一种新型沼液分离及施肥灌溉一体化系统的制作方法

本发明涉及一种新型沼液分离及施肥灌溉一体化系统，属于施肥灌溉技术领域。

背景技术：

沼液是一种液体速效有机肥料。沼液中含有丰富的氮、磷、钾等多种营养元素和各类氨基酸、赤霉素、生长素等，是生物质经过厌氧发酵的新生产物，具有多种活性、抗性营养物质，利用沼液浇施可有效调节作物代谢、补充营养、增加光合作用、杀虫和抑制细菌，促进作物抗病、壮苗、增产，堪称"肥中之王"。

人们生活条件变好的同时，带动了经济链的发展。随着人们的需求变高，养殖产业也得到了增多。原有的养殖方式，对沼液不加以处理直接排放，加剧了环境污染。而且如果直接施用到农田后的沼液会对作物生长造成影响(包括作物病害、烧苗等)。在我国农村，现行传统的沼液施肥是沼液和固体肥同时施用，将它们在水中进行混合搅拌后进行管道施肥，固体肥在水中溶解速度较慢，所以仍然会有未溶解的固体肥，加上沼液含有部分杂质，容易导致堵塞管道喷灌孔，清洗麻烦影响工作效率。为了防病促长，规模养殖场普遍添加重金属添加剂，导致沼液中有害重金属超标，这些有毒有害沼液的利用会造成耕地污染和农产品重金属残留超标，这些重金属可能被作物吸收而进入食物链，在农业环境中积累而污染农产品和耕地环境，最终对人类造成危害。

在现有的技术方案中，大部分很多都通过厌氧处理产生沼气回收利用，然后回收沼液进行施肥灌溉利用，没有进行好氧固液分离以及重金属分离，导致作物不能更好的吸收沼液和固体有机肥。而且现有的重金属分离方法包括：电解法、吸附法、膜分离法和离子交换法等，电解法和吸附法的投资成本和运行成本昂贵，不适合中小型农场使用。膜分离法的电耗及维修较为复杂。离子交换树脂价格昂贵且再生液需要进一步处理，步骤多样且复杂。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种新型沼液分离及施肥灌溉一体化系统，解决废液的浪费和回收处理的问题，厌好氧发酵且固液分离，得到固体和液体有机肥，并且利用重金属分离系统，使有机肥与重金属分离，得到有利的、对环境无污染的液体有机肥，用来灌溉作物。解决传统重金属离子流到食物链，对人类造成健康威胁的问题。

本发明技术方案是：一种新型沼液分离及施肥灌溉一体化系统，包括圈舍、沼液储存罐、沼气储存罐、好氧固液分离一体机、重金属分离系统以及灌溉系统；

所述圈舍包括：废料收集池1、控制阀ⅰ2、管道ⅰ3；

所述沼液储存罐包括：沼液收集罐体7、管道ⅲ8、控制阀ⅱ9；

所述沼气储存罐包括：沼气收集罐体6、管道ⅱ5、控制阀ⅲ4；

所述好氧固液分离一体机包括：好氧罐体10、挡泥板11、钢板片12、沼渣收集池13、过滤网ⅰ14、控制阀ⅳ15、转轴44、太阳能板ⅰ45、导线ⅰ46、电机47、太阳能板ⅱ48、导线ⅱ49、罗茨风机50、细管51、冒泡孔52、螺纹53、过滤桶54；

所述重金属分离系统包括：管道ⅳ16、有机肥罐ⅰ21、管道ⅴ20、流量计ⅰ19、控制阀ⅴ17、液碱储存罐18、过滤网ⅱ22、计时控制阀ⅰ23、管道ⅵ24、有机肥罐ⅱ25、管道ⅶ26、流量计ⅱ27、控制阀ⅵ28、pac储存罐29、过滤网ⅲ30、计时控制阀ⅱ31、管道ⅷ32、有机肥罐ⅲ33、管道ⅸ34、流量计ⅲ35、控制阀ⅶ36、pam储存罐37、过滤网ⅳ38、控制阀ⅷ39；

