CN112759440A - 一种粪水生物发酵装置及发酵方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于粪水生物处理技术领域，提供了一种粪水生物发酵装置及发酵方法，包括混合组件、发酵组件和净化组件；所述混合组件包括混合箱，所述发酵组件包括发酵箱，所述发酵箱的外壁上安装有加热套，所述加热套的外侧罩设有保温罩；所述抽粪泵的进料口连接所述出料管，所述发酵箱内安装有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器用于检测所述发酵箱内的温度值，用于发酵粪水的发酵组件和用于净化臭气的净化组件，并且发酵组件包括用于检测发酵箱内的温度值的温度传感器，和用于加热发酵箱的加热套以及用于保温的保温罩，从而根据温度传感器检测的温度，控制加热套的工作，使发酵箱保持有效发酵所需温度，进而提升总的发酵效率。

Description

一种粪水生物发酵装置及发酵方法
技术领域
本发明属于粪水生物处理技术领域，尤其涉及一种粪水生物发酵装置及发酵方法。
背景技术
目前，我区畜禽养殖业迅速向集约化和高效化的方向发展，可是，由于集约化养殖场每天产生的大量的粪污水所带来的环境污染问题又成为其发展的制约因素。现阶段粪尿污水的处理方法工艺复杂，投资大，耗水多，特别是粪水的处理、利用困难，且无法消除有害病菌，易造成环境污染，病害流行；其次是未经处理的粪尿污水施入农田会造成土壤污染，使土壤透气、透水性下降及板结，严重影响土壤质量，会使作物徒长、倒伏，造成减产，甚至毒害作物。沼液中也存在大量有害病菌，不能直接利用，粪水、沼液是一种污染源头，如何彻底解决粪尿污水的污染成为当务之急。
发明内容
本发明提供一种粪水生物发酵装置及发酵方法，旨在解决现有技术存在的问题。
本发明是这样实现的，一种粪水生物发酵装置，包括混合组件、发酵组件和净化组件；
所述混合组件包括混合箱，所述混合箱的顶部连接有一个进料管，所述混合箱的侧壁下沿连接有一个出料管，所述混合箱的顶部固定有一个搅拌电机，所述搅拌电机的输出端朝下穿过所述搅拌电机的顶壁并固定连接一个搅拌轴的一端，所述搅拌轴为竖直设置且所述搅拌轴的外壁上固定有搅拌叶和刮板，所述刮板紧贴所述混合箱的内侧壁；
所述发酵组件包括发酵箱，所述发酵箱的顶部固定有一个抽粪泵和一个气泵；所述发酵箱的侧壁下沿连接有一个肥料管，所述肥料管上安装有肥料阀；所述发酵箱的外壁上安装有加热套，所述加热套的外侧罩设有保温罩；所述抽粪泵的进料口连接所述出料管，所述抽粪泵的出料口连接一个发酵料管，所述发酵料管伸入所述发酵箱并连通所述发酵箱和所述抽粪泵，所述发酵料管上安装有发酵料阀；所述气泵的进气口连接有一个抽气管，所述抽气管伸入所述发酵箱并连通所述发酵箱，所述气泵的出气口连接一个沼气管和一个净化管，所述沼气管上安装有沼气阀，所述净化管上安装有净化阀；所述发酵箱内安装有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器用于检测所述发酵箱内的温度值，所述压力传感器用于检测所述发酵箱内的压力值；
所述肥料阀、发酵料阀、抽气阀、沼气阀和净化阀均采用电磁阀，所述肥料阀、加热套、发酵料阀、抽气阀、沼气阀、净化阀、温度传感器和所述压力传感器均电性连接一个控制器；
所述净化组件包括净化箱，所述净化箱内安装有多个活性炭过滤板，所述净化箱的一端连通所述净化管，所述净化箱的另一端连通一个尾气管。
优选的，所述发酵箱的底部设置有水平的输料轴，所述输料轴的一端伸入所述肥料管内；所述输料轴的另一端固定连接一个输料电机的输出端；所述输料轴为螺旋轴；
