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三步法沼气发酵装置及利用该装置进行沼气发酵的方法

摘要

本发明涉及农村沼气生产技术领域,具体涉及以沼气为主产物的生物质能生产技术。针对目前农村传统沼气发酵方法效率低下、生产受季节限制的现状、冬季低温致沼气产量大大下降的缺陷,提供了一种高效节能的三步法沼气发酵装置及利用该装置进行沼气发酵的方法。该装置是在传统的同池发酵的基础上,将一个池子分开成三个池子,并且每个池子各自分工分别进行较专一的生化反应,这三个池子分别是:固体发酵池、乙酸发酵池和沼气发酵池。本发明的三步法沼气发酵装置设计科学合理,能源利用及转化率高,经济效益显著,尤其适合在低温季节使用。

著录项

  • 公开/公告号CN104893970A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2015-09-09

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 湖北民族学院;

    申请/专利号CN201410081109.2

  • 申请日2014-03-06

  • 分类号

  • 代理机构武汉宇晨专利事务所;

  • 代理人余晓雪

  • 地址 445000 湖北省恩施土家族苗族自治州恩施市学院路39号

  • 入库时间 2023-12-18 10:40:55

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2023-07-21

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):C12M 1/38 专利号:ZL2014100811092 变更事项:专利权人 变更前:来凤金祈藤茶农业发展有限公司 变更后:湖北金睿生物科技有限公司 变更事项:地址 变更前:445700 湖北省恩施土家族苗族自治州来凤县翔凤镇桂花树经济开发区工业园8栋 变更后:445700 湖北省恩施土家族苗族自治州来凤县翔凤镇桂花树经济开发区工业园8栋

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更

  • 2022-08-23

    专利权的转移 IPC(主分类):C12M 1/38 专利号:ZL2014100811092 登记生效日:20220811 变更事项:专利权人 变更前权利人:来凤金祈藤茶生物有限公司 变更后权利人:来凤金祈藤茶农业发展有限公司 变更事项:地址 变更前权利人:445700 湖北省恩施土家族苗族自治州恩施市来凤县经济开发区桂花树工业园 变更后权利人:445700 湖北省恩施土家族苗族自治州来凤县翔凤镇桂花树经济开发区工业园8栋

    专利申请权、专利权的转移

  • 2017-08-08

    授权

    授权

  • 2017-07-21

    专利申请权的转移 IPC(主分类):C12M1/38 登记生效日:20170703 变更前: 变更后: 申请日:20140306

    专利申请权、专利权的转移

  • 2017-07-21

    著录事项变更 IPC(主分类):C12M1/38 变更前: 变更后: 申请日:20140306

    著录事项变更

  • 2015-10-07

    实质审查的生效 IPC(主分类):C12M1/38 申请日:20140306

    实质审查的生效

  • 2015-09-09

    公开

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说明书

技术领域

本发明涉及农村沼气生产技术领域,具体涉及以沼气为主产物的生物质能生产技术。针对目前农村传统沼气发酵方法效率低下、生产受季节限制的现状、冬季低温致沼气产量大大下降的缺陷,提供了一种高效节能的三步法沼气发酵装置及利用该装置进行沼气发酵的方法。 

背景技术

沼气推广是我国解决农村能源问题和有机肥问题的最有效方法。然而,目前我国农村沼气技术仍旧存在很多瓶颈。其最重要的瓶颈在于两个方面:一是每到冬季,气温低下,沼气池发酵缓慢,产气量大大下降,甚至不足以维持正常的沼气使用,这使得很多农户不愿意建设沼气池,也是沼气难于推广的主要原因之一;二是由于农村大量推广沼气,且管理粗放,传统的沼气发酵方法效率低下,例如仅仅将牲畜粪便和作物秸秆投放到沼气池里任其腐烂发酵;由于沼气发酵是一个复杂的过程,沼气发酵理论有两段发酵、三段发酵和四段发酵理论,根据国内外研究文献和本课题组的研究,我们将沼气发酵过程大致分为三大步骤:(1)固体有机质在褐腐菌、软腐菌、白腐菌等复合微生物群落的作用下分解为可溶性的有机物如糖类、乙酸、肽类等等,这一步骤统称为固体发酵;(2)固体发酵产生的可溶性有机物在乙酸杆菌的作用下产生以乙酸为主要组分的发酵产物,此步骤统称为乙酸发酵;(3)有机酸在甲烷杆菌的作用下分解为甲烷和二氧化碳,二氧化碳在厌氧条件下再被还原为甲烷,此步骤统称为沼气发酵或甲烷发酵。在这一系列生化反应过程中,由于传统发酵采用同池发酵,即,将上述三大类生物反应集中在同一个发酵池,因此抑制了固体有机质的快速分解,而且沼液中乙酸产物浓度相对较低,所以以乙酸为原料的产物---甲烷产率也很低。我们将传统沼气发酵的生化过程进行了三段式划分,传统沼气发酵的工艺流程图如说明书附图中图2所示。 

