sisoo1.com:旋流布料自动循环太阳能增温沼气池的建造

 旋流布料自动循环太阳能增温沼气池

 

1．构造

旋流布料自动循环沼气池由进料口、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。根据水压间的位置不同，旋流布料自动循环沼气池可分为侧水压式池（图3-8）和顶水压式池（图3-9）。目前，兵团农一师部分团场采用的是侧水压式旋流布料自动循环太阳能增稳沼气池。

（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。进料口将厕所、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（图3-8）或直插与池顶部（图3-9）的方式与发酵间连通，目的是保持进料顺畅、便于搅拌、施工方便。

（2）发酵间和贮气间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入上部的削球形贮气间贮存。因此，要求发酵间不漏水，贮气间不漏气。

（3）水压酸化间主要功能是为了贮存沼气，维持正常气压和便于大出料而必须设置的，其容积由沼气池产气量来决定，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（图3-8）或出料管（图3-9）与发酵间相连通，发酵完成的沼肥由此通道排向出料间。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入发酵间。

（4）回流搅拌器由抽渣管和活塞构成的回流搅拌器是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PVC管，直插或斜插于池墙或池顶。

（5）活动盖设置于贮气室顶部，起着封闭活动盖口的作用。活动盖口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。

（6）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厘米左右的铜、铝或PVC硬塑管，下端与贮气间相通，上端连接输气管道，将沼气输送至农户厨房，用于炊事和照明。

为了贮存沼气发酵后的残余物，应在水压间的旁边设置囤肥池，以便合理地解决用肥和用气之间的矛盾。

为了使用安全、越冬保温、改善环境卫生，在进出料间上部、蓄水圈上部应设以盖板。

图3-8-1侧水压式旋流布料自动循环沼气池

图3-8-2侧水压式旋流布料自动循环沼气池

图3-9顶水压式旋流布料自动循环沼气池

2．原理与功能

旋流布料自动循环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。该池型将西北农林科技大学专家教授独创的菌种自动回流、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，解决了静态不连续发酵沼气发酵装置存在的技术问题。

（1）菌种自动回流新技术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。

（2）微生物富集增殖新技术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。

（3）自动破壳新技术园弧形旋流布料墙顶部的齿状自动破壳装置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。

（4）清渣出料新技术池底沉渣通过活塞在抽渣管中上下运动，从发酵间底部抽出，既可直接取走，作为肥料施入农田，又可通过进料管，进入发酵间，达到人工强制回流搅拌的目的，从而实现轻松管理和永续利用的目标。

（5）太阳能自动增温新技术通过设置在水压间和酸化间上的太阳能吸热和增温装置对发酵料液自动增温，并通过单向阀和进料管，将加热后的料液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。

（6）克服发酵盲区和料液“短路”新技术在螺旋面池底上用一园弧型旋流布料墙将进、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。

