一种序批式好氧发酵一体化设备的制作方法

本发明是关于一种序批式好氧发酵一体化设备，属于现代农业技术领域。

背景技术：

近年来，随着中国农业现代化进程和农民生活水平的日益提高，农村生产生活废弃物处理利用问题日益凸显。畜禽粪便、蔬菜废弃物等随意弃置，秸秆随意焚烧等现象造成了严重的环境污染，严重制约中国美丽乡村的建设进程，另外，农村厨余垃圾、生活污水集中处理设施产生的污泥等也为农村生态环境改善带来隐患。但是，从资源角度看，这些废弃物中含有大量的有机质、氮磷钾等营养物质，通过开发有机肥进行资源化利用，能够化害为利，变废为宝，不仅可以减少对环境的污染，还可以通过有机肥利用实现土壤地力提升和农产品品质的提高。

目前，中国的中小型养殖场约为2700万家，占规模化养殖场的40％左右，规模化好氧堆肥厂适用于大型规模化养殖场粪污处理，需要建设混料系统、好氧发酵系统、二次腐熟系统和除臭系统等，还需要建设独立车间，并配套相应设备，然而，现有规模化好氧堆肥厂存在占地面积大、设备利用率低和臭气处理难等缺点，且不适合于中小型规模养殖场的畜禽粪便堆肥处理利用。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够解决占地面积大、设备利用率低和臭气处理难问题且适用于中小型规模养殖场的序批式好氧发酵一体化设备。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种序批式好氧发酵一体化设备，其特征在于，该一体化设备包括箱体、传动装置、发酵反应器、电源与信号线接口、定位传感器和控制系统；所述箱体是由底板、前侧板、后侧板、左侧板、右侧板和顶板固定连接而成的封闭结构，所述底板顶部横向设置用于传送所述发酵反应器的所述传动装置，每一所述发酵反应器上均固定设置有数据连接线，所述前侧板/或后侧板上横向均匀间隔设置与所述发酵反应器数量相同的若干所述电源与信号线接口，所述电源与信号线接口和数据连接线的位置一一对应，且每一所述电源与信号线接口和每一所述数据连接线均在同一水平平面上；所述定位传感器用于定位所有所述电源与信号接口均与每一所述数据连接线的位置相匹配；所述左侧板和右侧板上分别开设有箱门；所述传动装置、电源与信号线接口和定位传感器分别电连接所述控制系统。

优选地，所述发酵反应器包括反应器框架、行走轮、发酵仓、翻抛装置、温度传感器、氧气传感器、曝气装置和流量计；所述反应器框架侧壁上开设有用于穿设所述数据连接线的通孔，所述反应器框架底部外侧固定设置所述行走轮，所述反应器框架底部内侧固定设置所述发酵仓；所述发酵仓顶部设置有进料口，所述发酵仓底部设置有出料口，所述发酵仓内设置所述翻抛装置、温度传感器和氧气传感器，所述发酵仓上还开设有开口和通风孔；所述发酵仓底部通过管路连接所述曝气装置，所述管路上设置所述流量计；所述温度传感器、氧气传感器、曝气装置和流量计分别通过所述数据连接线和电源与信号线接口连接所述控制系统。

优选地，所述顶板底部固定设置有除臭系统，所述除臭系统连接排风扇，所述除臭系统和排风扇分别电连接控制系统。

优选地，所述控制系统内设置有人机交互模块、接口控制模块、运动控制模块、发酵控制模块、除臭控制模块、和数据存储模块；所述人机交互模块用于人工设定进入所述箱体的每一所述发酵反应器中发酵物料的进料周期并发送至所述位置检测模块、接口控制模块和数据存储模块；所述位置检测模块用于通过所述定位传感器实时检测所述发酵反应器的数据连接线是否到达与所述电源与信号线接口的匹配位置，若到达该匹配位置则发送开启信号到所述接口控制模块，发送关闭信号到所述运动控制模块；若没有到达该匹配位置则发送开启信号到所述运动控制模块，发送关闭信号到所述接口控制模块；所述接口控制模块用于根据每一所述发酵反应器中发酵物料的进料周期和接收的开启信号或关闭信号控制所有所述电源与信号线接口的开启或关闭；所述运动控制模块用于根据所述每一发酵反应器中发酵物料的进料周期和接收的开启信号或关闭信号控制所述传动装置的开启或关闭；所述发酵控制模块用于根据所述温度传感器采集的温度变化数据、所述氧气传感器采集的氧气变化数据以及所述流量计采集的气体流量数据通过所述电源与信号线接口和数据连接线控制相应所述曝气装置的开启或关闭；所述除臭控制模块用于控制所述除臭系统和排风扇的开启或关闭；所述数据存储模块用于存储整个序批式好氧发酵过程中的相关数据。