因此要提高沼气发酵效率,就必须将固体发酵、乙酸发酵和甲烷发酵分开进行。传统的沼气发酵装置及方法不能适应沼气现代化发展的需要。随着能源危机问题的日益突出,生物质能开发利用成为解决能源危机的一个重要途径,而在生物质能开发利用中,沼气发酵技术简单易行,实用性强,具有巨大的发展潜力。但是鉴于如上所述传统沼气发酵技术的发展现状,研究高效沼气发酵装置及方法、应用标准化的高新技术和集中发酵集中供气的高科技模式发展沼气能源是沼气生物质能科学发展的基础。 

发明内容

针对现有沼气生产中存在的冬季气温低下时沼气池发酵缓慢、传统沼气发酵效率低的问题。 

本发明的第一个目的在于提供了一种三步法沼气发酵装置。 

本发明的第二个目的在于提供了一种利用上述装置进行沼气发酵的方法。 

本发明的发明构思在于:提供一种三步法沼气发酵装置,将沼气发酵分三步分开进行。即:第一步为固体发酵,生物有机质分解为可溶性有机物,主要成分为糖类、有机酸、醇类、肽类和氨基酸; 

第二步为乙酸发酵,可溶性有机物在乙酸杆菌等微生物的作用下转化成乙酸或乙酸盐; 

第三步为沼气发酵或甲烷发酵,乙酸或乙酸盐或二氧化碳在甲烷杆菌的作用下最终转化成甲烷,主要成分为甲烷,含有少量的氢气、一氧化碳和二氧化硫等。 

本发明提供的装置将如上所述三步反应分开来进行,分别在固体发酵池、乙酸发酵池和沼气发酵池中进行。 

在固体发酵池内,将粉碎的有机质接种褐腐菌、白腐菌、纤维素菌、乳酸杆菌、酵母菌等复合微生物菌种进行固体发酵,该固体发酵产生的二氧化碳由导管输送到沼气发酵池内由甲烷杆菌等微生物转化为甲烷,在发酵过程不断向有机质堆顶部滴渗清水或者促进固体发酵的培养液,促进固体发酵产生的可溶性有机物缓慢地渗漏到与固体发酵池底部连通的乙酸发酵池内,乙酸发酵池内接种乙酸杆菌,将可溶性有机物转化成乙酸或乙酸盐,乙酸发酵池收集的乙酸或乙酸盐液体产物用于沼气发酵池之用;将乙酸发酵池内收集的液体转移到沼气发酵池内,向沼气发酵池内接种甲烷杆菌,进行沼气发酵,收集沼气发酵池产生的沼气。本发 明方法流程图如说明书附图中图3所示。 

为了实现如上所述高效沼气发酵方法,本发明采用如下发酵装置: 

一种三步法沼气发酵装置,是在传统的同池发酵的基础上,将一个池子分开成三个池子,并且每个池子各自分工分别进行较专一的生化反应,这三个池子分别是:固体发酵池、乙酸发酵池和沼气发酵池; 

即:所述三步法沼气发酵装置包括固体发酵池、乙酸发酵池和沼气发酵池; 

所述乙酸发酵池设置于固体发酵池的正下方,乙酸发酵池与固体发酵池密闭连接; 

