柯南凶手黑影全身:自动循环沼气池

 自动循环沼气池的成功运用，使“静态池”变成“动态池”，实现了自动搅拌、自动太阳能增温、两步发酵料液自动入池。另外，由于固体发酵原料不进入发酵间，解决了多年来的“出料难”问题。本文提出了自动循环沼气池的构成及工作原理，介绍了几种常用的自动循环方式，供大家参考。

关键词  沼气池  自动循环  两步发酵  工作原理
提到“自动循环”四个字，人们往往认为很神秘，觉得是什么高科技，其实沼气池自动循环很简单，本文介绍了几种常用的办法，供大家参考。
1. 为什么要自动循环
    常规水压式沼气池是目前推广数量最多的主要池型，该池型采用静态发酵工艺，池内原料分层严重，导致发酵间存在“微生物贫乏区”、“发酵盲区”和“料液短路”，带来清渣出料困难、产气率低和管理不便等技术问题。
    自动循环沼气池的成功运用，使“静态池”变成“动态池”，实现了自动搅拌、自动太阳能增温、两步发酵料液自动入池。另外，由于固体发酵原料不进入发酵间，解决了多年来的“出料难”问题。
2. 自动循环沼气池构成及原理
自动循环沼气池主要由发酵间、进出料通道、水压酸化间和控制元件组成，不同的自动循环沼气池其区别均在于控制元件的不同，工作原理是一样的。
            
                                                      图 1自动循环沼气池构成框图
无一例外，自动循环都是靠沼气发酵所产生的压力做动力，控制沼液由出料通道进入水压酸化间，而压力降低时，酸化间内的沼液则从进料通道（或专用循环管）进入发酵间，使沼液单向流动完成循环。利用外力完成的自动循环在此不讨论。
3. 几种循环方式简介
3.1直管式
    工作原理：如图2所示，利用一根直管斜插于酸化间与发酵间之间，上部在发酵间，下部在酸化间。池内压力升高时，料液不能通过直管进入酸化间（管口高于液位），只能通过出料通道进入酸化间（压力平衡关系见图2，h1=h2）。用气时，压力降低，出料通道液位降低，但由于酸化间与出料口的连通孔位置较高，沼液不能从此孔回流进发酵间，而只能从直管回流进发酵间。这样利用沼气池产气压力做动力，使沼液完成单向流动，实现自动循环。
    主要特点：运行可靠。酸化间局部较深，成本较高。 
                                   
                                                              图 2直管式自动循环沼气池
3.2单向阀式
    工作原理：如图3所示，在进料间设一单向阀（由橡胶板制作）。池内压力升高时，沼液不能从进料间进入酸化间，而只能从出料通道进入酸化间。 用气时，压力降低，液位降低，但由于水压间与酸化间的连通孔位置较高，沼液不能从此孔回流进发酵间，而只能从单向阀经进料间回流进发酵间，使沼液完成单向流动，实现自动循环。
    主要特点：结构简单明了，成本低廉。由于沼液中含有体积较大的固形物，易使单向阀失灵，应及时检查清理。
                            
                                                               图 3单向阀式自动循环沼气池
3.3 U形管式
    工作原理同直管式（其实直管式就是一侧放大了的U形管）。
    主要特点：U形管底部易沉淀沼渣，彻底清理较困难。
                              
                                                              图 4 U形管式自动循环沼气池
                                                             （GB4750-2002版国标附录C图）
3.4  双U形管式
    工作原理同上。
    主要特点：如图5，两个U形管连接成一个整体（用DN100PVC管制作），下部主要用于贮存沉渣，使循环可靠。
                                                  
                                                          图 5双U形管式自动循环沼气池
3.5 浮球（桶）式
     工作原理：如图6所示，在进料间与酸化间的连通管上连接软管，软管另一端连接浮球（用塑料瓶代替）。池内压力升高时，浮球升高，带动软管升高，沼液不能从进料间进入酸化间，而只能从出料通道进入酸化间。 用气时，压力降低，液位降低，软管随浮球一起降低，酸化间内的料液从软管经进料间回流进发酵间，使沼液完成单向流动，实现自动循环。
 主要特点：结构简单，运行可靠。但要求进料间面积较大。如进料间不便设置浮球，可专建一控制间与进料间相连。
                                
                                                       图 6浮球（桶）式自动循环沼气池
                                                      （本图液位是用气时压力较低的状态）
4.     几点建议
4.1出料通道与酸化间的连接口高度应可调，一般用塑料袋装泥巴来调节高度。调节此高度，可以使一部分料液从出料通道回流，以控制循环强度；
4.2水压酸化间面积应尽可能的大（一般设在发酵间顶部），有效容积在2立方米以上；
4.3回流口距酸化池底5cm以上，并设置滤网（如网孔塑料盆）。
4.4 如图7所示，为增强搅拌效果，使新鲜料液与沼气菌充分混合，可将回流管引到发酵间底部（进料口附近）。同时也可防止沼渣堵塞进料口。
                                           
                                                       图 7沼液底部回流自动循环沼气池
5. 问题讨论
现行水压式沼气池规定最大投料量为90%，这样做的目的在于为沼气贮存预留空间。而对于自动循环沼气池，建议100%投料运行，这样做的好处在于：
5.1 沼气可全部用完；
5.2 可降低运行压力；
5.3 无浮渣及结壳；
5.4 池容利用率高。
5.5 循环强度大（在预留贮气箱较大时几乎不能循环）。