所述输料电机固定在所述发酵箱的外壁上。
优选的，所述发酵箱的外壁上具有一个安装口，所述安装口内可拆卸的安装有侧板，所述侧板与所述安装口为密封连接；
所述输料电机固定在所述侧板上。
优选的，所述搅拌叶为螺旋叶片。
优选的，所述活性炭过滤板均匀间隔分布在所述净化箱内。
优选的，所述净化箱的底部具有与多个所述活性炭过滤板一一对应的多个卡槽；
所述活性炭过滤板的下沿可拆卸的嵌入所述卡槽内；
所述净化箱的顶部为敞口，所述敞口盖设有一个盖板；所述盖板的下表面紧贴所述活性炭过滤板的上沿。
优选的，所述盖板的下表面具有与多个所述活性炭过滤板一一对应的多个凹槽，所述活性炭过滤板的上沿嵌入所述凹槽内。
优选的，所述盖板的顶部设置有把手，所述把手为C形结构，所述把手的两端固定连接所述盖板。
优选的，所述保温罩采用泡沫塑料制成。
本发明还提供一种粪水生物发酵方法，包括以下步骤：
S1、安装如上述任意一种粪水生物发酵装置；
S2、按重量比称取粪便70份、秸秆粉10份和粪便发酵剂0.2份；
S3、将粪便和秸秆粉通过进料管加入混合箱，启动搅拌电机，搅拌电机带动搅拌轴旋转以混合粪便和秸秆粉，搅拌2～5分钟后，加入粪便发酵剂后搅拌6～10分钟，获得预混料；
S4、启动抽粪泵，将预混料抽入发酵箱，关闭发酵料阀；启动气泵，抽出发酵箱内的气体，当发酵箱的内的压力值低于一个预设压力值时，关闭气泵和抽气阀；然后发酵5～7天；
S5、发酵完成后，打开肥料阀，输出发酵完成的肥料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种粪水生物发酵装置及发酵方法，通过设置用于混合粪水、秸秆粉和粪便发酵剂的混合组件，用于发酵粪水的发酵组件和用于净化臭气的净化组件，并且发酵组件包括用于检测发酵箱内的温度值的温度传感器，和用于加热发酵箱的加热套以及用于保温的保温罩，从而可以根据温度传感器检测的温度，控制加热套的工作，使发酵箱保持有效发酵所需温度，发酵效率位于一个高水平，进而提升总的发酵效率。
附图说明
图1为本发明的一种粪水生物发酵装置的整体结构示意图。
图2为本发明的混合组件的结构示意图。
图3为本发明的发酵组件的结构示意图。
图4为本发明的净化组件的结构示意图。
图中：1-混合组件、11-混合箱、111-进料管、112-出料管、12-搅拌电机、13-搅拌轴、131-搅拌叶、14-刮板、2-发酵组件、21-发酵箱、211-肥料管、212-肥料阀、213-加热套、214-保温罩、215-侧板、216-输料电机、217-输料轴、22-抽粪泵、221-发酵料管、222-发酵料阀、23-气泵、231-抽气管、232-抽气阀、233-沼气管、234-沼气阀、235-净化管、236-净化阀、24-温度传感器、25-压力传感器、3-净化组件、31-净化箱、311-尾气管、312-卡槽、32-活性炭过滤板、33-盖板、331-把手。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种粪水生物发酵装置及发酵方法，粪水生物发酵装置包括混合组件1、发酵组件2和净化组件3。
混合组件1包括混合箱11，混合箱11的顶部连接有一个进料管111，混合箱11的侧壁下沿连接有一个出料管112，混合箱11的顶部固定有一个搅拌电机12，搅拌电机12的输出端朝下穿过搅拌电机12的顶壁并固定连接一个搅拌轴13的一端，搅拌轴13为竖直设置且搅拌轴13的外壁上固定有搅拌叶131和刮板14，刮板14紧贴混合箱11的内侧壁。搅拌叶131为螺旋叶片。
