CN107974398B - 一种秸秆高效降解发酵及沼液多级过滤循环利用系统装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种秸秆高效降解发酵及沼液多级过滤循环利用系统装置,包括秸秆前处理车间、沼液过滤池壳体、含有生物炭夹层的过滤箱体、过滤池、水平移动升降装置、秸秆后处理车间、发酵罐体和沼液循环管道。农田回收秸秆经秸秆前处理室处理为较小块状结构装入还有生物炭夹层的过滤箱体中,通过自动牵引装置移入指定的过滤池中,进行沼液过滤和秸秆的预处理,过滤完成后,通过自动牵引装置将过滤箱体运至秸秆后处理车间,堆沤1‑2天后,送至发酵罐发酵,发酵后的沼液原液通过管道进入过滤池进行过滤,如此循环进行,不仅对沼液进行过滤,同时也实现了沼液沼渣的分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种集将秸秆降解、高效发酵和生物炭过滤沼液沼渣分离的循环系统装置,具体涉及一种秸秆前处理降解、发酵、及生物炭填充的沼液过滤装置,它属于生物质资源化利用及沼气工程中沼液沼渣固液分离技术领域。
技术背景
生物炭是生物质在完全或部分缺氧的条件下经热裂解、炭化产生的一类高度芳香化、难溶性的固态物质。其具有丰富的孔径和较大的比表面积,对重金属离子和有害气体都具有一定的吸附作用,同时对微生物的富集有一定的积极作用。但其吸附选择性较差,吸附量有限,将其直接添加无法达到理想的吸附及过滤沼液的效果。秸秆是成熟农作物茎叶部分的总称。大多数秸秆表面含蜡质结构,木质素、纤维素和半纤维素为主要结构组份。若不对秸秆原料进行预处理直接用于厌氧发酵,则秸秆中粗纤维很难被微生物降解,从而影响发酵效率,影响产甲烷效率。而秸秆的直接焚烧会造成环境的污染以及农林废弃物资源的浪费。沼液是一种由有机废弃物主要包括畜禽粪便、餐厨剩余物和生活垃圾等发酵而成的剩余产物,其内部成分富含较多营养元素,可作为农作物抗逆、杀菌及生长促进剂,是一种绿色环保的有机肥料。由于经发酵后形成的沼液无味,肥效又往往是普通化学合成肥料的10倍以上,且水质特性也极易被作物吸收,是优良的植物生长营养剂。由于沼液内含有植物纤维、泥沙、固体悬浮物等大分子物质,有时甚至含有较高的重金属,如果不能有效的把这些杂质去掉,将会严重堵塞沼液的喷施装置,从而阻碍沼液的农业应用推广。
为了解决以上存在的问题,提出一种较为便利易于操作的理想技术方案。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题,提供一种秸秆高效降解发酵及沼液多级过滤循环利用系统装置,通过秸秆和生物炭对沼液的双重过滤作用和沼液对秸秆的降解作用,实现秸秆高效发酵和沼液过滤的效果,具有易操作、效率高的特点。
本发明的技术原理:一种秸秆高效降解发酵及沼液多级过滤循环利用系统装置,结构主要包括秸秆前处理车间、沼液过滤池壳体、含有生物炭夹层的过滤箱体、过滤池、水平移动升降装置、秸秆后处理车间、发酵罐体和沼液循环管道。将农田回收的秸秆原料在秸秆前处理室中进行粉碎处理,得到粒径小于5cm的小块并装入含有生物炭夹层的过滤箱体中,通过自动牵引装置将箱体运送至过滤池,依次将箱体排放进过滤池中,一个过滤池壳体中最多有三个过滤池,每个之间留有0.5m的间隙。排放好进行过滤时,首先将过滤筛网(前端孔径为10目,后端孔径为40目)固定在过滤池壳体的前后两端,打开沼液进口阀门,使发酵罐中的沼液能够顺利回流至过滤池。