养殖废水处理装置及处理方法与流程

本发明涉及畜牧养殖技术领域。

背景技术：

牛、羊、猪等家畜的养殖的环境直接影响人们的健康和生活，现今在养殖过程中经常采用水冲刷饲养圈舍、设备及用具，这样，就造成了大量的养殖废水的排放，因此，废水的排放就成了建造养殖场时要考虑的主要因素之一，多数养殖场将废水直接通过管道排放到附近的河流内，虽然养殖废水含有的化学元素量较少，但是，由于养殖废水多数都是家畜的粪便，还有大量的有机物、细菌和虫卵等，长期排放污染水体、土壤和空气，为河流沿岸的居民的生活带来严重的影响。同时，造成了有机肥料资源的浪费，影响河流的生态平衡。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有养殖废水排放造成环境污染，且造成有机肥料的浪费的问题，提出了一种养殖废水处理装置。

本发明所述的养殖废水处理装置，该装置包括废水收集罐1、形模存储箱2、辅料喷洒箱3、形模4、水平传送装置5、承载板6、提升机7、速冻箱8、工控机10、冷风幕发生装置12、校验控制单元13和电机14；

校验控制单元13包括一号流量计131、二号流量计132、一号反射式红外线传感器134、二号反射式红外线传感器133、一号电磁阀135、二号电磁阀136、推送装置137和辅助控制器138；

废水收集罐1用于盛装收集养殖废水，废水收集罐1内设置有搅拌棒和液位传感器9，液位传感器9用于采集废水收集罐1内废水的液面高度，沿搅拌棒的两侧从上到下等间隔设置有搅拌桨，所述搅拌棒的一端设置在废水收集罐1的底面中心，且搅拌棒与废水收集罐1的底面垂直；电机14带动搅拌棒转动，工控机10的搅拌驱动信号输出端连接电机14的驱动信号输入端；

废水收集罐1的左侧设置有形模存储箱2，废水收集罐1的右侧设置有辅料喷洒箱3；

废水收集罐1的底端等间隔设置有多个废水排放管，每个废水排放管的侧壁上均设置有一个一号反射式红外线传感器134，所述一号反射式红外线传感器134向下照射；

废水收集罐1的每个废水排放管的出水口均与一个一号流量计131的进水口连通，每个一号流量计131的出水口与一个一号电磁阀135的进水口连通，一号电磁阀135用于控制废水排放管的排放开关；

形模存储箱2的底面等间隔设有多个形模放置口，形模存储箱2内设置有多个推送装置137，每个推送装置137均用于定时将形模4推送至形模存储箱2的形模放置口，废水收集罐1的每个废水排放管的外侧壁均设置有一个一号反射式红外线传感器134，所述一号反射式红外线传感器134的红外线照射至形模4的传送途径上；

辅料喷洒箱3的底面等间隔设有多个辅料喷洒管，每个辅料喷洒管均与一个二号流量计132的进水口连通，每个二号流量计132的出水口与一个二号电磁阀136的进水口连通；每个辅料喷洒管的侧壁均设置有一个二号反射式红外线传感器133，所述二号反射式红外线传感器133的红外线照射至形模4的传送途径上；

水平传送装置5设置在废水收集罐1和辅料喷洒箱3的下侧，所述水平传送装置5的传送面等间隔排列有多个限位板，用于限定形模4位置；

水平传送装置5的一端靠近形模存储箱2的底端，水平传送装置5的另一端靠近提升机7的底端，

提升机7的传送面上等间隔设置有多个承载板6，所述承载板6垂直于提升机7的传送面，所述相邻承载板6之间的间隔与相邻限位板之间的间隔相等，水平传送装置5、与提升机7的传送速度相同；

