CN217947896U - 利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统，包括用于存储沼液的原料罐，所述原料罐上通过管道依次连通有曝气池、粗滤机、缓存集液槽、双向分离储液器、半成品罐、混料机、元素消化器、离心机和用于存储水溶性全营养液体肥料的成品罐，曝气池底部连通有曝气机，还包括至少一个用于向混料机中输送外源营养物质的投料仓。本实用新型的利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统，是一种集物料育菌、曝气、粗滤、自动配料、搅拌、消化反应、精滤、储液、灌装于一体的液体肥料生产系统，具有生产效率高、运行成本低等优点。

Description

利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统

技术领域

本实用新型属于固体废物处理与资源化利用领域，具体涉及一种利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统。

背景技术

随着畜牧产业的快速发展，畜禽养殖场规模的不断扩大，不可避免的产生了大量的畜禽养殖粪污。若这些粪污不能得到有效处理，则会对环境造成不利影响。厌氧发酵技术作为一种畜禽粪污的资源化利用技术，可以有效地转化畜禽养殖粪污，并且产生沼气等清洁能源。但是同时也会产生大量的副产物如沼液和沼渣。沼渣可以通过堆肥的方式制备固体有机肥，也可以用于配制营养土，制作培养料以及养鱼。与沼渣相比，沼液的产量巨大，并且含水率较高，因此存在储存运输成本高等问题。由于沼液中氨氮、磷酸盐、COD含量较高，处理利用的难度也相应增大。若沼液不能被合理利用处理，不仅制约沼气工程的发展，还会对环境造成二次污染。

畜禽粪污发酵产生的沼液中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素，大量的有机物质和腐殖酸等成分，还含有各种氨基酸、维生素、生长素和各种活性酶，具有速效营养能力强、养分可利用率高等优点，不但能提高作物的产量和品质，还具有抑制植物病虫害的作用，是一种制备肥料的有效原料。然而，直接施用沼液可能会引起烧苗、土壤溶液浓度高和土壤氮磷积累等现象；同时，沼液中可能含有重金属离子，抗生素和病原微生物等，从而导致实际应用难度较大。另外，现有沼液制备有机肥的装置主要是以家庭为单位的小规模模式，存在以下缺陷：一是，生产装置自动化程度不高，依然需要依靠人力；二是，生产效率低，并且无法应用于工业化批量生产；三是，生产制备的液体有机肥的肥效低，无法实现不同场景的应用。因此，如何克服上述现有沼液制备有机肥装置中存在的缺陷，将沼液进行安全、高效的处理与资源化利用，根据农业需要生产出适合植物生长的多功能有机肥，实现高效利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料，成为技术人员迫切需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种生产效率高、运行成本低的利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案。

一种利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统，包括用于存储沼液的原料罐，所述原料罐上通过管道依次连通有曝气池、粗滤机、缓存集液槽、双向分离储液器、半成品罐、混料机、元素消化器、离心机和用于存储水溶性全营养液体肥料的成品罐；所述曝气池底部连通有曝气机；所述系统还包括至少一个用于向混料机中输送外源营养物质的投料仓。

作为上述技术方案的进一步改进：所述原料罐与曝气池之间还连通有厌氧发酵罐；所述厌氧发酵罐与曝气池之间设有自吸式无堵塞管道泵。

作为上述技术方案的进一步改进：所述曝气池上还连通有至少一个用于向曝气池中输送除臭菌剂的菌剂存储罐；所述曝气池与菌剂存储罐之间的管道上设有阀门和流量计。

作为上述技术方案的进一步改进：所述曝气池与曝气机之间通过管道连通，位于曝气池内部的管道上设有曝气孔；所述曝气池与曝气机之间的管道上设有阀门和流量计；所述曝气机为离心式通风机。

作为上述技术方案的进一步改进：所述曝气池与粗滤机之间设有自吸式无堵塞管道泵；所述粗滤机为离心式滚筒筛分脱水机。

作为上述技术方案的进一步改进：所述双向分离储液器与半成品罐之间设有自吸式无堵塞管道泵；所述半成品罐与混料机之间设有计量泵；每个所述投料仓与混料机之间设有螺旋提升机和重量计量器。

