CN105541427A - 对秸秆发酵处理的装置及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种对秸秆发酵处理的装置及其应用，该装置包括秸秆堆放区，秸秆堆放区的三面设有矮墙围挡，一面为排水沟，秸秆堆放区的地面向排水沟倾斜，秸秆堆放区的一端设有废液储存池，排水沟的末端位于废液储存池；秸秆堆放区的地面敷设有曝气管，曝气管的输入端配有空气泵，秸秆堆放区的上方设有废液喷淋装置，废液储存池的废液通过输液泵及管路与废液喷淋装置沟通，输液泵的吸入端设有滤网；本发明结构紧凑，输液泵的吸入端滤网，可防止废液中的渣滓堵塞废液喷淋装置，在发酵的过程中，可通过人工或成熟的控制技术间隙启动输液泵和空气泵，调节使秸秆在发酵期间的含水率和发酵温度，整个发酵过程无需翻堆处理，操作简便。

Description

对秸秆发酵处理的装置及其应用
技术领域
本发明涉及一种发酵处理的装置及其应用，尤其是借助畜禽养殖的粪便/冲洗的排放废液、废弃的沼液以及生活废水对秸秆进行发酵处理的装置及其应用。
背景技术
随着畜禽养殖业发展，动物排泄物数量越来越多，畜禽粪便已成为重要的污染源，严重影响着生态环境安全；将畜禽粪便、养殖污水无害化处理进行农田回用是有效途径之一，特别是将畜禽养殖废弃物进行厌氧发酵产沼气、沼液沼渣农田回用，在实现养殖废弃物处置与利用的同时，又能获取生物质能。因而，以沼气工程为纽带的农牧结合型技术，得到了全社会关注与重视，并得到了大力推广应用。
截止2014年，全国各类沼气工程10万处，沼气年产量达180亿立方米，沼液、沼渣产生量近6亿吨/年。在养殖-种植实际工程应用中，由于沼液排放具有大量性、连续性等特点，常规利用沼液的方法一般作为肥料还田，而农田种植用水用肥却是季节性和定量性；因此每天大量的沼液不可能及时用于农田；因而需要更多的出路利用沼液。
另一方面，随着农村的经济和农业集约化的发展，秸秆开始成为农村的又一大废弃物源头。每年的“秸秆焚烧”问题困扰着中国很多地区。每年夏收和秋冬之际，总有大量的小麦、玉米等秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。秸秆焚烧，并不是因为秸秆太多，而是因为没有得到充分的利用。据有关统计，我国作为农业大国，每年可生成7亿多吨秸秆，成为“用处不大”但必须处理掉的“废弃物”。在此情况下，完全由农民来处理，就出现了大量焚烧的现象。因此，利用秸秆吸收沼液，转化为肥料，是一种行之有效的方法。
例如：发明专利，一种利用回收的沼液喷淋秸秆的干式厌氧发酵装置（CN104328041A）。其原理与本设计相同，但装备形式差异较大，该发明设计了一种内有喷淋头、排液管和出气口的厌氧发酵罐，内装有秸秆，利用沼液回流泵将沼液从发酵罐上方喷淋到秸秆上。利用秸秆和沼液在厌氧条件下产生沼气。本发明是通过传统的厌氧发酵方法回收沼液，优点是速度快，自动化控制；缺点是受到罐体的限制处理量有限，且造价昂贵，适用性较差，此外，该装置是以产生沼液为目的的应用，对于养殖废液或生活污水，却无能为力。
再例如，为了防止沼液利用中对环境产生的二次污染，发明专利，一种利用改性粉煤灰处理沼液的方法（CN102775026A），改发明利用改性粉煤灰处理沼液，首先将沼液沼渣分开，然后将沼液中加入一定量改性粉煤灰，充分反映后再经SBR曝气，降低沼液中污染因子至达标排放。该方法属于沼液净化发明，与本设计的基本原理差异较大。发明专利，秸秆与沼液同步还田作业方法及机具（CN104255202A），在田间内将作物秸秆和根茬完成破碎、并抛撒在田间上，将生物质厌氧发酵后产生的沼液喷施在破碎的秸秆和根茬上，利用铧式犁进行土地平翻耕作，将破碎秸秆、根茬与沼液一并掩埋覆盖在土壤内，最后对田间土地表面进行镇压压实平整作业。该发明属于田间利用，与沼液回收利用差异较大。
再例如，为了防止生活污水中的餐厨废水对环境产生的二次污染发明专利，一种吸附餐厨废水中油脂的秸秆处理方法（CN104445513A），将秸秆粉碎形成颗粒，添加絮凝剂并拌匀，制成秸秆絮凝颗粒；将秸秆絮凝颗粒投入餐厨废水中，使污水中有机物吸附到秸秆絮凝颗粒上形成附油颗粒；分离和收集附油颗粒，进行后续生物发酵处理。本发明解决了高浓度餐厨废水处理难度大、成本高，以及餐厨废水和秸秆单独发酵时营养均衡性差的问题。
