有机废弃物周年低碳无害化处理设备的制作方法

文档序号:11229035

本发明涉及废弃物处理技术领域,尤其涉及一种有机废弃物周年低碳无害化处理设备。



背景技术:

随着我国农业现代化的高速向前发展,农业产生大量有机废弃物,如何快速有效地处理这些废弃物就显得越来越重要和紧迫。

我国有机废弃物类型多种多样,例如有秸秆、粪便、生活垃圾、污泥等。据统计,我国有6.54亿吨秸秆,折合含有1416万吨尿素、858万吨过磷酸钙、1570万吨氯化钾;猪牛等主要畜禽粪便年产173931万吨,相当于尿素2543万吨、过磷酸钙1333万吨、硫酸钾2244万吨。

现有的农业废弃物处理方式存在很多问题。例如,将废弃物进行焚烧,不仅造成资源的浪费,而且大量焚烧还会造成严重的环境污染;或者将废弃物随意堆置,而废弃物的存放不规范,不进行有效的保护覆盖措施,会导致大量可利用的养分随雨水冲洗而流失,进而污染水体等环境。其次,现有的农业废弃物处理方式不够科学,废弃物简单堆置,发酵腐熟不充分,造成废弃物携带大量有害治病病菌,危害农业和人民的生产安全。因此,大量农业废弃物的不合理处置方式已对我国的生态环境造成了极大的压力,严重制约了现代农业的发展,急需科学有序的治理。

目前已有采用生物来降解有机废弃物的方法。但是,由于现有的处理有机废弃物的生物例如蚯蚓对温度较为敏感,所以一般需要在冬天来临时将有机废弃物处理设备移动至温室内,这样,一方面,由于有机废弃物处理设备体积较为庞大、重量较大,移动不便;另一方面,修建温室也是一件费时费钱的工程,且温室需要额外消耗电能等。

因此,需要开发设计一种新的有机废弃物周年低碳无害化处理设备,利用生物降解有效处理有机废弃物,这对农业和农村经济、环境的可持续发展等方面具有重要的现实意义。



技术实现要素:

本发明提出一种有机废弃物周年低碳无害化处理设备,可持续地、不需移动该处理设备的且有效地将有机废弃物通过生物降解和转化,变成可高品质的生物有机肥,且取材方便、使用简单、低碳循环,适合在农业和种植业推广使用。

根据本公开的一个方面,提供一种有机废弃物周年低碳无害化处理设备,包括:粉碎机,其用于粉碎有机废弃物,所述粉碎机具有出料口;养殖箱,所述养殖箱具有上开口和采用保温材料制成的第一外壳,所述养殖箱的上开口具有一能够开启关闭的盖子,通过所述粉碎机的所述出料口将粉碎后的所述有机废弃物从所述上开口喷撒到所述养殖箱内;其中,所述养殖箱的所述上开口还用于放入用于降解粉碎后的所述有机废弃物的生物,且所述养殖箱埋置于预设高度的土堆内以用于固定。

