[发明专利]寒区沼气发酵与微藻养殖耦合系统

说明书

技术领域

本发明属于生物质资源利用技术，主要涉及一种适合在寒冷地区使用的寒区沼气发酵与微藻养殖耦合系统。

背景技术

由于我国是一个能源极度短缺的国家，所以近年来可生产生物柴油的微藻养殖、以及可生产沼气的沼气厌氧发酵工程得到了国家的大力支持，发展迅猛。但在沼气工程和微藻养殖迅速发展的同时，各自仍存在一些亟待解决的问题。目前在微藻养殖过程中需要向养殖池内供应富含二氧化碳的气体，并定期补充氮素等营养物质，以保证微藻的正常代谢。而目前沼气工程特别是在北方寒冷地区需要配备燃烧沼气的锅炉，利用沼气燃烧后的热量为沼气池加热，以实现沼气工程的恒温发酵，而沼气燃烧后的废气富含二氧化碳和一定的热量，对其不能进行利用而随意排放，不但造成热量的损失，还增加了大气的温室效应。同时，沼气发酵后的剩余物水分含量较大，经固液分离后得到的沼液较多，而这些富含氮素等营养物质的沼液往往得不到及时有效的利用，不但造成资源的浪费，还对沼气工程周边的环境造成极大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，结合我国北方广大寒冷地区沼气发酵和微藻养殖生产的实际需要，研究设计一种寒区沼气发酵与微藻养殖耦合系统，达到充分有效利用可再生能源的太阳能、实现寒区沼气发酵与微藻养殖同步生产、降低微藻养殖生产成本、污染物零排放的目的。

本发明的目的是这样实现的：寒区沼气发酵与微藻养殖耦合系统包括阳光板日光温室、微藻养殖池与沼气发酵装置，搅拌器配置在微藻养殖池内，沼气发酵加热盘管配置在沼气发酵装置内，在所述沼气发酵装置上端部上密闭安装微藻养殖池，阳光板日光温室配装在微藻养殖池上端部上；在所述微藻养殖池内配装微藻养殖加热盘管；发酵剩余物输送管两端分别连接在沼气发酵装置和微藻养殖池上，将其连通，在所述发酵剩余物输送管上、从沼气发酵装置一侧起始依次配装固液分离装置、沼液贮存装置和液泵A；沼气输送管的两端分别与沼气发酵装置的沼气出口和沼气燃烧换热装置的沼气入口连通，富含二氧化碳废气输送管的两端分别与沼气燃烧换热装置的废气出口和微藻养殖池废气入口连通，水循环管路将沼气燃烧换热装置与热水贮存装置连通，配装水阀门B的热水输出下管入水端通过液泵B与热水贮存装置出水口连通，所述热水输出下管出水端与沼气发酵加热盘管入水端连接；配装水阀门C的热水输出上管的入水端通过液泵B与热水贮存装置出水口连通，所述热水输出上管出水端与微藻养殖加热盘管入水端连接；配装水阀门A的下回水管两端分别与沼气发酵加热盘管出水端和热水贮存装置回水口连接，配装水阀门D的上回水管两端分别与微藻养殖加热盘管出水端和热水贮存装置回水口连接。

本发明将沼气发酵后产生的沼液以及沼气燃烧后经热交换后的二氧化碳废气通入微藻养殖池，并将微藻养殖池置于沼气发酵装置顶部，同时将沼气发酵装置和微藻养殖池置于阳光板日光温室下方，在利用太阳能的同时实现沼气发酵装置和微藻养殖池的优势互补，在降低沼气发酵和微藻养殖成本的同时，实现污染物的零排放，有利于寒区沼气发酵和微藻养殖产业的发展，具有结构新颖合理、使用可靠、作业效果好、生产成本低、环境污染小的特点。

附图说明

图1是寒区沼气发酵与微藻养殖耦合系统总体结构示意图。

图中件号说明：

1、阳光板日光温室、2、微藻养殖池、3、微藻养殖加热盘管、4、沼气发酵装置、5、沼气发酵加热盘管、6、富含二氧化碳废气输送管、7、沼气输送管、8、热水输出下管、9、发酵剩余物输送管、10、下回水管、11、固液分离装置、12、水阀门A、13、沼液贮存装置、14、液泵A、15、水阀门B、16、沼气燃烧换热装置、17、热水贮存装置、18、液泵B、19、上回水管、20、水阀门C、21、水阀门D、22、水循环管路、23、搅拌器、24、热水输出上管。

具体实施方式