一种庄园式综合循环生产方法及沼气池发酵工艺

摘要

本发明提供一种庄园式综合循环生产方法及沼气池发酵工艺，涉及农业综合利用及沼气池技术领域。包括农作物及果树种植，秸秆利用，畜牧养殖，沼气生产供热及发电，养鱼五位一体综合循环生产法；该沼气池，包括筒形沼气池，沼气池盖，沼气池腔的顶部距地面大于等于600mm，盖上部埋土密封；并设有水压池，在筒形沼气池的底部从进料口到出液料口方向设有一横向蛟龙。本发明能够实现生物质的综合循环应用，发挥综合优势和效益，提高农业的综合利用水平，有利于实现绿色循环经济，可充分利用再生能源，尽量减少不可再生能源的利用，该沼气池，沼气产量高，循环效果好。

说明书

技术领域

本发明涉及农业综合利用技术领域。

背景技术

建设一个自然生态绿色循环生产模式，形成一个科学发展环保的农业生产系统，是目前我们许多人的奋斗目标。而传统的生产模式往往是种养供热加工不配套秸秆到处扔，畜粪堆满街花钱买煤来供热……到处是污染，不卫生，环境差。单一生产效率低。而如何实现农业生产，畜牧养殖，沼气供热发电，而残渣又能充分利用形成一个生态生物圈，提高综合效益和发展绿色循环经济优势，是当前急需解决的问题。也就是努力发展生物质的循环应用，充分利用再生能源，尽量减少不能再生能源（煤、石油、天然气）的利用。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种庄园式综合循环生产方法及沼气池发酵工艺，能够实现生物质的综合循环应用，发挥综合优势和效益，提高农业的综合利用水平，有利于实现绿色循环经济，可充分利用再生能源，尽量减少不可再生能源（煤、石油、天然气）的利用；该沼气池结构简单，操作方便，沼气产量高，连续工作时间长，效率高，成本低，循环效果好，特别有利于环保和实现生物质的综合循环应用和发展绿色循环经济。

本发明的解决方案是：一种庄园式综合循环生产方法，其特征在于包括农作物及果树种植，秸秆利用，畜牧养殖，沼气生产供热及发电，养鱼五位一体综合循环生产法；农作物种植的秸秆做畜牧养殖的原料，农作物种植的秸秆、杂草树叶、人畜粪废料用于沼气生产供热及发电，用于照明、取暖、做饭、保鲜及设备用电，沼气生产的沼液用于畜牧饲料、鱼塘喂养、优质化肥、浸种及农药，沼渣做农作物种植的基肥、果树底肥、农作物及蔬菜肥和养鱼；做到全过程主要物流的循环使用；全部的秸秆、树叶，人畜粪便，废料通过沼气池，发酵变成热电基本可达到自给自足，不用或少用化肥，做到物尽其用、绿色环保。

优选的，以下生产场地的相对立体高度位置设置如下：畜牧五畜养殖鸡、鸭、牛、羊主要在树下，半固定式，在地平面以上，自由放养；猪养殖在地平面以下及养鱼池的斜面上半部；沼气池在养殖层的更下位置，也就是沼气池建在养鱼池的斜坡上，便于用水冲洗粪便至沼气池内；养殖场地厕所在沼气池的侧上方，便于粪便直接入池，经卫生冲刷后使传染病源便于入池随时消灭；从而保证省力、卫生、干净，造成良好的环境；所述沼气池采用一种大发气量的地下卧式筒形沼气池及其发酵工艺产生沼气，以便与之方便匹配。

一种地下卧式筒形沼气池，该沼气池的主池为地下卧式筒形或鼓形，地面以下埋土密封，沼气池腔顶部距地面大于等于600mm，主池的顶部设有沼气出口管，主池的右侧部设有进料口，进料口的旁边设有预发酵池，将秸秆、杂草树叶、人畜粪废料等生物质先装入预发酵池预先腐化后，再加入进料口，主池的左侧下部通过出液料口，与左侧的水压池连通，水压池的上部通过沼液溢流口和沼液池连通，水压池的底部设有出渣口及其密封塞，在主池的底部从进料口到出液料口方向设有一横向蛟龙，蛟龙穿过出液料口到达水压池的底部，蛟龙包括蛟龙本体、左右轴承座、传动机构及其电机，电机装于机架上。

优选的，所述主池的容积为70-130?.