在本公开的一种示例性实施例中,所述养殖箱由多个箱体横向排列放置而成,各个箱体相邻的侧面之间具有固定的卡扣。

在本公开的一种示例性实施例中,各个箱体采用预设孔径大小的铁丝网组成,且所述采用保温材料制成的第一外壳安装于所述养殖箱的外侧面的铁丝网之上。

在本公开的一种示例性实施例中,各个箱体相邻侧面采用预设孔径大小的铁丝网组成,且各个箱体的外侧面由所述采用保温材料制成的第一外壳组成。

在本公开的一种示例性实施例中,横向排列的该多个箱体中两两相邻的两个箱体之间通过其相邻侧面上的预设大小的孔洞是相通的。

在本公开的一种示例性实施例中,所述养殖箱还包括第二外壳,所述第二外壳安装于所述第一外壳之上。

在本公开的一种示例性实施例中,所述第二外壳由多块大小相同的矩形木块拼接而成。

在本公开的一种示例性实施例中,还包括:加湿装置,所述加湿装置设置于所述养殖箱的所述上开口。

在本公开的一种示例性实施例中,还包括:遮阳装置,所述养殖箱设置于所述遮阳装置之内。

在本公开的一种示例性实施例中,还包括:取样器,所述取样器用于从所述养殖箱获取发酵样品,通过检测所述发酵样品的指标表征所述有机废弃物的发酵程度。

本发明针对现有技术的有益效果至少体现在以下几点:一方面,以生物例如接种蚯蚓堆制处理可有效将有机废弃物(例如粪便、作物秸秆等) 作资源化处理,将有机废弃物转化为高品质有机肥,且能够同时改良土壤,促进农业和环境的可持续发展,带来生态、经济、环境三重效益。另一方面,通过具有由保温材料制成的第一外壳的养殖箱来实现生物降解,且将该养殖箱固定于预设高度的土堆内,可以实现该有机废弃物周年低碳无害化处理设备的保温功能,从而可以不用在寒冷天气将该处理设备移动至温室内,大大减少了搬运资源,提高了有机废弃物的处理效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1示意性示出本发明一种有机废弃物周年低碳无害化处理设备的框图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述本发明的实施方式,提供这些实施方式将使得本发明公开的更加全面和完整,但不应被解释为对本发明实施的限制。附图仅为本发明的示意性图解,并非是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分,因而将省略对它们的重复描述。

此外,所描述的特征、结构、方法步骤或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的方法、元器件、材料等。在其它情况下,不详细示出或描述公知结构、方法、装置、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

在实施方式与专利申请范围中,除非文中对于冠词有所特别限定,否则“一”与“所述”可泛指单一个或多个。

图1示意性示出本发明一种有机废弃物周年低碳无害化处理设备的框图。

如图1所示,该有机废弃物周年低碳无害化处理设备10,包括粉碎机100和养殖箱200。

其中所述粉碎机100可以用于粉碎有机废弃物。所述粉碎机100可以具有出料口101。其中,所述出料口101可以用于将该粉碎机100粉碎后的有机废弃物喷撒出去。在一些实施例中,所述出料口101可以调节喷撒的有机废弃物的比例。

在示例性实施例中,所述有机废弃物可以包括人畜粪便、秸秆、生活厨余垃圾等。在一些实施例,所述粉碎机100可用于粉碎新鲜或者干枯的秸秆,当然,本发明对此不作限定,其可用于粉碎任何被认为体积较大的有机废弃物,将其加工成合适的大小。

继续参考图1,所述养殖箱200可以具有上开口201。所述养殖箱200 的所述上开口201可以具有一能够开启关闭的盖子(图中未示出)。

在一些实施例,打开所述养殖箱200的上开口201的所述盖子,将所述粉碎机100粉碎后的所述有机废弃物通过所述出料口101从所述上开口 201投入到所述养殖箱200内,用作所述养殖箱200内的生物的日常养分。

其中,所述养殖箱200的所述上开口201还可以用于放入用于降解粉碎后的所述有机废弃物的生物。

在示例性实施例中,所述用于降解粉碎后的所述有机废弃物的生物可以为蚯蚓,但本公开并不以此为限,其他任意可用于降解有机废弃物的生物均可用于本发明。

蚯蚓以土壤、腐烂的有机废弃物为食,其活动可以提高土壤透气透水性能和促进有机物质的分解转化,提高土壤养分含量,提升土壤质量。蚯蚓具有较高的废弃物处理能力,一条蚯蚓每天大约可处理0.3克有机废弃物,养殖3亿条蚯蚓每天即可处理100吨废弃物。同时,蚯蚓还可以净化有害物质,降解农药、重金属等有害物质,蚯蚓对农业的重金属具有较强的集聚能力,例如BHC(六六六)、DDT等农业集聚能力比外界大10 倍,对重金属镉、铅、汞等集聚能力比土壤大2.5-7.2倍。蚯蚓除了应用于资源化处理,其本身就具有较高的应用价值,其含有的游离氨基酸在食品中用途很大,我国台湾、福建等地一直有食用蚯蚓的传统和习俗。蚯蚓还是一种常见的药材,具有中药的价值,利用蚯蚓含有的抗组织胺作用的氮素物质,对肺和支气管具有明显治疗作用。

利用蚯蚓对有机废弃物进行处理是农业废弃物治理的有效途径之一。生物循环处理的产物都具有很高的价值,且不会对环境产生二次污染。本发明选择以蚯蚓作为所述系统中用于处理有机废弃物的生物之一。当然,本发明不以此为限。

蚯蚓的种类有成百上千种,如何选取适合处理有机废弃物的蚯蚓中就成为关键,废弃物处理需要蚯蚓具有吞食性强、繁殖能力大、掘地性能高等特点,这样利于废弃物快速、安全、彻底的资源化处理。例如,考虑北京自然环境的特点,经过反复品种筛选采用了赤子爱胜蚓。赤子爱胜蚓广泛分布于北京、黑龙江、新疆等地。

