CN107557273B - 一种处理蔬菜废弃物的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种处理蔬菜废弃物的装置及方法，属于能源环保技术领域。本发明包括蔬菜废叶的榨汁粉碎系统、反应系统和收集系统；所述蔬菜废叶的榨汁粉碎系统用于对蔬菜废叶进行处理，最终变为蔬菜废叶汁；所述反应系统用于对蔬菜废叶汁进行反应处理，使之大部分有机物转化为沼气，另一部分为反应的液体；所述收集系统用于对产生的沼气计算出气量后进行综合利用，且对反应的液体静置沉淀后其中的水进入中水池可以进行循环利用。本发明能实现蔬菜废叶资源化利用的目的，最终实现环境保护、能源高效利用的现代生态农业的目标。

Description

一种处理蔬菜废弃物的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种处理蔬菜废弃物的装置及方法，属于能源环保技术领域。
背景技术
改革开放后，我国经济一直保持中高速增长，当前经济发展进入了新常态，面临种种的问题，其中能源问题和环境问题是当前社会经济发展的两大瓶颈问题。随着我国现代农业的步伐加快，对农业的发展提出了更高要求，其中农业环境问题就是最主要的问题之一。长期以来，我国农业的发展都是以传统的粗放型方式在发展，一方面造成了大量农业废弃物的随意堆放，引发一系列生态环境问题，另一方面，大量的农业废弃物还含有较高的利用价值。因此农业废弃物的资源化利用是一个很重要的课题。云南省典型的蔬菜规模化种植区及设施农业发达区域在农业生产过程中产生了大量的蔬菜废叶，而面对这样的一个问题，以沼气工程为纽带的蔬菜废叶的资源化处理方式就有良好的运用前景，目前我国对蔬菜废叶的预处理的方法还比较的传统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种处理蔬菜废弃物的装置及方法，能高效的处理规模化蔬菜种植所产生的大量蔬菜废叶，以实现蔬菜废叶资源化利用的目的，最终实现环境保护、能源高效利用的现代生态农业的目标。
本发明技术方案是：一种处理蔬菜废弃物的装置及方法，包括蔬菜废叶的榨汁粉碎系统、反应系统和收集系统；所述蔬菜废叶的榨汁粉碎系统用于对蔬菜废叶进行处理，最终变为蔬菜废叶汁；所述反应系统用于对蔬菜废叶汁进行反应处理，使之大部分有机物转化为沼气，另一部分为反应的液体；所述收集系统用于对产生的沼气计算出气量后进行综合利用，且对反应的液体静置沉淀后其中的水进入中水池可以进行循环利用；
其中，产生的沼气进入水压瓶16，随着气体不断的增加，水压瓶16中的饱和食盐水被压到量筒19中，从而对产生的沼气进行收集利用，同时产生沼气的体积就为量筒19中的饱和食盐水的体积。
所述蔬菜废叶的榨汁粉碎系统包括喂料口1、旋转轴2、搅拌桶3、螺旋刀4、榨汁收集池5；所述旋转轴2与电动机相连；喂料口1与搅拌桶3连接，搅拌桶3中间有旋转轴2，旋转轴2上布有螺旋刀4，搅拌桶3底部是榨汁收集池5；
所述反应系统包括阀
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
6、蠕动泵7、进液端8、第一反应区9、第二反应区10、出水端11、出气端12；所述第一反应区9与第二反应区10同处于一个反应器，由隔板进行分开；所述收集系统包括阀
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
13、出水静置池14、阀
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
15、水压瓶16、沼气进气端17、水压瓶出水端18、量筒19、中水池20、中水池进水端21；
所述蔬菜废叶的榨汁粉碎系统与反应系统间通过管道连接，管道间设有阀
