一种用于生产植物营养液的气浮池的制作方法

本实用新型涉及植物营养液制备技术领域，并且更具体地，涉及到一种用于生产植物营养液的气浮池。

背景技术：

沼液是农业有机废弃物经厌氧发酵制取沼气时产生的液体残留物。随着沼气生产使用技术及工艺的日趋完善和大中型沼气工程的建设，沼液产生量日益增多，在实践中却未得到较好的利用，有的地方因沼液随意排放产生了新的污染，因此沼液的消纳利用成为农业循环经济的一个重要环节，研究沼液的高效利用技术，对推动循环农业建设，实现沼气产业可持续发展具有重要意义。

猪粪经厌氧发酵后产生的沼液中富含速效性养分，其中总氮400～900mg/L，氨氮占70％以上，总磷30-100mg/L，总钾100-500mg/L，此外还含有生长素、氨基酸、酶、腐殖质等生物活性物质，兼具作物营养、抑菌、抗逆、改善土壤理化性质等功效。

近来市场上致力于无污染、无公害作物基地建设，无土栽培技术发展迅速，对于植物营养液的需求日益迫切，发展沼液深加工技术可有效解决沼气工程运行时反应产物难处理、易造成污染的难题，实现沼液的商品化，提高沼气工程综合利用效益。

技术实现要素：

本实用新型针对上述问题，目的在于提供一种用于生产植物营养液的气浮池，其能有效解决沼气工程运行时反应产物难处理、易造成污染的难题，实现沼液的商品化，提高沼气工程综合利用效益。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的实施例公开了一种用于生产植物营养液的气浮池，包括，加压溶气系统、溶气释放系统和气浮分离系统，其中，

所述加压溶气系统包括空压机、进水管、水泵和压力溶气罐，所述空压机连通至压力溶气罐，所述进水管通过水泵连通至压力溶气罐，所述压力溶气罐下部设置有出水口；

所述溶气释放系统包括溶气水管路和减压阀，所述减压阀设置在所述溶气水管路上，所述溶气水管路一端连接所述出水口，另一端连接至所述气浮分离系统；

所述气浮分离系统包括池体，所述池体内由上至下设置有刮渣区、反应区和沉降区；所述池体下部设置有集水管，所述集水管并联地连通至所述进水管和砂滤罐。

进一步地，所述刮渣区设置有刮渣机构，所述刮渣机构包括链条、链轮、刮板、驱动机构和渣槽，所述驱动机构带动所述链轮转动，所述链条套装在所述链轮上，所述刮板固定在所述链条上，随着所述链条的移动，所述刮板刮去浮渣，所述渣槽位于池体的一侧的端部，所述渣槽下部通过管道连通至浮渣储存机构。

进一步地，所述渣槽位于所述刮板运行方向的末端。

进一步地，所述刮板为多个且均匀地固定在所述链条上。

进一步地，所述刮板的宽度略小于所述池体上端开口的宽度。

进一步地，所述刮板为柔性材质，且所述刮板与所述链条之间的夹角为锐角。

进一步地，所述链轮包括第一主动链轮，第二主动链轮，第一从动链轮和第二从动链轮，所述链条包括平行设置的第一链条和第二链条，所述第一主动链轮和所述第一从动链轮上套装第一链条，所述第二主动链轮和所述第二从动链轮上套装有第二链条，所述第一链条和所述第二链条上分别固装有刮板座，所述刮板的两端固定在所述刮板座上。

进一步地，所述刮板座包括固定板，所述固定板的固定端固定在所述链条上，铰接与所述固定板固定端的第二板，所述固定板上设置有弹性凸柱，所述第二板上设置有与所述弹性凸柱相配合的凹孔，所述刮板上相对应的位置设置有固定孔。

