一种气液渣泥四相分离的沼气池结构的制作方法

1.本实用新型涉及沼气池技术领域，特别地涉及一种能够将沼气池中的产生的沼气、浮渣、沉泥和水进行分离的沼气池结构。


背景技术：

2.随着我国经济的发展，农业、养殖业及城市的垃圾分类回收产业都趋向于规模化和成熟化方向发展，将各个环节都能规范化操作，沼气池成为了该生态建设中的重要一环，将农业废弃秸秆、养殖业的冲洗的粪水以及生活垃圾中可回收的厨余垃圾以及生活废弃垃圾等都是可以在沼气池中进行转化，制作可再生的能源
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沼气，可以在日常的炊事、照明、供暖等场所进行应用，而且废渣废水等可以用以农业施肥和灌溉。
3.但是在现有的沼气池技术中，很难解决池内浮渣结壳的问题，导致沼气池使用一段时间后就需要人工清理破壳或者使用时不断使用搅拌装置进行搅拌破壳，由于浮渣是不断增加的，在不及时排出的情况下，单纯的机械规律性搅拌，长时间以后同样也会在液面上形成流动的浮壳，上述问题还是得不到有效的解决，还需要人工定期的清洗沼气池，沼气池内工作环境恶劣且费时费力，同时也导致沼气池不产气或者产气少等问题，最终使沼气池的价值大打折扣，被人们所弃用。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有技术中存在的问题提供一种能够将沼气池内的沼气、反应后的液体、物料中的浮渣以及反应泥四个成分分别进行分离排出的沼气池结构及其该沼气池的使用方法，通过该结构设计能够利用产生在集气腔中的沼气压力将集气罐内的液体抬高，从而增加其重力势能，在将集气腔内的沼气排出时，借助上述重力势能的压力能够将集气腔内的浮渣和沼气一起排入到集气罐中，从而能够通过集气罐进行集中排出，能够有效的防止沼气池内液面结壳的问题，而且该结构设计简单方便，能够连续加料、不间断的产生沼气，不用停产去清理沼气池。
5.本实用新型提供一种气液渣泥四相分离的沼气池结构，包括：池体和设置在所述池体内的搅拌装置，所述池体的底部设置有加料口；所述池体的顶部设置有集气罐，所述集气罐的侧壁上开设有排渣口；所述池体的内部设置有至少一层集气挡板，所有的所述集气挡板为环形挡板，且靠近所述池体内壁的一端高于其伸向池体内的自由端；所述集气挡板通过支撑架固定在所述池体的内壁上，且所述集气挡板与所述池体内壁之间密封设置；所述集气挡板与池体内壁之间形成横截面为直角三角形状的集气腔，所述集气腔与所述集气罐之间通过输送管道相连接，所述输送管道上设置有控制阀；所述池体的上部设置有排水口，所述池体的底部设置有排泥口。
6.本实用新型技术方案的进一步优化，所述集气挡板与所述池体内壁之间设置有支撑架，且所述集气挡板的宽度大于所述池体直径的三分之二；所述集气罐的下部伸入到所述池体的内部，且所述集气罐外壁与所述池体侧壁之间形成底部开口的集气腔，在该集气
腔的顶部设置有与所述集气罐内部连通的输送管道。
7.本实用新型技术方案的进一步优化，所述输送管道的入口设置在所述集气腔的顶部，所述输送管道的出口设置在所述集气罐的上部；且每层所述集气腔上均匀的设置有至少2个输送管道的入口；所述排泥口设置在所述池体的底面上，且呈延中线切开的锥体状，排泥管道位于锥体的底面上。
8.本实用新型技术方案的进一步优化，还包括设置在所述池体底部的净泥收集槽，且所述净泥收集槽的开口直径等于所述集气挡板的内环直径。
9.本实用新型技术方案的进一步优化，所述搅拌装置包括电机、动力轴和两组搅拌叶片，所述电机设置在所述集气罐的顶部，所述动力轴垂直设置在所述池体的中心，一组所述搅拌叶片设置在所述动力轴的中部，另一组所述搅拌叶片设置在所述池体的底部。
10.本实用新型技术方案的进一步优化，所述净泥收集槽上设置有固定架，所述动力轴通过轴承设置在所述固定架的中心，且所述动力轴向下延伸设置有搅拌叶片支撑杆，所述支撑杆紧贴所述净泥收集槽的外侧壁。
11.本实用新型技术方案的进一步优化，还包括加热装置，所述加热装置设置在所述池体的中部，且位于所述池体的内侧壁上；中部所述搅拌叶片的末端设置有弹性刮板。
12.本实用新型技术方案的进一步优化，所述集气罐上设置有扩容冷凝器；所述池体上端设置有人洞；所述集气罐的侧壁上设置有透视条。
13.一种上文所述气液渣泥四相分离的沼气池的使用方法，包括以下步骤：
