CN101904289B - 一种沼液滴灌施肥系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种沼液滴灌施肥系统，能够将沼液有效地用作有机液体肥料，既实现了废弃物的资源化利用，又能够对有机农作物进行追肥。包括沼液沉淀池、过滤装置以及滴灌装置，上述沼液沉淀池中装有未过滤的沼液原液，上述过滤装置包括沼液过滤器和水过滤器，在上述沼液沉淀池中上述该沼液原液中的沼渣沉淀到沼液沉淀池底部，通过水泵将沉淀完毕的沼液经输送管路送往沼液过滤器进行过滤，将沼液中的会堵塞上述滴灌装置的固态物过滤掉，被过滤后的沼液与被水过滤器过滤而得到的不会造成上述滴灌装置堵塞的清水按所需比例混合后被送往上述滴灌装置对农作物进行滴灌。

Description

一种沼液滴灌施肥系统
技术领域
本发明涉及一种沼液滴灌施肥系统。
背景技术
随着人类与社会进的步发展，对能源的需求急剧增加，对地球的保护意识日益增强，人们开始开发使用新型能源、可再生能源，沼气作为新型可再生能源在我国农村得到广泛应用与推广，同时也带来了相应的问题。
一般沼气是通过发酵产生的，原料主要有植物残枝、动物粪便等，沼气产生后会剩余相应的废渣废液，俗称沼渣沼液。
在沼液中含有各类氨基酸、维生素、蛋白质、赤霉素、生长素、糖类、核酸以及抗生素等。其中赤霉素可使种子提早发芽；核酸、单糖能增强作物的抗旱能力；游离氨基酸能增强作物抗冻能力；抗生素则能防治作物病虫害；多种氨基酸和微量元素添加到饲料中，能促进畜禽增产等。沼液主要用于浸种，叶面喷肥，拌营养钵，促花保果，无土栽培母配方滴灌，养鱼、养猪、养鸡、养牛、养鸭、养羊及农业种植有机灌溉等。
沼渣富含有机质、腐殖酸，能起到改良土壤的作用；二是沼渣含有氮、磷、钾等元素，能满足作物生长的需要；三是沼渣中仍含有较多的沼液，其固体物含量在20％以下，其中部分未分解的原料和新生的微生物菌体，施入农田会继续发酵，释放肥份。因此，沼渣在综合利用过程中，具有速效、迟效两种功能。沼渣主要用于种植粮、育秧、苗木生产的基肥，还可用于生产食用菌、养鱼、养鳝鱼、养泥鳅、养蚯蚓等。
从以上可以看出沼渣沼液是上好的农业有机肥料(通过处理后)，使用得当，沼渣沼液是一种无污染、成本低，可以改良土壤、防止土壤板结的有机肥料。
在农村现有条件和环境下，沼渣沼液也有相应少了的使用，由于沼渣沼液没有经过处理，在施放时有很大的臭味，加上沼渣沼液没有充分的分离，不能用于滴灌系统，施用时农民只是在田间进行简单的水、沼自然混合，由于没有充分混合，而且水、沼液之间的混合比例不确定，造成施肥不均匀，造成作物长势差，开始抵制沼渣沼液的使用。另外由于沼液原液中含有沼渣等颗粒度较大的固态物，以及从河流或水井中抽取的水中含有泥沙等颗粒物，直接将沼液原液和水混合后进行滴灌会堵塞滴灌装置的滴灌管的微细的滴液孔，因此，到目前为止，还没有将沼液应用于植物施肥滴灌。
现有大部分沼渣沼液被直接释放到排洪沟、河道内，造成严重的环境污染。
发明内容
本发明是为了解决上述不能有效利用沼液的问题而做出的，其目的在于提供一种能够有效利用沼液并将其做成肥料液而予以灌溉的沼液滴灌施肥系统。
本发明是通过以下技术方案而得以实现的。