所述固体发酵池为直径2-5米、高3-4米的圆形发酵池,所述固体发酵池包 括一可拆卸的圆拱形顶盖,发酵进行时将顶盖盖紧,所述固体发酵池底部设置有若干个渗漏孔,孔径在0.5-2厘米,使底部形成筛子结构,通过该筛子结构将所述固体发酵池与乙酸发酵池连通,因此乙酸发酵池也可理解为储存发酵液的储液池,固体发酵池内有机质发酵产生的发酵液可以渗透流入乙酸发酵池内储存,乙酸发酵池的容积大于沼气发酵池的容积; 

所述乙酸发酵池为一圆形储液池,直径与固体发酵池相同,底部为倒圆拱形结构,所述倒圆拱形结构的底部开口并连接一导液管; 

所述固体发酵池内设置有两套独立的不锈钢蛇形热交换管道,分别为第一热交换管道和第二热交换管道,第一热交换管道与沼气发酵池相连通,第二热交换管道与乙酸发酵池相连通,所述的不锈钢蛇形管道内径为2-5厘米,管道壁厚度为1-3毫米。 

所述沼气发酵池为直径3-5米、高5-7米的圆形发酵池,其顶部为圆拱形,所述沼气发酵池的一侧设置有一过滤池,过滤池与沼气发酵池相连通,连通处位于沼气发酵池高度的三分之一处,过滤池位于沼气发酵池和固体发酵池之间; 

所述过滤池的内部尺寸为:1-2米长,0.5-1米宽,1-1.5米深;该过滤池与沼气发酵池相连通的管道上开口并连接一个垂直的加料管,该加料管作为投放发酵添加剂、菌种和注入乙酸发酵池产生的发酵液的入口; 

在所述过滤池内部靠近沼气发酵池的一侧纵向设有一滤板,滤板的边框无缝固定于过滤池内壁的纵向插槽内,滤板的孔径为0.5-5毫米,过滤池内壁上用于无缝固定滤板的纵向插槽有两条,用于更换滤板; 

所述固体发酵池的侧壁设有多个均匀分布的具有闭合开关的开口孔,孔径3-5厘米,用于插入泵管,向固体发酵池内堆积的有机质注射水分、菌种、添加剂或通入空气; 

所述泵管为一端连接微型高压泵的钢管,管内径2-4厘米,钢管的另一端和钢管外壁上均匀开设有若干小孔,小孔孔径为1-5毫米; 

这些小孔统称为泵管小孔,该泵管可以插入有机质堆中通过泵管小孔均匀喷射清水、菌种、添加剂或空气; 

所述固体发酵池的顶盖顶部也设有一具有闭合开关的开口孔,该开口孔连接 一导气管,可将固体发酵产生的二氧化碳导入到第一热交换管道内,然后再进入沼气发酵池内被还原为甲烷; 

所述导液管通向加料管管口,所述导液管上设置一送料泵,用于提供导液动力; 

所述乙酸发酵池侧壁上靠近固体发酵池底部的地方设置有一个带阀门的接种口; 

所述沼气发酵池内设置有搅拌器,所述搅拌器包括一根搅拌器转轴,该搅拌器转轴外接旋转电机,为搅拌提供动力,所述搅拌器转轴上设有三个长短不一的横臂,每个横臂的末端有一个垂直的搅拌棒,该搅拌棒为一个可调振动功率的振动棒并在该振动棒上固定一个强磁铁; 

所述沼气发酵池顶部设置有一沼气出口; 

所述沼气发酵池底部设有一带阀门的排放口; 

所述第一热交换管道的两端伸出固体发酵池,其中一端从固体发酵池侧壁下部伸出并通过沼气发酵池的底部与沼气发酵池连通,此段热交换管道上设置有第二阀门,第一热交换管道在固体发酵池与沼气发酵池底部连通段的管道上设置有一对磁场强度为1000-6000mT的永磁铁,命名为第一永磁铁;第一热交换管道的另一端从固体发酵池侧壁上部伸出,并伸进过滤池内靠近过滤池底部,插入经滤板过滤后的沼液中;在第一热交换管道从固体发酵池侧壁的上部伸出并连通至过滤池的管道上依次设置有第一阀门、沼液循环泵和一管道开口,该管道开口与导气管相连通; 

