一种土豆、玉米、鸡和猪的循环生态农业发酵系统的制作方法

本发明涉及农业养殖技术领域，尤其涉及一种土豆、玉米、鸡和猪的循环生态农业发酵系统。

背景技术：

农业是国民经济中一个重要产业部门，它是以土地资源为生产对象，通过培育动植物产品从而生产食品及工业原料的产业。我国资源短缺，人口众多，在经济社会的持续发展过程中，循环农业是以资源高效和循环利用为核心，以低消耗、低排放、高效率为基本特征的现代农业类型，不仅具有现代农业的运作高效性，更具有循环农业资源节约性。

现有技术中，沼气池中的原料发酵后通常是由沼渣收集机挖出收集后，用作堆肥，导致对资源进行循环利用的利用率较低，难以形成完整的循环链，导致大量资源被白白浪费。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种土豆、玉米、鸡和猪的循环生态农业发酵系统，包括养殖单元，种植单元，与所述养殖单元连接的沼气单元，与所述沼气单元连接的固液分离单元，以及与所述养殖单元和沼气单元连接的循环单元；其中，所述沼气单元包括用于发酵的发酵室；所述固液分离单元包括倾斜设置于发酵室内的变螺距式螺旋提升机，设置在所述变螺距式螺旋提升机中段下方用于过滤沼液的过滤板以及设置在滤板的下方与发酵室底部相连的输送管。

优选地，所述螺距式螺旋提升机倾斜设置的角度为45°。

优选地，所述养殖单元包括分层设置的猪舍和鸡舍；所述种植单元包括间作套种的土豆、玉米以及用于对土豆进行发酵的土豆发酵罐。

优选地，所述土豆发酵的配比按重量份计算为：土豆7重量份，麸皮20重量份，玉米粉10重量份，助剂2重量份，水60-65重量份。

优选地，所述养殖单元中还包括与鸡舍相连用于储存排泄物的储存塔以及与所述储存塔相连用于自然青贮法发酵的青贮池。

优选地，所述自然青贮法发酵的配比按重量份计算为：排泄物7重量份，草料20重量份，麸皮10重量份，水60重量份，发酵过程为密封发酵4-6周。其中，所述草料为玉米秸秆，所述麸皮为玉米棒芯磨成的粉。

优选地，所述发酵室的上部设有沼液抽取管，将所述沼液抽取管管口包围的过滤网以及ph调节管。

优选地，所述变螺距式螺旋提升机包括底端设置与发酵室底部的沉渣层中的螺旋提升叶片以及包覆在所述螺旋提升叶片外部的提升机机壳。

优选地，所述螺旋提升叶片位于中间段的螺距比顶端的螺距大15-20mm，位于底端的螺距比中间段的螺距大15-20mm。

优选地，所述循环单元包括锅炉房以及与锅炉房相连的热水管，其中，所述热水管经锅炉房输水端口依次螺旋缠绕连接至土豆发酵罐、发酵室、养殖单元的外壁后回接至锅炉房。

通过采用上述技术方案，本发明主要具有以下技术效果：

1、通过设置固液分离单元，将沉渣层中的沉渣在转移的过程中与沼液分离，将沉渣用作有机肥，提高种植作物的产量，将沼液用于再次利用，提高发酵室中的产气率的同时，提升生态农业系统内的循环率。

2、通过设置变螺距式的螺旋提升叶片提升对沉渣的输送能力，同时还能够有效防止沉渣在向上输送的过程中发生倒流或卡堵现象。

3、利用猪产生的排泄物作为发酵物发酵产生沼气，利用鸡产生的排泄物发酵后作为饲养猪的饲料，利用沼气作为清洁能源，将水进行加热后用于生活需求以及养殖单元和沼气单元的保温，提高生态农业系统内的循环性。