本发明实施例中,园区作为一个有一定处理、操作规范的基本单元,对于农村废弃物处理起到引导、带动、示范的作用。因此,下面的实施方式以园区为例进行说明,但实际上本发明提供的有机废弃物周年低碳无害化处理设备可广泛应用于农业、种植业等。

其中,所述养殖箱200还具有采用保温材料制成的第一外壳(图中未示出),且所述养殖箱可以埋置于预设高度的土堆内以用于固定。其中,所述预设高度例如可以为40公分,但本公开并不限定于此。

继续参考图1,所述养殖箱200可以由多个(例如3个)箱体横向排列放置而成。需要说明的是,虽然这里以3个箱体(图示中的箱体210、 220和230)横向排列放置而成为例进行说明,但本公开并不限定于此,在其他实施例中,每个养殖箱可以包括两个以上的箱体,例如10个。

在示例性实施例中,其中各个箱体相邻的侧面之间可以具有固定的卡扣,方便拆卸。但本公开并不限定于此,各个箱体之间可以通过任何合适的方式彼此固定。

在示例性实施例中,各个箱体采用预设孔径大小的铁丝网组成。例如,每个养殖箱200可以由三个箱体组成,每个箱体体积为0.5立方米,高0.5 米,各个箱体可以用孔径为0.5厘米的铁丝网组成。再例如,每个养殖箱 200可以由三个独立的箱体组成,事先将蚯蚓繁育在箱体内部,每个箱体大小体积可以为1立方米,总体积为3立方米,每次每个箱体投入粉碎后的有机废弃物体积量保持在0.1立方米左右,且保证有机废弃物添加厚度不超过0.1米,以保证该养殖箱200内的温度不剧烈上升。

本公开实施例中,可以优先使用两侧的箱体,中间箱体最后使用。但本公开并不限定于此。通过该处理装置10正常使用累积一年可处理20立方有机废弃物,可满足5亩地的有机废弃物消纳。

本发明实施例中,通过将多个箱体横向排列放置,可以先将蚯蚓和粉碎后的有机废弃物放置在一侧的一个箱体内,假设为左侧的箱体210,当左侧箱体210内的蚯蚓将有机废弃物降解处理之后,再将粉碎后的有机废弃物放置于中间的箱体220,引导箱体210内的蚯蚓通过铁丝网的孔自然分离至箱体220内,这样,这一批蚯蚓可以继续降解处理箱体220内的有机废弃物,此时,工作人员可以将箱体210内已经处理完毕后形成的有机肥运输出去用作肥料。以此类推,当箱体220内的有机废弃物降解处理完毕之后,可以再在右侧的箱体230内放入粉碎后的有机废弃物,然后引导箱体220内的蚯蚓通过铁丝网的孔自然分离至箱体230内,蚯蚓继续降解处理箱体230内的有机废弃物。这样,利用同一批蚯蚓可以连续循环的进行有机废弃物的生物降解处理,大大提高了有机废弃物的处理效率,同时,不再需要特殊的分离装置用于将蚯蚓和已经降解处理完毕生成的有机肥进行分离,可以做到自然分离。另外,由于各个箱体采用预设孔径大小的铁丝网组成,使得该养殖箱具有更好的通风性能。

需要说明的是,上述由多个箱体横向排列放置组成的养殖箱的使用方式并不限于上述方式,例如,也可以同时在该多个箱体中放入粉碎后的有机废弃物和蚯蚓,蚯蚓同时对该多个箱体内的有机废弃物进行降解处理,降解处理后,通过分离装置将蚯蚓与降解处理后生成的有机肥进行分离,再将有机肥运输出去。此时,各个箱体内的蚯蚓也可以通过铁丝网的孔自由的来回运动,并增强了箱体内的通风性。

在示例性实施例中,所述采用保温材料制成的第一外壳安装于所述养殖箱200的外侧面的铁丝网之上。

还是以上述的三个箱体210、220和230为例进行举例说明。这里,所述养殖箱200的外侧面由箱体210的左侧面以及前后两侧面、箱体220 的前后两侧面和箱体230的右侧面以及前后两侧面组成。将该采用保温材料制成的第一外壳安装于该养殖箱200外侧面的铁丝网上,可以实现该养殖箱200的保温功能,这样,即使到了温度骤降的天气或者寒冷的冬天,也可以将该有机废弃物周年低碳无害化处理设备10放置于室外,而不必搬运移动至温室内,可以大大降低搬运资源,并实现全年的有机废弃物的低碳无害化处理,大大提高了处理效率,减少了温室内的电能消耗。