所述灌溉系统包括：灌溉干管40、灌溉支管41、灌溉毛管42、滴头43；

所述管道ⅰ3连接废料收集池1和沼液收集罐体7，管道ⅰ3上安装一个控制废料的控制阀ⅰ2；沼液收集罐体7上端通过管道ⅱ5连接沼气收集罐体6，在管道ⅱ5上有安装一个控制沼气以及控制沼液收集罐体7的密闭状态的控制阀ⅲ4；

所述管道ⅲ8连接着好氧罐体10和沼液收集罐体7，且管道ⅲ8连接到过滤桶54中，桶中有转轴44，其上焊有螺纹53，并且太阳能板ⅰ45通过电能转换装置储存在蓄电池中再通过导线ⅰ46连接电机47用于供电使得电机47带动转轴44转动，好氧罐体10下端有一个太阳能板ⅱ48通过电能转换装置储存在蓄电池中再通过导线ⅱ49连接罗茨电机50，通过多个细管51连接罗茨风机50以及好氧罐体10底部的多个冒泡孔52；在好氧罐体10的右上方过滤桶54右侧的开口处设有一个挡泥板11，一个钢板片12焊在好氧罐体10的右侧外壁，且位于挡泥板11下方，钢板片12连接沼渣收集池13，管道ⅳ16内部安装过滤网ⅰ14和控制阀ⅳ15；

所述管道ⅳ16连接好氧罐体10和有机肥罐ⅰ21，有机肥罐ⅰ21上面通过管道ⅴ20连接液碱储存罐18，管道ⅴ20上设有流量计ⅰ19、控制阀ⅴ17，管道ⅵ24连接有机肥罐ⅰ21和有机肥罐ⅱ25，且管中安装过滤网ⅱ22和计时控制阀ⅰ23，有机肥罐ⅱ25上面通过管道ⅶ26连接pac储存罐29，管道ⅶ26上设有流量计ⅱ27、控制阀ⅵ28，管道ⅷ32连接有机肥罐ⅱ25和有机肥罐ⅲ33，且管中安装过滤网ⅲ30和计时控制阀ⅱ31，有机肥罐ⅲ33上面通过管道ⅸ34连接pam储存罐37，管道ⅸ34上设有流量计ⅲ35、控制阀ⅶ36，灌溉干管40内安装过滤网ⅳ38和控制阀ⅷ39；

所述灌溉干管40连接灌溉支管41，之间通过控制阀ⅷ39控制，在灌溉支管41的右边铺设多根灌溉毛管42以及滴头43。

进一步的，水冲洗圈舍产生的废料进去沼液收集罐体7，关闭控制阀ⅰ2、控制阀ⅲ4和控制阀ⅱ9来达到厌氧处理，厌氧充分后，打开控制阀ⅲ4，产生的沼气进入沼气收集罐体6中，用于沼气回收利用。

进一步的，沼液流进好氧罐体10，流到过滤桶54中，太阳能板ⅰ45通过电能转换装置储存在蓄电池中供电电机47，带动转轴44上的螺纹53转动，将沼液进行固液分离，太阳能板ⅱ48通过电能转换装置储存在蓄电池中供电罗茨风机50进行曝气，向好氧罐体10中充入氧气，达到好氧充分，固体有机肥由于挡泥板11的阻挡通过钢板片12滑落到沼渣收集池13中，将其作为基肥回收加以利用。

进一步的，好氧过的液体有机肥流到有机肥罐ⅰ21中，通过流量计ⅰ19控制液碱储存罐18中的液碱与液体有机肥中和；通过过滤网ⅱ22过滤以及计时控制阀ⅰ23控制反应时间且自动开启，让液体有机肥流到有机肥罐ⅱ25，通过流量计ⅱ27控制pac储存罐29中的聚合氯化铝pac与液体有机肥中和，通过过滤网ⅲ30过滤以及计时控制阀ⅱ31控制反应时间且自动开启，让液体有机肥流到有机肥罐ⅲ33，通过流量计ⅲ35控制pam储存罐37中的聚内烯酰铵pam与液体有机肥中和，再通过过滤网ⅳ38过滤。