另外,本发明的装置还设有一个带阀门的支管,该支管的一端连接在第一阀门和沼液循环泵之间,另一端连接在第一永磁铁和第二阀门之间; 

本发明的三步法沼气发酵装置中还包括一温度控制器,温度控制器的温度传感器伸入沼气发酵池内、温度传感器的信号输出线与沼液循环泵的电源控制器连接,分别用于探测沼气发酵池内的沼液温度和控制沼液循环泵的运转,沼液循环泵的电源由温度控制器控制,当沼气发酵池内的温度低于设置的温度时,温度控制器自动开启沼液循环泵电源,沼液循环泵推动沼液在热交换管道内循环加热,当沼气发酵池内的温度高于设定的温度时,温度控制器自动切断沼液循环泵电 源,沼液停止循环。 

所述第二热交换管道的两端分别从固体发酵池侧壁的上部和下部伸出固体发酵池,分别与乙酸发酵池的下部两侧开口相连通,在第二热交换管道从固体发酵池侧壁的下部伸出并与乙酸发酵池的下部一侧开口相连通的管道上设置有第四阀门;在第二热交换管道从固体发酵池侧壁的上部伸出并与乙酸发酵池的下部另一侧开口相连通的管道上依次设置有第五阀门、乙酸液循环泵和一对磁场强度为1000-6000mT的永磁铁,命名为第二永磁铁。 

固体发酵池的功能是:把固体有机质降解为可溶性有机物,固体发酵池产生的发酵液自动渗漏到乙酸发酵池进行乙酸发酵,固体发酵池内的有机质包围热交换管,热交换管可以通过切换阀门连接到沼气发酵池或乙酸发酵池,沼气发酵池内的沼液或乙酸发酵池内的乙酸发酵液在热交换管内循环流动,将有机质发酵产生的热量传递给沼液或乙酸发酵液以升高反应温度,提高反应效率,同时沼液或乙酸发酵液的循环流动还起到对沼液或乙酸发酵液的搅拌作用;在热交换管道上设有由永磁铁组成的磁化器,可以磁化沼液,提高甲烷杆菌的活力;固体发酵池顶部连接的导气管将固体发酵产生的二氧化碳导入到热交换管内,与沼液混合后进入到沼气发酵池内,进一步转化为甲烷,最大限度减少有机质分解过程中的碳源损失; 

一种利用本发明的三步法沼气发酵装置进行高效节能的沼气发酵方法,其原理为:在固体发酵池中进行有机质固体发酵以降解纤维素和木质素,产生可溶性糖类和有机酸类及其他可溶性有机物,这些可溶性物质自动渗漏到乙酸发酵池内由乙酸杆菌进一步转化为乙酸或乙酸盐,乙酸发酵物转移到沼气发酵池由甲烷杆菌进行沼气发酵产生沼气。 

具体步骤如下: 

(1)把植物有机质干燥粉碎,堆积在固体发酵池内,并紧紧包围热交换管道,然后通过侧壁的开口孔用泵管注入水分和白腐菌、褐腐菌、软腐菌、纤维素菌、酵母菌和乳酸菌等的液体菌种或固体菌种,然后关闭所有开口孔;7-10天后,有机质开始发酵产生大量的热,同时发酵液渗漏到接种有乙酸杆菌的乙酸发酵池内,此时不断地向有机质固体发酵堆滴注水分以降温或补充水分,以冲洗发酵液和促进剩余有机质持续发酵降解,直至降解完全。同时开启乙酸液循环泵,促进 热交换管道对乙酸发酵液进行加热,提高乙酸发酵效率。 

(2)每天检测乙酸发酵池内的乙酸含量,当乙酸含量达到10%以上时,将乙酸发酵池内的发酵液泵入沼气发酵池内,并向沼气发酵池接种甲烷杆菌菌种,开启搅拌器,当沼气发酵池内的发酵液浸没过滤池中热交换管道的出入口时,沼液循环泵开始运转,对沼气发酵池内的发酵液进行加热升温,温度稳定在18-25℃,向沼气发酵池中添加水溶性硒盐、水溶性锌盐和水溶性铁盐至最终质量浓度为:水溶性硒盐10-20ppm、水溶性锌盐10-20ppm和水溶性铁盐20-40ppm,所添加的水溶性硒盐、水溶性锌盐和水溶性铁盐的质量比为1:1:2,同时开启搅拌器转动,开始发酵产生沼气; 