优选地，每一所述数据连接线和每一所述电源与信号线接口均采用配合设置的磁性自动对接装置。

优选地，与最左侧/或最右侧所述电源与信号线接口相对应的所述传动装置、前侧板或后侧板上固定设置所述定位传感器。

优选地，所述箱体上还开设有用于使用人员观察所述发酵反应器运行状况的观察口。

优选地，所述翻抛装置采用桨叶式翻抛装置。

优选地，所述除臭系统采用过滤式除臭系统或离子式除臭系统。

优选地，所述传动装置采用链板式传动装置。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于设置有传动装置、定位传感器、电源与信号线接口和控制系统，传动装置上设置发酵反应器，发酵反应器上固定设置有数据连接线，通过传动装置、定位传感器、数据连接线和电源与信号线接口实现发酵反应器和控制系统的连接和断开，且能够实现自动化的拖动和精确定位，可以有效提高设备的自动化水平和利用率。2、本发明的发酵反应器采用桨叶式翻抛装置，可以保证发酵物料充分混合均匀，并能够调节发酵物料的孔隙结构，发酵仓内设置有温度传感器和氧气传感器，曝气装置与发酵仓之间设置有流量计，能够实现对发酵仓的充分合理供氧，进而实现发酵物料好氧发酵效果的均一化。3、本发明的箱体为封闭结构，并配备有除臭系统和排风扇，可以有效消除箱体内的恶臭物质。4、本发明的箱体尺寸可以根据生产需求和生产规模进行调整生产规模，占地面积小、施工简单，可以广泛应用于中小型禽畜养殖场粪污处理、村镇有机垃圾处理以及中小型生活污水处理厂污泥处理等领域中。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1的剖面结构示意图；

图3是图1的左视图；

图4是本发明的发酵反应器结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。

如图1～3所示，本发明提供的序批式好氧发酵一体化设备包括箱体1、传动装置2、发酵反应器3、电源与信号线接口4、定位传感器5、除臭系统6、排风扇7和控制系统8，其中，箱体1是由底板11、前侧板12、后侧板13、左侧板14、右侧板15和顶板16固定连接而成的封闭结构。

底板11顶部横向设置传动装置2，传动装置2用于传送发酵反应器3。传动装置2顶部还设置有固定装置，固定装置用于对发酵反应器3进行固定定位，发酵反应器3上设置有固定件，固定件用于固定发酵反应器3的数据连接线。前侧板12/或后侧板13上横向均匀间隔设置与发酵反应器3数量相同的若干电源与信号线接口4，电源与信号线接口4和发酵反应器3的数据连接线的位置一一对应，且每一电源与信号线接口4和每一发酵反应器3的数据连接线均在同一水平平面上，发酵反应器3的数据连接线通过固定装置和固定件的固定定位均能够与一电源与信号线接口4自动连接，进而使传动装置2上的发酵反应器3均能够连接控制系统8。与最左侧/或最右侧电源与信号线接口4相对应的传动装置2、前侧板12或后侧板13上固定设置定位传感器5，定位传感器5用于定位所有电源与信号线接口4均与每一发酵反应器3的数据连接线的位置相匹配。左侧板14和右侧板15上分别开设有箱门17，用于发酵反应器3进出箱体1。顶板16底部固定设置除臭系统6，除臭系统6通过第一风管61连接排风扇7，除臭系统6用于消除箱体1内的臭气并通过排风扇7排出。前侧板12/或后侧板13上还开设有观察口18，用于使用人员观察发酵反应器3的运行状况。

传动装置2、电源与信号线接口4、定位传感器5、除臭系统6和排风扇7分别电连接控制系统8。

如图4所示，发酵反应器3包括反应器框架31、行走轮32、发酵仓33、翻抛装置34、温度传感器35、氧气传感器36、曝气装置37和流量计38。反应器框架31采用长方体结构，固定件设置在反应器框架31侧壁上，反应器框架31侧壁上还开设有用于穿设数据连接线的通孔，反应器框架31底部外侧固定设置行走轮32，反应器框架31底部内侧固定设置发酵仓33。发酵仓33顶部设置有进料口331，发酵仓33底部设置有出料口332，发酵仓33内设置翻抛装置34、温度传感器35和氧气传感器36，温度传感器35用于实时采集发酵仓33内的温度变化数据，氧气传感器36用于实时采集发酵仓33内的氧气变化数据。发酵仓33上开设有开口，用于将温度传感器35和氧气传感器36置入发酵仓33内，发酵仓33上还开设有通风孔。发酵仓33底部一侧通过第二风管连接曝气装置37，第二风管上设置流量计38，流量计38用于实时采集进入发酵仓33内的气体流量数据。温度传感器35、氧气传感器36、曝气装置37和流量计38分别通过数据连接线和电源与信号线接口4连接控制系统8。