进一步的，处理好的无重金属液体有机肥通过灌溉干管40，流经灌溉支管41以及灌溉毛管42，再通过滴头43进入作物土壤，进行灌溉施肥，被作物吸收。

进一步的，所述过滤桶54左低右高倾斜设置好氧罐体10内，螺纹53从左到右越来越密集，且是斜向上走向。

本发明的工作过程是：

所有装置设备安装完成后，了解作物需要多少有机肥，通过本发明装置来调节实现。本发明可以实现以下三种工作模式：厌氧处理、好氧固液分离处理、重金属分离处理。

厌氧处理：沼液收集罐体7等废料收集池1中的废料进去以后，关闭控制阀ⅰ2、控制阀ⅲ4和控制阀ⅱ9来达到厌氧处理，然后厌氧充分之后，打开控制阀ⅲ4，让产生的沼气进入沼气收集罐体6中，使得沼气回收利用。沼气收集完以后，打开控制阀ⅱ9，使得沼液流入好氧罐体10中。

好氧固液分离处理：沼液流进好氧罐体10，流到过滤桶54中。太阳能板ⅰ45通过电能转换装置储存在蓄电池中供电电机47，带动转轴44上的螺纹53缓慢转动，慢速的将沼液进行固液分离，由于螺纹越来越密集，而且是斜向上走向，沼液会通过过滤桶54流下，在此同时，太阳能板ⅱ48通过电能转换装置储存在蓄电池中供电罗茨风机50进行曝气，通过好多个细管51向好氧罐体10底部的多个冒泡孔52中充入氧气，进行好氧发酵。因为转速很慢，所以是可以进行好氧发酵充分的。而且固体有机肥由于挡泥板11的阻挡通过钢板片12滑落到沼渣收集池13中，最后可以将固体有机肥作为基肥回收加以利用。

重金属分离处理：打开控制阀ⅳ15将好氧过的液体有机肥流到有机肥罐ⅰ21中，通过流量计ⅰ19控制液碱储存罐18中的液碱与液体有机肥中和。通过过滤网ⅱ22过滤沉淀以及计时控制阀ⅰ23用来控制反应时间且自动打开。再让液体有机肥流到有机肥罐ⅱ25，通过流量计ⅱ27控制pac储存罐29中的pac聚合氯化铝与液体有机肥中和。通过过滤网ⅲ30过滤沉淀以及计时控制阀ⅱ31控制反应时间且自动打开。最后让液体有机肥流到有机肥罐ⅲ33，通过流量计ⅲ35控制pam储存罐37中的pam聚内烯酰铵与液体有机肥中和，再通过过滤网ⅳ38进行过滤沉淀。最后打开控制阀ⅷ39将处理好的液体有机肥通过灌溉干管40流经灌溉支管41，使得每根灌溉毛管42都能流动有机肥，最后通过滴头43流经作物，使得作物吸收。

本发明的有益效果是：

1、本发明用于将废液经过发酵过滤处理，可供作物利用。

2、本发明中的螺纹脱水机具有污泥浓缩的能力，减少沼液处理设施占地空间和建设成本。

3、本发明在厌氧发酵过程中产生沼气，可回收利用，达到保护环境，节约能源的效果。

4、本发明中的沼渣在好氧条件下脱水，不会产生厌氧条件下磷的释放，提升系统除磷的功能，且固体有机肥可用作基肥供作物利用。

5、本发明利用重金属分离系统，把沼液中含有的重金属离子分离，使作物绿色无公害，对人类健康不造成威胁。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明的好氧固液分离一体机细部结构示意图。