水平传送装置5和提升机7均设置在速冻箱8内，废水收集罐1的废水排放管、形模存储箱2的形模放置口、辅料喷洒箱3辅料喷洒管辅料喷洒管均穿过速冻箱8的上壁，且均位于形模4的传送途径的上方；废水收集罐1的废水排放管、形模存储箱2的形模放置口、辅料喷洒箱3辅料喷洒管的内侧壁均与速冻箱8的上壁密闭连接；速冻箱8的侧面设有开口，所述开口临近速冻箱8顶端设置，所述开口的上侧设置有冷风幕发生装置12，温度传感器11用于采集速冻箱8内的温度；工控机10的速冻温度调节信号输出端连接速冻箱8的温度调节信号输入端，工控机10的传送速度调节信号输出端同时连接水平传送装置5和提升机7的速度调节信号输入端，冷风幕发生装置12的开关控制信号输入端连接工控机10的冷风控制信号输出端；工控机10的校验信号输入/开关控制信号输出端连接校验控制单元13的控制信号输出/开关控制信号输入端；

辅助控制器138的输出废水量控制信号输出端同时连接多个一号电磁阀135的开关控制信号输出端，辅助控制器138的废水流量信号输入端同时连接多个一号流量计131的流量信号输出端；

辅助控制器138的辅料输出量控制信号输出端连接二号电磁阀136的开关控制信号输入端，辅助控制器138的辅料流量信号输入端连接二号流量计132的流量信号输出端。

基于养殖废水处理装置的养殖废水处理方法，该方法的具体步骤为：

步骤一、采用液位传感器9采集废水收集罐1内的液面高度，根据废水收集罐1内的液面高度计算养殖废水的量；

步骤一一、判断废水收集罐1内养殖废水的量是否大于m立方米，当废水收集罐1内养殖废水的量大于m立方米时，根据废水收集罐1内废水的量，设置速冻箱8的速冻时间及速冻温度；执行步骤二；

步骤一二、当废水收集罐1内养殖废水的量小于m立方米时，返回执行步骤一；

步骤二、根据速冻箱的速冻时间及速冻箱内的温度和相邻两个限位板之间的横向距离或相邻两个承载板6之间的纵向距离，设置水平传送装置5和提升机7的传送速度V、停止频率f1和停止时间t2；其中V和f1均大于0，t2大于1；

步骤三、根据水平传送装置5和提升机7的传送速度、停止频率和停止时间，设定推送装置137的推送频率、一号电磁阀135的开关频率及开启持续时间和二号电磁阀136的开关频率及开启持续时间；

步骤四、采用一号反射式红外线传感器134采集废水收集罐1的废水出口下侧是否设置有形模4，采用二号反射式红外线传感器133采集辅料喷洒箱3下侧是否有形模4；并将采集的信号发送至工控机10；

工控机10对接收到一号反射式红外线传感器134发送信号的时间与一号电磁阀135开启关闭时间进行对比，当一号反射式红外线传感器134采集到形模的时间与一号电磁阀135开启和关闭时间的时间差大于7秒时，返回执行步骤二，否则执行步骤五；

对接收到二号反射式红外线传感器133采集到形模的时间与二号电磁阀136开启关闭时间进行对比，当二号反射式红外线传感器133采集到形模的时间与二号电磁阀136开启和关闭时间的时间差大于7秒时，返回执行步骤二，否则执行步骤五；

步骤五、当速冻箱8的速冻时间到达步骤一一设置的时间后，完成一次养殖废水的清理，返回执行步骤一。

本发明所述的养殖废水处理装置用于对养殖废水进行处理，采用废水收集罐对养殖废水进行收集，并采用液位传感器实时采集废水收集罐内的液面高度，并采用搅拌棒定时对废水收集罐内的废水进行搅拌，避免沉积影响废水的输出，采用速冻箱对盛装在形模内的废水进行速冻，速冻箱内设置有水平传送装置和提升机，水平传送装置对形模进行横向传输，提升机将形模向上运输，在形模运输过程中辅料喷洒箱向形模内的废水内喷洒利于植物生长的微量元素或利于有机肥料快速分解的物质，形模运输至速冻箱的开口处时，将形模取出脱模获得废水冰块，将冰块运输至农田，或农田的周边，这样在冰块融化过程中，有机肥料伴随水浸入土壤中，有利于农作物的生长，使有机肥料得到有效的利用。