通过上述专利可见，面对大量秸秆、养殖污水、生活污水对环境的污染，人们虽然采取了不少方法和措施，却不尽如人意，确实需要研发一种能够针对上述污染源的综合治理装置。
发明内容
本发明的目的在于，针对大量秸秆、养殖污水、生活污水对环境的污染，提供一种能够针对上述污染源的综合治理装置，并促使污染物变废为宝。
本发明的目的是这样实现的：一种对秸秆发酵处理的装置，包括秸秆堆放区，其特征在于，所述的秸秆堆放区的三面设有矮墙围挡，一面为排水沟，秸秆堆放区的地面向排水沟倾斜，秸秆堆放区的一端设有废液储存池，排水沟的末端位于废液储存池；秸秆堆放区的地面敷设有曝气管，曝气管的输入端配有空气泵，秸秆堆放区的上方设有废液喷淋装置，废液储存池的废液通过输液泵及管路与废液喷淋装置沟通，输液泵的吸入端设有滤网。
在本发明中，所述的曝气管迂回敷设在秸秆堆放区的地面，曝气管的上表面设有均匀分布的曝气孔，曝气管的输入端位于秸秆堆放区的矮墙围挡的外侧；废液喷淋装置至少高于秸秆堆放高度20-40cm，废液喷淋装置的喷口位于废液喷淋头的下方。
在本发明中，所述的废液喷淋装置为立柱支撑的迂回架设在秸秆堆放区上方的喷淋管，喷淋管下方设有均匀分布的喷口。
在本发明中，所述的废液喷淋头包括通过立柱支撑架设在秸秆堆放区两侧上方的一对等高平行轨道，以及一个由电机驱动的在所述平行轨道上往返运行的喷头轨道，喷头轨道上设有一个由电机驱动往返移动的喷淋头，喷淋头的喷射方向为喷淋轨道的下方秸秆堆放区。
一种如上所述装置的应用，其特征在于，将秸秆打捆码砌堆放于秸秆堆放区，码砌高度至少低于废液喷淋装置20-40cm；启动输液泵，将废液储存池中的废液通过废液喷淋装置均匀抛洒在秸秆顶部；秸秆湿润后，适时启动空气泵，秸秆通过秸秆堆放区下方的曝气管获得空气在有氧环境下进行发酵；发酵期间通过间隙启动输液泵和空气泵，使秸秆在发酵期间的含水率在40-60%之间，发酵温度控制在40-70摄氏度之间，秸秆有氧发酵腐熟后再拆堆进行大条垛堆肥，最终形成农用有机肥，或育苗/栽培基质，或食用菌培养基料，或土壤改良剂。
在所述的应用中，废液储存池中的废液为畜禽养殖的粪便/冲洗的排放废液，或废弃的沼液，或生活废水。
本发明的优点在于，本发明为收集的秸秆和可以分区存放，在秸秆有氧发酵的过程中，不受季节限制，不仅利用沼液和生活污水为秸秆创造发酵腐熟的条件，还可以解决养殖污水处理成本高、养分得不到有效利用的问题，而且为秸秆综合利用开辟了一条新的利用途径，很适合在农村大范围推广。本发明的结构紧凑，由于输液泵的吸入端设有滤网，可以防止废液中的渣滓堵塞废液喷淋装置，秸秆发酵的过程中，可以通过人工或成熟的控制技术间隙启动输液泵和空气泵，调节使秸秆在发酵期间的含水率和发酵温度，整个有氧发酵过程无需翻堆处理，操作简便。
附图说明
图1是本发明的一种实施例整体结构示意图；
图2是迂回敷设的曝气管俯视图；
图3是敷设在秸秆堆放区地面曝气管局部截面图；
图4是应用中秸秆堆放区堆放秸秆的截面示意图。
图中：1、秸秆堆放区，2、矮墙围挡，3、排水沟，4、废液储存池，5、曝气管，6、曝气孔，7、废液喷淋装置，8、地面，9、立柱，10、平行轨道，11、喷头轨道，12、喷淋头，13、秸秆。
具体实施方式
附图非限制性的公开了本发明实施例的具体结构及其应用，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
由图1可见，本发明设有秸秆堆放区1，在秸秆堆放区1的三面均设有矮墙围挡2，一面为排水沟3，秸秆堆放区1的一端设有废液储存池4，排水沟3的末端位于废液储存池4；秸秆堆放区1的地面敷设有曝气管5，曝气管5的输入端配有空气泵（图中未显示），秸秆堆放区4的上方设有废液喷淋装置7，废液储存池4的废液通过输液泵及管路（图中均未显示）与废液喷淋装置7沟通，输液泵的吸入端设有滤网（图中未显示）。废液喷淋头的喷口位于废液喷淋装置7的下方。
由图1结合图2和图3可见，所述的曝气管5迂回敷设在秸秆堆放区的地面8，曝气管5的上表面设有均匀分布的曝气孔6，曝气管5的输入端位于秸秆堆放区的矮墙围挡2的外侧。