图1-2中各标号：1-废料收集池、2-控制阀ⅰ、3-管道ⅰ、4-控制阀ⅲ、5-管道ⅱ、6-沼气收集罐体、7-沼液收集罐体、8-管道ⅲ、9-控制阀ⅱ、10-好氧罐体、11-挡泥板、12-钢板片、13-沼渣收集池、14-过滤网ⅰ、15-控制阀ⅳ、16-管道ⅳ、17-控制阀ⅴ、18-液碱储存罐、19-流量计ⅰ、20-管道ⅴ、21-有机肥罐ⅰ、22-过滤网ⅱ、23-计时控制阀ⅰ、24-管道ⅵ、25-有机肥罐ⅱ、26-管道ⅶ、27-流量计ⅱ、28-控制阀ⅵ、29-pac储存罐、30-过滤网ⅲ、31-计时控制阀ⅱ、32-管道ⅷ、33-有机肥罐ⅲ、34-管道ⅸ、35-流量计ⅲ、36-控制阀ⅶ、37-pam储存罐、38-过滤网ⅳ、39-控制阀ⅷ、40-灌溉干管、41-灌溉支管、42-灌溉毛管、43-滴头、44-转轴、45-太阳能板ⅰ、46-导线ⅰ、47-电机、48-太阳能板ⅱ、49-导线ⅱ、50-罗茨风机、51-细管、52-冒泡孔、53-螺纹、54-过滤桶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1-2所示，一种新型沼液分离及施肥灌溉一体化系统，包括圈舍、沼液储存罐、沼气储存罐、好氧固液分离一体机、重金属分离系统以及灌溉系统；

所述圈舍包括：废料收集池1、控制阀ⅰ2、管道ⅰ3；

所述沼液储存罐包括：沼液收集罐体7、管道ⅲ8、控制阀ⅱ9；

所述沼气储存罐包括：沼气收集罐体6、管道ⅱ5、控制阀ⅲ4；

所述好氧固液分离一体机包括：好氧罐体10、挡泥板11、钢板片12、沼渣收集池13、过滤网ⅰ14、控制阀ⅳ15、转轴44、太阳能板ⅰ45、导线ⅰ46、电机47、太阳能板ⅱ48、导线ⅱ49、罗茨风机50、细管51、冒泡孔52、螺纹53、过滤桶54；

所述重金属分离系统包括：管道ⅳ16、有机肥罐ⅰ21、管道ⅴ20、流量计ⅰ19、控制阀ⅴ17、液碱储存罐18、过滤网ⅱ22、计时控制阀ⅰ23、管道ⅵ24、有机肥罐ⅱ25、管道ⅶ26、流量计ⅱ27、控制阀ⅵ28、pac储存罐29、过滤网ⅲ30、计时控制阀ⅱ31、管道ⅷ32、有机肥罐ⅲ33、管道ⅸ34、流量计ⅲ35、控制阀ⅶ36、pam储存罐37、过滤网ⅳ38、控制阀ⅷ39；

所述灌溉系统包括：灌溉干管40、灌溉支管41、灌溉毛管42、滴头43；

所述管道ⅰ3连接废料收集池1和沼液收集罐体7，管道ⅰ3上安装一个控制废料的控制阀ⅰ2；沼液收集罐体7上端通过管道ⅱ5连接沼气收集罐体6，在管道ⅱ5上有安装一个控制沼气以及控制沼液收集罐体7的密闭状态的控制阀ⅲ4；

所述管道ⅲ8连接着好氧罐体10和沼液收集罐体7，且管道ⅲ8连接到过滤桶54中，桶中有转轴44，其上焊有螺纹53，并且太阳能板ⅰ45通过电能转换装置储存在蓄电池中再通过导线ⅰ46连接电机47用于供电使得电机47带动转轴44转动，好氧罐体10下端有一个太阳能板ⅱ48通过电能转换装置储存在蓄电池中再通过导线ⅱ49连接罗茨电机50，通过多个细管51连接罗茨风机50以及好氧罐体10底部的多个冒泡孔52；在好氧罐体10的右上方过滤桶54右侧的开口处设有一个挡泥板11，一个钢板片12焊在好氧罐体10的右侧外壁，且位于挡泥板11下方，钢板片12连接沼渣收集池13，管道ⅳ16内部安装过滤网ⅰ14和控制阀ⅳ15；

