CN106905009A - 蔬菜秸秆处理系统及方法 - Google Patents

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贾冬冬
李友丽
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Abstract

本发明提供了一种蔬菜秸秆处理系统及方法，其中，该系统包括依次通过连接管道连通的粉碎装置、发酵装置、固液分离装置、过滤装置、消毒装置和曝气装置；所述粉碎装置用于对经过处理的蔬菜秸秆进行粉碎；所述发酵装置用于对经过粉碎的蔬菜秸秆进行发酵，以获取发酵后的固液混合物；所述固液分离装置用于对所述固液混合物进行固液分离；所述过滤装置、所述消毒装置和所述曝气装置分别用于对所述固液分离产生的发酵液进行过滤、消毒和曝气处理，以获取用于灌溉施肥的有机营养肥液。本发明可以提高蔬菜秸秆的利用率，充分利用发酵料渣和发酵液，达到节约资源以及避免环境污染和病菌滋生的目的。

Description

蔬菜秸秆处理系统及方法
技术领域
本发明涉及种植业副产品能源化利用的技术领域，尤其涉及一种蔬菜秸秆处理系统及方法。
背景技术
随着我国社会经济的快速发展，农业现代化水平的日趋提高，我国逐步成为世界上最大的蔬菜生产国和消费国。据统计2015年我国蔬菜总产量为7.69亿吨，其中主要作物有西红柿、黄瓜、茄子、辣椒和西瓜等藤蔓类作物以及芹菜、韭菜、白菜、萝卜、油菜等绿叶菜类作物。
随着蔬菜种植面积的增加和蔬菜种植技术的提高，蔬菜种植带来大量的副产品，如蔬菜秸秆如马铃薯秸秆、黄瓜藤蔓等。据不完全统计，每年每个蔬菜大棚产生的茎秆、菜叶、坏果、烂果等约1.5-4吨。
然而，由于蔬菜秸秆中木质纤维素含量较高，质地较为坚韧，含水率较高，畜禽也不吃，因此往往会被晒干烧掉、废弃在田间地头、房前屋后或扔垃圾坑里，有的甚至扔到河道里。这些废弃的蔬菜秸秆不但会造成资源浪费，而且容易滋生病虫害成为病原物赖以生存的寄主，造成环境的污染和病原菌的传播。
发明内容
本发明要解决的是现有技术中用于蔬菜秸秆未被有效利用的技术问题。
为解决上述问题，本发明一方面提供了一种蔬菜秸秆处理系统，包括依次通过连接管道连通的粉碎装置、发酵装置、固液分离装置、过滤装置、消毒装置和曝气装置；
所述发酵装置上方设置有安装板，所述粉碎装置、所述固液分离装置、所述过滤装置、所述消毒装置和以及所述曝气装置均位于所述安装板上；
所述粉碎装置用于对经过处理的蔬菜秸秆进行粉碎；其中，所述处理包括对采集的新鲜蔬菜秸秆进行晾干和除杂；
所述发酵装置用于对经过粉碎的蔬菜秸秆进行发酵，以获取发酵后的固液混合物；
所述固液分离装置用于对所述固液混合物进行固液分离；
所述过滤装置、所述消毒装置和所述曝气装置分别用于对所述固液分离产生的发酵液进行过滤、消毒和曝气处理，以获取用于灌溉施肥的有机营养肥液。
可选地，所述固液分离装置上设有用于排出固体料渣的第一出料口；
所述发酵装置上设有用于与供气装置连接的进气口，以及用于与供水装置连接的进水口；
所述过滤装置包括反冲洗过滤器；
所述反冲洗过滤器的进口与所述固液分离装置的用于排出所述发酵液的出口连通；
所述反冲洗过滤器的出口与所述消毒装置的进口连通。
可选地，所述过滤装置还包括慢砂过滤单元；
所述慢砂过滤单元设置在所述反冲洗过滤器和所述消毒装置之间的连接管道上；
所述慢砂过滤单元内由上至下依次铺设有砾石、粗砂和细砂。
可选地，所述消毒装置包括管道紫外线消毒器和臭氧消毒单元；
所述管道紫外线消毒器的进口与所述过滤装置的出口连通；
所述管道紫外线消毒器的出口与所述曝气装置的进口连通；
所述臭氧消毒单元包括臭氧消毒机和射流器；