优选的，所述主池的底部在、横向蛟龙均设有多空式搅拌墙，以加强均匀搅拌及力度。

优选的，所述主池的外面还建有保温大棚，沼气池置于保温大棚内。

一种地下卧式筒形沼气池发酵工艺，其特征在于利用上述的地下卧式筒形沼气池发酵，其发酵工艺包括如下步骤：

A、发酵原料配料；放好温度传感器及记录仪；

B、第一次加满料：除留出主池顶部沼气的预留空间外，其余加满，并加满水；开始发酵；做好温度记录；

C、待m天后，第一次出料：即出沼渣、沼液、沼气并储存，每次出沼渣、沼液时，均使大部分沼液仍留在主池中，参与再发酵；并第一次续料：每次续加料占总加入量的1/h，料先在预发酵池预发酵；做好温度记录；

D、以后每隔n天，出料一次，并续料一次，持续下去；做好温度记录；一直到生产期结束。

优选的，所述的m=25，n=20，h=3-4；一年生产75天；所述的发酵原料重量配制组分为：秸秆60%，树叶30%，牲畜人粪便10%；外面无保温大棚。

优选的，所述的m=20，n=20，h=3-4；一年生产70天；所述的发酵原料重量配制组分为：秸秆50%、树叶20%、牲畜人粪便30%；外面无保温大棚。

优选的，所述的m=25，n=5，h=6；一年生产大于等于215天；所述的发酵原料重量配制组分为：秸秆60%，树叶30%，牲畜人粪便10%；外面有保温大棚。

本发明的积极效果是明显的，能够实现生物质的综合循环应用，发挥综合优势和效益，提高农业的综合利用水平，有利于实现绿色循环经济，可充分利用再生能源，尽量减少不可再生能源（煤、石油、天然气）的利用，且沼气发气量大，方便匹配。该沼气池结构简单，操作方便，沼气产量高，连续工作时间长，效率高，成本低，循环效果好，特别适合环保和实现生物质的综合循环应用和发展绿色循环经济。

以下结合实施例作详述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

图2为沼气池的结构示意图。

图3为沼气池发酵工艺实施例1的时间t与1温度^oc、2产气量曲线图。

图4为沼气池发酵工艺实施例2的时间t与1温度^oc、2产气量曲线图。

图5为沼气池发酵工艺实施例3的时间t与1温度^oc、2产气量曲线图。

图中，1-筒形沼气池，2-预发酵池，3-进料口，4-水压池，5-沼液池，6-密封塞提手固定架，7-密封塞，8-蛟龙，81-蛟龙本体，82-轴承座，83-电动机，84-传动机构。

具体实施方式

实施例1：

参照附图1，该庄园式综合循环生产方法，其特征在于包括农作物及果树种植，秸秆利用，畜牧养殖，沼气生产供热及发电，养鱼五位一体综合循环生产法；农作物种植的秸秆做畜牧养殖的原料，农作物种植的秸秆、杂草树叶、人畜粪废料用于沼气生产供热及发电，用于照明、取暖、做饭、保鲜及设备用电，沼气生产的沼液用于畜牧饲料、鱼塘喂养、优质化肥、浸种及农药，沼渣做农作物种植的基肥、果树底肥、农作物及蔬菜肥和养鱼；做到全过程主要物流的循环使用；全部的秸秆、树叶，人畜粪便，废料通过沼气池，发酵变成热电基本可达到自给自足，不用或少用化肥，做到物尽其用、绿色环保。以下生产场地的相对立体高度位置设置如下：畜牧五畜养殖鸡、鸭、牛、羊主要在树下，半固定式，在地平面以上，自由放养；猪养殖在地平面以下及养鱼池的斜面上半部；沼气池在养殖层的更下位置，也就是沼气池建在养鱼池的斜坡上，便于用水冲洗粪便至沼气池内；养殖场地厕所在沼气池的侧上方，便于粪便直接入池，经卫生冲刷后使传染病源便于入池随时消灭；从而保证省力、卫生、干净，造成良好的环境。所属的沼气池为筒形沼气池，为地下式，沼气池腔的顶部距地面大于等于600mm，且筒形沼气池1的旁边设有预发酵池2，将生产中产生的秸秆、杂草树叶、人畜粪废料等生物质陆续装入，预先腐化后，再加入沼气池4。

