CN103477909A

CN103477909A - 基于三沼综合利用的北方棚室蔬菜生产系统

Info

Publication number: CN103477909A
Application number: CN201310428703.XA
Authority: CN
Inventors: 裴占江; 刘杰; 王粟; 高亚兵; 李波; 王大蔚; 张俊宝; 陈微
Original assignee: Fertile Industry Co Ltd Of Heilungkiang Agriculture Section
Current assignee: Fertile Industry Co Ltd Of Heilungkiang Agriculture Section
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2033-09-18
Also published as: CN103477909B

Abstract

基于“三沼”综合利用的北方棚室蔬菜生产系统，涉及一种基于“三沼”综合利用的北方棚室蔬菜生产系统。该方法是要解决现有方法对“三沼”的利用率低、费时费力、工序复杂的问题。基于“三沼”综合利用的北方棚室蔬菜生产系统，包括温室大棚、模块式沼气生产系统和蔬菜种植系统，所述模块式沼气生产系统设置于温室大棚内部地面以上，由产气单元、增温保温单元、沼渣沼液分离单元和沼气输送单元组成，所述蔬菜种植系统位于温室大棚内部。本发明组装拆卸简单，运输便利，占地面积小，增温保温效果好，产气效率高，对三沼的利用率达到100%。可应用于北方蔬菜棚室种植。

Description

基于三沼综合利用的北方棚室蔬菜生产系统

技术领域

本发明涉及一种基于“三沼”综合利用的北方棚室蔬菜生产系统。

背景技术

我国北方地区在全国畜牧业及粮食生产中占有极为重要的地位，每年可产生大量的作物秸秆及畜禽粪便等生物质资源，以黑龙江省为例，2012年粮食产量达到5592万吨，秸秆产量可达6152万吨，畜禽养殖产生的畜禽鲜粪约为1.1亿吨。利用畜禽粪便、作物秸秆、餐厨垃圾等废弃物作为沼气原料进行厌氧消化，对“三沼”（沼渣、沼液、沼气）进行合理利用，可以有效提高农业、畜牧业等生物质能的利用率，从而促进循环经济的发展。

但是，由于我国北方冬季漫长寒冷，农作物生长季节短，冬季大田作物无法生长，粮食生产受到严重制约，棚室蔬菜需要增温保温措施的应用，大大增加生产成本；与此同时，我国北方传统的户用地下沼气池，冬季无法维持正常运行，甚至停用。为了解决这一问题，将模块式沼气池设置在温室大棚内，并对沼气池进行加温保温，利用大棚中的较高温度来保证其产气效率，同时以北方棚室沼气建设为纽带，充分利用农业、畜牧业产生的生物质能，对“三沼”进行综合利用，向大棚蔬菜供气供肥，可以达到高产高效、低耗的目的，实现清洁化、资源化生产，提高大棚蔬菜产量及市场竞争力，最大限度的发挥其生态效益。

“三沼”经过处理后用于温室大棚内作物生长。其中，沼气净化后，通过沼气灯燃烧，提供光源及热源，同时可以为大棚作物提供CO₂气肥；沼渣含有丰富的有机质、腐殖酸、粗蛋白、速效氮磷钾、维生素、生长素等，经过锯末或炉灰过滤进行二次发酵后作为有机肥及土壤调理剂，改善棚内土壤的理化性状；沼液中含有丰富的N、P、K等营养元素、以及氨基酸、维生素、生长素、各种水解酶，经过滤和稀释后作为液体肥料，可降低生产成本、增加棚室作物产量，另外，沼液中还含有对农作物病虫害有抑制作用的物质或因子，可以起到杀灭病虫的效果。

近年来，沼气池在北方温室大棚中的应用逐渐得到人们的重视和发展。人们希望利用沼气池产生的沼气通过管道对大棚提供光源、热源及气肥；利用沼渣、沼液提供有机肥料及叶面水溶性肥料。但是传统的温室大棚往往将沼气池设置在地下或外围，这就造成了热源的浪费，还需要对沼气池的增温保温进行额外的支出，以保证沼气池冬季的正常运行。而这些方法对于沼气、沼液、沼渣的使用都极不方便，对“三沼”的利用率低，费时费力，工序复杂。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有方法对“三沼”的利用率低、费时费力、工序复杂的问题，提供一种基于“三沼”综合利用的北方棚室蔬菜生产系统。

本发明的基于“三沼”综合利用的北方棚室蔬菜生产系统，包括温室大棚（18）、模块式沼气生产系统和蔬菜种植系统（14），所述模块式沼气生产系统设置于温室大棚（18）内部地面以上，所述蔬菜种植系统（14）设置于温室大棚（18）内部。