进一步地，所述刮板座为多个且均匀布置，第一链条和第二链条上的刮板座一一对应，每个所述刮板上均设置两个固定孔。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的气浮池，可以实现较好的分离功能，分离效率较高，除渣效果好。可以根据植物成长对营养成分的要求，在充分利用沼液肥效的基础上复配一定比例的大量元素和微量元素，生产出富集植物生长素、氨基酸及多种营养元素的、成品肥效和稳定性皆优于其他营养液的高效优质植物营养液。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型又一实施例的固液分离装置结构示意图；

图3为本实用新型又一实施例的推料机构结构示意图；

图4为图3中的推料斧的截面示意图；

图5为本实用新型又一实施例的结构示意图；

图6为本实用新型又一实施例的结构示意图；

图7为本实用新型又一实施例的结构示意图；

图8为本实用新型又一实施例的结构示意图。

其中，1、套筒，2、挤压轴，3、螺旋叶片，4、压盖，5、弹簧，6、固定柱，7、出液机构，8、平板式酶浮填料层，9、悬浮污泥层，10、排泥层，11、水解进料口，12、斧头，13、斧柄，14、驱动机构，15、切刀，16、酸化罐，17、水解出料口、18、空压机，19、进水管，20、水泵，21、压力溶气罐，22、池体，23、刮渣机构，24、减压阀，25、罐体，26、砂滤进料口，27、承托网格，28、压紧网格，29、第一砂滤层，30、第二砂滤层，31、第三砂滤层，32、砂滤出液口，34、滑槽，35、滑块，36、螺杆，37、螺母。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型一实施例公开了一种利用猪粪基质的沼液生产植物营养液的系统，其特征在于，包括依次顺序连接的固液分离装置、水解酸化装置、气浮池、砂滤罐、营养液复配反应釜、保安过滤器，其中，

所述固液分离装置的分离出液口连通所述水解酸化装置的水解进料口；

所述水解酸化装置的水解出料口连通所述气浮池的气浮进料口；

所述气浮池的气浮出液口连通所述砂滤罐的砂滤进料口；

所述砂滤罐的砂滤出液口连通所述营养液复配反应釜的浓缩液进口，所述营养液复配反应釜上部还设置有用于加入复配药剂的加药装置；

所述营养液复配反应釜的混合液出口连通至所述保安过滤器。

优选地，营养液复配反应釜中设置有搅拌机、温度计、pH探头和自动加药装置。

作为上述实施例的优选，如图2所示，所述固液分离装置包括螺旋挤压机，所述螺旋挤压机包括套筒1、挤压轴2、螺旋叶片3、出料组件，所述挤压轴2安装在所述套筒1的中心处，所述螺旋叶片3固定在所述挤压轴2上，且所述螺旋叶片3的边缘与所述套筒1内壁相接，其中，

所述出料组件包括压盖4、弹簧5和固定柱6，所述压盖4的一端通过弹簧5连接所述固定柱6，使所述压盖4压接在螺旋挤压机的末端，所述固定柱6优选通过连杆固定在套筒1外壁，可以保证固定柱6与套筒1端面之间的相对距离保持不变，进一步保证出料的准确性和精确性。

优选地，为方便固体料渣的排出，如图3，图4所示，所述出料组件还包括推料机构，所述推料机构包括斧头12、斧柄13和与所述斧柄13连接的驱动机构14，所述斧头12设置在所述套筒1末端延伸处的上方，且所述斧头12的钝端朝向所述套筒1末端延伸处，使所述斧头12可沿所述套筒1末端的端面劈下。上述的固定柱6固定在套筒1外壁，固定柱6与套筒1端面之间的相对距离保持不变，在斧头12进行劈砍动作时，不会因为二者位置关系的轻微位移等而导致斧头12劈砍到套筒1末端，有效提高出料的准确性。