在本实施例中，所述的废液喷淋头7包括通过立柱9支撑架设在秸秆堆放区1两侧上方的一对等高平行轨道10，以及一个由电机驱动的在所述平行轨道10上往返运行的喷头轨道11，喷头轨道上设有一个由电机驱动往返移动的喷淋头12，喷淋头12的喷射方向为喷淋轨道11的下方秸秆堆放区1。
具体实施时，秸秆堆放区1的地面向排水沟3倾斜，所述的废液喷淋装置7还可以为立柱9支撑的迂回架设在秸秆堆放区1上方的喷淋管，喷淋管下方设有均匀分布的喷口。
由图4可见，实际使用中，将秸秆13打捆码砌堆放于秸秆堆放区，码砌高度至少于壁废液喷淋装置7低20-40cm。
涉及本发明的具体土建结构实施例是：秸秆堆放区1的长8m、宽4m；秸秆堆放区1的地面8平台高于大地20cm，三面矮墙围挡2挡墙比秸秆堆放区1的地面8高20cm，在一面长度方向不设矮墙围挡2，该侧设有一条宽20cm、深15cm的排水沟3，排水沟3的沿口低于秸秆堆放区1的地面8，沟底高于大地，其末端抵达废液储存池4。秸秆堆放区1的两端设有立柱9，立柱9的高度3m。废液储存池4位于秸秆堆放区1的一端，废液储存池4的容积不小于120立方。
实际应用中，首先将秸秆13打捆码砌紧密放：码砌高度至少比废液喷淋装置7低20-40cm。启动输液泵，将废液储存池4中的废液通过废液喷淋装置均匀抛洒在秸秆顶部；秸秆湿润后，使秸秆在发酵期间的含水率在40-60%之间，发酵温度控制在40-70摄氏度之间，使秸秆通过秸秆堆放区下方的曝气管获得空气在有氧环境下进行发酵。
发明人在本实施例中每天用泵抽取污水喷淋2次，每次按照按照秸秆总质量的20%的量进行喷洒，连续喷洒10天，继续堆5天，堆放期内，每天曝气2次，每次30分钟。有氧发酵后拆堆再进行大条垛堆肥20天，即可成农用有机肥，或育苗/栽培基质，或食用菌培养基料，或土壤改良剂。
废液储存池4中的废液为畜禽养殖的粪便/冲洗的排放废液，或废弃的沼液，或生活废水。

Claims (6)

1.一种对秸秆发酵处理的装置，包括秸秆堆放区，其特征在于，所述的秸秆堆放区的三面设有矮墙围挡，一面为排水沟，秸秆堆放区的地面向排水沟倾斜，秸秆堆放区的一端设有废液储存池，排水沟的末端位于废液储存池；秸秆堆放区的地面敷设有曝气管，曝气管的输入端配有空气泵，秸秆堆放区的上方设有废液喷淋装置，废液储存池的废液通过输液泵及管路与废液喷淋装置沟通，输液泵的吸入端设有滤网。
2.根据权利要求1所述的对秸秆发酵处理的装置，其特征在于，所述的曝气管迂回敷设在秸秆堆放区的地面，曝气管的上表面设有均匀分布的曝气孔，曝气管的输入端位于秸秆堆放区的矮墙围挡的外侧；废液喷淋装置至少高于秸秆堆放高度20-40cm，废液喷淋装置的喷口位于废液喷淋装置的下方。
3.根据权利要求2所述的对秸秆发酵处理的装置，其特征在于，所述的废液喷淋装置为立柱支撑的迂回架设在秸秆堆放区上方的喷淋管，喷淋管下方设有均匀分布的喷口。
4.根据权利要求2所述的对秸秆发酵处理的装置，其特征在于，所述的废液喷淋装置包括通过立柱支撑架设在秸秆堆放区两侧上方的一对等高平行轨道，以及一个由电机驱动的在所述平行轨道上往返运行的喷头轨道，喷头轨道上设有一个由电机驱动往返移动的喷淋头，喷淋头的喷射方向为喷淋轨道的下方秸秆堆放区。
5.一种如权利要求1-4之一所述装置的应用，其特征在于，将秸秆打捆码砌堆放于秸秆堆放区，码砌高度至少低于废液喷淋装置20-40cm；启动输液泵，将废液储存池中的废液通过废液喷淋装置均匀抛洒在秸秆顶部；秸秆湿润后，适时启动空气泵，秸秆通过秸秆堆放区下方的曝气管获得空气在有氧环境下进行发酵；发酵期间通过间隙启动输液泵和空气泵，使秸秆在发酵期间的含水率在40-60%之间，发酵温度控制在40-70摄氏度之间，秸秆有氧发酵腐熟后再拆堆进行大条垛堆肥，最终形成农用有机肥，或育苗/栽培基质，或食用菌培养基料，或土壤改良剂。
6.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，废液储存池中的废液为畜禽养殖的粪便/冲洗的排放废液，或废弃的沼液，或生活废水。
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