Figure 335324DEST_PATH_IMAGE002
6、蠕动泵7，通过蠕动泵7打入的液体先通过进液端8进入第一反应区9进行反应，在第一反应区9反应产生的气体进入第二反应区10进行反应，最终反应后的气体和液体在第二反应区10进行分离，出气端12与水压瓶16通过管道密闭连接，之间有阀II13，阀II13与沼气进气端17通过管道密闭连接，水压瓶出水端18与量筒19通过管道密闭连接；所述第二反应区10中的出水端11与出水静置池14通过管道密闭连接，同时出水静置池14与中水池进水端21通过管道密闭连接，管道连接之间有阀III15。
所述搅拌桶3与榨汁收集池5之间通过铁丝网隔开，榨汁收集池5与蠕动泵7通过管道密闭连接，蠕动泵7与进液端8之间通过管道密闭连接。
一种利用所述装置进行处理蔬菜废弃物的方法，首先通过榨汁粉碎系统对蔬菜废叶进行处理，最终变为蔬菜废叶汁；再通过反应系统对蔬菜废叶汁进行反应处理，使之大部分有机物转化为沼气，另一部分为反应的液体；最后通过收集系统对产生的沼气计算出气量后进行综合利用，同时对反应的液体静置沉淀后其中的水进入中水池进行循环利用。
所述方法的具体步骤为：
A、蔬菜废叶通过喂料口1投入后进入搅拌桶3，搅拌桶3中的旋转轴2上的螺旋刀4对蔬菜废叶进行处理，最终变为蔬菜废叶汁；
B、通过步骤A处理后的蔬菜蔬菜废叶汁进入榨汁收集池5进行收集，蠕动泵7将榨汁收集池5中的蔬菜废叶汁均匀的打入第一反应区9的底部进行反应；随着反应的不断进行，在第一反应区9中产生的沼气及部分液体进入到第二反应区10进一步反应；
C、通过第二反应区10进行反应后的气液在第二反应区10的顶部进行分离，产生的沼气从出气端12顺着管道进入水压瓶16，随着气体不断的增加，水压瓶16中的饱和食盐水被压到量筒19中，从而对产生的沼气进行收集利用，同时产生沼气的体积就为量筒19中的饱和食盐水的体积；
D、通过第二反应区10反应的部分液体从出水端11顺着管道进入出水静置池14进行静置沉淀，最终顺着管道从中水池进水端21进入到中水池20，在中水池20收集的水可以进行循环利用。
其中，蔬菜废叶通过上述步骤A过程处理后进入第一反应区9和第二反应区10，大部分有机物转化为沼气；反应区内的混合液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内呈膨胀和流化状态，加强了厌氧细菌表面接触，反应固体由此而保持着高的活性；随着沼气产量的增多，一部分泥水混合物被沼气提升至第二反应区10顶部进行气液分离区。
所述的各系统部件间均采用PVC管相互连接，各阀均连接在PVC管上，共同组成一套密闭装置。
本发明中所述处理蔬菜废弃物的装置的使用过程为：
将收集好的蔬菜废弃叶从喂料口1送入，此时蔬菜废叶就会被螺旋刀4进行螺旋向下的旋转粉碎，粉碎后的蔬菜废叶就变成蔬菜汁进而收集到榨汁收集池5里，打开阀
Figure 352958DEST_PATH_IMAGE002
6，通过蠕动泵7将蔬菜汁进行均匀的打入到反应器的第一反应区9进行反应后又进入到第二反应区10进行反应，反应所产生的沼气通过出气端12进入到水压瓶16里，然后将水压到量筒19进而计算出产气量，通过计算后的沼气就可以直接利用了，从出水端11出来的水通过静置可以直接通入到中水池20里面综合利用。
本发明的有益效果是：
（1）利用反应系统来处理蔬菜废叶，实现农业固体废弃物资源化利用；
本发明主要是通过反应系统来对设施农业集中区产生的多汁农业固体废弃物进行厌氧发酵的方式来实现资源化高效利用，能实际解决目前蔬菜规模化种植集中区或设施农业集中区所产生的农业固体废弃物污染问题，同时实现农业固体废弃物资源化利用，是控制农业面源污染和农业节能减排的具体举措。
（2）在蔬菜废叶进入反应系统反应前，对蔬菜废叶进行榨汁处理，提高反应效率；