所述臭氧消毒机通过所述射流器与所述过滤装置和所述紫外线消毒器之间的连接管道连通。
可选地，所述臭氧消毒机通过所述射流器与所述曝气装置连通。
可选地，所述发酵装置包括发酵池和积液池，所述发酵池和所述积液池通过隔板分隔；
所述粉碎装置通过第一阀门与设置在所述发酵池上的进料口连通；
所述固液分离装置通过第二阀门与设置在所述积液池上的出料口连通；所述进料口设置在远离所述积液池的一端；
所述进气口和所述进水口均设置在所述发酵池上，且设置在临近所述积液池的一端；
所述发酵池的底部由所述进料口至隔板的方向向下倾斜，所述隔板的底部设有溢流口。
可选地，所述固液分离装置上还设有第二出料口；
所述第二出料口通过第五阀门与所述发酵装置的进料口连通，用于将固液分离装置产生的固体料渣送入发酵装置内进行再次发酵。
可选地，还包括智能控制装置；
所述智能控制装置包括检测单元和控制单元；
所述检测单元设置在所述发酵装置内，用于检测所述发酵装置内的温度、湿度和/或含氧量；
所述控制单元用于根据所述检测单元检测的温度、湿度和/或含氧量控制所述粉碎装置、发酵装置、固液分离装置、过滤装置、消毒装置以及曝气池之间的连接管道的连通或关闭。
另一方面，本发明还提供了一种基于上述任一种所述系统的蔬菜秸秆处理方法，包括：
利用粉碎装置对经过处理的蔬菜秸秆进行粉碎；其中，所述处理包括对采集的新鲜蔬菜秸秆进行晾干和除杂；
利用发酵装置对经过粉碎的蔬菜秸秆进行发酵，以获取发酵后的固液混合物；
利用固液分离装置对所述固液混合物进行固液分离；
利用过滤装置、消毒装置和曝气装置分别对所述固液分离产生的发酵液进行过滤、消毒和曝气处理，以获取用于灌溉施肥的有机营养肥液。
可选地，所述利用固液分离装置对所述固液混合物进行固液分离之后，所述方法还包括：
对所述固液分离产生的发酵固体物渣的发酵时间进行检测；
若所述发酵固体物渣的发酵时间达到预设时间，则将所述发酵固体物渣直接用作种植基肥；
若所述发酵固体物渣的发酵时间未达到预设时间，则将所述发酵固体物渣再次送入所述发酵装置中进行二次发酵。
本发明的蔬菜秸秆处理系统及方法，通过粉碎装置对经过处理的蔬菜秸秆进行粉碎，发酵装置对经过粉碎的蔬菜秸秆进行发酵，以获取发酵后的固液混合物，固液分离装置对所述固液混合物进行固液分离，并通过过滤装置、消毒装置和曝气装置分别对所述固液分离产生的发酵液进行过滤、消毒和曝气处理，以获取用于灌溉施肥的有机营养肥液，系统的结构简单、便于安装维修，可以极大提高蔬菜秸秆的利用率，充分利用发酵料渣和发酵液，达到节约资源以及避免环境污染和病菌滋生的目的。
附图说明
图1是本发明实施例的一种蔬菜秸秆处理系统的流程图；
图2是本发明实施例的一种蔬菜秸秆处理系统中发酵装置的结构示意图；
其中，附图标记包括：
1、粉碎装置；2、第一阀门；3、发酵装置；3-1、第三阀门；
3-2、第四阀门；3-3、发酵池；3-4积液池；3-5、隔板；
3-6、进料口；3-7、出料口；4、第二阀门；5、固液分离装置；
5-1、第五阀门；5-2、第六阀门；6-1、反冲洗过滤器；
6-2、，慢砂过滤单元；7-1、紫外线消毒器；7-2、臭氧消毒机；
8、曝气池；9、水泵；
图3是本发明实施例的一种蔬菜秸秆处理系统的工作流程示意图；
图4是本发明实施例的一种蔬菜秸秆处理方法的流程示意图。
具体实施方式
为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种蔬菜秸秆处理系统，该系统包括依次通过连接管道连通的粉碎装置1、发酵装置(如发酵罐体)3、固液分离装置5、过滤装置、消毒装置以及曝气装置(如曝气池8)；