沼液原液先经过筛网的初级分离过滤后,在经由箱体夹层的生物炭与秸秆原料的交互过滤达到对沼液原液的多级过滤,同时,沼液的浸泡过程也可作为秸秆原料的第二次预处理。过滤后的沼液经过过滤池后端的管道由阀门控制,打开阀门流出过滤后沼液,进行收集利用。沼液过滤后,关闭进出口阀门开关,将含有生物炭夹层的方形箱体通过自动牵引装置移送至后处理车间,进行进一步堆沤,以达到对秸秆的第三次发酵前的预处理,使其更利于发酵。堆沤1-2天后,将秸秆送至发酵罐中进行厌氧发酵产沼气。发酵后的沼液原液通过管道进入过滤池进行过滤,如此循环进行,不仅对沼液进行过滤,同时也实现了沼液沼渣的分离。
本发明的技术方案:一种秸秆高效降解发酵及沼液多级过滤循环利用系统装置包括秸秆前处理车间、沼液过滤池壳体、含有生物炭夹层的过滤箱体、自动牵引装置、秸秆后处理车间、发酵罐,所述沼液过滤池壳体左端设有沼液原液输入管和发酵罐回流管道接口,内部设有挡板、过滤池,过滤池前后设有过滤筛网,后端设有输出管道。
所述沼液过滤池壳体,所述沼液过滤池壳体内部可设置三个过滤池,有过滤程序且过滤级别依次提高;过滤池前后两端设有筛网,高度与过滤箱体高度一致,宽度与沼液过滤池内壁宽度一致,可进一步将大颗粒的沼渣于沼液分离;所述的沼液原液输入管、发酵罐回流管、过滤液输出管都设有管道阀门。
所述含有生物炭夹层的过滤箱体,除顶面外其他五个面均为厚度为0.5cm且带有小孔的不锈钢板拼接而成,四个垂直面上均含有5cm宽的夹层,夹层内填充有生物炭,夹层可拆卸,可定期更换填充的生物炭,箱体内部装有经过前处理车间处理的秸秆原料。
所述过滤筛网为不锈钢网,第一个筛网为10目筛,位于距离沼液原液输入口1m处,使大颗粒物质有堆积空间;另一个筛网孔径为40目位于过滤池壳体后端出液口前端,过滤微小杂物,以免堵塞沼液施用管道。
所述发酵罐为高效厌氧生物反应器,发酵罐底端与过滤池壳体左端连接有回流管道。
本发明所具有的有益效果:本循环式系统装置在过滤中利用生物炭填充的箱体,使生物炭能够形成过滤板,更好的利用其吸附性能吸附杂质,重金属离子等,同时也能更好的起到过滤颗粒物的杂质;同时本循环式系统装置中在过滤池中利用了秸秆对沼液进行过滤和沼液对秸秆的降解作为初步处理,具有有优势互补、易操作高效率的特点;本循环式系统装置在过滤池中,通过筛网、三个生物炭过滤箱体、秸秆对沼液进行了多次交互式的过滤,使的沼液过滤效果更佳;本装置从秸秆前处理车间到发酵罐对秸秆总共进行了三次预处理,使其能够更有利于发酵;同时通过水平移动升降装置实现方形装料壳体的运输转移,极大了减少了人力和物力,总体来说,本发明具有结构简单、操作方便的特点。
附图说明
图1是本发明的一种秸秆高效降解发酵及沼液多级过滤循环利用系统装置的结构示意图。
图中:1.水平移动装置,2.自动牵引装置,3.含有生物炭夹层的过滤箱体,4.生物炭夹层水平截面,5.发酵罐,6.秸秆前处理车间,7.过滤池壳体,8.生物炭夹层挡板,9.秸秆后处理车间,10.发酵罐沼液输出口阀门,11.过滤池沼液输入口阀门,12.发酵罐沼液回流阀门,13.过滤池,14.沼液过滤液输出管口,15.发酵罐沼液回流管道,16.挡板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