14.s1、通过沼气池的加料孔加料，并通过集气罐的透视条观察，使添加到物料与所述集气罐上的排渣口平齐时停止加料，并从加料孔中投入沼气菌群，启动加热装置，使沼气池内的温度在25-45度，并打开搅拌装置，转速为4-10分钟每转，搅拌时间为0.5-1小时搅拌一次，每次搅拌12-30分钟；
15.s2、通过透视条观察集气罐内物料的液位高度，当液位高度高于预设的警戒线时，打开输气管道上的控制阀，收集沼气，待集气罐内的压强接近大气压时，通过排渣口进行排渣；
16.s3、根据步骤s2中排渣的量加入等量的物料，继续反应重复步骤s1和s2 的步骤，5-8天一个周期通过池体上的排水口进行排水和排出净泥收集槽内的淤泥，排水和排泥后加入等量的物料，继续反应；
17.s4、20-30天一个周期通过沼气池底部的排泥口配合搅拌器的反向旋转进行排泥，排出后加入等量的物料以及沼气菌群，继续反应重复s1、s2和s3的步骤。
附图说明
18.在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。
19.图1是本实用新型沼气池结构的整体结构示意图；
20.图2是本实用新型沼气池结构中部搅拌叶片处的剖面结构示意图；
21.图3是本实用新型沼气池结构下半部分剖开后的俯视结构示意图。
22.附图标记：
23.1-池体；11-集气腔；12-加热装置；13-集气挡板；131-支撑架；14-排泥口；2-搅拌装置；21-动力轴；22-搅拌叶片；221-弹性刮板；23-支撑杆；3-集气罐； 31-排渣口；4-净泥
收集槽；41-固定架；5-排泥管；6-人洞；7-加料口；8-输送管道；9-排水口。
具体实施方式
24.下面将结合附图1-3对本实用新型作进一步说明。
25.实施例1
26.如图1所示，本实用新型提供了一种气液渣泥四相分离的沼气池结构，包括：池体1和设置在所述池体1内的搅拌装置2，所述池体1的底部设置有加料口7，用以加入物料和沼气菌群；所述池体1的顶部设置有集气罐3，用来收集产生的沼气；所述集气罐3的侧壁上开设有排渣口31，用来集中的排出集气罐3上层的浮渣；在所述池体1的上部设置有排水口9，当沼气池内反映到一定程度之后上部就会产生静置的纯液体，可以通过排水口9排出用来浇灌农作物；为了不人工的清理沼气池以及方便反应后的淤泥排出，在所述池体1的底部设置有排泥口14，配合搅拌器或者动力泵能够将其排出，从而达到沼气、反应液、浮渣和反应后的淤泥分别排出的技术效果。另外，为了方便该装置的使用，在集气罐3上设置有扩容冷凝器，方便集中收集沼气；所述池体1上端设置有人洞6，能够方便沼气池的安装和后续的维修；所述集气罐3的侧壁上设置有透视条，能够随时观察集气罐3内的液位情况以及浮渣情况。
27.将上述的所述搅拌装置2设计成电机、动力轴21和两组搅拌叶片22，所述电机设置在所述集气罐3的顶部，所述动力轴21垂直设置在所述池体1的中心，一组所述搅拌叶片22设置在所述动力轴21的中部，另一组所述搅拌叶片22设置在所述池体1的底部。这样能够分别对含有沼气菌群的部分进行搅拌，同时也能保证上部反应液的流动性。另外，为了保证反应速率，在池体1内还包括加热装置12，所述加热装置12设置在所述池体1的中部，且位于所述池体1的内侧壁上；中部所述搅拌叶片22的末端设置有弹性刮板221，弹性刮板221能够有效的避开加热装置12，同时还能不断的刮掉加热装置12上的水垢等沉淀的杂质。
28.本实用新型的核心技术点为在池体1的内部设置有至少一层集气挡板13，用来挡住其下方反应物料产生的沼气不会直接排出到集气罐3中，所有的所述集气挡板13为环形挡板，且靠近所述池体1内壁的一端高于其伸向池体1内的自由端，其立体视图类似一个倒置的锥台形状，本技术方案中为了增加集气挡板13 的牢固性在所述集气挡板13与所述池体1内壁之间设置有支撑架131；所述集气挡板13通过支撑架131固定在所述池体1的内壁上，且所述集气挡板13与所述池体1内壁之间密封设置这样能够保证在该处产生的沼气都通过输气管道输送到集气罐3中；所述集气挡板13与池体1内壁之间形成横截面为直角三角形状的集气腔11，为了保证集气腔11的集气效果将所述集气挡板13的宽度设置成大于所述池体1直径的三分之二，这样能够收拢更多的沼气进入到集气腔11内，且集气挡板13与所述池体1内壁的夹角不大于60度，保证了集气腔11具有足够的沼气容纳空间，所述集气腔11与所述集气罐3之间通过输送管道8相连接，所述输送管道8上设置有控制阀，通过控制阀能够定期的将集气腔11内收集的沼气和该处液面上的浮渣一起排入到集气罐3内，方便浮渣的集中清楚，从而避免浮渣在池体1内结壳，影响沼气的产量。所述输送管道8的入口设置在所述集气腔11的顶部，所述输送管道8的出口设置在所述集气罐3的上部，且每层所述集气腔11上均匀的设置有至少2个输送管道8的入口，该设计能够使集气腔 11中的沼气排出时在集气罐3内液体压力的作用下带出集气腔11内的浮渣。