为了节省空间、便于随时移动该系统，可在发酵装置3的上方设置安装板，将所述粉碎装置1、固液分离装置5、过滤装置、消毒装置和曝气池8均紧凑地设于安装板上，通过构建“底层发酵、上层处理的工艺模式，可以满足车载系统及随时移动的需要。
所述粉碎装置1用于对经过处理(如对采集的新鲜蔬菜秸秆进行晾干和除杂等)的蔬菜秸秆进行粉碎；
具体来说，刚收割的新鲜黄瓜、番茄等藤蔓类作物的质量含水率为70-78％，新鲜绿叶菜类作物的质量含水率为80％以上；对于含水率大于70％的蔬菜秸秆需要先进行暂存、晾晒和堆放，将蔬菜秸秆含水率控制至55％-65％；去除杂质后利用粉碎装置1将蔬菜秸秆废弃物进行粉碎，粉碎粒径优选为1-3cm，且粉碎装置1的出料口与用于进行好氧发酵的发酵装置3的进料口相连，方便颗粒粉碎物的送入；
所述发酵装置3用于对经过粉碎的蔬菜秸秆进行发酵，以获取发酵后的固液混合物；
具体来说，对于蔬菜秸秆的好氧发酵，需对发酵过程的水分、温度和通风供氧3个参数进行有效控制；
其中，水分控制方面，应避免水分过多或过少：水分过多容易造成厌氧状态；而水分过少不利于有机物分解，蔬菜秸秆好氧发酵的合适含水率为55％-65％，最优含水率为45％-55％；
温度控制方面，需避免温度过高或过低：温度过高将对物料中微生物产生有害影响；温度过低则会延长物料腐熟时间；蔬菜秸秆好氧发酵温度应控制在55℃-65℃；可以采用温度传感器连续监测物料堆体温度情况并反馈至发酵装置3，根据温度数据状况进行通风量大小的调节和水分控制；
通风供氧控制方面，提供适合蔬菜秸秆好氧发酵的氧气，调节最适宜的温度、最合适的水分；好氧发酵过程中的供氧浓度应控制在8％-18％；供氧浓度过低容易产生厌氧而出现恶臭、供氧浓度过高不易保持好氧发酵温度和水分的稳定。
所述固液分离装置5用于对所述固液混合物进行固液分离；
可以理解的是，对于蔬菜秸秆厌氧发酵后的发酵混合物，需要进行固液分离，分离后的发酵固体物渣的含水量控制在70-80％之间，可直接作为蔬菜、果树和林木施肥和有机肥的原料，也可作为发酵原料进行二次发酵腐熟。
举例来说，当发酵罐体中固体物渣累计时间大于6个月，发酵混合物固液分离后的物渣可不再进行二次发酵，用作园区种植基肥；而当发酵罐体中固体物渣累计时间小于6个月，发酵混合物固液分离后的物渣则需要进行二次发酵。固液分离后的发酵原液依然充分保持有有机营养成分，降低液体部分中的BOD、COD以及难以分解的固体物质含量，可作为原液用于园区灌溉施肥。
所述过滤装置用于对所述固液分离产生的发酵液进行过滤；
所述消毒装置用于对经过过滤的发酵液进行消毒；
所述曝气装置用于对经过消毒的发酵液进行曝气处理，以获取用于灌溉施肥的有机营养肥液。
具体来说，不同于大田作物秸秆，蔬菜秸秆残留的病虫害较多、农药污染严重，导致出现环境污染、食品安全和土壤安全的问题。为此，本实施例结合园区灌溉施肥需要、秸秆无公害处理工艺，针对发酵后的有机肥液，需要经过过滤、消毒、曝气等流程，转变为安全、可靠的灌溉肥液施用于作物。
具体地，图3示出了本发明实施例的一种蔬菜秸秆处理系统的工作流程示意图。
进一步地，作为本实施例的优选，过滤装置还可包括反冲洗过滤器6-1和慢砂过滤单元6-2；
其中，慢砂过滤单元6-2设置在反冲洗过滤器6-1和消毒装置之间的连接管道上；慢砂过滤单元6-2内由上至下依次铺设有砾石、粗砂和细砂。
作为本实施例的优选，固液分离装置5上设有用于排出固体料渣的第一出料口；
所述发酵装置3上设有用于与供气装置连接的进气口，以及用于与供水装置连接的进水口；
其中，进气口上设有第三阀门3-1，进水口上设有第四阀门3-2。
作为本实施例的一种可选的实施方式，上述供气装置可以是氧气罐，也可以是外界大气；