作为上述技术方案的进一步改进：还包括用于维持元素消化器反应温度的加热器；所述加热器包括安装在元素消化器内部的导热管和在导热管内循环流动的导热油；所述元素消化器中还设有搅拌器。

作为上述技术方案的进一步改进：所述元素消化器与离心机之间设有自吸式无堵塞管道泵；所述离心机为三足式离心固液分离机。

作为上述技术方案的进一步改进：还包括用于灌装水溶性全营养液体肥料的灌装机；所述成品罐与灌装机之间设有用于输送水溶性全营养液体肥料的输送泵。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型提供了一种利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统，包括用于存储沼液的原料罐，所述原料罐上通过管道依次连通有曝气池、厌氧发酵罐、粗滤机、缓存集液槽、双向分离储液器、半成品罐、混料机、元素消化器、离心机和用于存储水溶性全营养液体肥料的成品罐，曝气池底部连通有曝气机，还包括至少一个用于向混料机中输送外源营养物质的投料仓，是一种集物料育菌、曝气、粗滤、自动配料、搅拌、消化反应、精滤、储液、灌装于一体的液体肥料生产系统，具有以下优势：(a)可安全、快速、有效的实现对畜禽养殖沼液的灭菌和除臭，同时能将沼液中的大分子有机质转化成可被直接利用的小分子营养物质，因而能够将畜禽养殖沼液快速转换成全水溶、营养全面、肥效高的液态有机肥料，且该液体有机肥料比常规液体肥料能够更加迅速的溶解于水中，总养分含量高，且性质稳定，有利于实现畜禽养殖沼液的最大化利用；(b)可大批量处理畜禽养殖沼液，并能够根据需要实现液体肥料的批量生产，有利于实现畜禽养殖沼液的无害化处理和资源化利用；(c)可根据需要制备出满足不同植物生长需求的液体肥料，养分全面、配方灵活、使用范围广泛、应用前景好；(d)自动化程度高，可有效节省人力和物力，最大程度的减少运行成本。

附图说明

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

图1为本实用新型中利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统示意图。

图例说明：

1、原料罐；2、厌氧发酵罐；3、曝气池；31、曝气机；4、粗滤机；5、缓存集液槽；6、双向分离储液器；7、半成品罐；8、混料机；81、投料仓；9、元素消化器；91、加热器；10、离心机；11、成品罐；12、灌装机。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。

实施例1：

如图1所示，本实施例的利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统，包括用于存储沼液的原料罐1，原料罐1上通过管道依次连通有厌氧发酵罐2、曝气池3、粗滤机4、缓存集液槽5、双向分离储液器6、半成品罐7、混料机8、元素消化器9、离心机10和用于存储水溶性全营养液体肥料的成品罐11；曝气池3底部连通有曝气机31；系统还包括至少一个用于向混料机8中输送外源营养物质的投料仓81。

本实施例中，厌氧发酵罐2与曝气池3之间设有自吸式无堵塞管道泵。

本实施例中，曝气池3上还连通有至少一个用于向曝气池3中输送除臭菌剂的菌剂存储罐；曝气池3与菌剂存储罐之间的管道上设有阀门和流量计。

本实施例中，曝气池3与曝气机31之间通过管道连通，位于曝气池3内部的管道上设有曝气孔；曝气池3与曝气机31之间的管道上设有阀门和流量计。曝气机31为离心式通风机。

本实施例中，曝气池3与粗滤机4之间设有自吸式无堵塞管道泵；粗滤机4为离心式滚筒筛分脱水机。

本实施例中，双向分离储液器6与半成品罐7之间设有自吸式无堵塞管道泵；半成品罐7与混料机8之间设有计量泵；每个投料仓81与混料机8之间设有螺旋提升机和重量计量器。

本实施例中，还包括用于维持元素消化器9反应温度的加热器91；加热器91包括安装在元素消化器9内部的导热管和在导热管内循环流动的导热油；元素消化器9中还设有搅拌器。