(3)当沼气发酵池产生的沼气量逐渐下降时,放出沼气发酵池的废沼液,再泵入乙酸发酵池的发酵液如上方法进行第二批沼气发酵。 

所述水溶性硒盐为亚硒酸钠或硒酸钠; 

所述水溶性锌盐为氯化锌或碳酸锌; 

所述水溶性铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁或氯化铁。 

以上关于沼气高效节能的发酵技术可以根据农户的需要灵活应用,也可以用于公司集约化大型沼气发酵系统和集中供气系统,包括将固体发酵池设置在沼气发酵池上方等等方位改动,但是都不会偏离本发明的核心技术:(1)固体发酵池内的有机质发酵产生热量通过热交换管道传递给沼气发酵池内的发酵液,以维持沼气发酵池生产沼气所需的热量,从而保证沼气发酵池正常产气;或者固体发酵池内产生的热量采用热交换管道传输给乙酸发酵池,促进乙酸发酵;(2)固体发酵池内的热交换管道能够降低固体发酵池的中心温度,以保证固体发酵池内的复合微生物的持续生长和有机质固体发酵的持续进行;(3)沼气发酵池内的搅拌器装备有振动棒和磁铁,可以提高甲烷杆菌和其它菌群的活力和促进沼气快速释放;(4)三步法发酵分开进行并分别接种不同的优势菌种;(5)固体发酵池采用渗漏法定期补水收集发酵液并以此法提高固体发酵效率;(6)固体发酵产生的二氧化碳被收集起来与沼液混合进入沼气发酵池内转化为甲烷,使碳源利用效率达到最大化。 

本发明的装置及方法与现有沼气生产技术相比,具有以下优点和有益效果: 

1.采用固体发酵、乙酸发酵和沼气发酵相结合的三步分离发酵技术,固体发酵产生的发酵液和热量用于液体发酵并产气,高效节能; 

2.将固体发酵池内的有机质发酵产生的热量通过热交换管道传递给沼气发酵池内的沼液或者传递给乙酸发酵池的乙酸发酵液,以维持沼气发酵池生产沼气所需的热量或维持乙酸发酵所需的热量,从而保证整个沼气发酵高效率进行; 

3.利用热交换管道降低固体发酵池的中心温度,以防止高温型微生物的活力衰退和维持有机质固体发酵的持续进行,并持续产生热量供沼气发酵池使用; 

4.利用机械振动和磁效应提高甲烷杆菌和其它菌群的活力和促进沼气快速释放; 

5.固体发酵采用渗漏法提高固体发酵效率,并收集固体发酵产生的二氧化碳进入沼气发酵池转化为甲烷,提高有机质的碳源利用效率。 

附图说明

图1为本发明的一种三步法沼气发酵装置的结构示意图; 

附图标记说明如下:1-旋转电机,2-搅拌器转轴,3-搅拌棒,4-第一永磁铁,5-过滤池,6-滤板,7-沼液循环泵,8-固体发酵池,9-顶盖,10-泵管,11-开口孔,12-第一阀门、13-第二阀门、14-第三阀门,15-1-第一热交换管道,15-第二热交换管道,16-沼气出口,17-渗漏孔,18-加料管,19-乙酸发酵池,20-送料泵,21-排放口,22-温度控制器,23-导气管,24-泵管小孔,25-沼气发酵池,26-第四阀门,27-第五阀门,28-乙酸液循环泵,29-第二永磁铁,30-接种口,31-导液管。 

图2为传统沼气发酵的工艺流程图。 

图3为本发明方法的工艺流程图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的装置和方法作进一步详细说明,不详之处见发明内容部分。 

实施例1: 

如图1所示,一种三步法沼气发酵装置,包括固体发酵池8、乙酸发酵池19和沼气发酵池25; 