具体地，进气口通过第三阀门3-1与氧气罐连通；或者，进气口通过第三阀门3-1与外部大气直接连通；
在此基础上，供水装置可以是储水罐，也可以是外部自来水管道；进水口通过第四阀门3-2与储水箱连通，或进水口通过第四阀门3-2与外部自来水管道直接连通。
在此基础上，所述反冲洗过滤器6-1的进口与所述固液分离装置5的出口连通；
所述反冲洗过滤器6-1的出口与所述消毒装置的进口连通。
由此，发酵液流经反冲洗过滤器6-1后，发酵液中的悬浮物、颗粒物和杂质均可被反冲洗过滤器6-1内的过滤网拦截。
如图1所示，作为本实施例的优选，粉碎装置1与发酵装置3之间的连接管道上设置有第一阀门2；发酵装置3与固液分离装置5之间的连接管道上设置有第二阀门4和泵9，其中，所述泵9可以为增压泵。
进一步地，作为本实施例的优选，所述消毒装置可以包括管道紫外线消毒器7-1和臭氧消毒单元7-2；
可以理解的是，固液分离后的发酵原液首先经过反冲洗过滤，利用滤网直接拦截水中的杂质，去除水体悬浮物、颗粒物和难以发酵的固体物质；随后依次经过慢砂过滤消毒、紫外消毒和臭氧消毒，杀灭发酵原液中未能通过发酵腐熟化解的病虫害孢子等残留物。
具体地，所述管道紫外线消毒器7-1的进口与所述过滤装置的出口连通；
所述管道紫外线消毒器7-1的出口与所述曝气装置8的进口连通；
在此基础上，所述臭氧消毒单元可以包括臭氧消毒机7-2和射流器；
其中，臭氧消毒单元7-2通常用装在旁流管上的射流器把臭氧混入水中，为了保证射流器的进水压力，在旁流管道上安装管道增压泵。射流器后的水和臭氧混合液从上侧进入反应罐充分接触后从下侧出水与贮液池主管道相接。旁流管中的水在臭氧浓度下消毒后在和主管中的水混合并产生氧化反应，基于CT值进行设置，其中C代表臭氧浓度，以mg/L计；T代表接触时间，以min计，两者的积CT值表示消毒过程的有效性；经过处理后的有机肥液进入贮液池曝气，然后连接到园区灌溉管道，或是接入园区营养液施肥通道，并通过出液电磁阀的开闭来控制。
具体地，所述臭氧消毒机7-2通过所述射流器与所述过滤装置和所述紫外线消毒器7-1之间的连接管道连通，且所述臭氧消毒机7-2通过所述射流器与所述曝气装置8连通。
具体地，射流器的进液口可与外部自来水管道连通，射流器的进气口与臭氧消毒机7-2连通，射流器的出口与过滤装置和紫外线消毒器7-1之间的连接管道连通；
进入射流器内的自来水和臭氧剧烈混合后，经射流器的出口排入相应的管道，并与管道中的发酵液进行氧化反应以杀灭蔬菜秸秆中残留的病虫害和细菌。与此同时，发酵液经过管道紫外线消毒器7-1后，不仅也可将其中的细菌、病毒等杀灭，而且还不会改变发酵液的化学性质，另外也不会产生污染。
进一步地，臭氧消毒机7-2通过射流器与曝气池8连通，以对曝气池8中的发酵液再次进行氧化杀菌。
进一步地，图2是本发明实施例的一种蔬菜秸秆处理系统中发酵装置的结构示意图；如图2所示，作为本实施例的优选，所述发酵装置可以包括发酵池3-3和积液池3-4，所述发酵池3-3和所述积液池3-4通过隔板3-5分隔；
具体来说，所述粉碎装置1通过第一阀门2与设置在所述发酵池3-3上的进料口3-6连通；
所述固液分离装置5通过第二阀门4与设置在所述积液池3-4上的出料口3-7连通；所述进料口3-6设置在远离所述积液池3-4的一端；
所述进气口和所述进水口均设置在所述发酵池3-3上，且设置在临近所述积液池3-4的一端；
所述发酵池3-3的底部由所述进料口至隔板3-5的方向向下倾斜，所述隔板3-5的底部设有溢流口3-10。
由此，粉碎后的蔬菜秸秆首先通过进料口3-6进入发酵池3-3进行发酵，发酵过程中产生的发酵混合物在重力作用下通过溢流口逐渐流入积液池3-4。待发酵完成后，控制单元控制第二阀门4打开，发酵混合物流入固液分离装置5。