附图说明

图1为本发明所述养殖废水处理装置结构示意图；

图2为本发明所述养殖废水处理装置外部结构示意图；

图3为本发明所述养殖废水处理装置的电气原理框图；

图4为开关控制单元的原理框图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述的养殖废水处理装置，该装置包括废水收集罐1、形模存储箱2、辅料喷洒箱3、形模4、水平传送装置5、承载板6、提升机7、速冻箱8、工控机10、冷风幕发生装置12、校验控制单元13和电机14；

校验控制单元13包括一号流量计131、二号流量计132、一号反射式红外线传感器134、二号反射式红外线传感器133、一号电磁阀135、二号电磁阀136、推送装置137和辅助控制器138；

废水收集罐1用于盛装收集养殖废水，废水收集罐1内设置有搅拌棒和液位传感器9，液位传感器9用于采集废水收集罐1内废水的液面高度，沿搅拌棒的两侧从上到下等间隔设置有搅拌桨，所述搅拌棒的一端设置在废水收集罐1的底面中心，且搅拌棒与废水收集罐1的底面垂直；电机14带动搅拌棒转动，工控机10的搅拌驱动信号输出端连接电机14的驱动信号输入端；

废水收集罐1的左侧设置有形模存储箱2，废水收集罐1的右侧设置有辅料喷洒箱3；

废水收集罐1的底端等间隔设置有多个废水排放管，每个废水排放管的侧壁上均设置有一个一号反射式红外线传感器134，所述反射式红外线传感器(134)向下照射；

废水收集罐1的每个废水排放管的出水口均与一个一号流量计131的进水口连通，每个一号流量计131的出水口与一个一号电磁阀135的进水口连通，一号电磁阀135用于控制废水排放管的排放开关；

形模存储箱2的底面等间隔设有多个形模放置口，形模存储箱2内设置有多个推送装置137，每个推送装置137均用于定时将形模4推送至形模存储箱2的形模放置口，废水收集罐1的每个废水排放管的外侧壁均设置有一个一号反射式红外线传感器134，所述一号反射式红外线传感器134的红外线照射至形模4的传送途径上；

辅料喷洒箱3的底面等间隔设有多个辅料喷洒管，每个辅料喷洒管均与一个二号流量计132的进水口连通，每个二号流量计132的出水口与一个二号电磁阀136的进水口连通；每个辅料喷洒管的侧壁均设置有一个二号反射式红外线传感器133，所述二号反射式红外线传感器133的红外线照射至形模4的传送途径上；

水平传送装置5设置在废水收集罐1和辅料喷洒箱3的下侧，所述水平传送装置5的传送面等间隔排列有多个限位板，用于限定形模4位置；

水平传送装置5的一端靠近形模存储箱2的底端，水平传送装置5的另一端靠近提升机7的底端，

提升机7的传送面上等间隔设置有多个承载板6，所述承载板6垂直于提升机7的传送面，所述相邻承载板6之间的间隔与相邻限位板之间的间隔相等，水平传送装置5、与提升机7的传送速度相同；

水平传送装置5和提升机7均设置在速冻箱8内，废水收集罐1的废水排放管、形模存储箱2的形模放置口、辅料喷洒箱3辅料喷洒管辅料喷洒管均穿过速冻箱8的上壁，且均位于形模4的传送途经的上方；废水收集罐1的废水排放管、形模存储箱2的形模放置口、辅料喷洒箱3辅料喷洒管的内侧壁均与速冻箱8的上壁密闭连接；速冻箱8的侧面设有开口，所述开口临近速冻箱8顶端设置，所述开口的上侧设置有冷风幕发生装置12，温度传感器11用于采集速冻箱8内的温度；工控机10的速冻温度调节信号输出端连接速冻箱8的温度调节信号输入端，工控机10的传送速度调节信号输出端同时连接水平传送装置5和提升机7的速度调节信号输入端，冷风幕发生装置12的开关控制信号输入端连接工控机10的冷风控制信号输出端；工控机10的校验信号输入/开关控制信号输出端连接校验控制单元13的控制信号输出/开关控制信号输入端；

辅助控制器138的输出废水量控制信号输出端同时连接多个一号电磁阀135的开关控制信号输出端，辅助控制器138的废水流量信号输入端同时连接多个一号流量计131的流量信号输出端；