4、土豆、玉米处理后作为养殖物的饲料以及发酵物的原料，有效利用原料，提高了原料的循环利用率。

5、通过将搅拌机倾斜设置增大与发酵物的接触面积，进而增加搅拌效果，避免发酵物在浮面结壳，进而导致发酵室内产生的沼气释放不出来。

6、通过将变螺距式螺旋提升机的倾斜角度设置为45°，保证设备正常运行的同时，尽可能提高输送沉渣的能力。

附图说明

图1为本发明一种土豆、玉米、鸡和猪的循环生态农业发酵系统的结构示意图；

图2为本发明一种土豆、玉米、鸡和猪的循环生态农业发酵系统中养殖单元和种植单元的结构示意图；

图3为本发明一种土豆、玉米、鸡和猪的循环生态农业发酵系统中沼气单元和固液分离单元的结构示意图；

图4为本发明一种土豆、玉米、鸡和猪的循环生态农业发酵系统的循环单元连接结构示意图。

其中，附图标记的含义如下：

1、养殖单元；11、猪舍；12、鸡舍；13、储存池；14、储存塔；15、青贮池；16、抽取泵；

2、种植单元；21、土豆；22、玉米；23、土豆发酵罐；

3、沼气单元；31、发酵室；311、沼液抽取管；312、过滤网；313、ph调节管；32、搅拌机；

4、固液分离单元；41、变螺距式螺旋提升机；411、螺旋提升叶片；412、提升机机壳；413、出料口；42、过滤板；43、输送管；

5、循环单元；51、锅炉房；52、热水管；53、抽水泵。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1-4，本发明提供了一种土豆、玉米、鸡和猪的循环生态农业发酵系统，所述循环生态农业发酵系统在实际应用中，为将土豆和玉米间作套种，猪与鸡分层养殖，利用养殖物的排泄物进行发酵后循环利用，进而建设一个循环生态农业系统。其包括养殖单元1，种植单元2，与所述养殖单元1连接的沼气单元3，与所述沼气单元3连接的固液分离单元4，以及与所述养殖单元1和沼气单元3连接的循环单元5。

所述养殖单元1包括分层设置的猪舍11和鸡舍12，其中，所述猪舍11设置在鸡舍12的下方，用于对猪进行圈养，所述猪舍11中设有通道，用于将养殖过程中猪产生的排泄物进行转移至储存池13中进行储存；所述鸡舍12用于对鸡进行圈养，还同样设有通道将养殖过程中鸡产生的排泄物转移至储存塔14中进行储存，所述储存池13和储存塔14分设在养殖单元1的左右两侧，具体地，可采用高压自来水管对猪舍11和鸡舍12进行冲洗的方式将排泄物进行转移。

所述种植单元2包括间作套种的土豆21和玉米22，间作套种的土豆21和玉米22的植株高矮错落，可以充分利用光能，提高光合作用效率，同时，植株高矮相间，能够保证良好的通风，从而提供更多的co2，进而提高植株的光合作用效率，提高土豆21和玉米22作物的产量。种植单元2中收获后的土豆21可在土豆发酵罐23中进行发酵，发酵后的土豆21用于对养殖单元1中的猪和鸡进行养殖。具体地，土豆发酵的配比按重量份计算为：土豆7重量份，麸皮20重量份，玉米粉10重量份，助剂2重量份，水60-65重量份，其中，可采用玉米棒芯磨成的粉作为麸皮，以提高生态农业系统中的循环率，发酵过程为在15-20℃的温度条件下发酵2-3天，在此需要说明的是，所述土豆发酵罐23需要完全密封，但不能压紧。

进一步地，所述储存塔14中存储的排泄物用于发酵后用作猪的饲料，具体地，其发酵的方法为自然青贮法，本实施例中，还设有一与储存塔14相连的青贮池15，所述自然青贮法发酵的配比按重量份计算为：排泄物7重量份，草料20重量份，麸皮10重量份，水60重量份，发酵过程为在青贮池中密封发酵4-6周。其中，所述草料为玉米秸秆，所述麸皮为玉米棒芯磨成的粉，进一步提高生态农业系统中的循环率和利用率。

进一步地，所述沼气单元3包括发酵室31，倾斜设置在所述发酵室31中的搅拌机32，其中，所述发酵室31为一底部为倒圆锥形，中部形状为圆柱形，顶部形状为半球形的结构，用于对猪产生的排泄物进行发酵，为将储存池13中的排泄物转移至发酵室31中，所述储存池13与发酵室31之间连接有抽取泵16，用于将储存池13中的排泄物根据发酵室31内的发酵情况向发酵室31中补充原料，以保证发酵室31内能够正常发酵，产生沼气，用作清洁能源。

所述搅拌机32倾斜设置于发酵室31底部，用于对发酵室31内的发酵物进行搅拌，倾斜设置的搅拌机32能够增大与发酵物的接触面积，进而增加搅拌效果。具体地，发酵室31内沼气液通常自然分为四层，从上到下分别为浮渣层、上清层、活性层和沉渣层。通过设置搅拌机32搅拌，能够让发酵物分布均匀，增加微生物与原料的接触面，使发酵物更好的发挥作用，加快产气速度，提高产气量、提高原料利用率。同时也可防止原料浮面结壳，避免发酵室31内产生的沼气释放不出来。

所述发酵室31的中部外壁连接有沼液抽取管311，用于抽取所述上清层内的沼液，当然，为避免所述浮渣层中的浮渣进入所述沼液抽取管311中，所述沼液抽取管311与发酵室31的连接处，还设有一将沼液抽取管311管口包围的过滤网312，通过设置过滤网312阻挡浮渣进入沼液抽取管311中，将沼液进行收集，用作有机肥，向种植单元2中土豆21和玉米22进行施加，进一步提高土豆21和玉米22的产量。