本实施例中，元素消化器9与离心机10之间设有自吸式无堵塞管道泵；离心机10为三足式离心固液分离机。

本实施例中，还包括用于灌装水溶性全营养液体肥料的灌装机12；成品罐11与灌装机12之间设有用于输送水溶性全营养液体肥料的输送泵。

本实施例的利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统，包括用于存储沼液的原料罐，所述原料罐上通过管道依次连通有曝气池、厌氧发酵罐、粗滤机、缓存集液槽、双向分离储液器、半成品罐、混料机、元素消化器、离心机和用于存储水溶性全营养液体肥料的成品罐，曝气池底部连通有曝气机，还包括至少一个用于向混料机中输送外源营养物质的投料仓。本实用新型中，通过利用厌氧发酵罐对畜禽养殖沼液进行预发酵，不仅可以将畜禽养殖沼液中未完全发酵的有机物腐化，又为后续的元素反应过程提供了适宜的环境和载体，从而提高沼液的肥效和安全，同时，还可以在两个阶段分别培养优势菌群，联合启动优势菌群有利于去除氨氮，以及有利于后续沼液的制备；通过利用曝气池对厌氧发酵罐处理后的沼液进行好氧发酵和除臭处理，可杀灭沼液中部分病菌和寄生虫卵，而且通入的空气可以使细菌失活，可减少沼液中有害微生物的繁殖，同时还能对沼液进行除臭和除害，以及可以富集养分，相比常规臭氧除臭方法，本实用新型中直接利用曝气机将空气输送到曝气池中进行曝气，不仅成本低，还可以达到除臭以及提高水溶肥效力的目的；通过粗滤机滤除颗粒较大的砂粒、植物纤维等物质；通过双向分离储液器的沉淀处理有利于去除溶液中由于相互发生反应造成沉淀的杂质，提高后续制备的水溶肥的稳定性和色泽性，避免由于沉淀导致水溶肥效力的降低；通过将半成品罐中的沼液输送到混料机中，以及将投料仓中的外源营养物质(如氮、磷、钾、微量元素等，可根据不同农作物的需求进行调整)输送到混料机中进行配料，即可根据不同需求配制得到含有不同营养元素的液体肥料；进一步的，在元素消化器中，外源营养物质能够加速溶解并与沼液混合均匀，从而使得不同元素的融合更加均匀，有利于提高水溶肥的稳定性能，进而能够保证水溶肥的使用效率和稳定性，延长存放周期，因而能够克服现有液体肥料杂质多、溶解性差等缺点。同时，为了进一步去除不溶于水的固体物质，经元素消化器处理后的沼液通过输送泵送入到离心机(精滤机)，然后转移至储存槽中，由此能够获得更加稳定的水溶性全营养液体肥料。最终，通过自吸式无堵塞管道泵将沼液泵送至成品罐中，能够控制产品质量，防止温度升高、霉变或者结晶，并利用灌装机对水溶性全营养液体肥料进行灌装制成商品肥，以确保水溶性全营养液体肥料在有效期内不会失效，且易于运输和销售。因此，本实用新型实际是一种集物料育菌、曝气、粗滤、自动配料、搅拌、消化反应、精滤、储液、灌装于一体的液体肥料生产系统，具有以下优势：(a)可安全、快速、有效的实现对畜禽养殖沼液的灭菌和除臭，同时能将沼液中的大分子有机质转化成可被直接利用的小分子营养物质，因而能够将畜禽养殖沼液快速转换成全水溶、营养全面、肥效高的液态有机肥料，且该液体有机肥料比常规液体肥料能够更加迅速的溶解于水中，总养分含量高，且性质稳定，有利于实现畜禽养殖沼液的最大化利用；(b)可大批量处理畜禽养殖沼液，并能够根据需要实现液体肥料的批量生产，有利于实现畜禽养殖沼液的无害化处理和资源化利用；(c)可根据需要制备出满足不同植物生长需求的液体肥料，养分全面、配方灵活、使用范围广泛、应用前景好；(d)自动化程度高，可有效节省人力和物力，最大程度的减少运行成本。

本实施例的利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统，在用于制备水溶性全营养液体肥料时，包括以下步骤：