3．施工关键技术

（1）旋流布料墙

①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。

②为保证旋流布料墙的稳定性，底部50厘米处用12厘米砖砌筑，顶部用6厘米砖十字交差砌筑，以增强各个水平面的破壳和流动搅拌作用。

③旋流布料墙半径约为6／5池体净空半径，要严格按设计图尺寸施工，充分利用池底螺旋曲面的作用，使入池原料既能增加流程，又不致阻塞。

（2）料液循环装置

①单向阀是保证发酵料液自动循环的装置，选用1～2毫米厚的橡胶板制作，通过预埋在酸化间墙上，用直经8～10毫米螺栓固定。

②单向阀盖板为双层结构，里层切入预留在酸化间墙上的园孔内，尺寸与园孔一致，外层盖在园孔外，两层之间用胶粘合。

③水压间和酸化间隔墙上的回流口底部距零压面50厘米。

（3）回流搅拌装置

①抽渣和回流搅拌装置由抽渣管和抽渣活塞构成，是抽取发酵间底部沉渣和人工强制回流搅拌的重要装置，抽渣管一般选用内径10厘米的厚壁PVC管或陶瓷管。

②抽渣管采用直插或斜插方式直接和发酵间连通，下部距池底20～30厘米。

③应特别注意抽渣管与池体连结处的密封处理，确保此处不漏水、不漏气。

4.建造

（1）选址同底层出料水压式沼气池。

（2）备料户用沼气池大多为6～10立方米，施工前应对用料量心中有数，以免备料过多或过少，造成浪费或停工待料。建一个8立方米沼气池，用砖混组合法建池，实际用料量：425号普通硅酸盐水泥0.8吨左右；沙2.0立方米；0.5～2厘米卵石1.0立方米；砖1300块，直径6毫米钢筋10公斤。如遇到池坑浸水量大或土质松软的地方，建材用量应增加。

（3）放线与挖池

①放线定位在选定的池坑区域内，先平整好场地，确定主池中心位置，根据设计图纸在地面上画进料口平面、发酵池平面、水压间平面三者的外框灰线。

②池坑开挖根据池址的地质水文情况，决定直壁开挖还是放坡开挖池坑。可以进行直壁开挖的池坑，应尽量利用土壁做胎膜。圆筒形池圈梁以上部位按放坡开挖池坑，圈梁以下部位按模具成型的要求（直壁）进行开挖。

主池的放样、取土尺寸，按下列公式计算：

主池取土直径=池身净空直径+池墙厚度×2

主池取土深度=蓄水圈高+拱顶厚度+拱顶矢高+池墙高度+池底矢高+池底厚度

③池坑校正开挖圆筒形池，取土直径一定要等于放样尺寸，宁小勿大。在开挖池坑过程中，要用放样尺寸校正池坑。边开挖，边校正。池坑挖好后，在池底中心直立中心杆及活动轮杆，校正池体各部弧度。同时，要认真校正出池底螺旋面。

5.池体施工

户用沼气池施工可分为混凝土整体现浇建池、砖混组合建池和砌块建池三种工艺。混凝土整体现浇建池的整体性能好，强度高，质量稳定，使用寿命长，但存在模具一次性投资大，建池容积受制于模具，大小不能灵活变化，异地施工模具转运费用高等问题。西北农林科技大学专家教授在实践中总结出的砖混组合建池，是用单砖砌筑池墙和池盖，用细石混凝土加固的施工工艺，具有机动灵活、池容不受模具制约、施工方便、适应性强、整体强度可靠等优点。这里例举砖混组合建池工艺流程：

（1）池底施工施工方法同底层出料水压式沼气池。

（2）池墙施工在用150号混凝土现浇的池底上，划出池体净空内园灰线。用1：3的水泥砂浆，沿池墙内外园灰线，砌筑6厘米单砖竖放，每砌一层（25厘米），浇灌一层150号细石混凝土，砌四层，正好是1米池墙高度（图3-10）。在池墙上端制做三角形圈梁，圈梁浇灌后要压实，抹光。砌筑时应注意：

①砌砖前先浸湿，保持面干内湿。

②砖砌体要横平竖直，内口顶紧，外口嵌牢，砂浆饱满，竖缝错开。

③砖砌体应浇水养护，避免灰缝脱水，粘接不牢。

④细石混凝土要混合均匀，填充密实。

⑤进料管、抽渣管与池墙结合部，应用细石混凝土加强。

（3）池盖施工户用沼气池用砖混组合法砌筑池盖时，一般采用“单砖漂拱法”施工（图3-10）。砌筑时，应选用规则的优质砖。砖要预先淋湿，但不能湿透。漂拱用的水泥砂浆要用粘性好的1：2细砂浆。砌砖时砂浆应饱满，并用钢管靠扶或吊重物挂扶等方法固定。每砌完一圈，用片石嵌紧。收口部分改用半砖或6分砖头砌筑，以保证园度。为了保证池盖的几何尺寸，在砌筑时应用曲率半径绳校正。