一种沼液滴灌施肥系统，其特征在于，包括沼液沉淀池、过滤装置以及滴灌装置，上述沼液沉淀池中装有未过滤的沼液原液，上述过滤装置包括沼液过滤器和水过滤器，在上述沼液沉淀池中上述该沼液原液中的沼渣沉淀到沼液沉淀池底部，通过水泵将沉淀完毕的沼液经输送管路送往沼液过滤器进行过滤，将沼液中的会堵塞上述滴灌装置的固态物过滤掉，被过滤后的沼液与被水过滤器过滤而得到的不会造成上述滴灌装置堵塞的清水按所需比例混合后被送往上述滴灌装置对农作物进行滴灌。
根据该沼液滴灌施肥系统，能够将沼液经过滤装置过滤而作为肥料液，从而既可以将沼液废弃物再利用的问题，又能对有机农业追肥。
上述沼液滴灌施肥系统中，上述沼液沉淀池为包括两个以上的沉淀池，各沉淀池之间通过连通通路被相互串联连接，每个沉淀池构成一级沉淀池，在第一级沉淀池设有沼液注入口，从沼气池运来的沼液从上述沼液注入口被注入到上述第一级沉淀池中，相邻沉淀池之间的连通通路的上游侧开口处设有由丝网构成的池间过滤器，上述池间过滤器的网眼的大小从第一级沉淀池到最后一级沉淀池依次减小，在上述各池间过滤器的上游侧的下方设有曝气器，该曝气器通过曝气控制装置与气泵相连接，通过使曝气器定时曝气，使得上述池间过滤器始终保持清洁状态而不被沼渣堵塞，上述水泵设置在最后一级沉淀池中。
根据该沼液滴灌施肥系统，采用这样简单构造，就可以对沉淀池的池间过滤器进行有效清洗，不需要人工对池间过滤器进行清扫，从而减少了维护成本，且能避免过滤器堵塞地进行高效率过滤。
上述沼液滴灌施肥系统中，其特征在于，在上述沉淀池中设有曝气除臭装置，上述曝气除臭装置通过曝气控制装置与气泵相连接，通过使上述曝气除臭装置定时曝气，对沼液进行除臭。
根据该沼液滴灌施肥系统，采用在沉淀池底铺设曝气除臭装置进行定时曝气，即可对沼液除臭，减少气味污染，实现良好的生态环境。
上述沼液滴灌施肥系统中，其特征在于，上述第一级沉淀池的上述注入口中设有由丝网构成的粗过滤器，从沼气池运来的沼液从上述沼液注入口经过上述粗过滤器过滤后被注入到上述第一级沉淀池中。
根据该沼液滴灌施肥系统，在第一级沉淀池的注入口中设置由丝网构成的粗过滤器，从而能够预先将较大颗粒的固态物过滤掉，从而减轻第一级沉淀池的负担，实现沼液、沼渣的高效率分离。
上述沼液滴灌施肥系统中，其特征在于，还包括用于自动控制沼液输送、过滤、灌溉的控制装置。
根据该沼液滴灌施肥系统，通过设置控制装置，能够实现对沼液输送、过滤、灌溉的自动控制，实现农业灌溉的自动化。
上述沼液滴灌施肥系统中，其特征在于，上述滴灌装置是农业用滴灌装置，由多个滴灌管、输送主管和多个支管构成，该输送主管与上述过滤装置的出口相连接，上述支管从上述输送主管分支出，将滴灌液分别输送到多个上述滴灌管。
根据该沼液滴灌施肥系统，采用滴灌方式对农作物进行追肥，可以节水节肥，具有很高的经济效益。
一种沼液滴灌施肥方法，其特征在于，利用沼液供给泵将沉淀池中的沼液输送到过滤装置；由过滤装置中的沼液过滤器对输送来的沼液进行过滤；由过滤装置中的水过滤器对利用水泵输送来的清水进行过滤；将过滤后的沼液与清水混合而成的肥料液输送到滴灌装置；由滴灌装置将肥料液对农作物进行灌溉。