在示例性实施例中,各个箱体相邻侧面可以采用预设孔径大小的铁丝网组成,且各个箱体的外侧面由所述采用保温材料制成的第一外壳组成。本实施例与上述实施例的不同之处在于,上述实施例中的各个箱体的各个侧面(出了上下侧面)均是采用具有预设孔径大小的铁丝网组成,将第一外壳安装于各个箱体的外侧面的铁丝网之上,而本实施例中各个箱体仅相邻的侧面例如箱体210的右侧面和箱体220的左侧面、箱体220的右侧面和箱体230的左侧面之间采用具有预设孔径大小的铁丝网组成,方便蚯蚓在不同的箱体之间的自由运动,且利于箱体内的通气通风,而各个箱体非相邻的侧面例如箱体210的左侧面以及前后两侧面、箱体220的前后两侧面、箱体230的前后两侧面以及右侧面可以直接由该第一外壳组成,这样,同样可以达到该养殖箱的保温作用,且节省了箱体的制作成本。

在示例性实施例中,横向排列的该多个箱体中两两相邻的两个箱体之间通过其相邻侧面上的预设大小的孔洞是相通的。例如,在箱体210的右侧和箱体220的左侧的相对位置处分别有一大小为10公分乘以80公分的孔洞,蚯蚓可以通过该孔洞自由的在各个箱体之内运动。本公开实施例中,各个箱体成排放置,便于水分保持,同时利于通风,铁丝网的网孔或者箱体的孔洞还可以便于蚯蚓相互穿行移动。

在示例性实施例中,该养殖箱200还可以具有一第二外壳,该第二外壳可以安装于所述第一外壳之上。

其中,该第二外壳可围绕箱体暴露于外面的外侧安装,例如箱体210 的左侧、前后两侧以及下侧,箱体220的前后两侧以及下侧,箱体230的右侧、前后两侧以及下侧,该第二外壳可用于防止蚯蚓和有机废弃物从该养殖箱200中爬出或者漏出。其中,该第二外壳可用多块大小相同的矩形的木块拼装而成,但本公开并不限定于此。

需要说明的是,上述实施例中,以养殖箱为矩形的箱体组成为例进行示例说明,但本公开并不限定于此,在其他实施例中,该养殖箱200还可以是桶装或者其他任意形状的装置,可以用于养殖蚯蚓,并且具有用于通气的气孔、含有一定发酵好的物料的装置。

在示例性实施例中,所述养殖箱200内可以放置按照预设比例配好的有机废弃物。例如可以按照有机废弃物中的含碳氮比例为25:1。当然,本发明对此不作限定,可以根据发酵好的物料的具体用途进行选择。对于常见的有机废弃物例如人畜粪便、秸秆等其中各种营养元素的比例已经有比较公开的资料,可以根据投入的有机废弃物的种类、各种有机废弃物中含有的碳氮比例计算获得需要的碳氮比例。

在一些实施例,所述养殖箱200的形状可为梯形,含水量约为60%,高度可为1.5米,长宽可分别为20米和2米。在另一些实施例,可以将所述养殖箱200上堆置好的有机废弃物以三角形或者半圆形的形状进行堆置,蚯蚓的接种密度可以为每平米1000条。当然,本发明不以此为限。

在示例性实施例中,该有机废弃物周年低碳无害化处理设备10还可以包括:鼓风机14,所述鼓风机14可以设置于所述养殖箱200的任意一个侧面。所述鼓风机14定期通风保障在所述养殖箱200内堆置的有机废弃物充分发酵。

在示例性实施例中,还包括:加湿装置,所述加湿装置可以设置于养殖箱200的所述上开口201。

例如,所述加湿装置可以采用喷水器。在一些实施例中,所述喷水器可采用树状滴溅装置。当然,本发明还可以采用其它适宜于给养殖箱 200加湿的任意加湿装置,对此不作限定。在一些实施例,采用所述树状滴溅装置将所述养殖箱200内的含水量调节至约50%。具体的含水量也是可以调节的,以手攥住物料水分不下滴且能成团为最佳。

本公开实施例中,也可以采用所述加湿装置作为养殖箱200的降温装置,在夏季温度太高的时候,可以通过所述加湿装置往所述养殖箱200内喷水来达到降温加湿的目的。

本公开实施例中,通过安装的加湿装置能够实现智能加水和降温功能,并结合养殖箱的保温功能和通风功能,可以保持该处理设备内的温度保持在5-35摄氏度之间,水分保持在70%以上。

继续参考图1,该有机废弃物周年低碳无害化处理设备10还可以包括:遮阳装置300,所述养殖箱200可以设置于所述遮阳装置300之内。所述遮阳装置300可以为固定外架。该固定外架是可拼装的,便于将养殖箱200内经过蚯蚓生物降解处理后的有机废弃物成规模移动。