所述管道ⅳ16连接好氧罐体10和有机肥罐ⅰ21，有机肥罐ⅰ21上面通过管道ⅴ20连接液碱储存罐18，管道ⅴ20上设有流量计ⅰ19、控制阀ⅴ17，管道ⅵ24连接有机肥罐ⅰ21和有机肥罐ⅱ25，且管中安装过滤网ⅱ22和计时控制阀ⅰ23，有机肥罐ⅱ25上面通过管道ⅶ26连接pac储存罐29，管道ⅶ26上设有流量计ⅱ27、控制阀ⅵ28，管道ⅷ32连接有机肥罐ⅱ25和有机肥罐ⅲ33，且管中安装过滤网ⅲ30和计时控制阀ⅱ31，有机肥罐ⅲ33上面通过管道ⅸ34连接pam储存罐37，管道ⅸ34上设有流量计ⅲ35、控制阀ⅶ36，灌溉干管40内安装过滤网ⅳ38和控制阀ⅷ39；

所述灌溉干管40连接灌溉支管41，之间通过控制阀ⅷ39控制，在灌溉支管41的右边铺设多根灌溉毛管42以及滴头43。

进一步的，所述过滤桶54左低右高倾斜设置好氧罐体10内，螺纹53从左到右越来越密集，且是斜向上走向。

进行厌氧处理的过程如下：沼液收集罐体7等废料收集池1中的废料进去以后，关闭控制阀ⅰ2、控制阀ⅲ4和控制阀ⅱ9来达到厌氧处理，然后厌氧充分之后，打开控制阀ⅲ4，让产生的沼气进入沼气收集罐体6中，使得沼气回收利用。沼气收集完以后，打开控制阀ⅱ9，使得沼液流入好氧罐体10中。

实施例2：如图1-2所示，一种新型沼液分离及施肥灌溉一体化系统，本实施例与实施例1相同，其中：

进行好氧固液分离处理的过程为：沼液流进好氧罐体10，流到过滤桶54中。太阳能板ⅰ45通过电能转换装置储存在蓄电池中供电电机47，带动转轴44上的螺纹53缓慢转动，慢速的将沼液进行固液分离，由于螺纹越来越密集，而且是斜向上走向，沼液会通过过滤桶54流下，在此同时，太阳能板ⅱ48通过电能转换装置储存在蓄电池中供电罗茨风机50进行曝气，通过好多个细管51向好氧罐体10底部的多个冒泡孔52中充入氧气，进行好氧发酵。因为转速很慢，所以是可以进行好氧发酵充分的。而且固体有机肥由于挡泥板11的阻挡通过钢板片12滑落到沼渣收集池13中，最后可以将固体有机肥作为基肥回收加以利用。

实施例3：如图1-2所示，一种新型沼液分离及施肥灌溉一体化系统，本实施例与实施例1相同，其中：

进行重金属分离处理的过程为：打开控制阀ⅳ15将好氧过的液体有机肥流到有机肥罐ⅰ21中，通过流量计ⅰ19控制液碱储存罐18中的液碱与液体有机肥中和。通过过滤网ⅱ22过滤沉淀以及计时控制阀ⅰ23用来控制反应时间且自动打开。再让液体有机肥流到有机肥罐ⅱ25，通过流量计ⅱ27控制pac储存罐29中的pac聚合氯化铝与液体有机肥中和。通过过滤网ⅲ30过滤沉淀以及计时控制阀ⅱ31控制反应时间且自动打开。最后让液体有机肥流到有机肥罐ⅲ33，通过流量计ⅲ35控制pam储存罐37中的pam聚内烯酰铵与液体有机肥中和，再通过过滤网ⅳ38进行过滤沉淀。最后打开控制阀ⅷ39将处理好的液体有机肥通过灌溉干管40流经灌溉支管41，使得每根灌溉毛管42都能流动有机肥，最后通过滴头43流经作物，使得作物吸收。

上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。