图3-9户用沼气池单砖摽拱建池法，

池盖摽完后，用1：3的水泥砂浆抹填补砖缝，然后用粒径0.5～1厘米的细石混凝土现浇3～5厘米厚，经过充分拍打、提浆、抹平后，再用1：3的水泥砂浆粉平收光，使砖砌体和细石混凝土形成整体结构体，以保证整体强度。

旋流布料自动循环太阳能增温沼气池的建造

6、密封层施工

旋流布料沼气池密封一般采用“二灰二浆”，在用水泥砂浆和纯水泥浆处理好基层密封的基础上，再用密封涂料仔细涂刷全池，确保不漏水，不漏气。其技术要领如下：

（1）基层密封处理

①混凝土模板拆除后，立即用钢丝刷将表面打毛，抹灰前用水冲洗干净。

②剔除漏浆凸面，用素灰和1：1的水泥砂浆填补凹面、孔洞和砌块大缝隙。

③用水灰比为0.4～0.5稠素水泥浆抹刷全池。

④用1：3的水泥砂浆1：3的水泥砂浆抹刷全池。

⑤用水灰比为0.4～0.5素水泥浆抹刷全池。

⑥用1：2的水泥砂浆粉刷全池，并抹压收光。

（2）表层密封处理

水泥砂浆施工后，用沼气池密封涂料涂刷池体内表面。在沼气池内壁涂刷涂料可使它的内表面形成一层连续性均匀的薄膜，从而堵塞和封闭混凝土和砂浆表层的孔隙和细小裂缝，防止漏气发生。

水泥砂浆施工时要求掌握各层抹灰的“火候”。应当在混凝土基层或前一层砂浆凝固，表面收水以后随即进行。抹时应先刷一道水泥浆，接着边抹边用力压实和抹平，要求厚度均匀。最后一道砂浆表面初凝后，应进行第二次抹压，终凝前抹压第三次。池内所有阴角用圆角过度，在抹某一层砂浆时，必须一次抹完，不要留施工缝。抹压要平整，注意揉浆、收压等工序，以消除起壳、起砂或裂缝等现象。施工完毕后要洒水养护，使砂浆在潮湿的情况下逐步形成强度，夏天更应注意勤洒水养护。

目前常用的沼气池密封涂料为陕西省秦光沼气池密封剂厂生产的JX一Ⅱ型沼气池密封剂。该产品具有密封性高、耐腐性好、粘接性强、池壁光亮、节约水泥、减少用工、寿命延长等特点。适用于沼气池、蓄水池、水塔、卫生间、屋面裂缝修补等混凝土建筑物的防渗漏。

（3）密封剂的使用

8立方米庭园沼气池一般用1.5公斤密封剂。使用时，将密封剂袋放人开水中加热，溶化后，剪开袋口，到进容器中加5～6倍水稀释；按溶液：水泥=1：5的比例将水泥与溶液混合，再加适量水，配成溶剂浆（灰水比例1：0.6左右）把全池涂刷一遍。涂刷时，要水平垂直交替涂刷。第一遍涂刷层初凝后，用相同方法再涂刷2～3遍。

7、质量检验

为了确保建池质量和使用后正常产气，沼气池建成后，投料前，必须严格进行质量检验。

（1）直观检验

进入池内，逐片仔细观察池壁、池底、池盖及进出料管与池体的衔接处等常见漏水、漏气部位有无裂缝、砂眼、小气孔等。并用小石块或小木棒敲击池体各处，如有空响，说明抹灰层有翘壳或空洞，应立即查明部位和原因，采取相应的修补措施。

（2）气密性检验

向建好的沼气池内加水至距活动盖口下缘70～80厘米处，盖上活动盖并密封好，然后将导气管接上“U”形压力表，继续由进料口向池内灌水。由于水位上升，发酵间贮气部分容积减小，压力升高，直至压力表上下水柱液面差为40厘米时，停止加水。在水压间液面上做好标记，经24小时后，观察压力表水柱是否下降，或水压间液面是否下降，以确定是否漏气。在检漏过程中，如果发现“U”形水柱向相反方向移动（即出现负压），说明沼气池漏水，应检查漏水部位，进行修补。