为进一步提高推料机构的效率，使推料更顺畅，所述斧头12的钝端靠近所述套筒1末端的一边设置有切刀15。优选地，所述斧头12的钝端远离所述套筒1末端的一边也设置有切刀15。进一步优选地，所述切刀15的刃部为锯齿状。单边切刀15的刃部可以有效地沿套筒1端部切开固体料渣，避免相邻固体料渣粘结以及料渣挤压力而导致的料渣难以推下，双边切刀15进一步减小推料阻力；锯齿状的切刀15进一步增加切刀15的锋利度降低阻力，避免由于固体料渣阻力过大，而导致的驱动机构14动力不足甚至驱动机构14的损坏，还可以进一步减小驱动机构14的驱动力，有效节省能源，提高安全性。

本实用新型的又一实施例中，所述驱动机构14包括电机，所述电机的电机轴与所述斧柄13键连接。电机轴通过键连接带动斧柄13旋转，从而将推至套筒1外的固体料渣切除，实现排料。优选地，在套筒1端部下方还设置有料渣槽，所述料渣槽倾斜设置，切除下来的料渣由倾斜的料渣槽滑下落入料渣储存罐内。

优选地实施例中，所述固液分离装置的长宽高分别为1.8m、1.25m和1.6m；所述酸化罐的直径为2m，高为2.5m；所述升级后的气浮池的长宽高分别为12m、3.7m和2.5m；所述砂滤罐的直径为0.8m，高度为2.2m；所述反应釜的直径为1.5m，高度为2.2m；所述保安过滤器的直径为0.25m，高度为1m。

如图5所示，本实用新型的又一实施例中，所述水解酸化装置包括：酸化罐16，所述酸化罐16内由上至下依次设置有出液机构7、平板式酶浮填料层8、悬浮污泥层9和排泥层10；其中，所述悬浮污泥层9的下端面处设置有水解进料口11，所述排泥层10为倒锥形结构；

所述固液分离装置的分离出液口通过管道连通至所述水解进料口11；

所述出液机构7的水解出料口17通过管道连通至所述气浮池的气浮进料口。

本实用新型一实施例公开的水解酸化装置中，所述排泥层10的下端设置有排泥口，所述排泥口通过排泥管道连接至污泥池，所述排泥管道上还设置有排泥泵。

其中，所述水解进料口11处设置为螺旋管，所示螺旋管上均匀设置有多个料孔，由所述螺旋管中部引出管道，连接至固液分离装置的分离液出口。优选该管道由酸化罐16的上端引出，螺旋管的外圈大小略小于所述酸化罐16的内部截面的大小，以保证进料后的料液与酸化罐16内的悬浮污泥均匀接触。进一步优选地，该料孔设置在螺旋管的下端面，进一步增加料液的处理时间。

优选地所述平板式酶浮填料层8包括：柱状框架、包覆于所述柱状框架上的织布层、以及填装于所述框架内的生物膜填料。其中，所述生物膜填料优选为离子型酶促聚合物纤维填料。

为实现平板式酶浮填料层8的顺利过料，避免发生堵塞，首先将所述酸化罐16为的截面为方形，且所述织布层下部设置有刮板，用于刮去织布层下部的堵塞物，避免堵塞织布而引起的处理速度和效率降低。优选地，所述刮板包括刮柄和设置在所述刮柄上端的刮片，所述刮片为柔性材料，且随着靠近所述刮片顶端厚度逐渐减小。柔性材料的刮片可以避免刮坏织布层，同时顶端厚度逐渐减小，可以保证有效地刮去织布下端面的渣料。进一步地，所述刮柄可滑动地固定在所述酸化罐16的罐壁上。即在罐壁上设置滑槽，刮柄端部固定在滑块上，在滑块的带动下在滑槽内滑行；滑块可以通过气缸驱动其进行位移。具体地，可以在酸化罐16内部设置气缸，气缸的活塞杆连接滑块，通过气缸的充放气实现滑块的位移，从而带动刮板移动，刮去渣料。

优选地，所述酸化罐中设置有超声波液位计，以实现物料进出的自动控制，设置pH计及温度计，调控温度和酸碱条件。

如图6所示，本实用新型实施例公开的系统中，气浮池包括加压溶气系统、溶气释放系统和气浮分离系统，其中，

所述加压溶气系统包括空压机18、进水管19、水泵20和压力溶气罐21，所述空压机18连通至压力溶气罐21，所述进水管19通过水泵20连通至压力溶气罐21，所述压力溶气罐21下部设置有出水口；