本发明的结构主要包括秸秆前处理车间6、沼液过滤池壳体7、含有生物炭夹层的过滤箱体3、过滤池13、自动牵引装置2、秸秆后处理车间9、发酵罐5、回流管道15。将农田回收的秸秆原料在秸秆前处理车间6中进行粉碎处理,得到粒径小于5cm的小块并装入含有生物炭夹层的过滤箱体3中,通过水平移动装置1和自动牵引装置2将箱体3运送至过滤池13,依次将箱体排放进过滤池13中,一个过滤池壳体7中最多有三个过滤池13,每个之间留有0.5m的间隙。排放好进行过滤时,首先将过滤筛网(前端孔径为10目,后端孔径为40目)固定在过滤池壳体的前后两端的挡板16上,打开沼液进口阀门11、发酵罐沼液输出口阀门10和发酵罐沼液回流阀门12,使发酵罐5中的沼液能够顺利回流至过滤池。沼液原液先经过筛网的初级分离过滤后,在经由箱体夹层的生物炭与秸秆原料发生交互过滤,达到对沿液原液的多级过滤,同时,沼液的浸泡过程也可作为秸秆原料的第二次预处理。过滤后的沼液经过过滤池13后端的管道由阀门控制,打开沼液过滤液输出管口14流出过滤后的沼液,进行收集利用。沼液过滤后,关闭所有阀门开关,将含有生物炭夹层的过滤箱体3通过水平移动装置1与自动牵引装置2,移送至秸秆后处理车间9,进行进一步堆沤,以达到对秸秆的第三次发酵前的预处理,使其更利于发酵。堆沤1-2天后,将秸秆送至发酵罐5中进行厌氧发酵产沼气。发酵后的沼液原液通过发酵罐沼液回流管道15进入过滤池13进行过滤,如此循环进行,不仅对沼液进行过滤,同时也实现了沼液沼渣的分离。需定期对过滤池壳体7进行清理,移除堆积的固体物质。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种秸秆高效降解发酵及沼液多级过滤循环利用系统装置,其特征在于:所述装置包括秸秆前处理车间、沼液过滤池壳体、含有生物炭夹层的过滤箱体、自动牵引装置、秸秆后处理车间、发酵罐,所述沼液过滤池壳体左端设有沼液原液输入管和发酵罐回流管道接口,内部设有挡板、过滤池,过滤池前后设有过滤筛网,后端设有输出管道;
所述沼液过滤池壳体内部设置三个过滤池,过滤池内部放置含有生物炭夹层的过滤箱体,有过滤程序且过滤级别依次提高;过滤池前后两端设有筛网,高度与过滤箱体高度一致,宽度与沼液过滤池内壁宽度一致,可进一步将大颗粒的沼渣与沼液分离;所述沼液原液输入管、发酵罐回流管、过滤液输出管都设有管道阀门;
所述含有生物炭夹层的过滤箱体,除顶面外其他五个面均为厚度为0.3cm且带有小孔的不锈钢板拼接而成,四个垂直面上均含有5cm宽的夹层,夹层内填充有生物炭,夹层可拆卸,可定期更换填充的生物炭,箱体内部装有经过前处理车间处理的秸秆原料;
所述过滤筛网为不锈钢网,第一个筛网为10目筛,位于距离沼液原液输入口1m处,使大颗粒物质有堆积空间;另一个筛网孔径为40目位于过滤池壳体后端出液口前端,过滤微小杂物,以免堵塞沼液施用管道。
2.根据权利要求1所述的一种秸秆高效降解发酵及沼液多级过滤循环利用系统装置,其特征在于:所述发酵罐为高效厌氧生物反应器,发酵罐底端与过滤池壳体左端连接有回流管道。
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- 2017-12-26 CN CN201711499901.XA patent/CN107974398B/zh active Active
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