根据该沼液滴灌施肥方法，利用上述沼液滴灌施肥系统，能够将难以利用的沼液经过滤装置过滤而作为肥料液，从而既可以将沼液废弃物再利用的问题，又能对有机农业追肥。
还可以对沉淀池底的沼液进行曝气，来予以除臭，从而可以避免环境污染。
还可以采用曝气手段对沉淀池中池间过滤器进行清洁。
还可以对上述过滤装置进行反冲洗来对过滤装置进行清洗以避免上述过滤装置被堵塞。
附图说明
图1是实际应用整个沼液滴灌施肥系统的示意简图。
图2是表示沼液滴灌施肥系统中沉淀池的俯视图。
具体实施方式
如图1所示，表示实际应用整个沼液滴灌施肥系统的示意简图，沼液沉淀池1装有未被过滤装置进行过过滤的沼液原液，设备房中设置有过滤装置2，沼液沉淀池1通过沼液输送管路连接到过滤装置2中的沼液过滤器4，该过滤装置2还包括水过滤器5，该水过滤器5与水供给管路相连，利用供水泵6将井水或河水等清水供给到水过滤器5中。过滤装置2的出口经管路与滴灌装置3相连接。
作为滴灌装置3，在此举例的是通常的农业用滴灌装置，这种滴灌装置由输送主管、供向各个温室的多个支管、以及与各支管连接的用于对青苗滴灌的多个滴灌管构成，该输送主管与过滤装置2的出口相连接，上述支管从上述输送主管分支出，将滴灌液分别输送到多个滴灌管。滴灌管的滴灌孔径很小，可以对所邻近的植物进行滴灌，与以往的小管出流等灌溉方式相比，大幅度节约灌溉用水，因此也是目前国家主推的灌溉装置。
但是，也正是由于滴灌管的滴液孔的直径很小，所以容易出现堵塞滴液孔的状况。为此，需要保证要进行滴灌灌溉的肥料液的清洁程度。
在此，本发明的灌溉系统中采用对沼液进行过滤的过滤装置2，该过滤装置2包括沼液过滤器4和水过滤器5。通常农业灌溉所采用的水是农田里打井提取的水，井水中通常含有大量泥沙等固体物，该固体物的直径大于滴灌管的滴液孔的直径时就会堵塞滴灌管，而且长时间直接使用不过滤的井水，在管路中也容易产生水垢，进而堵塞管路，因此，本发明的过滤装置2中还设置的水过滤器5，从而进一步净化水，以获得更清洁的肥料液。
该沼液过滤器4和水过滤器5只要采用能够过滤液体、以达到不堵塞滴灌管的滴液孔孔径的过滤器即可，如膜式过滤器、叠片式过滤器等，从成本、安装性等方面考虑，优选叠片过滤器。此外，叠片过滤器也方便进行反冲洗，即，可以在叠片过滤器上端设置与气泵相连的供气口，从而利用气泵对叠片过滤器供气，由气体向与液体过滤方向相反的方向冲洗过滤器，从而将附着于叠片上的附着物冲掉，经与液体进入口不同的另一排出口排出。
在过滤后的水与过滤后沼液的混合处可以设置混水阀，从而调节所混合的水沼比例，从而可以根据不同植物按照适宜的水沼比例进行。也可以代替上述混水阀在供给过滤水、供给过滤沼液的管路上分别设置调节阀，如电磁调节阀、气动调节阀等，如此可精确控制所混入的水、沼液的比例。
在沼液沉淀池1中该沼液原液中的沼渣沉淀到沼液沉淀池底部，通过水泵将沉淀完毕的沼液经输送管路送往沼液过滤器4进行过滤，将沼液中的会堵塞滴灌装置3的固态物过滤掉，被过滤后的沼液与被水过滤器5过滤而得到的不会造成上述滴灌装置堵塞的清水按所需比例混合后被送往滴灌装置3对农作物进行滴灌。