进一步地，作为上述实施例的优选，固液分离装置5上还设有第二出料口，第二出料口通过第五阀门5-1与发酵装置3的进口连通，第一出料口上设有第六阀门5-2。由此，发酵时间充足时，可打开第六阀门5-2、关闭第五阀门5-1，将发酵产生的料渣直接用作园区种植基肥；当发酵时间不足时，可打开第五阀门5-1、关闭第六阀门5-2，将发酵产生的料渣需再次送入发酵装置3中进行发酵。
具体来说，发酵罐体3为本实施例的系统核心，其外形可以优选为长方体，并采用玻璃钢拼接的组装形式，且容量大小根据好氧发酵腐熟周期与所需处理的蔬菜秸秆数量进行设置；
正常情况下，好氧发酵腐熟周期为20-40天，如某个园区每天需处理的蔬菜秸秆重量3t，建议的发酵罐体容积为90-120m3；发酵罐体底部沿进料口方向设置有角度为20-25度的斜坡，右侧靠近出料口方向设置有高度为500-700mm的溢流口；发酵罐体顶部分别设置有进料口3-6、出料口3-7、观察窗3-8和设备口3-9，其中进料口3-6用于蔬菜秸秆粉碎后的物料入池、经过发酵和固液分离后的物料渣土进行二次发酵的入池，设置大小为500-700mm；观察窗3-8用于了解物料发酵状况及设备出入、设备检修等，设置大小为600-1000mm；设备口3-9用于空气压缩机进气管道、补水管道、设备供电的连接与出入，设置直径为300-500mm；出料口3-7用于固液分离装置与污泥泵的连接，设置直径为400-600mm。
其中，辅助设备仓为发酵罐体的配套设备间，主要用于蔬菜秸秆好氧发酵装备系统的安装、布置和运行；辅助设备仓建造于发酵罐体顶部，两者连接为一体构成双层发酵系统；按照蔬菜秸秆好氧发酵的工程工艺及实现步骤，选定粉碎装置、固液分离装置、臭氧消毒机、空气压缩机、反冲洗过滤器、慢砂过滤单元、管道紫外消毒器，组建蔬菜秸秆无公害自循环处理系统，实现从农业固体物料到灌溉施肥用营养液、有机肥的完整过程。
具体来说，粉碎装置主要用于粉碎和处理好氧发酵原料，可由电动机带动主轴高速运转，实现机械对被粉碎物料产生高强度撞击力、压缩力、切割力、摩擦力作用，实现物料粉碎；
固液分离装置主要用于分离好氧发酵的混合物，由污泥泵将混合物抽至机内，通过安置在筛网中的螺旋轴，挤压分离出固态物质，液体通过筛网从出液口流出；
臭氧消毒机主要用于好氧发酵过程的杀菌消毒、贮液池中发酵原液曝气消毒，通过高压电离将空气中的氧气转化为臭氧，利用臭氧气体的强氧化性实现杀菌消毒；
空气压缩机主要用于提供好氧发酵过程中所需氧气，通过供气量的控制，调节最适温度，参与微生物发酵过程；
反冲洗过滤器主要用于去除发酵液体中的杂质，其主要通过滤网直接拦截水体中的杂质；
慢砂过滤单元主要用于消除悬浮颗粒物、胶体物质和其它杂质，集絮凝、澄清、过滤为一体的连续生物过滤系统，通过紊流作用使污染物从滤料中进行分离，并利用微生物菌群砂粒表面富集消耗水中营养物质变为自身有机物实现矿化，其由多个密封圆筒，内置1/3的砾石、1/3的粗砂和1/3的细沙所构成，采用外挂或悬挂式安装；管道紫外消毒器设备主要用于杀灭有机肥液中的细菌、病毒等，不会改变其物理、化学性质，也不会引起污染。
进一步地，智能控制装置可以为发酵罐体及辅助设备仓量身定制好氧发酵过程所需的运行环境与控制参数。
作为本实施例的优选，智能控制装置的控制节点可以包括：粉碎装置、固液分离装置、反冲洗过滤器、管道紫外消毒器、空气压缩机、臭氧消毒机、慢砂过滤单元、污泥泵及补水电磁阀、出液电磁阀；其中空气压缩机、臭氧消毒机与电磁阀需通过采集节点的数据实现控制；采集节点包括：发酵罐体反应堆温度、堆体含水量和氧气浓度；贮液池内臭氧浓度、离子浓度。