本发明在农业固体废弃物进行反应系统发酵反应前，对其进行简单的粉碎榨汁处理，目的可以加大反应物之间的比表面积，进而能促使各反应物之间充分接触，达到高效反应的效果，同时也减低了反应容积，实现高效循环的效果。
（3）反应后产生的气体和液体均可直接利用，达到农业节能减排效果；
本发明通过将设施农业集中区及蔬菜规模化种植集中区产生的蔬菜废叶通过在反应系统中进行厌氧发酵的方式资源化利用，最终的产物是厌氧发酵产生的沼气，同时还将厌氧发酵中的部分蔬菜污水进行处理，最终变成可进行二次利用的中水，实现农业节能减排并且达到高效资源化利用。
（4）实际运用效果好，成本低，易推广，解决实际问题；
本发明紧扣节能环保理念，从农业固体废弃物资源化利用、节约资源，保护环境和成本低效益明显角度出发，符合现代农业的发展理念。只需在设计的时候做好相应规划布局，在蔬菜规模化种植集中区域或设施农业较为发达的区域进行合理布局，设备简单，其他的辅助设备也易于设计，技术性不是特别强，广大的农民只要将设计的技术及理念告知便可自行设计，易与推广使用，同时从源头上控制了农业面源污染源，大大的减少了环境污染负荷，其经济效益和环境效益是很明显的。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图1中各标号：1-喂料口、2-旋转轴、3-搅拌桶、4-螺旋刀、5-榨汁收集池、6-阀
Figure 175421DEST_PATH_IMAGE002
、7-蠕动泵、8-进液端、9-第一反应区、10-第二反应区、11-出水端、12-出气端、13-阀
Figure 363825DEST_PATH_IMAGE004
、14-出水静置池、15-阀
Figure 562726DEST_PATH_IMAGE006
、16-水压瓶、17-沼气进气端、18-水压瓶出水端、19-量筒、20-中水池、21-中水池进水端。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1所示，一种处理蔬菜废弃物的装置及方法，包括蔬菜废叶的榨汁粉碎系统、反应系统和收集系统；所述蔬菜废叶的榨汁粉碎系统用于对蔬菜废叶进行处理，最终变为蔬菜废叶汁；所述反应系统用于对蔬菜废叶汁进行反应处理，使之大部分有机物转化为沼气，另一部分为反应的液体；所述收集系统用于对产生的沼气计算出气量后进行综合利用，且对反应的液体静置沉淀后其中的水进入中水池可以进行循环利用；
其中，产生的沼气进入水压瓶16，随着气体不断的增加，水压瓶16中的饱和食盐水被压到量筒19中，从而对产生的沼气进行收集利用，同时产生沼气的体积就为量筒19中的饱和食盐水的体积。
进一步地，所述蔬菜废叶的榨汁粉碎系统包括喂料口1、旋转轴2、搅拌桶3、螺旋刀4、榨汁收集池5；所述旋转轴2与电动机相连；喂料口1与搅拌桶3连接，搅拌桶3中间有旋转轴2，旋转轴2上布有螺旋刀4，搅拌桶3底部是榨汁收集池5；
所述反应系统包括阀
Figure 434867DEST_PATH_IMAGE002
6、蠕动泵7、进液端8、第一反应区9、第二反应区10、出水端11、出气端12；所述第一反应区9与第二反应区10同处于一个反应器，由隔板进行分开；所述收集系统包括阀
Figure 615181DEST_PATH_IMAGE004
13、出水静置池14、阀
Figure 369510DEST_PATH_IMAGE006
15、水压瓶16、沼气进气端17、水压瓶出水端18、量筒19、中水池20、中水池进水端21；
所述蔬菜废叶的榨汁粉碎系统与反应系统间通过管道连接，管道间设有阀
Figure 778626DEST_PATH_IMAGE002