混合箱11用于容纳混合包括待发酵的粪水的发酵原料。进料管111用于注入发酵原料，进料管111为漏斗形结构。搅拌电机12用于驱动搅拌轴13转动，搅拌轴13转动时，可以通过搅拌叶131混合发酵原料。同时可以通过刮板14刮除混合箱11内壁的附着物。出料管112用于输出混合完成的发酵原料。
发酵组件2包括发酵箱21，发酵箱21的顶部固定有一个抽粪泵22和一个气泵23。发酵箱21的侧壁下沿连接有一个肥料管211，肥料管211上安装有肥料阀212。发酵箱21的外壁上安装有加热套213，加热套213的外侧罩设有保温罩214。抽粪泵22的进料口连接出料管112，抽粪泵22的出料口连接一个发酵料管221，发酵料管221伸入发酵箱21并连通发酵箱21和抽粪泵22，发酵料管221上安装有发酵料阀222。气泵23的进气口连接有一个抽气管231，抽气管231伸入发酵箱21并连通发酵箱21，气泵23的出气口连接一个沼气管233和一个净化管235，沼气管233上安装有沼气阀234，净化管235上安装有净化阀236。发酵箱21内安装有温度传感器24和压力传感器25，温度传感器24用于检测发酵箱21内的温度值，压力传感器25用于检测发酵箱21内的压力值。保温罩214采用泡沫塑料制成。
发酵箱21用于发酵混合后的发酵原料。抽粪泵22通过出料管112抽出发酵原料，并通发酵料管221输入到发酵箱21内。加热套213内置有电阻丝，并且加热套213用于加热发酵箱21。气泵23用于抽出发酵箱21内的臭气，并且通过打开净化阀236，关闭沼气阀234，使臭气从净化管235输出。并且在发酵时产生的沼气，可以通过关闭净化阀236，打开沼气阀234以输出沼气。
肥料阀212、发酵料阀222、抽气阀232、沼气阀234和净化阀236均采用电磁阀，肥料阀212、加热套213、发酵料阀222、抽气阀232、沼气阀234、净化阀236、温度传感器24和压力传感器25均电性连接一个控制器。当温度传感器24检测的温度值低于一个预设温度值时，控制器控制加热套213启动工作，使得发酵箱21内维持一个有效的发酵温度，在本实施方式中，所述预设温度值为25摄氏度。
净化组件3包括净化箱31，净化箱31内安装有多个活性炭过滤板32，净化箱31的一端连通净化管235，净化箱31的另一端连通一个尾气管311。活性炭过滤板32均匀间隔分布在净化箱31内。
净化箱31的底部具有与多个活性炭过滤板32一一对应的多个卡槽312。活性炭过滤板32的下沿可拆卸的嵌入卡槽312内。净化箱31的顶部为敞口，敞口盖设有一个盖板33。盖板33的下表面紧贴活性炭过滤板32的上沿。盖板33的下表面具有与多个活性炭过滤板32一一对应的多个凹槽，活性炭过滤板32的上沿嵌入凹槽内。
净化箱31用于净化从净化管235输出的臭气，从而减少臭气中的有害物质。盖板33用于密封净化箱31的敞口。活性炭过滤板32通过卡槽312固定在净化箱31内，拆卸方便，从而方便更换。
盖板33的顶部设置有把手331，把手331为C形结构，把手331的两端固定连接盖板33。使用者可以通过握持把手331以控制盖板33的打开和关闭。
发酵箱21的底部设置有水平的输料轴217，输料轴217的一端伸入肥料管211内。输料轴217的另一端固定连接一个输料电机216的输出端。输料轴217为螺旋轴。发酵箱21的外壁上具有一个安装口，安装口内可拆卸的安装有侧板215，侧板215与安装口为密封连接。输料电机216固定在侧板215上。
输料轴217提升肥料的输出效率，从而持续的将发酵箱21底部的肥料输送到肥料管211内。