在一个优选的实施例中，控制系统8内设置有人机交互模块、接口控制模块、运动控制模块、发酵控制模块、除臭控制模块、和数据存储模块。

人机交互模块用于人工设定进入箱体1的每一发酵反应器3中发酵物料的进料周期并发送至位置检测模块、接口控制模块和数据存储模块。

位置检测模块用于通过定位传感器5实时检测发酵反应器3的数据连接线是否到达与电源与信号线接口4的匹配位置，若到达该匹配位置则发送开启信号到接口控制模块，发送关闭信号到运动控制模块；若没有到达该匹配位置则发送开启信号到运动控制模块，发送关闭信号到接口控制模块。

接口控制模块用于根据每一发酵反应器3中发酵物料的进料周期和接收的开启信号或关闭信号控制所有电源与信号线接口4的开启或关闭。

运动控制模块用于根据每一发酵反应器3中发酵物料的进料周期和接收的开启信号或关闭信号控制传动装置2的开启或关闭。

发酵控制模块用于根据温度传感器35采集的温度变化数据、氧气传感器36采集的氧气变化数据以及流量计38采集的气体流量数据通过电源与信号线接口4和数据连接线控制相应曝气装置37的开启或关闭，进而实现对发酵仓33的充分合理供氧。

除臭控制模块用于控制除臭系统6和排风扇7的开启或关闭。

数据存储模块用于存储整个序批式好氧发酵过程中的相关数据。

在一个优选的实施例中，箱体1内能够容纳5～10个发酵反应器3。

在一个优选的实施例中，传动装置2可以采用链板式传动装置。

在一个优选的实施例中，每一发酵反应器3的数据连接线和每一电源与信号线接口4均可以采用配合设置的磁性自动对接装置。

在一个优选的实施例中，翻抛装置34可以采用桨叶式翻抛装置。

在一个优选的实施例中，除臭系统6可以采用过滤式除臭系统或离子式除臭系统。

下面通过具体实施例详细说明本发明序批式好氧发酵一体化设备的使用过程：

1)控制系统8通过人机交互模块设定一发酵反应器3中发酵物料的进料周期，将发酵物料以及温度传感器35和氧气传感器36通过进料口331和开口分别放入发酵反应器3的发酵仓33内，打开左侧板14的箱门17，将该发酵反应器3推至传动装置2上通过固定装置进行固定，并通过运动控制模块控制传动装置2开启。

3)位置检测模块通过定位传感器5实时检测该发酵反应器3是否到达与电源与信号线接口4的匹配位置，当定位传感器5检测到该发酵反应器3到达匹配位置时发送开启信号到接口控制模块，发送关闭信号到运动控制模块，接口控制模块控制所有电源与信号线接口4开启，运动控制模块控制传动装置2停止，此时，该发酵反应器3的数据连接线自动连接最左侧的电源与信号线接口4使发酵反应器3连接控制系统8。

4)控制系统8通过发酵控制模块根据温度变化数据、氧气变化数据以及气体流量数据通过电源与信号线接口4和数据连接线控制该发酵反应器3开始工作进行好氧发酵。

5)重复进行步骤1)～4)直至箱体1到达容纳上限。

6)根据设定的发酵反应器3中发酵物料的进料周期，当相应发酵反应器3需要进料时，打开右侧板15的箱门17，控制系统8通过接口控制模块控制所有电源与信号线接口4关闭，通过运动控制模块控制传动装置2开启使需要进料的发酵反应器3移动至右侧板15的箱门17。

7)使用人员将需要进料的发酵反应器3从传动装置2上移出，通过数据连接线重新接通需要进料的发酵反应器3，打开出料口332并开启翻抛装置34使发酵物料卸出发酵仓33，然后可以将新的发酵物料从进料口331装入发酵仓33内，并再次将发酵反应器3推至传动装置2上，进入下一发酵周期。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。