辅助控制器138的辅料输出量控制信号输出端连接二号电磁阀136的开关控制信号输入端，辅助控制器138的辅料流量信号输入端连接二号流量计132的流量信号输出端。

本实施方式所述的废水收集罐1的废水排放管的出水口与对应的辅料喷洒箱3的辅料喷洒口之间的距离是相邻限位板之间的间隔的整数倍，这样实现了传送带停止时，辅料喷洒箱3的辅料喷洒口下对应设置有形模。

具体实施方式二、本实施方式是对具体实施方式一所述的养殖废水处理装置的进一步说明，它还包括温度传感器11，所述温度传感器11用于采集速冻箱内的温度信号，温度传感器11的温度信号输出端连接工控机10的速冻温度信号输入端。

本实施方式所述的温度传感器用于实时采集速冻箱内的温度，并根据温度速冻温度调整水平传送装置和提升机的速度。

具体实施方式三、本实施方式是对具体实施方式一所述的养殖废水处理装置的进一步说明，它还包括三号反射式红外线传感器、报警装置和伸缩杆，所述三号反射式红外线传感器设置在速冻箱8的侧壁内表面，所述三号反射式红外线传感器临近速冻箱8侧面的开口设置，三号反射式红外线传感器的信号输出端连接工控机10的形模位置采集信号输入端，工控机10的形模输出提示控制信号输出端连接报警装置开关控制信号输入端，伸缩杆的伸缩控制信号输入端均连接工控机10的形模推出控制信号输出端，所述三根伸缩杆的一端固定在速冻箱的侧壁上，伸缩杆的另一端固定有推板，且伸缩杆与推板的一面垂直，所述推板与形模的一个面平行，伸缩杆沿提升机的传送装置的传送面向速冻箱8的开口方向伸长。

本实施方式所述的养殖废水处理装置在输出形模及速冻成型废水冰块时，发出提示报警，避免由于外界温度过高不能及时对废水冰块进行处理导致冰块快速融化的问题，同时采用伸缩杆对承载板上的多个冰块推出，较少人工劳动工作量，提高效率。

具体实施方式四、本实施方式是对具体实施方式三所述的养殖废水处理装置的进一步说明，承载板6的上表面布满有钢管，所述钢管通过轴承套接在金属杆的外侧，所述金属杆的两端固定在承载板6的上表面。

本实施方式所述的钢管在伸缩杆的推力作用下转动，减少伸缩杆推动形模及废水冰块时的力。

具体实施方式五、本实施方式是对具体实施方式三所述的养殖废水处理装置的进一步说明，它还包括滑梯装置，滑梯装置的一端固定在速冻箱的外侧，滑梯装置的另一端临近速冻箱的开口设置，斜坡架的另一端固定在矩形台上。

本实施方式所述的斜坡架用于废水冰块滑至斜坡架的底端。

具体实施方式六、本实施方式是对具体实施方式一所述的养殖废水处理装置的进一步说明，废水收集罐1、形模存储箱2、辅料喷洒箱3和水平传送装置5均设置在地表下，提升机7的下部和速冻箱8的下部均设置在地表以下。

具体实施方式七、本实施方式是对具体实施方式一所述的养殖废水处理装置的进一步说明，形模存储箱2内还设置有多个形模放置仓21，每个形模放置仓21的下端口的下侧均设置有一个推送装置137，每个形模放置仓21的侧壁上均设置有电磁铁22，所述电磁铁的电源开关设置在形模存储箱2的底面上，且位于形模放置仓21正下方。

本实施方式所述的形模放置仓为“7”形，上端口用于向形模放置仓内放置形模，下端口用于输出形模，在形模放置仓的下侧设置推送装置，推送装置将形模推送出去，电磁铁电源开关上没有向下的重力，电源开关断开，形模在重力的作用下向下移动，当形模降落到形模存储箱2的底面时，电磁铁电源开关闭合，形模停止下降，实现了推送装置推送的同时，控制固定形模的电磁铁的电源开关。