(1)固液分离：畜禽养殖场的粪污(包括粪便，尿液和冲洗水)先经过沼气利用工程(即连接有沼气利用系统的厌氧发酵池)进行厌氧发酵，产生的混合物经过固液分离机进行固液分离，使沼渣和沼液分开，其中固液分离可以有效避免因过多的固体物质带入到后续处理工序/设备中而造成设备堵塞的现象，并且可以避免沼液中污染物指标的继续升高。

(2)预发酵：将固液分离后得到的沼液经过泵送至原料罐中，进而输送到厌氧发酵罐中进行预发酵(厌氧发酵)。此时，沼液中含有未完全发酵的有机物，经过预发酵步骤可以使沼液中的有机质进一步腐化，又能给元素消化过程提供了适宜的环境和载体，从而提高沼液的肥效和安全。该步骤中，预发酵在好氧发酵之前，可以在两个阶段(厌氧发酵阶段和好氧发酵阶段)分别培养优势菌群(厌氧菌和好氧菌)，联合启动优势菌群有利于去除氨氮，有利于后续进行沼液育菌除臭。进料仓可用于存储经厌氧发酵完全后的沼液。进料仓出口通过污水泵连接曝气罐。

(3)沼液育菌、曝气：通过一个自吸式无堵塞管道泵抽吸到沼液送至曝气罐，在曝气罐中进行间歇好氧曝气3-5小时。连续向曝气池中输入空气，发酵温度可以达到50度以上，即可杀灭沼液中部分病菌和寄生虫卵。待发酵温度降低，发酵完成。曝气产生的气泡可以使细菌失活，可减少沼液中有害微生物的繁殖。由于沼液自身具有相当大的刺激性臭味，因此需要同时进行除臭处理，具体为，将菌剂存储罐中的除臭菌剂(如有机肥发酵专用菌剂等腐熟剂)添加到曝气罐中对沼液进行除臭、除害，同时还可以富集养分。该步骤中采用的有机肥发酵专用菌剂是一种经自然生成、科学挑选的液体复合菌剂，内含10种不同种类的菌株混合发酵而成，可以快速降解沼液中的各种大分子碳水化合物和有机复杂物质，并最终将其转化成为微生物和作物直接吸收利用的小分子物质。具体而言，就是从自然界筛选出能够消除沼液臭味的微生物菌株，再增加一个好氧曝气的工艺，来达到除臭目的；可以有效控制及防止气味恶臭产生，同时加快有机废物自然分解。一公斤菌剂可处理沼液5-10平方，发酵周期为5-14天。

该步骤中，将沼液置于曝气罐中进行曝气和除臭，主要目的是通过促进微生物的生长，并利用繁殖产生热量，促使沼液中的有机物料充分转化，使碳、氮、磷、钾、硫等分解矿化，并将大分子转化为作物容易利用的小分子或者腐殖质，同时达到升温、除臭、消除病原微生物、虫卵和增加速效养分的效果。与常规臭氧除臭相比，本实用新型中，利用曝气机将空气通入到曝气罐中对沼液进行曝气以及将菌剂存储罐中的有机肥发酵专用菌剂对沼液进行除臭，不仅成本低，还可以达到除臭以及提高水溶肥效力的目的。

(4)好氧发酵完成后，将曝气罐中的沼液泵送至粗滤机进行过滤，滤除颗粒较大的砂粒、植物纤维等物质，然后将粗滤机过滤后的沼液存储在缓存集液槽中，进而泵送至双向分离储液器进行沉淀处理，其中通过双向分离储液器的沉淀作用有利于去除溶液中由于相互发生反应而形成的沉淀杂质，有利于提高后续制备的水溶肥的稳定性和色泽性，避免由于沉淀导致水溶肥效力降低的缺陷。经过双向分离储液器的沉淀处理后的沼液从双向分离储液器的液相出口由输送泵送入到半成品罐中，进入全自动配料、预混系统。

(5)全自动配料：根据农作物以及花卉植物生长所需要的营养成分，将半成品罐中的沼液、投料仓中的外源营养物质分别输送至混料机中，在混料机中将沼液和外源营养物质搅拌混合均匀，其中添加的外源营养物质至少包括氮、磷、钾等营养元素。本实用新型，可根据不同农作物、花卉等植物对沼液中营养成分的不同需求，制备出成高效的有机浓缩复合液肥产品，扩大沼液的使用范围，实现沼液的高附加值利用，使其在生产无公害的绿色农产品和花卉种植方面具有更加广阔的发展前景。