本发明包含以下有益效果：

将模块式沼气池设置在温室大棚内部地面以上，组装拆卸简单，运输便利，占地面积小，增温保温效果好，产气效率高；在模块式沼气池出料口下方设置固液分离池，可以方便在温室大棚内直接使用沼渣沼液，同时利用固液分离，可以更好的保证沼渣作为有机肥、沼液作为叶面肥的合理施用，本发明对三沼的利用率达到100%。在出气口与导气管处设置气水分离器，脱硫器，增压泵，以及在固液分离池上方设置密封隔板，可增强气肥施用及棚室蔬菜生产的安全系数；在温室大棚内部设置沼气灯，直接与导气管相连接，可以提高沼气的利用率，增加蔬菜作物生长所需的热源，光源，同时可以产生更多的CO₂供棚室作物进行充分的光合作用，从多方面保证农作物的生长，进而增加作物产量。

附图说明

图1为本发明的基于“三沼”综合利用的北方棚室蔬菜生产系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式的基于“三沼”综合利用的北方棚室蔬菜生产系统，包括包括温室大棚（18）、模块式沼气生产系统和蔬菜种植系统（14），所述模块式沼气生产系统设置于温室大棚（18）内部地面以上，所述蔬菜种植系统（14）设置于温室大棚（18）内部。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述模块式沼气生产系统由产气单元、增温保温单元、沼渣沼液分离单元和沼气输送单元组成，所述产气单元由发酵间（3）、进料口（2）、出样管（8）、储气空间（1）和集气口（19）组成，所述进料口（2）设置在发酵间（3）左侧上方，所述出样管（8）设置在发酵间（3）右侧下方，所述集气口（19）设置在发酵间（3）上方，集气口（19）与输气管道（16）连接。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述增温保温单元由保温室（9）、加热装置（4）、隔热苯板（5）组成，所述保温室（9）包裹于发酵间（3）外部，所述加热装置（4）设置在发酵间（3）底部，加热装置（4）位于隔热苯板（5）上方。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述沼渣沼液分离单元由固体储存室（20）、液体储存室（6）、滤网（7）和取样口（17）组成，所述液体储存室（6）设置在地面以下，液体储存室（6）位于发酵间（3）正下方，液体储存室（6）左侧上方设有取样口（17），固体储存室（20）设置在发酵间（3）右下方，固体储存室（20）下部为滤网（7），出样管（8）的外端部的下方对应固体储存室（20），沼渣储存在固体储存室（20）中，沼液储存在液体储存室（6）中。其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述沼气输送单元由输气管道（16）、阀门（15）、脱水器（10）、脱硫器（11）、增压泵(12)和沼气灯（13）组成，所述输气管道（16）与集气口（19）连接，输气管道上依次设置有阀门（15）、气水分离器（10）、脱硫器（11）、增压泵（12）和沼气灯（13）。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述滤网为水平放置。其它与具体实施方式一至五之一相同。

通过以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例一：

一种北方棚室蔬菜“三沼”综合利用的生产系统，结合图1说明，包括温室大棚（18）、模块式沼气生产系统和蔬菜种植系统（14），所述模块式沼气生产系统设置于温室大棚（18）内部地面以上，所述蔬菜种植系统（14）设置于温室大棚内部（18），所述模块式沼气生产系统由产气单元、增温保温单元、沼渣沼液分离单元和沼气输送单元组成，所述产气单元由发酵间（3）、进料口（2）、出样管（8）、储气空间（1）和集气口（19）组成，所述进料口（2）设置在发酵间（3）左侧上方，所述出样管（8）设置在发酵间（3）右侧下方，所述集气口（19）设置在发酵间（3）上方，集气口（19）与输气管道（16）连接，所述增温保温单元由保温室（9）、加热装置（4）、隔热苯板（5）组成，所述保温室（9）包裹于发酵间（3）外部，所述加热装置（4）设置在发酵间（3）底部，加热装置（4）位于隔热苯板（5）上方，所述沼渣沼液分离单元由固体储存室（20）、液体储存室（6）、滤网（7）和取样口（17）组成，所述液体储存室（6）设置在地面以下，液体储存室（6）位于发酵间（3）正下方，液体储存室（6）左侧上方设有取样口（17），固体储存室（20）设置在发酵间（3）右下方，固体储存室（20）下部为滤网（7），出样管（8）的外端部的下方对应固体储存室（20），沼渣储存在固体储存室（20）中，沼液储存在液体储存室（6）中，所述沼气输送单元由输气管道（16）、阀门（15）、脱水器（10）、脱硫器（11）、增压泵(12)和沼气灯（13）组成，所述输气管道（16）与集气口（19）连接，输气管道上依次设置有阀门（15）、气水分离器（10）、脱硫器（11）、增压泵（12）和沼气灯（13），所述滤网为水平放置，所述蔬菜生产系统为沼渣经过二次发酵后作为有机肥及土壤调理剂，沼液经过滤和稀释后作为液体肥料，所产生的沼气净化后作为植物生长的热源、光源及气肥。