本发明从农业生产、秸秆利用、畜牧养殖、沼气生产、养鱼、坑粪上地、供热发电加工自用是一个良性生物圈。基本上不用化肥，供暖取热电力自给，绿色环保无公害。本发明一个重要技术是沼气的产生应用，其发生过程中其配料全是秸秆、树叶、人畜粪便等废料，生产的沼气可供热、发电、照明、做饭、其沼液可做优质化肥、育种，农药等，其沼渣上地做基肥。可以说全部的秸秆、树叶，人畜粪便，废料通过沼气池，厌氧发酵变成热电达到自给自足，将生物质变成了绿色能源，达到了节能，绿色环保，使人的生活在一个环保的自然生态家园中。使沼气沼液沼渣（三沼）得到广泛应用。SHAPE*MERGEFORMAT本沼气池法俗称一条龙，一个绿色小工厂，种10亩田不如建个生态园。基本运作方式：

立体位置：鸡、鸭、牛、羊基本上在树下，半固定式，自由放养，在地平面以上，猪在地平面下、养鱼池的斜面上半部，沼气池在养殖的下层好用水冲洗粪便，杂草树叶。容易入沼气池最下层养鱼也就是沼气池建在养鱼池的斜坡上。养殖场地厕所都在沼气池的侧上方向，便于粪便直接入池，经卫生冲刷后使传染病源便于入池随时消灭，省功，卫生，干净易造成良好的环境。

“沼气”：主要用于照明、做饭、储粮、冷藏、果品保鲜等又可带动加工机械。“沼渣”：果树底肥、农作物蔬菜肥、不用化肥。“沼液”：用于鱼塘、喂养、浸种、喷肥和灭菌。

沼气的作用

：打破了几千年点灯不用油和电，做饭不用柴和炭的生活方式，一个有4-6个人之家，每年节约煤电费600多元，何况一个高效低耗的生态循环系统。

：沼气还可用来保鲜果品、驱虫储粮、尤其在一个几百亩的果园内更能显现巨大的生态效应。

：发的电能照明、做饭、带动机械作多种加工再增值。

沼液的作用

1、沼液浸种的作用

:浸种，农作物种子用沼液浸种后，能使发芽率提高5%以上。

：浸种后出苗快，苗粗壮长势旺盛。

：可预防枯萎病、根腐病和早期死苗等。

：能防治蚜虫，红蜘蛛等虫害，减少农药喷洒量。

2、沼液对棉花喷施有五大好处

：使棉叶增厚，茎秆粗化，叶色深绿，敦实抗倒歪，保花保果，

：可调节作物生长代谢，补充营养。促进生长平衡，增强光合作用。

：能提高棉花质量，棉桃饱满，增加重量，实验证明，每亩可增产10%以上。

：增强抗病能力，，对枯萎病，炭粗病的棉田效果更加明显。

：能防治红蜘蛛，棉蚜、棉铃虫等害虫。

沼液的喷施，不但对棉花有良好的作用，对粮食作物，蔬菜作物也有增产防病除虫的作用。

3.沼液在养殖上的应用

：沼液里不但含有氮磷钾，还含有钨、铁、镁、铜等十几种元素，沼液喂猪、牛、羊、鸡、等家畜，可补充所需的微量元素。

：可以驱虫减少疾病。

：沼液喂猪、羊，可使毛皮光亮，肥壮，可节约精饲料15%以上，可提前出栏，喂鸡能提高产蛋率。

沼渣的用途

：沼渣含有十几种微量元素，出池粉碎后喂养家畜，效果很好。

：用来养鱼和蚯蚓，种花种蘑菇，可大量作果树基肥是非常好的绿色肥料。

：作蔬菜底肥，配合沼液喷施是无公害产品的重要保证，产品鲜艳、色正、价格高。

该循环都是通过太阳能的照射，植物产生叶绿素，生成取之不尽的再生能源，在通过沼气池使生物质转换，不需要有污染的煤、天然气、油不再生能源。

因此，绿色环保，节能，减排，有利人类身心健康，是个好办法。有利于人类生存条件的改善。

实施例2：参照附图2

该地下卧式筒形沼气池，沼气池的主池1为地下卧式筒形或鼓形，地面以下埋土密封，沼气池腔顶部距地面大于等于500mm，主池1的顶部设有沼气出口管11，主池1的右侧部设有进料口3，进料口3的旁边设有预发酵池2，将秸秆、杂草树叶、人畜粪废料等生物质先装入预发酵池2预先腐化后，再加入进料口3，主池1的左侧下部通过出液料口14，与左侧的水压池4连通，水压池4的上部通过沼液溢流口41和沼液池5连通，水压池4的底部设有出渣口42及其密封塞7，在主池1的底部从进料口3到出液料口14方向设有一横向蛟龙8，蛟龙8穿过出液料口14到达水压池4的底部，蛟龙8包括蛟龙本体81、左右轴承座82、传动机构84及其电机83，电机83装于机架上。所述主池1的容积为70-130?.所述的主池1的底部在、横向蛟龙8均设有多空式搅拌墙13。所述主池1的外面还建有保温大棚，沼气池置于保温大棚内。