具体来说，本实施例的蔬菜秸秆处理系统的工作流程包括：
A101：在上述所有阀门关闭的情况下，将经过晾干、除杂等处理后的蔬菜秸秆放入粉碎装置1中进行粉碎；
A102：当粉碎指定时间后，打开第一阀门2，将粉碎后的蔬菜秸秆送入发酵装置3后，再次关闭第一阀门2，以使蔬菜秸秆在密闭的发酵装置3中进行发酵。
A103：发酵指定时间后，打开第二阀门4，将发酵后的混合物送入固液分离装置5后进行固液分离；
A104：固液分离产生的固体料渣通过第一出料口排出，可用于园区种植基肥；分离产生的发酵液则依次流经过滤装置、消毒装置和曝气池8后，用于园区灌溉施肥。
进一步地，作为上述实施例的优选，还包括智能控制装置；
所述智能控制装置包括检测单元和控制单元；
所述检测单元设置在所述发酵装置3内，用于检测所述发酵装置3内的温度、湿度和/或含氧量；
所述控制单元用于根据所述检测单元检测的温度、湿度和/或含氧量控制所述粉碎装置1、发酵装置2、固液分离装置5、过滤装置、消毒装置以及曝气池8之间的连接管道的连通或关闭。
具体地，控制单元的输入端与检测单元电连接，控制单元的输出端分别与粉碎装置1、第一阀门2、发酵装置3、第二阀门4、泵9、固液分离装置5、过滤装置、消毒装置、曝气池8、第三阀门3-1和第四阀门3-2电连接。
具体来说，本实施例的蔬菜秸秆处理系统的工作流程包括：
A201：控制单元控制所有阀门关闭，手动将晾干、除杂后的蔬菜秸秆放入粉碎装置1中进行粉碎；
A202：粉碎时间达到指定值后，控制单元控制第一阀门2开启，粉碎后的蔬菜秸秆在重力作用下进入发酵装置3后，控制单元控制第一阀门2再次关闭，以保证蔬菜秸秆在密闭的发酵装置3中进行发酵。在发酵过程中，检测单元实时检测发酵装置3中的温度、湿度和/或含氧量。当检测单元检测到发酵装置3中的待测量超出设定范围时，控制单元控制第三阀门3-1和第四阀门3-2开启或关闭。例如，当检测单元用于检测温度时，检测单元可为温度传感器。当发酵池3-3内的温度超过最大设定值时，会影响发酵菌的活性，甚至会导致发酵菌失活；当发酵池3-3内的温度低于最小设定值时，发酵菌的活性降低，进而导致发酵时间延长。另外，温度变化也会直接影响到发酵池3-3内的湿度和含氧量，因此调节温度的同时也可间接调节湿度和含氧量。当温度传感器检测到发酵池3-3内温度过高时，发酵池3-3内的湿度和含氧量会随之降低，因此可通过控制单元控制第三阀门3-1、第四阀门3-2打开来进行调节；当温度传感器检测到发酵池3-3内温度过低时，发酵池3-3内湿度和含氧量会随之增大，因此可通过控制单元控制第三阀门3-1和第四阀门3-2关闭来进行调节；
A203：发酵指定时间后，打开第二阀门4，启动泵9，将发酵后的混合物经泵直接抽入固液分离装置5后进行固液分离；
A204：固液分离产生的固体料渣通过第二出料口进入发酵装置3内进行再次发酵或直接通过第一出料口排入园区作为基肥；分离产生的发酵液则依次流经过滤装置、消毒装置和曝气池8后，用于园区灌溉施肥。
进一步地，作为本实施例的优选，第五阀门5-1和第六阀门5-2均与控制单元的输出端电连接，控制单元可根据第一阀门2和第二阀门4的动作控制第五阀门5-1和第六阀门5-2的开启或关闭。由此，当控制单元监测到第二阀门4的开启时间与最近一次第一阀门2的开启时间的时间差大于设定值时，控制单元控制第六阀门5-2打开、第五阀门5-1关闭，由于发酵时间充足，发酵产生的料渣可直接用作园区种植基肥；
当控制单元监测到第二阀门4的开启时间与最近一次第一阀门2的开启时间的时间差小于设定值时，由于发酵时间不足，控制单元控制第五阀门5-1打开、第六阀门5-2关闭，发酵产生的料渣需再次送入发酵装置3中进行发酵。从而可实现发酵料渣的充分利用。