在一些实施例,所述遮阳装置300还可以采用遮阳顶,其可以灵活的升降或者还包括一些可拆卸的加固元器件。例如,在太阳太大的时候,打开所述遮阳顶,防止所述养殖箱200的温度太高;在阴雨天,则可收起所述遮阳顶。在一些实施例,所述遮阳装置300具有一平面结构。

在示例性实施例中,还包括:遮雨装置,所述遮雨装置设置于所述养殖箱200之上,所述遮雨装置可以具有一斜面,且所述遮雨装置的高度高于所述加湿装置的高度。

在一些实施例,所述遮雨装置也可以包括灵活的升降或者还包括一些可拆卸的加固元器件。通过所述遮雨装置的所述斜面将雨水排泄出去,防止所述养殖箱200浸泡在水中或者物料中的养分被冲洗流失。

其中,所述遮阳装置300、遮雨装置等为辅助系统,用于为蚯蚓提供良好的生存环境,保证湿度、温度等的良好维持。将发酵好的物料供给作农业肥料、或者养殖饲料等使用,实现园区有机废弃物循环利用。

在示例性实施例中,还包括:取样器(图中未示出),所述取样器用于从所述养殖箱200获取发酵样品,通过检测所述发酵样品的指标表征所述有机废弃物的发酵程度。例如,在所述养殖箱200上发酵3周左右,利用所述取样器取样发酵样品,测定指标,判断发酵程度。当然,发酵所用时间还可能随着季度变化而变化,例如在夏季温度较高时设置堆置3周即可,在冬季温度较低时设置堆置2个月左右。一些实施例中,可利用种子发芽方法检测发酵程度是否达到标准。

在一些实施例,一部分有机废弃物可以是指不需要通过上述粉碎机 100粉碎或者不适于通过上述粉碎机100粉碎的有机废弃物种类,例如人畜粪便、生活厨余垃圾等等。本发明实施例中,可以以作物秸秆为主、兼顾处理粪便、菌渣等有机废弃物。

在示例性实施例中,还包括:分离装置(图中未示出),用于当物料经过发酵好之后,将蚯蚓从所述养殖箱200上分离出来,将分离后的蚯蚓可以送回到另一养殖箱内,等待下一次处理有机废弃物使用,而发酵好的物料可供应种植或者养殖使用。

例如,所述分离装置可采用黑色薄膜。蚯蚓年繁殖率可达1000倍,重量增加100倍以上,每天能消耗超过自身体重一半的有机废弃物,并大约减少废弃物体积50%。当养殖箱200上堆置的有机废弃物高度明显下降后,且上部粪便呈现均匀颗粒状时,表明处理接近尾声,此时可以将新鲜的粪便堆在旁边,并覆盖所述黑色薄膜,使得粪蚓快速分离,分离的蚯蚓可以继续处理下一批次有机废弃物。

在示例性实施例中,还包括:搅拌机(图中未示出),所述搅拌机用于将新鲜的人畜粪便和粉碎机粉碎后的植物残体混合均匀。例如将1方新鲜的人畜粪便和1方的粉碎残体混合均匀。一般在养殖箱200,10公斤蚯蚓、一方植物残体、一方粪便混合。植物残体以草本作物为主,如蔬菜、草莓、西瓜等。

虽然图1的实施方式中例举了所述有机废弃物周年低碳无害化处理设备包括了多种多样的装置或者设备,但其并不是要求该系统中必须包括所有这些装置或者设备,在某些实施例中,其可以仅包括这些装置或者设备的部分,而在另一些实施例中,其还可以包括更多其他功能的装置或者设备,或者采用具有实现类似功能的装置或者设备代替本发明实施方式例举的装置或者设备。

本发明所公开的有机废弃物周年低碳无害化处理设备,一方面,可有效地将有机废弃物通过蚯蚓的生物降解和转化,变成可高品质的生物有机肥,且取材方便、使用简单、低碳循环,适合在农村推广使用。另一方面,本发明实施例中的养殖箱采用具有保温功能的材料制成,这样可以实现在寒冷季节无需将该处理设备移动至温室内,在有机废弃物的生物降解处理过程中不需要额外消耗能源、不额外增加劳动成本,可高效、低碳地将有机废弃物持续经济的无害化处理。同时,通过采用具有孔隙的养殖箱,可以利用这些孔隙实现养殖箱内的降温和通风功能。

本领域技术人员在考虑说明书及实践公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

再多了解一些
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