地下卧式筒形沼气池发酵包括如下步骤：

A、发酵原料配料；放好温度传感器及记录仪；

B、第一次加满料：除留出主池1顶部沼气的预留空间外，其余加满，并加满水；开始发酵；做好温度记录；

C、待m天后，第一次出料：即出沼渣、沼液、沼气并储存，每次出沼渣、沼液时，均使大部分沼液仍留在主池中，参与再发酵；并第一次续料：每次续加料占总加入量的1/h，料先在预发酵池预发酵；做好温度记录；

D、以后每隔n天，出料一次，并续料一次，持续下去；做好温度记录；一直到生产期结束。

优选的，所述的m=25，n=20，h=3-4；一年生产75天；所述的发酵原料重量配制组分为：秸秆60%，树叶30%，牲畜人粪便10%；外面无保温大棚。

优选的，所述的m=20，n=20，h=3-4；一年生产70天；所述的发酵原料重量配制组分为：秸秆50%、树叶20%、牲畜人粪便30%；外面无保温大棚。

优选的，所述的m=25，n=5，h=6；一年生产大于等于215天；所述的发酵原料重量配制组分为：秸秆60%，树叶30%，牲畜人粪便10%；外面有保温大棚。

实施例3：发酵工艺实施例1，参见图3，外面无保温大棚

发酵原料成分配比：秸秆60%，树叶30%，牲畜人粪便10%

时间、发酵温度与5日均产气量（100m³沼池）工艺如表1示。

表1

这个循环过程共75天。其中前25天为填满料正常升温产气到最高产气量。第25-45天为加三分之一料后又一个高产期。第45-65为第三个高产期，第65-75天最后产气期，也是这一循环的结束，共75天。下个循环是把沼液留下，再按配比填满池。一个循环75天，共产沼气2860m³。

实施例4：发酵工艺实施例2，参见图4，外面无保温大棚，主池容积为100?；发酵原料成分配比：秸秆50%、树叶20%、牲畜人粪便30%。

工艺如表2示。

表2

这一循环共70天，其中到20天就达到温升和产气的高峰，由于粪便多产期快，时间短。而第二次和第三次加料时基本是按照三分之一添加，零加更好。第三次加料可适当减少秸秆，多加树叶和易腐的生物质。第65-70天为最后产气期，共70天。随后可出渣留液第三个循环开始。

如果按每m³沼气可发热量5000千卡，

可发热量5000千卡×2860=1430万千卡的热量，

每m³沼气相当原煤33千克，

相当煤33千克×2860=9438千克的煤，

每m³沼气可使20℃、65千克水温度上升到100℃，

烧开65千克×2860=185900千克的水烧开，

如每人每天用0.25立方每年则用365×0.25=91.25m³；

则可供2860÷91.25=30个人一年的取暖供热和用电。

如果一年按9个月的产气期，一年克循环生产3.5次可供105人一年的取暖供热用电。

实施例5：发酵工艺实施例3，参见图5，外面有保温大棚；发酵原料成分配比：秸秆60%，树叶30%，牲畜人粪便10%

工艺如下所示。

1、升温期25天，产气610?

0-5天，12-15℃，7?/日×5=35?，

5-10天，15-20℃，10?/日×5=50?，

10-15天，20-25℃，15?/日×5=75?，

15-20天，25-30℃，35?/日×5=175?，

20-25天，30-35℃，55?/日×5=275?，

这25天是升温阶段。以后每5天出液出渣，加料一次。

2、正常工作期间215天，产气11287?

25-30天，38-28℃，50?/日×5=250?，

30-35天，28-38℃，55?/日×5=275?，

35-40天，38-28℃，50?/日×5=250?，

40-45天，28-38℃，55?/日×5=275?，

…………

可连续正常循环到215天或更长。

合计：升温期25天，产气610?，正常工作期间215天，产气11287?，总产气量11897?。

以上未详述部分为采用已有技术。