图4是本发明实施例的一种蔬菜秸秆处理方法的流程示意图；如图4所示，本方法包括：
S1：粉碎装置对经过处理的蔬菜秸秆进行粉碎；其中，所述处理包括对采集的新鲜蔬菜秸秆进行晾干和除杂；
S2：发酵装置对经过粉碎的蔬菜秸秆进行发酵，以获取发酵后的固液混合物；
S3：固液分离装置对所述固液混合物进行固液分离；
S4：过滤装置、消毒装置和曝气装置分别对所述固液分离产生的发酵液进行过滤、消毒和曝气处理，以获取用于灌溉施肥的有机营养肥液。
进一步地，作为上述方法实施例的优选，步骤S3中所述固液分离装置对所述固液混合物进行固液分离之后，所述方法还可以包括：
对所述固液分离产生的发酵固体物渣的发酵时间进行检测；
若所述发酵固体物渣的发酵时间达到预设时间，则将所述发酵固体物渣直接用作种植基肥；
若所述发酵固体物渣的发酵时间未达到预设时间，则将所述发酵固体物渣再次送入所述发酵装置中进行二次发酵。
需要说明的是，本实施例的蔬菜秸秆处理方法为基于上述蔬菜秸秆处理系统的方法实施例，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。
需要说明的是，对于方法实施例而言，由于其与系统实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。
本发明的蔬菜秸秆处理系统及方法，与现有技术相比，具有如下特点：
(1)通过好氧发酵的生物腐熟、作物生长功能菌群的植入培养，构建出蔬菜秸秆从粉碎发酵到固液分离、肥液过滤、杀菌消毒然后进行还田施肥灌溉的水肥一体利用模式，实现蔬菜秸秆的循环利用；
(2)通过立体发酵系统紧凑型的设计，将发酵罐体与配套装备系统连接为一体，构建出“底层发酵、上层处理”的工艺模式，满足车载系统即随时移动的需要；
(3)通过集成臭氧消毒、慢砂过滤和紫外消毒系统，有效利用臭氧极强的杀灭作用、慢砂的除色除味除臭、紫外的细胞杀灭能力，实现有机肥液的三级过滤消毒，达到蔬菜秸秆无公害、资源化的处理需求。
由上述技术方案可知，本发明的蔬菜秸秆处理系统及方法，具有如下优点：
(1)基于菜农蔬菜秸秆处理的问题，提供一种无公害、资源化的自循环利用模式，变废为宝，减轻资源环境、空气污染的压力；
(2)基于蔬菜秸秆回收运输成本高的问题，提供一种紧凑型的蔬菜秸秆处理系统，可以结合园区生产现状、菜农实际需求和农业管理特点，紧凑型、车载式的蔬菜秸秆处理系统可满足多用途、多场合、多用户的需要；
(3)基于蔬菜秸秆回收利用潜在的二次污染、食品安全和土壤污染的问题，提供一种多级多样的消毒模式，杀灭残留病虫害及细菌孢子等有害成分。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种蔬菜秸秆处理系统，其特征在于，包括依次通过连接管道连通的粉碎装置、发酵装置、固液分离装置、过滤装置、消毒装置和曝气装置；
所述发酵装置上方设置有安装板，所述粉碎装置、所述固液分离装置、所述过滤装置、所述消毒装置和以及所述曝气装置均位于所述安装板上；
所述粉碎装置用于对经过处理的蔬菜秸秆进行粉碎；其中，所述处理包括对采集的新鲜蔬菜秸秆进行晾干和除杂；
所述发酵装置用于对经过粉碎的蔬菜秸秆进行发酵，以获取发酵后的固液混合物；
所述固液分离装置用于对所述固液混合物进行固液分离；
所述过滤装置、所述消毒装置和所述曝气装置分别用于对所述固液分离产生的发酵液进行过滤、消毒和曝气处理，以获取用于灌溉施肥的有机营养肥液。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述固液分离装置上设有用于排出固体料渣的第一出料口；