以牛粪为底物，TS6%，水分滞留期15d～20d，采用半连续进料方式，通过3m³模块式沼气池产生的“三沼”，可供应体积为1125m³温室大棚的作物生产，沼气灯大约每10m设置一个，沼气灯由管道相连，发酵间上方产气口与导气管连接处，依次设置有气水分离器、脱硫器和增压泵。在大棚内每天上午9点施用CO₂气肥，每次施肥时间2h，阴天下雨天除外。

模块式沼气池组装、拆卸简单，运输便利，占地面积小，增温保温效果好，产气效率高。将禽畜粪便、作物秸秆等生物质通过进料口送入发酵间进行发酵，在发酵间的厌氧环境下原料分解成沼气、沼液和沼渣等；沼渣沼液可由出料口排出，进入下部固液分离池，沼渣发酵后作为基肥施用，沼液作为叶面肥喷施，沼气则由上部出气管排出，经沼气灯燃烧后提供光源及气肥；外部包裹的保温室，以及发酵间下部的加热装置可以保证沼气池在冬季大棚中正常运行。

经过气水分离器和脱硫器之后，可去除沼气中的水分和硫，提高沼气的纯度，保证沼气使用的安全性，使用效果更好，沼气通过增压泵之后进入管道；沼气灯的使用可为CO₂提供光源及热源，同时产生的CO₂可作为气肥，供农作物进行充分的光合作用，起到增产增收的效果。

固液分离池设置在地下，于沼气池出样管的下方，在发酵间的厌氧环境下原料分解的沼液、沼渣可由出样管排出，进入下部固液分离池以备使用；沼渣直接进入固液分离池上部的固体储存室，沼液则经过滤网后，进入到下部的液体储存室。这样，沼渣可以经过二次发酵当做有机肥以改善棚内土壤的理化性状；沼液用水稀释后或可根据需要加入所需的元素及物质，作为水溶性叶面肥直接喷洒到作物上，即可有助于作物生长，提高作物产量，也可起到杀灭病虫的效果。

固液分离池上部设置隔板，可以更好的保存沼渣沼液，也可起到隔气隔臭的效果，另使用更加安全、清洁。

Claims

1.基于“三沼”综合利用的北方棚室蔬菜生产系统，包括温室大棚（18）、模块式沼气生产系统和蔬菜种植系统（14），所述模块式沼气生产系统设置于温室大棚（18）内部地面以上，所述蔬菜种植系统（14）设置于温室大棚（18）内部。

2.根据权利要求1中所述的基于“三沼”综合利用的北方棚室蔬菜生产系统，其特征在于所述模块式沼气生产系统由产气单元、增温保温单元、沼渣沼液分离单元和沼气输送单元组成，所述产气单元由发酵间（3）、进料口（2）、出样管（8）、储气空间（1）和集气口（19）组成，所述进料口（2）设置在发酵间（3）左侧上方，所述出样管（8）设置在发酵间（3）右侧下方，所述集气口（19）设置在发酵间（3）上方，集气口（19）与输气管道（16）连接。

3.根据权利要求2中所述的基于“三沼”综合利用的北方棚室蔬菜生产系统，其特征在于所述增温保温单元由保温室（9）、加热装置（4）、隔热苯板（5）组成，所述保温室（9）包裹于发酵间（3）外部，所述加热装置（4）设置在发酵间（3）底部，加热装置（4）位于隔热苯板（5）上方。

4.根据权利要求2中所述的基于“三沼”综合利用的北方棚室蔬菜生产系统，其特征在于所述沼渣沼液分离单元由固体储存室（20）、液体储存室（6）、滤网（7）和取样口（17）组成，所述液体储存室（6）设置在地面以下，液体储存室（6）位于发酵间（3）的正下方，液体储存室（6）左侧上方设有取样口（17），固体储存室（20）设置在发酵间（3）右下方，固体储存室（20）下部为滤网（7），出样管（8）的外端部的下方对应固体储存室（20），沼渣储存在固体储存室（20）中，沼液储存在液体储存室（6）中。

5.根据权利要求2中所述的基于“三沼”综合利用的北方棚室蔬菜生产系统，其特征在于所述沼气输送单元由输气管道（16）、阀门（15）、脱水器（10）、脱硫器（11）、增压泵(12)和沼气灯（13）组成，所述输气管道（16）与集气口（19）连接，输气管道上依次设置有阀门（15）、气水分离器（10）、脱硫器（11）、增压泵（12）和沼气灯（13）。

6.根据权利要求4中所述的基于“三沼”综合利用的北方棚室蔬菜生产系统，其特征在于所述滤网为水平放置。