所述乙酸发酵池19设置于固体发酵池8的正下方,乙酸发酵池19与固体发酵池8密闭连接; 

所述固体发酵池8为直径2-5米、高3-4米的圆形水泥发酵池,所述固体发酵池8包括一可拆卸的圆拱形顶盖9,发酵进行时将顶盖9盖紧,所述固体发酵池8底部设置有若干个孔径为0.5-2厘米的渗漏孔17,使底部形成筛子结构,通过该筛子结构将所述固体发酵池8与乙酸发酵池19连通,因此乙酸发酵池19也可理解为储存发酵液的储液池,固体发酵池8内有机质发酵产生的发酵液可以渗透流入乙酸发酵池19内储存,乙酸发酵池19的容积大于沼气发酵池25的容积; 

所述乙酸发酵池19为一圆形储液池,直径与固体发酵池8相同,底部为倒圆拱形结构,所述倒圆拱形结构的底部开口并连接一导液管31; 

所述固体发酵池8内设置有两套独立的不锈钢蛇形热交换管道,分别为第一热交换管道15-1和第二热交换管道15,第一热交换管道15-1与沼气发酵池25相连通,第二热交换管道15与乙酸发酵池19相连通,所述的不锈钢蛇形管道内径为2-5厘米,管道壁厚度为1-3毫米。 

所述沼气发酵池25为直径3-5米、高5-7米的圆形发酵池,其顶部为圆拱形,所述沼气发酵池25的一侧设置有一过滤池5,过滤池5与沼气发酵池25相连通,连通处位于沼气发酵池25高度的三分之一处,过滤池5位于沼气发酵池25和固体发酵池8之间; 

所述过滤池5的内部尺寸为:1-2米长,0.5-1米宽,1-1.5米深;过滤池5与沼气发酵池25相连通的管道上开口并连接一个垂直的加料管18,该加料管18作为投放发酵添加剂、菌种和注入乙酸发酵池产生的发酵液的入口; 

在所述过滤池5内部靠近沼气发酵池25的一侧纵向设有一滤板6,滤板6的边框无缝固定于过滤池5内壁的纵向插槽内,滤板6的孔径为0.5-5毫米,过滤池5内壁上用于无缝固定滤板6的纵向插槽有两条,用于更换滤板6; 

所述固体发酵池8的侧壁设有多个均匀分布的具有闭合开关的开口孔11,孔径3-5厘米,用于插入泵管10,向固体发酵池8内堆积的有机质注射水分、菌种、添加剂或通入空气; 

所述泵管10为一端连接微型高压泵的钢管,管内径2-4厘米,钢管的另一端和钢管外壁上均匀开设有若干小孔,小孔孔径为1-5毫米; 

这些小孔统称为泵管小孔24,该泵管10可以插入有机质堆中通过泵管小孔24均匀喷射清水、菌种、添加剂或空气; 

所述固体发酵池8的顶盖9顶部也设有一具有闭合开关的开口孔11,该开口孔11连接一导气管23,可将固体发酵产生的二氧化碳导入到第一热交换管道15-1内,然后再进入沼气发酵池19内被还原为甲烷; 

所述导液管31通向加料管18管口,所述导液管31上设置一送料泵20,用于提供导液动力; 

所述乙酸发酵池19侧壁上靠近固体发酵池8底部的地方设置有一个带阀门的接种口30; 

所述沼气发酵池25内设置有搅拌器,所述搅拌器包括一根搅拌器转轴2,该搅拌器转轴2外接旋转电机1,为搅拌提供动力,所述搅拌器转轴2上设有三个长短不一的横臂,每个横臂的末端有一个垂直的搅拌棒3,该搅拌棒3为一个可调振动功率的振动棒并在该振动棒上固定一个强磁铁; 

所述沼气发酵池25顶部设置有一沼气出口16; 

所述沼气发酵池25底部设有一带阀门的排放口21; 