所述发酵装置上设有用于与供气装置连接的进气口，以及用于与供水装置连接的进水口；
所述过滤装置包括反冲洗过滤器；
所述反冲洗过滤器的进口与所述固液分离装置的用于排出所述发酵液的出口连通；
所述反冲洗过滤器的出口与所述消毒装置的进口连通。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述过滤装置还包括慢砂过滤单元；
所述慢砂过滤单元设置在所述反冲洗过滤器和所述消毒装置之间的连接管道上；
所述慢砂过滤单元内由上至下依次铺设有砾石、粗砂和细砂。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述消毒装置包括管道紫外线消毒器和臭氧消毒单元；
所述管道紫外线消毒器的进口与所述过滤装置的出口连通；
所述管道紫外线消毒器的出口与所述曝气装置的进口连通；
所述臭氧消毒单元包括臭氧消毒机和射流器；
所述臭氧消毒机通过所述射流器与所述过滤装置和所述紫外线消毒器之间的连接管道连通。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述臭氧消毒机通过所述射流器与所述曝气装置连通。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发酵装置包括发酵池和积液池，所述发酵池和所述积液池通过隔板分隔；
所述粉碎装置通过第一阀门与设置在所述发酵池上的进料口连通；
所述固液分离装置通过第二阀门与设置在所述积液池上的出料口连通；所述进料口设置在远离所述积液池的一端；
所述进气口和所述进水口均设置在所述发酵池上，且设置在临近所述积液池的一端；
所述发酵池的底部由所述进料口至隔板的方向向下倾斜，所述隔板的底部设有溢流口。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述固液分离装置上还设有第二出料口；
所述第二出料口通过第五阀门与所述发酵装置的进料口连通，用于将固液分离装置产生的固体料渣送入发酵装置内进行再次发酵。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括智能控制装置；
所述智能控制装置包括检测单元和控制单元；
所述检测单元设置在所述发酵装置内，用于检测所述发酵装置内的温度、湿度和/或含氧量；
所述控制单元用于根据所述检测单元检测的温度、湿度和/或含氧量控制所述粉碎装置、发酵装置、固液分离装置、过滤装置、消毒装置以及曝气池之间的连接管道的连通或关闭。
9.一种基于权利要求1-8任一项所述系统的蔬菜秸秆处理方法，其特征在于，包括：
利用粉碎装置对经过处理的蔬菜秸秆进行粉碎；其中，所述处理包括对采集的新鲜蔬菜秸秆进行晾干和除杂；
利用发酵装置对经过粉碎的蔬菜秸秆进行发酵，以获取发酵后的固液混合物；
利用固液分离装置对所述固液混合物进行固液分离；
利用过滤装置、消毒装置和曝气装置分别对所述固液分离产生的发酵液进行过滤、消毒和曝气处理，以获取用于灌溉施肥的有机营养肥液。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述利用固液分离装置对所述固液混合物进行固液分离之后，所述方法还包括：
对所述固液分离产生的发酵固体物渣的发酵时间进行检测；
若所述发酵固体物渣的发酵时间达到预设时间，则将所述发酵固体物渣直接用作种植基肥；
若所述发酵固体物渣的发酵时间未达到预设时间，则将所述发酵固体物渣再次送入所述发酵装置中进行二次发酵。
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