所述溶气释放系统包括溶气水管路和减压阀24，所述减压阀24设置在所述溶气水管路上，所述溶气水管路一端连接所述出水口，另一端连接至所述气浮分离系统；

所述气浮分离系统包括池体22，所述池体22内由上至下设置有刮渣区、反应区和沉降区；所述池体22下部设置有集水管，所述集水管并联地连通至所述进水管19和所述砂滤罐。

优选地，所述刮渣区设置有刮渣机构23，所述刮渣机构23包括链条、链轮、刮板、驱动机构和渣槽，所述驱动机构带动所述链轮转动，所述链条套装在所述链轮上，所述刮板固定在所述链条上，随着所述链条的移动，所述刮板刮去浮渣，所述渣槽位于池体22的一侧的端部，所述渣槽下部通过管道连通至浮渣储存机构。

优选地，所述渣槽位于所述刮板运行方向的末端。

优选地，所述刮板为多个且均匀地固定在所述链条上。

优选地，所述刮板的宽度略小于所述池体22上端开口的宽度。

优选地，所述刮板为柔性材质，且所述刮板与所述链条之间的夹角为锐角。

优选地，所述链轮包括第一主动链轮，第二主动链轮，第一从动链轮和第二从动链轮，所述链条包括平行设置的第一链条和第二链条，所述第一主动链轮和所述第一从动链轮上套装第一链条，所述第二主动链轮和所述第二从动链轮上套装有第二链条，所述第一链条和所述第二链条上分别固装有刮板座，所述刮板的两端固定在所述刮板座上。

优选地，所述刮板座包括固定板，所述固定板的固定端固定在所述链条上，铰接与所述固定板固定端的第二板，所述固定板上设置有弹性凸柱，所述第二板上设置有与所述弹性凸柱相配合的凹孔，所述刮板上相对应的位置设置有固定孔。

优选地，所述刮板座为多个且均匀布置，第一链条和第二链条上的刮板座一一对应，每个所述刮板上均设置两个固定孔。

如图7所示，本实用新型实施例公开的系统中，砂滤罐包括过滤单元，所述过滤单元包括罐体25，所述罐体25上端设置有砂滤进料口26，所述罐体25下端设置有砂滤出液口32，所述罐体25内由上至下依次设置有第一砂滤层29、第二砂滤层30层和第三砂滤层31，所述第三砂滤层31下方设置有承托网格27，所述第一砂滤层29上方设置有可将所述第一砂滤层29、第二砂滤层30和所述第三砂滤层31压紧的压紧网格28。

优选地，所述罐体25上部设置有滑槽34，所述滑槽34内设置滑块35，所述压紧网格28固装在所述滑块35上，且所述滑块35或所述网格连接使所述滑块35在所爱滑槽34内移动的驱动机构。

优选地，所述滑槽34为三个，所述滑块35为与所述滑槽34对应的三个，且沿所述罐体25内壁均匀设置。

进一步优选地，所述滑块35上端分别设置有连杆，三个所述连杆的长度相同，且另一端固定在一起形成固定端，所述固定端连接驱动机构。

优选地，所述驱动机构为气缸。

优选地，所述滑块35上端顶接有螺杆36，所述滑槽34的顶端设置有螺母37，所述螺杆36旋接在所述螺母37内，且所述螺杆36具有可将所述滑块35顶接至第一砂滤层29、第二砂滤层30和所述第三砂滤层31压紧的长度。