6、蠕动泵7，通过蠕动泵7打入的液体先通过进液端8进入第一反应区9进行反应，在第一反应区9反应产生的气体进入第二反应区10进行反应，最终反应后的气体和液体在第二反应区10进行分离，出气端12与水压瓶16通过管道密闭连接，之间有阀II13，阀II13与沼气进气端17通过管道密闭连接，水压瓶出水端18与量筒19通过管道密闭连接；所述第二反应区10中的出水端11与出水静置池14通过管道密闭连接，同时出水静置池14与中水池进水端21通过管道密闭连接，管道连接之间有阀III15。
进一步地，所述搅拌桶3与榨汁收集池5之间通过铁丝网隔开，榨汁收集池5与蠕动泵7通过管道密闭连接，蠕动泵7与进液端8之间通过管道密闭连接。
一种利用所述装置进行处理蔬菜废弃物的方法，首先通过榨汁粉碎系统对蔬菜废叶进行处理，最终变为蔬菜废叶汁；再通过反应系统对蔬菜废叶汁进行反应处理，使之大部分有机物转化为沼气，另一部分为反应的液体；最后通过收集系统对产生的沼气计算出气量后进行综合利用，同时对反应的液体静置沉淀后其中的水进入中水池进行循环利用。
进一步地，所述方法的具体步骤为：
A、蔬菜废叶通过喂料口1投入后进入搅拌桶3，搅拌桶3中的旋转轴2上的螺旋刀4对蔬菜废叶进行处理，最终变为蔬菜废叶汁；
B、通过步骤A处理后的蔬菜蔬菜废叶汁进入榨汁收集池5进行收集，蠕动泵7将榨汁收集池5中的蔬菜废叶汁均匀的打入第一反应区9的底部进行反应；随着反应的不断进行，在第一反应区9中产生的沼气及部分液体进入到第二反应区10进一步反应；
C、通过第二反应区10进行反应后的气液在第二反应区10的顶部进行分离，产生的沼气从出气端12顺着管道进入水压瓶16，随着气体不断的增加，水压瓶16中的饱和食盐水被压到量筒19中，从而对产生的沼气进行收集利用，同时产生沼气的体积就为量筒19中的饱和食盐水的体积；
D、通过第二反应区10反应的部分液体从出水端11顺着管道进入出水静置池14进行静置沉淀，最终顺着管道从中水池进水端21进入到中水池20，在中水池20收集的水可以进行循环利用。
进一步地，其中，蔬菜废叶通过上述步骤A过程处理后进入第一反应区9和第二反应区10，大部分有机物转化为沼气；反应区内的混合液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内呈膨胀和流化状态，加强了厌氧细菌表面接触，反应固体由此而保持着高的活性；随着沼气产量的增多，一部分泥水混合物被沼气提升至第二反应区10顶部进行气液分离区。
进一步地，所述的各系统部件间均采用PVC管相互连接，各阀均连接在PVC管上，共同组成一套密闭装置。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种处理蔬菜废弃物的装置，其特征在于：包括蔬菜废叶的榨汁粉碎系统、反应系统和收集系统；所述蔬菜废叶的榨汁粉碎系统用于对蔬菜废叶进行处理，最终变为蔬菜废叶汁；所述反应系统用于对蔬菜废叶汁进行反应处理，使之大部分有机物转化为沼气，另一部分为反应的液体；所述收集系统用于对产生的沼气计算出气量后进行综合利用，且对反应的液体静置沉淀后其中的水进入中水池可以进行循环利用；
其中，产生的沼气进入水压瓶（16），随着气体不断的增加，水压瓶（16）中的饱和食盐水被压到量筒（19）中，从而对产生的沼气进行收集利用，同时产生沼气的体积就为量筒（19）中的饱和食盐水的体积；
所述蔬菜废叶的榨汁粉碎系统包括喂料口（1）、旋转轴（2）、搅拌桶（3）、螺旋刀（4）、榨汁收集池（5）；所述旋转轴（2）与电动机相连；喂料口（1）与搅拌桶（3）连接，搅拌桶（3）中间有旋转轴（2），旋转轴（2）上布有螺旋刀（4），搅拌桶（3）底部是榨汁收集池（5）；
所述反应系统包括阀
Figure DEST_PATH_IMAGE002