在本实施方式中，粪便发酵剂包括但不限于乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌和丝状菌的混合物。
本发明的一种粪水生物发酵方法，包括以下步骤：
S1、安装如上述粪水生物发酵装置。
S2、按重量比称取粪便70份、秸秆粉10份和粪便发酵剂0.2份。
S3、将粪便和秸秆粉通过进料管111加入混合箱11，启动搅拌电机12，搅拌电机12带动搅拌轴13旋转以混合粪便和秸秆粉，搅拌2～5分钟后，加入粪便发酵剂后搅拌6～10分钟，获得预混料。
S4、启动抽粪泵22，将预混料抽入发酵箱21，关闭发酵料阀222。启动气泵23，抽出发酵箱21内的气体，通过打开净化阀236，关闭沼气阀234，使臭气从净化管235输出，净化箱31通过活性炭过滤板32从净化管235输出的臭气，从而减少臭气中的有害物质。当发酵箱21的内的压力值低于一个预设压力值时，关闭气泵23和抽气阀232。当温度传感器24检测的温度值低于25摄氏度时，控制器控制加热套213启动工作，使得发酵箱21内维持一个有效的发酵温度。然后发酵5～7天。
S5、发酵完成后，打开肥料阀212，启动输料电机216，通过螺旋输料轴217持续的将发酵箱21底部的肥料输送到肥料管211内，输出发酵完成的肥料。
综上所述，本发明的一种粪水生物发酵装置及发酵方法，通过设置用于混合粪水、秸秆粉和粪便发酵剂的混合组件1，用于发酵粪水的发酵组件2和用于净化臭气的净化组件3，并且发酵组件2包括用于检测发酵箱21内的温度值的温度传感器24，和用于加热发酵箱21的加热套213以及用于保温的保温罩214，从而可以根据温度传感器24检测的温度，控制加热套213的工作，使发酵箱21保持有效发酵所需温度，发酵效率位于一个高水平，进而提升总的发酵效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种粪水生物发酵装置，其特征在于：包括混合组件(1)、发酵组件(2)和净化组件(3)；
所述混合组件(1)包括混合箱(11)，所述混合箱(11)的顶部连接有一个进料管(111)，所述混合箱(11)的侧壁下沿连接有一个出料管(112)，所述混合箱(11)的顶部固定有一个搅拌电机(12)，所述搅拌电机(12)的输出端朝下穿过所述搅拌电机(12)的顶壁并固定连接一个搅拌轴(13)的一端，所述搅拌轴(13)为竖直设置且所述搅拌轴(13)的外壁上固定有搅拌叶(131)和刮板(14)，所述刮板(14)紧贴所述混合箱(11)的内侧壁；
所述发酵组件(2)包括发酵箱(21)，所述发酵箱(21)的顶部固定有一个抽粪泵(22)和一个气泵(23)；所述发酵箱(21)的侧壁下沿连接有一个肥料管(211)，所述肥料管(211)上安装有肥料阀(212)；所述发酵箱(21)的外壁上安装有加热套(213)，所述加热套(213)的外侧罩设有保温罩(214)；所述抽粪泵(22)的进料口连接所述出料管(112)，所述抽粪泵(22)的出料口连接一个发酵料管(221)，所述发酵料管(221)伸入所述发酵箱(21)并连通所述发酵箱(21)和所述抽粪泵(22)，所述发酵料管(221)上安装有发酵料阀(222)；所述气泵(23)的进气口连接有一个抽气管(231)，所述抽气管(231)伸入所述发酵箱(21)并连通所述发酵箱(21)，所述气泵(23)的出气口连接一个沼气管(233)和一个净化管(235)，所述沼气管(233)上安装有沼气阀(234)，所述净化管(235)上安装有净化阀(236)；所述发酵箱(21)内安装有温度传感器(24)和压力传感器(25)，所述温度传感器(24)用于检测所述发酵箱(21)内的温度值，所述压力传感器(25)用于检测所述发酵箱(21)内的压力值；
