]萬一用氣管道堵塞，恒壓閥會失去恒壓功能，貯氣間的壓力超過出料管永久磁鐵單向閥門打開導通的力，出料管永久磁鐵單向閥門也會被打開導通。
[0070]進料管要深插中心圓筒形隔離墻內沼液，保留離池底10cm-100cm。
[0071]U型管池內端沼液入口要接于恒壓閥把貯氣間沼氣恒定在某一設定的壓力數值時的沼液面下，沼液入口可做成浮動入口，讓浮渣有優先進入權。
[0072]出料管永久磁鐵單向閥門由出料管、永久磁鐵、活動門構成。出料管永久磁鐵單向閥門的位置設定，要先設定恒壓閥把貯氣間沼氣恒定在某一設定的壓力數值，使其小于永久磁鐵單向閥門打開導通力，永久磁鐵吸合力要大于活動門自身重力，這樣就能把永久磁鐵單向閥門設在出料管口的池蓋面上，使進出口間產生較大的水位落差。
[0073]回流管、進料管所設單向閥門為常閉狀態的重力閥門，閥門的活動門開啟力較小，只要有大于活動門開啟力的液位差壓力就能把它打開。
[0074]加熱裝置，可以是電熱、發電內燃機或太陽能的循環水，可接入計算機控制，用于加熱原料池料液或沼氣池內的沼液，提高發酵溫度，能提高產氣量，縮短少于93天的殺蟲滅菌時間。
[0075]這種曲線坑道式沼氣池自身貯氣量很小，需配套貯氣柜。
[0076]這種曲線坑道式沼氣池，包括隔離墻，可以用鋼筋混凝土澆筑，也可以墻身磚砌，頂加圈梁，池蓋用鋼筋混凝`土澆筑。
【權利要求】
1.一種生產沼氣的方法，建I個沼氣池，配套一個禽畜養殖場、一個水蘆葫養殖場和或草場，沼氣池容量能消化禽畜養殖場每日所產糞便污水，把干物質濃度為6% -12%的禽畜糞便污水接入沼氣細菌送入沼氣池進行厭氧發酵分解至少93天殺蟲滅菌，把所產沼氣供發電和生產生活用，把沼渣沼液用于養殖水蘆葫、青草，用作肥料或直接排放入自然水體，把草場所產青草和或水蘆葫養殖場所產水蘆葫粉碎發酵脫毒用作禽畜的飼料，使之構成一個禽畜吃水蘆葫和或青草，禽畜糞便發酵變沼氣，沼渣沼液養殖水蘆葫和或青草，能連續生產沼氣的生態型能源環保循環再生系統。
2.一種生產沼氣的方法，建2個沼氣池，配套一個禽畜養殖場、一個水蘆葫養殖場和或草場、一個有機廢棄物收集粉碎場，每個沼氣池容量能分別消化一個禽畜養殖場和一個有機廢棄物收集粉碎場每日所產的有機廢棄物及污水，把每日所產干物質濃度為6% -12%的禽畜糞便污水接入沼氣細菌送入第一個沼氣池進行厭氧發酵分解，把排出富含沼氣細菌的沼渣沼液與干物質濃度為6% -12%的粉碎有機廢棄物一齊送入第二個沼氣池進行厭氧發酵分解至少93天殺蟲滅菌，把所產沼氣供發電和生產生活用，把沼渣沼液用于養殖水蘆葫、青草，用作肥料或直接排放入自然水體，把草場所產青草和或水蘆葫養殖場所產水蘆葫粉碎發酵脫毒用作禽畜的飼料，使之構成一個禽畜吃水蘆葫和或青草，禽畜糞便和有機廢棄物發酵變沼氣，沼渣沼液養殖水蘆葫和或青草，能連續生產沼氣的生態型能源環保循環再生系統。
3.一種曲線坑道式沼氣池，包括水壓式沼氣池發酵間、進出料管，其特征在于:沼氣池內分半徑為N份，設有N-1個開口同一徑向同心圓筒形隔離墻，設有N-1個連接的隔離墻，選取開口一邊為左，另一邊為右，由外到內數，左右兩邊連接的隔離墻連接方式是， 取N=2時，選左I與外圓內墻設連接的隔離墻，則右I懸空； 或者， 取N = 3時，選左I與外圓內墻設連接的隔離墻，則右I與左2連接，右2懸空； 或者， 取N=4時，選左I與外圓內墻設連接的隔離墻，則右I與左2連接，右2與左3連接，右3懸空； 或者， 取N=5時，選左I與外圓內墻設連接的隔離墻，則右I與左2連接，右2與左3連接，右3與左4連接，右4懸空； 以中心開口圓筒形隔離墻內空間為起點至與外圓內墻設連接的隔離墻為終點構成一條曲線坑道密閉發酵間，在曲線坑道起點端設進料管，終點端設出料管。
4.根據權利要求3所述一種曲線坑道式沼氣池，其特征在于:設有恒壓閥、進料裝置、排泄裝置；導氣管接恒壓閥把貯氣間沼氣恒定在某一設定的壓力數值單向輸出用氣管道；進料裝置設有原料池、進料管、回流管、池外原料輸送管、單向閥門，進料管一端插入中心圓筒形隔離墻內沼液，另一端接單向閥門與原料池連通控制原料液只能單向進入中心圓筒形隔離墻內，回流管一端插入發酵間內沼液，另一端接單向閥門與原料池連通控制富含微生物的沼渣沼液只能單向進入原料池；排泄裝置設有排泄間把沼渣沼液排泄池外，設有至少2條永久磁鐵單向閥門的出料管，其中一條L型管上端穿池蓋接永久磁鐵單向閥門連通排泄間，下端插入曲線發酵間終點內沼液排泄池底沉渣液，其中一條U型管一端穿池蓋接永久磁鐵單向閥門連通排泄間，另一端接于池內曲線發酵間終點，恒壓閥把貯氣間沼氣恒定在某一設定的壓力數值時的沼液面下用于排泄浮渣液，設出料管永久磁鐵單向閥門打開導通的力大于恒壓閥把貯氣間沼氣恒定在某一設定的壓力數值而小于原料池料液開啟點高度產生的沼液壓力。
5.根據權利要求4所述一種曲線坑道式沼氣池，其特征在于:設有微機控制器，恒壓閥、永久磁鐵單向閥門、回流管單向閥、進料管單向閥是電子控制的電動閥，池外原料輸送管、排料管、導氣管、回流管分別設有流量傳感器，發酵間、原料池分別設有液位傳感器，貯氣間、輸氣管道分別設有氣壓力傳感器，微機控制器輸入信號采樣端分別與流量傳感器、液位傳感器、氣壓力傳感器電連接，微機控制器輸出信號端分別與作為執行機構的電動閥電連接，通過編程，利用計算機在線控制曲線坑道式沼氣池運行。
6.根據權利要求3、4、5所述一種曲線坑道式沼氣池，其特征在于:設有加熱裝置。
7.根據權利要求3、4、5所述一種曲線坑道式沼氣池，其特征在于:設有配套貯氣柜。
8.根據權 利要求3、4、6所述一種曲線坑道式沼氣池，其特征在于:出料管永久磁鐵單向閥門由出料管、永久磁鐵、活動門構成。
9.根據權利要求3、4、5所述一種曲線坑道式沼氣池，其特征在于:池體為鋼筋混凝土燒筑或磚與鋼筋混凝土燒筑。
【文檔編號】C02F11/04GK103755117SQ201410057040
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年2月13日 優先權日:2014年2月13日
【發明者】羅顯平 申請人:羅顯平