（6）、蠕动泵（7）、进液端（8）、第一反应区（9）、第二反应区（10）、出水端（11）、出气端（12）；所述第一反应区（9）与第二反应区（10）同处于一个反应器，由隔板进行分开；所述收集系统包括阀
Figure DEST_PATH_IMAGE004
（13）、出水静置池（14）、阀
Figure DEST_PATH_IMAGE006
（15）、水压瓶（16）、沼气进气端（17）、水压瓶出水端（18）、量筒（19）、中水池（20）、中水池进水端（21）；
所述蔬菜废叶的榨汁粉碎系统与反应系统间通过管道连接，管道间设有阀
Figure 305950DEST_PATH_IMAGE002
（6）、蠕动泵（7），通过蠕动泵（7）打入的液体先通过进液端（8）进入第一反应区（9）进行反应，在第一反应区（9）反应产生的气体进入第二反应区（10）进行反应，最终反应后的气体和液体在第二反应区（10）进行分离，出气端（12）与水压瓶（16）通过管道密闭连接，之间有阀II（13），阀II（13）与沼气进气端（17）通过管道密闭连接，水压瓶出水端（18）与量筒（19）通过管道密闭连接；所述第二反应区（10）中的出水端（11）与出水静置池（14）通过管道密闭连接，同时出水静置池（14）与中水池进水端（21）通过管道密闭连接，管道连接之间有阀III（15）。
2.根据权利要求1所述的处理蔬菜废弃物的装置，其特征在于：所述搅拌桶（3）与榨汁收集池（5）之间通过铁丝网隔开，榨汁收集池（5）与蠕动泵（7）通过管道密闭连接，蠕动泵（7）与进液端（8）之间通过管道密闭连接。
3.一种利用权利要求1-2任一项所述装置进行处理蔬菜废弃物的方法，其特征在于：首先通过榨汁粉碎系统对蔬菜废叶进行处理，最终变为蔬菜废叶汁；再通过反应系统对蔬菜废叶汁进行反应处理，使之大部分有机物转化为沼气，另一部分为反应的液体；最后通过收集系统对产生的沼气计算出气量后进行综合利用，同时对反应的液体静置沉淀后其中的水进入中水池进行循环利用。
4.根据权利要求3所述的处理蔬菜废弃物的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤为：
A、蔬菜废叶通过喂料口（1）投入后进入搅拌桶（3），搅拌桶（3）中的旋转轴（2）上的螺旋刀（4）对蔬菜废叶进行处理，最终变为蔬菜废叶汁；
B、通过步骤A处理后的蔬菜废叶汁进入榨汁收集池（5）进行收集，蠕动泵（7）将榨汁收集池（5）中的蔬菜废叶汁均匀的打入第一反应区（9）的底部进行反应；随着反应的不断进行，在第一反应区（9）中产生的沼气及部分液体进入到第二反应区（10）进一步反应；
C、通过第二反应区（10）进行反应后的气液在第二反应区（10）的顶部进行分离，产生的沼气从出气端（12）顺着管道进入水压瓶（16），随着气体不断的增加，水压瓶（16）中的饱和食盐水被压到量筒（19）中，从而对产生的沼气进行收集利用，同时产生沼气的体积就为量筒（19）中的饱和食盐水的体积；
D、通过第二反应区（10）反应的部分液体从出水端（11）顺着管道进入出水静置池（14）进行静置沉淀，最终顺着管道从中水池进水端（21）进入到中水池（20），在中水池（20）收集的水可以进行循环利用。
5.根据权利要求4所述的处理蔬菜废弃物的方法，其特征在于：蔬菜废叶通过上述步骤A过程处理后进入第一反应区（9）和第二反应区（10），大部分有机物转化为沼气；反应区内的混合液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内呈膨胀和流化状态，加强了厌氧细菌表面接触，反应固体由此而保持着高的活性；随着沼气产量的增多，一部分泥水混合物被沼气提升至第二反应区（10）顶部进行气液分离。
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