所述肥料阀(212)、发酵料阀(222)、抽气阀(232)、沼气阀(234)和净化阀(236)均采用电磁阀，所述肥料阀(212)、加热套(213)、发酵料阀(222)、抽气阀(232)、沼气阀(234)、净化阀(236)、温度传感器(24)和所述压力传感器(25)均电性连接一个控制器；
所述净化组件(3)包括净化箱(31)，所述净化箱(31)内安装有多个活性炭过滤板(32)，所述净化箱(31)的一端连通所述净化管(235)，所述净化箱(31)的另一端连通一个尾气管(311)。
2.如权利要求1所述的一种粪水生物发酵装置，其特征在于：所述发酵箱(21)的底部设置有水平的输料轴(217)，所述输料轴(217)的一端伸入所述肥料管(211)内；所述输料轴(217)的另一端固定连接一个输料电机(216)的输出端；所述输料轴(217)为螺旋轴；
所述输料电机(216)固定在所述发酵箱(21)的外壁上。
3.如权利要求2所述的一种粪水生物发酵装置，其特征在于：所述发酵箱(21)的外壁上具有一个安装口，所述安装口内可拆卸的安装有侧板(215)，所述侧板(215)与所述安装口为密封连接；
所述输料电机(216)固定在所述侧板(215)上。
4.如权利要求1所述的一种粪水生物发酵装置，其特征在于：所述搅拌叶(131)为螺旋叶片。
5.如权利要求1所述的一种粪水生物发酵装置，其特征在于：所述活性炭过滤板(32)均匀间隔分布在所述净化箱(31)内。
6.如权利要求1所述的一种粪水生物发酵装置，其特征在于：所述净化箱(31)的底部具有与多个所述活性炭过滤板(32)一一对应的多个卡槽(312)；
所述活性炭过滤板(32)的下沿可拆卸的嵌入所述卡槽(312)内；
所述净化箱(31)的顶部为敞口，所述敞口盖设有一个盖板(33)；所述盖板(33)的下表面紧贴所述活性炭过滤板(32)的上沿。
7.如权利要求6所述的一种粪水生物发酵装置，其特征在于：所述盖板(33)的下表面具有与多个所述活性炭过滤板(32)一一对应的多个凹槽，所述活性炭过滤板(32)的上沿嵌入所述凹槽内。
8.如权利要求6所述的一种粪水生物发酵装置，其特征在于：所述盖板(33)的顶部设置有把手(331)，所述把手(331)为C形结构，所述把手(331)的两端固定连接所述盖板(33)。
9.如权利要求1所述的一种粪水生物发酵装置，其特征在于：所述保温罩(214)采用泡沫塑料制成。
10.一种粪水生物发酵方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、安装如上述权利要求1至9任意一项所述的粪水生物发酵装置；
S2、按重量比称取粪便70份、秸秆粉10份和粪便发酵剂0.2份；
S3、将粪便和秸秆粉通过进料管(111)加入混合箱(11)，启动搅拌电机(12)，搅拌电机(12)带动搅拌轴(13)旋转以混合粪便和秸秆粉，搅拌2～5分钟后，加入粪便发酵剂后搅拌6～10分钟，获得预混料；
S4、启动抽粪泵(22)，将预混料抽入发酵箱(21)，关闭发酵料阀(222)；启动气泵(23)，抽出发酵箱(21)内的气体，当发酵箱(21)的内的压力值低于一个预设压力值时，关闭气泵(23)和抽气阀(232)；然后发酵5～7天；
S5、发酵完成后，打开肥料阀(212)，输出发酵完成的肥料。
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