进一步地，发酵室31内的发酵物在发酵过程中，由于沼气发酵菌适宜在中性或微碱性环境条件下生长繁殖(ph值为6.7～7.6)，如果酸碱度不适宜(ph小于6.5或大于8)将会对沼气发酵菌活动不利，会使沼气的产气率下降，因此，本实施例中，所述发酵室31的上部还设有ph调节管313，用于向发酵池31中添加调节物以调节发酵室31内的酸碱度，在此对添加物不作具体限定，优选地，本实施例中，所述添加物为玉米秸秆燃烧后产生的草木灰，由于利用猪产生的粪尿等排泄物进行发酵,这些原料含有较多的可溶性有机物,容易迅速分解，因此发酵室31内的发酵物在发酵的过程中会产生过多有机酸,甲烷菌来不及把产酸菌分解产生的大量有机酸消化,使得发酵室31内的环境呈酸性，有可能影响正常发酵进行，而草木灰的主要成分为k2co3，k2co3呈碱性，通过ph调节管313向发酵室31内添加草木灰，即可将发酵室31内的酸碱性向适宜沼气发酵菌生长繁殖的中性或微碱性调节。

所述固液分离单元4包括倾斜设置在发酵室31内的变螺距式螺旋提升机41，所述变螺距式螺旋提升机41设置在发酵室31中与搅拌机32相对的另一侧，其中，所述变螺距式螺旋提升机41的底端伸至发酵室31底部的沉渣层中，包括含有变化螺距的环绕中心轴的螺旋提升叶片411以及包覆在所述螺旋提升叶片411外部的提升机机壳412，当变螺距式螺旋提升机41工作时，旋转的螺旋提升叶片411将沉渣层中的沉渣推移而进行输送，同时，在沉渣自身重量和提升机机壳412对沉渣的摩擦阻力作用下，沉渣不与变螺距式螺旋提升机41的螺旋提升叶片411一起旋转，进而将沉渣从螺旋提升叶片411的底端输送至顶端。

进一步地，采用变螺距式的螺旋提升叶片411能够提升对沉渣的输送能力，具体地，位于变螺距式螺旋提升机41顶端的螺旋提升叶片411采用较小螺距.位于中间段的螺旋提升叶片411的螺距较顶端段增大15～20mm，位于底端段的螺旋提升叶片411的螺距较中间段再增大15～20mm。通过设置变螺距式的螺旋提升叶片411以后，能够增大螺旋提升叶片411底端部分沉渣的填充量，中间段和顶端段螺距逐渐减小，能够减少沉渣的填充量，进而有效防止沉渣在向上输送的过程中发生倒流或卡堵现象。

进一步地，倾斜设置的变螺距式螺旋提升机41在输送过程中，变螺距式螺旋提升机41在功率、螺距、转速、物料容重及填充系数相同的条件下.生产率(即输送沉渣的能力)随着工作倾角加大而降低，同时生产率与工作倾角还是一种非线性的关系。优选地，本实施例中，综合考虑设备的整体结构和生产率的需求，所述变螺距式螺旋提升机41倾斜设置的角度为45°。

进一步地，所述变螺距式螺旋提升机41的顶端还设有一出料口413，通过设置出料口413，操作人员利用一容器即可将变螺距式螺旋提升机41输送出的沉渣进行收集，用作有机肥，同样向种植单元2中土豆21和玉米22进行施加，提高种植作物的产量以及循环系统内的利用率。

进一步地，所述螺旋提升叶片411的中间段下方还设有一过滤板42，当沉渣在旋转的螺旋提升叶片411上输送至中段时，在沉渣的重力以及提升机机壳412的作用下，沉渣中的沼液经过滤板42滤出，滴入过滤板42的下方，本实施例中，为对沼液进行循环利用，所述过滤板42的下方设有一与所述发酵室31相连的输送管43，通过设置输送管43将沼液回收至发酵室31中循环利用，不仅能够促进发酵室31中的产气率，还能够提高发酵物的利用率。

参阅图4，所述循环单元5中包括锅炉房51以及与锅炉房51相连的热水管52，所述热水管52经锅炉房51输水端口依次螺旋缠绕连接至土豆发酵罐23、发酵室31、养殖单元1的外壁后回接至锅炉房51，所述锅炉房51将沼气作为清洁能源用于将水进行加热，加热后的热水可用于操作人员的生活需求，还可以用于养殖单元1和沼气单元3，通过设置热水管52对猪舍11、鸡舍12以及发酵室31进行保温，保证鸡和猪的正常生长时，还可以提高发酵室31中的产气率。土豆发酵罐23的外壁上设置螺旋缠绕的热水管52，以加速土豆发酵罐23中的土豆发酵。为促进热水在热水管52中的循环，可以通过设置多组抽水泵53对热水进行转移，通过设置多组抽水泵53，实现热水在热水管52中循环的同时，还可以将最终冷却后的水抽至锅炉房51中进行加热，再次利用，进一步提高循环率。

最后应说明的是：本发明实施例公开的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。