具体实施方式八、本实施方式是基于具体实施方式一所述的养殖废水处理装置的养殖废水处理方法，该方法的具体步骤为：

步骤一、采用液位传感器9采集废水收集罐1内的液面高度，根据废水收集罐1内的液面高度计算养殖废水的量；

步骤一一、判断废水收集罐1内殖废水的量是否大于m立方米，当废水收集罐1内置废水的量大于m立方米时，根据废水收集罐1内废水的量，设置速冻箱8的速冻时间及速冻温度；执行步骤二；

步骤一二、当废水收集罐1内殖废水的量小于m立方米时，返回执行步骤一；

步骤二、根据速冻箱的速冻时间及速冻箱内的温度和相邻两个限位板之间的横向距离或相邻两个承载板6之间的纵向距离，设置水平传送装置5和提升机7的传送速度V、停止频率f1和停止时间t2；其中V和f1均大于0，t2大于1；

步骤三、根据水平传送装置5和提升机7的传送速度、停止频率和停止时间，设定推送装置137的推送频率、一号电磁阀135的开关频率及开启持续时间和二号电磁阀136的开关频率及开启持续时间；

步骤四、采用一号反射式红外线传感器134采集废水收集罐1的废水出口下侧是否设置有形模4，采用二号反射式红外线传感器133采集辅料喷洒箱3下侧是否有形模4；并将采集的信号发送至工控机10；

工控机10对接收到一号反射式红外线传感器134发送信号的时间与一号电磁阀135开启关闭时间进行对比，当一号反射式红外线传感器134采集到形模的时间与一号电磁阀135开启和关闭时间的时间差大于7秒时，返回执行步骤二，否则执行步骤五；

对接收到二号反射式红外线传感器133采集到形模的时间与二号电磁阀136开启关闭时间进行对比，当二号反射式红外线传感器133采集到形模的时间与二号电磁阀136开启和关闭时间的时间差大于7秒时，返回执行步骤二，否则执行步骤五；

步骤五、当速冻箱8的速冻时间到达步骤一一设置的时间后，完成一次养殖废水的清理，返回执行步骤一。

具体实施方式九、本实施方式是对具体实施方式八所述的基于养殖废水处理装置的养殖废水处理方法的进一步说明，步骤二中所述水平传送装置5和提升机7的传送速度V的获得方法为：步骤二中所述水平传送装置5和提升机7的传送速度V的获得方法为：

通过公式：

获得，其中L1为水平传送装置5的有效长度，L2为提升机7从与水平传送装置5对应位置到速冻箱顶端出口处长度；t1为速冻箱的速冻时间，M为模具的容积，f1为水平传送装置5和提升机7传送过程中的停止频率，t2为水平传送装置5和提升机7传送过程中的停止时间。

具体实施方式十、本实施方式是对具体实施方式八所述的基于养殖废水处理装置的养殖废水处理方法的进一步说明，它还包括：采用温度传感器实时采集速冻箱8内的温度信号的步骤，该步骤中，当速冻箱8内的温度是否小于一号温度阈值Ta时，采用工控机向水平传送装置5和提升机7发送速度调节信号，设置水平传送装置5和提升机7的传送速度V1、停止频率f2和停止时间t2，返回步骤三，V1大于V，f2大于f1；

当速冻箱8内的温度是大于一号温度阈值Ta小于二号温度阈值Tb时，返回步骤一；

当速冻箱8内的温度是大于二号温度阈值Tb时，采用工控机向水平传送装置5和提升机7发送速度调节信号，设置水平传送装置5和提升机7的传送速度V3、停止频率f3和停止时间t2，返回步骤三；V3小于V，且V3大于0，f3小于f1，且f3大于0，Ta小于Tb，且Tb小于0。

本实施方式所述的方法采用采用温度传感器采集速冻箱内的温度，并根据速冻箱内的温度调节水平传送装置和提升机的速度。有效的利用速冻箱，避免形模内的废水到达速冻箱的开口处时，没有速冻成型的问题，同时减少了资源的浪费。

本发明采用形模冻冰的方式，实现对养殖废水进行定时处理，且可以在速冻时向形模内喷洒降解微生物或利于农作物生长的化学元素，利于养殖废水的有效利用。