如图1、图2所示，沼液沉淀池1可以包括两个以上的沉淀池，各沉淀池之间通过连通通路被相互串联连接，每个沉淀池构成一级沉淀池。图1、2所示的沼液沉淀池的例子为两个沉淀池，在第一级沉淀池1a设有沼液注入口7，从沼气池运来的沼液从沼液注入口7被注入到第一级沉淀池1a中。
相邻沉淀池之间的连通通路的上游侧开口处设有由丝网构成的池间过滤器8，池间过滤器8的网眼的大小从第一级沉淀池到最后一级沉淀池依次减小，通常第一级过滤器8的网眼为30～40目，第二级过滤器8的网眼为60～80目。
在各池间过滤器8的上游侧的下方设有曝气器9，该曝气器通过曝气控制装置与气泵相连接，通过使曝气器曝气例如采用定时曝气，微小的气泡在过滤器8的上游侧自池底逐渐升起，气泡在沼液中随着上升逐渐变大，从而冲走附着在池间过滤器8网面的沼渣杂质，使得池间过滤器8始终保持清洁状态而不被沼渣堵塞，使得沼液能够经常在沉淀池之间顺畅地流动，用于将沼液抽到过滤装置2的水泵设置在最后一级沉淀池中。
在沉淀池1池底中还设有曝气除臭装置10，曝气除臭装置10通过曝气控制装置与气泵相连接，通过使曝气除臭装置曝气例如定时进行曝气，产生微小气泡，曝气的空气中的氧气将沼液中的厌氧菌杀死，从而阻止沼液中的蛋白发酵，使得沼液不会产生臭味。
上述曝气器9和曝气除臭装置10均可采用具有微米级孔径的橡胶管，由于孔径微小，则可产生足够大量的微小气泡，增大了气泡在水中与沼渣的接触面积，从而促进了气泡中氧气与沼液中厌氧菌的反应。关于曝气除臭装置10的曝气管在沉淀池中的布置，可根据实际沉淀池的大小等而布置，没有特别限定、例如可以在每个沉淀池中并列布置多条曝气管。
此外，在第一级沉淀池1a的沼液注入口7处还可设置由丝网构成的粗过滤器，从沼气池运来的沼液从沼液注入口7经过粗过滤器过滤后被注入到第一级沉淀池1a中。从而将沼液中较大的颗粒物在此处过滤出，以便减轻第一级沉淀池的负担。
此外，该沼液滴灌施肥系统还可以设置用于自动控制沼液输送、过滤、灌溉的控制装置。在自沉淀池抽取沼液、供水、过滤装置以及滴灌装置的各管路中分别设置如气动阀、电磁阀等的开闭阀，由控制装置控制开闭阀的开闭，并可以对控制装置输入特定的程序，从而可实现农业灌溉的自动控制，实现灌溉自动化。
以下，举例说明采用该沼液滴灌施肥系统进行灌溉施肥的方法。
首先，利用沼液供给泵将沉淀池1中的沼液输送到过滤装置2；由过滤装置中的沼液过滤器4对输送来的沼液进行过滤；同时，同步地利用水泵6输送向过滤装置2输送水，由水过滤器5对送来的水进行过滤；然后，将过滤后的沼液与清水混合而成的肥料液经由连接管路输送到滴灌装置3；由滴灌装置3将肥料液对农作物进行灌溉。
以上过程可以利用控制装置进行自动控制。
此外，还可以定期对沉淀池的沼液进行曝气，以便除去沉淀池的沼液臭气，减少环境污染。还可以采用曝气手段对沉淀池中过滤网进行清洁。此外，还可以对过滤器进行反冲洗来对过滤器进行清洗以避免该过滤器被堵塞。
本发明的沼液滴灌施肥系统及其施肥方法，能够有效利用沼液，变废为宝，尤其适用于利用养鸡场的鸡粪、农场的农作物的秸秆等生产沼气的沼气厂沼液资源丰富却因无法利用而无端浪费污染环境的地区，实现废弃物的资源化利用，同时，将营养丰富的沼液用作肥料灌溉，也解决了对有机农业的追肥问题，因此，本发明具有极其重要的社会效益和经济效益，适于向农业地区全面推广。