优选地，所述滑槽34内设置有刻度，用以保证三个滑块35的位移相同，进而保证压紧网格28压紧的均匀性。

本实用新型实施例还公开了一种配置植物营养液的方法，如图8所示，包括如下步骤：

步骤(1)将沼气工程运行过程中产生的发酵副产物经泵打入固液分离装置中，进行固液分离，将固体排出，得到初分离液体；

步骤(2)将所述初分离液体导入水解酸化装置进行水解酸化处理后，得到水解酸化液；

步骤(3)将所述水解酸化液进行好氧分解、气浮和沉降一体化处理，得到气浮液；

步骤(4)将所述气浮液在砂滤罐中进行深度过滤，得到砂滤液；

步骤(5)将所述砂滤液加入营养液复配反应釜，并添加外源营养物质，充分反应后，调节pH值至5.5-6.8，得到复配初始营养液；

步骤(6)将所述复配初始营养液在保安过滤器中精细过滤，得到植物营养液。

优选地以含量为砂滤液质量的百分数计，所述外源营养物质包：

尿素5％～7％、磷酸二氢钾3.4％～3.8％、硝酸钙2.1～2.3％、硫酸镁1.1～1.3％，螯合铁0.1～0.3％，该配方适应于番茄培养营养液的配置；或者

硝酸钾4.1～4.4％，过磷酸钙2.3～2.7％，硫酸镁1.5％，水溶性硼肥0.7～0.9％、螯合锌0.18～0.22％、螯合锰0.19～0.21％，该配方适应于黄瓜培养营养液的配置。

实施例1

对沼液进行水解酸化反应：将沼气工程中的厌氧发酵副产物经泵打入固液分离机，将经固液分离后分离出的液体部分，即沼液经泵打入酸化罐中进行水解酸化反应。水力停留时间为2-6h，调节pH在6-8之间，利用其中残留菌种在常温状态下和兼性厌氧环境中将其中的难降解有机物水解酸化。

对水解酸化后的沼液进行好氧分解、气浮和沉降一体化处理：将水解酸化反应后的沼液打入升级后的气浮池中，通过部分回流溶气气浮法，利用高密度微氧曝气沉淀分解技术将沼液中的胶体物质和悬浮颗粒物通过气浮和沉降去除，同时将残留的难降解大分子有机物在好氧环境下降解为小分子物质；

对上述处理后的沼液进行深度过滤：将处理后的沼液经泵打入砂滤罐中，在砂滤罐中对深度过滤过程中未滤除的细小颗粒物、胶体及有机物进行截留、吸附，以实现沼液的深度过滤。

复配络合：将深度过滤后的沼液经泵打入反应釜中，并根据不同植物的不同生长需求，向反应釜中添加外源营养物质，使外源营养物质与沼液中的营养成分发生物理、生化反应，并通过调控外源营养物质的添加比例及反应条件配制出满足不同植物生长需求的植物营养液。反应釜外部设加热盘管，反应时温度控制在35℃-45℃，添加氮、磷、钾等大量元素与沼液中营养成分发生复配反应，持续搅拌1-1.5h，然后添加镁、锰、铁等微量元素发生络合反应，持续搅拌1-2h，反应后添加硫酸或氢氧化钠调节pH在5.5-6.8之间。

其中，用于番茄培养的营养液添加外源物质的百分数分别为，尿素5％～7％、磷酸二氢钾3.4％～3.8％、硝酸钙2.1～2.3％、硫酸镁1.1～1.3％，螯合铁0.1～0.3％。

用于黄瓜培养的外源营养物质百分比为，硝酸钾4.1～4.4％，过磷酸钙2.3～2.7％，硫酸镁1.5％，水溶性硼肥0.7～0.9％、螯合锌0.18～0.22％、螯合锰0.19～0.21％。

精细过滤：将植物营养液经泵打入保安过滤器中，滤除植物营养液中的微小颗粒物。

灌装前处理：将制备得到的植物营养液导入成品罐，并在成品罐中对配制出的植物营养液进行灌装前处理，添加0.003％的稳定剂山梨酯-80，可选择性的通过反渗透浓缩或加水稀释，使其满足不同的灌装、运输和施用要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；如果不脱离本实用新型的精神和范围，对本实用新型进行修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围当中。