所述第一热交换管道15-1的两端伸出固体发酵池8,其中一端从固体发酵池8侧壁下部伸出并通过沼气发酵池25的底部与沼气发酵池25连通,此段热交换管道上设置有第二阀门13,第一热交换管道15-1在固体发酵池8与沼气发酵池25底部连通段的管道上设置有一对磁场强度为1000-6000mT的永磁铁,命名为第一永磁铁4;第一热交换管道15-1的另一端从固体发酵池8侧壁上部伸出,并伸进过滤池5内靠近过滤池底部,插入经滤板6过滤后的沼液中;在第一热交换管15-1道从固体发酵池8侧壁的上部伸出并连通至过滤池5的管道上依次设置有第一阀门12、沼液循环泵7和一管道开口,该管道开口与导气管23相连通; 

另外,本发明的装置还设有一个带阀门的支管,该支管的一端连接在第一阀门12和沼液循环泵7之间,另一端连接在第一永磁铁4和第二阀门13之间; 

本发明的三步法沼气发酵装置中还包括一温度控制器22,温度控制器22的温度传感器伸入沼气发酵池25内、温度传感器22的信号输出线与沼液循环泵7的电源控制器连接,分别用于探测沼气发酵池25内的沼液温度和控制沼液循环 泵7的运转,沼液循环泵7的电源由温度控制器22控制,当沼气发酵池25内的温度低于设置的温度时,温度控制器22自动开启沼液循环泵7的电源,沼液循环泵7推动沼液在第一热交换管道15-1内循环加热,当沼气发酵池25内的温度高于设定的温度时,温度控制器22自动切断沼液循环泵7的电源,沼液停止循环。 

所述第二热交换管道15的两端分别从固体发酵池8侧壁的上部和下部伸出固体发酵池8,分别与乙酸发酵池19的下部两侧开口相连通,在第二热交换管道15从固体发酵池8侧壁的下部伸出并与乙酸发酵池19的下部一侧开口相连通的管道上设置有第四阀门26;在第二热交换管道15从固体发酵池8侧壁的上部伸出并与乙酸发酵池19的下部另一侧开口相连通的管道上依次设置有第五阀门27、乙酸液循环泵28和一对磁场强度为1000-6000mT的永磁铁,命名为第二永磁铁29。 

实施例2: 

本应用实施例是实施例1的进一步实践,一种三步法沼气发酵装置,沼气发酵池25为100m3,其中,沼液容积为70m3,沼气池顶部圆拱形空间30m3为容纳沼气的空间,固体发酵池8为200m3。打开顶盖9,向固体发酵池8中加入粉碎的作物秸秆,加混合有白腐菌、褐腐菌、软腐菌、酵母菌、乳酸菌和纤维素菌种的清水湿润至有少量水渗漏到乙酸发酵,19为止,1-2天后开始固体发酵,同时向沼气发酵池25加入少量清水至浸没第一热交换管道15-1的出入口为止。发酵7-10天后,固体发酵池8内的中心温度上升,此时开启乙酸液循环泵28,对乙酸发酵池19内的乙酸发酵液进行加热以促进乙酸发酵,固体发酵池8的中心温度开始下降,高温发酵持续进行,同时不断通过开口孔11注入水分,待到乙酸发酵池19蓄满了发酵液后,开启送料泵20将发酵液送到沼气发酵池25内,然后关闭乙酸液循环泵28,开启沼液循环泵7,对沼气发酵池25内的沼液进行加热,再按常规技术向沼气发酵池25接种甲烷杆菌,向沼气发酵池25中添加亚硒酸钠、氯化锌和氯化亚铁至最终质量浓度为:亚硒酸钠10-20ppm、氯化锌10-20ppm和氯化亚铁20-40ppm,设置沼液温度为20-25℃,然后开启旋转电机1和沼液循环泵7,甲烷杆菌开始快速生长并进行沼气发酵,产气3-6个月后,甲烷产量开始迅速下降,此时停止沼气发酵,开启排放口21的阀门,放出的沼液 可以作为富硒液体肥料用于庄稼灌溉,再将乙酸发酵池19内的发酵液泵送到沼气发酵池25内;如上循环进行沼气发酵,固体发酵池8内的有机质粉末在产生发酵液满三个储液池之后,就打开固体发酵池8,取出剩余的有机质残渣进行再次降解使用,直至分解完毕。 

本说明书中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。 

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