29.为了彻底的将浮渣集中到集气罐3内排出，将所述集气罐3的下部伸入到所述池体1的内部，且所述集气罐3外壁与所述池体1侧壁之间形成底部开口的局部集气腔11，通过在该集气腔11的顶部设置有与所述集气罐3内部连通的输送管道8，能够将漂浮到池体1顶部的浮渣输送到集气罐3内，该结构收集的原理如下：在沼气池反应的过程中池体1中下部的集气腔11会慢慢的聚集沼气，通过该沼气将集气罐3内的液位抬高，由于该局部集气腔11的上部液面低于集气罐3内的液面所以会产生压力差，该压力差会将此集气腔11顶部的沼气和浮渣“压”入到集气罐3内，当然由于连接管道上没有控制阀所以沼气一般产生了之后会直接进入到集气罐3内，但是由于连接管的孔径较小会小于集气罐3内液面压力的增加速度，所以会有在该局部集气腔11与集气罐3之间产生液流。
30.本实用新型的技术方案，针对反应淤泥的排出采用了两种方式，一种是在池体1的底面上开设排泥口14，且通过设计将排泥口14的形状设计成呈延中线切开的锥体状，在正常工作时，绞盘叶片顺着(由锥体的底面往锥尖方向)排泥口 14的方向转，将排泥管5道设置在锥体的底面上，在排泥时，控制搅拌叶片22 反向旋转，就会借助搅拌的里将淤泥通过排泥管5道排出。另一种排泥方式为，在池体1的底部中心处设置净泥收集槽4，且所述净泥收集槽4的开口直径等于所述集气挡板13的内环直径，该设计的主要有益效果是通过净泥收集槽4能够收集从集气挡板13上部滑落的淤泥，因为该淤泥中的沼气菌群基本上都已经反应完毕，单独收集排出不会影响整个沼气池的反应速率，从而变相的增加沼气的产量。
31.为了更好的搅拌池体1底部的反应物料，在所述净泥收集槽4上设置有固定架41，所述动力轴21通过轴承设置在所述固定架41的中心，且所述动力轴21 向下延伸设置有搅拌叶片22支撑杆23，所述支撑杆23紧贴所述净泥收集槽4的外侧壁，该设计能够保证搅拌装置2的搅拌力传导到池体1的底部，而且通过支撑杆23能够防止在净泥收集槽4的外壁上产生聚集沉淀。
32.实施例2
33.一种上文所述气液渣泥四相分离的沼气池的使用方法，包括以下步骤：
34.s1、通过沼气池的加料孔加料，并通过集气罐3的透视条观察，使添加到物料与所述集气罐3上的排渣口31平齐时停止加料，并从加料孔中投入沼气菌群，启动加热装置12，使沼气池内的温度在25-45度，并打开搅拌装置2，转速为4-10 分钟每转，搅拌时间为0.5-1小时搅拌一次，每次搅拌12-30分钟，当然该处的时间可以根据填料的不同以及沼气池反应环境的不同进行灵活设定；
35.s2、通过透视条观察集气罐3内物料的液位高度，当液位高度高于预设的警戒线时，根据集气罐3的内径大小不同，以及集气腔11的容积大小的不同，警戒线可以灵活设置，该警戒线一是安全线，二是能够保证在打开控制阀的时候上部的压力足以将集气腔11内的浮渣排出；打开输气管道上的控制阀，收集沼气，待集气罐3内的压强接近大气压时，通过排渣口31进行排渣；
36.s3、根据步骤s2中排渣的量加入等量的物料，继续反应重复步骤s1和s2 的步骤，5-8天一个周期通过池体1上的排水口9进行排水和排出净泥收集槽4 内的淤泥，排水和排泥后加入等量的物料，继续反应；
37.s4、20-30天一个周期通过沼气池底部的排泥口14配合搅拌器的反向旋转进行排泥，排出后加入等量的物料以及沼气菌群，继续反应重复s1、s2和s3的步骤。
38.需要说明的是，本实用新型所述的“上”、“下”、“顶部”、“底部”均相对于垃圾桶工作时所述处的位置而言，仅仅为了叙述方便，不应对本实用新型造成限制。
39.虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。