Claims (9)

1.一种沼液滴灌施肥系统，其特征在于，包括沼液沉淀池、过滤装置以及滴灌装置，上述沼液沉淀池中装有未过滤的沼液原液，上述过滤装置包括沼液过滤器和水过滤器，在上述沼液沉淀池中上述该沼液原液中的沼渣沉淀到沼液沉淀池底部，通过水泵将沉淀完毕的沼液经输送管路送往沼液过滤器进行过滤，将沼液中的会堵塞上述滴灌装置的固态物过滤掉，被过滤后的沼液与被水过滤器过滤而得到的不会造成上述滴灌装置堵塞的清水按所需比例混合后被送往上述滴灌装置对农作物进行滴灌，上述沼液沉淀池为包括两个以上的沉淀池，各沉淀池之间通过连通通路被相互串联连接，每个沉淀池构成一级沉淀池，在第一级沉淀池设有沼液注入口，从沼气池运来的沼液从上述沼液注入口被注入到上述第一级沉淀池中，相邻沉淀池之间的连通通路的上游侧开口处设有由丝网构成的池间过滤器，上述池间过滤器的网眼的大小从第一级沉淀池到最后一级沉淀池依次减小，在上述各池间过滤器的上游侧的下方设有曝气器，该曝气器通过曝气控制装置与气泵相连接，通过使曝气器定时曝气，使得上述池间过滤器始终保持清洁状态而不被沼渣堵塞，上述水泵设置在最后一级沉淀池中。
2.根据权利要求1所述的沼液滴灌施肥系统，其特征在于，在上述沉淀池中设有曝气除臭装置，上述曝气除臭装置通过曝气控制装置与气泵相连接，通过使上述曝气除臭装置定时曝气，对沼液进行除臭。
3.根据权利要求1所述的沼液滴灌施肥系统，其特征在于，上述第一级沉淀池的上述注入口中设有由丝网构成的粗过滤器，从沼气池运来的沼液从上述沼液注入口经过上述粗过滤器过滤后被注入到上述第一级沉淀池中。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的沼液滴灌施肥系统，其特征在于，还包括用于自动控制沼液输送、过滤、灌溉的控制装置。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的沼液滴灌施肥系统，其特征在于，上述滴灌装置是农业用滴灌装置，由多个滴灌管、输送主管和多个支管构成，该输送主管与上述过滤装置的出口相连接，上述支管从上述输送主管分支出，将滴灌液分别输送到多个上述滴灌管。
6.一种使用上述权利要求中任一项所述的沼液滴灌施肥系统的沼液滴灌施肥方法，其特征在于，
利用沼液供给泵将沉淀池中的沼液输送到过滤装置；
由过滤装置中的沼液过滤器对输送来的沼液进行过滤；
由过滤装置中的水过滤器对利用水泵输送来的清水进行过滤；
将过滤后的沼液与清水混合而成的肥料液输送到滴灌装置；
由滴灌装置将肥料液对农作物进行灌溉。
7.根据权利要求6所述的沼液滴灌施肥方法，其特征在于，对沉淀池底的沼液进行曝气。
8.根据权利要求7所述的沼液滴灌施肥方法，其特征在于，采用曝气手段对沉淀池中池间过滤器进行清洁。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的沼液滴灌施肥方法，其特征在于，对上述过滤装置进行反冲洗来对过滤装置进行清洗以避免上述过滤装置被堵塞。
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