(6)元素消化：将混料机中的沼液泵送至元素消化器中，开启搅拌器和加热器，对液体肥料进行元素消化，使不同元素的融合更加均匀。经过元素消化有利于提高水溶肥的稳定性能，保证水溶肥使用的效率和稳定性，延长存放周期。通过元素消化器的处理，可有效解决现有技术中产品杂质多、溶解性较差的缺点。

(7)储液：经过元素消化器处理后的沼液由输送泵送入离心机(精滤机)，除去不溶于水的固体物质，得到水溶性全营养液体肥料(成品)，然后通过自吸式无堵塞管道泵将沼液泵送至成品罐(立式储液罐)中，储存备用，由此控制产品质量，防止温度升高、霉变或者结晶，并且适度加气搅拌，使液肥更加的均质。该步骤中制得的水溶性全营养液体肥料(成品)中，腐殖酸含量大于等于30g/L，氮、磷、钾元素总含量大于等于400g/L，单一的氮、磷、钾不低于40g/L。水不溶物的质量分数小于等于50g/L。

(8)灌装：将成品罐(立式储液罐)中的水溶性全营养液体肥料(成品)通过输送泵输送至灌装机(全自动电脑中桶称重式灌装机)中进行装灌。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统，其特征在于，包括用于存储沼液的原料罐(1)，所述原料罐(1)上通过管道依次连通有曝气池(3)、粗滤机(4)、缓存集液槽(5)、双向分离储液器(6)、半成品罐(7)、混料机(8)、元素消化器(9)、离心机(10)和用于存储水溶性全营养液体肥料的成品罐(11)；所述曝气池(3)底部连通有曝气机(31)；所述系统还包括至少一个用于向混料机(8)中输送外源营养物质的投料仓(81)。

2.根据权利要求1所述的利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统，其特征在于，所述原料罐(1)与曝气池(3)之间还连通有厌氧发酵罐(2)；所述厌氧发酵罐(2)与曝气池(3)之间设有自吸式无堵塞管道泵。

3.根据权利要求1或2所述的利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统，其特征在于，所述曝气池(3)上还连通有至少一个用于向曝气池(3)中输送除臭菌剂的菌剂存储罐；所述曝气池(3)与菌剂存储罐之间的管道上设有阀门和流量计。

4.根据权利要求3所述的利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统，其特征在于，所述曝气池(3)与曝气机(31)之间通过管道连通，位于曝气池(3)内部的管道上设有曝气孔；所述曝气池(3)与曝气机(31)之间的管道上设有阀门和流量计；所述曝气机(31)为离心式通风机。

5.根据权利要求1或2所述的利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统，其特征在于，所述曝气池(3)与粗滤机(4)之间设有自吸式无堵塞管道泵；所述粗滤机(4)为离心式滚筒筛分脱水机。

6.根据权利要求1或2所述的利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统，其特征在于，所述双向分离储液器(6)与半成品罐(7)之间设有自吸式无堵塞管道泵；所述半成品罐(7)与混料机(8)之间设有计量泵；每个所述投料仓(81)与混料机(8)之间设有螺旋提升机和重量计量器。

7.根据权利要求1或2所述的利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统，其特征在于，还包括用于维持元素消化器(9)反应温度的加热器(91)；所述加热器(91)包括安装在元素消化器(9)内部的导热管和在导热管内循环流动的导热油；所述元素消化器(9)中还设有搅拌器。

8.根据权利要求1或2所述的利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统，其特征在于，所述元素消化器(9)与离心机(10)之间设有自吸式无堵塞管道泵；所述离心机(10)为三足式离心固液分离机。

9.根据权利要求1或2所述的利用畜禽养殖沼液制备水溶性全营养液体肥料的系统，其特征在于，还包括用于灌装水溶性全营养液体肥料的灌装机(12)；所述成品罐(11)与灌装机(12)之间设有用于输送水溶性全营养液体肥料的输送泵。

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