CN114573165A - 一种营养液循环利用的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种营养液废液循环利用的装置及方法，该装置包括控制系统、预处理系统和有害成分去除系统。将营养液废液排入絮凝装置中，根据营养液废液的体积量添加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺至药剂添加装置中，并加适量清水溶解。启动控制系统，搅拌完成后静置，随后将絮凝装置中的上清液排入有害成分去除系统的水槽中；上清液排出后剩余固体残渣通过排泥阀排出。打开水槽上方的紫外灯对有害成分进行去除。本发明能够将无土栽培营养液废液中病原微生物、农药残留甚至某些植物根系分泌物，比如苯甲酸等自毒物质进行有效杀灭，同时能保证营养液废液中原有的氮磷钾等养分不减少，实现营养液废液循环利用，达到废弃物资源化利用。
Description
技术领域
本发明属于农业废弃物处理及资源化利用领域，涉及一种营养液废液循环利用的装置及方法。
背景技术
无土栽培技术是指不用天然土壤，而用营养液或固体基质加营养液栽培作物的方法。营养液代替天然土壤向作物提供良好的水、肥、气、热等根际环境，使作物完成从苗期开始的整个生命周期。无土栽培技术具有克服连作障碍，不受外部环境的限制的优势，近年来发展迅速，已经成为我国重要的栽培方式。
营养液是无土栽培技术植物生长的核心营养来源，随着无土栽培规模的扩大，其所产生的营养液废液日益增多。目前受各种因素的影响，大部分营养液利用一次后直接作为废液排入环境。由于营养液废液中可能含有病原菌以及未被植物吸收的氮磷等营养元素，因此如果营养液直接排放会对环境造成污染风险。另一方面，营养液中含有大量未被植物吸收的氮磷钾等成分可以适当补充养分、调节pH及电导率后作为新的营养液进行循环利用。但是由于植物生长过程中，根系会的分泌物和脱落物会导致营养液中存在某些病原微生物，如果处理不当直接利用，很容易造成植物疫病的发生。目前，国内多采用化学农药对营养液进行消毒，虽然灭菌效果较好，但如果处理不当，化学药剂残留非常容易造成环境污染。
基于上述分析，本发明一种营养液废液循环利用的装置及方法，能够将营养液废液中病原微生物等有害物质有效去除，实现废液的无害化，经后续适当养分调配后实现循环利用。
发明内容
鉴于上述不足，本发明的目的在于解决目前无土栽培营养液废液处理难的问题，提供一种能够将废液中病原菌及有害物质去除的装置及方法。该技术方法较其他营养液灭菌方法，时间短、处理效率高，能够有效实现营养液的循环利用，实现废弃物资源化利用的同时，减少环境污染，实现节能减排。
本发明是通过如下手段实现的：
一种营养液废液循环利用的装置，包括：
控制系统、预处理系统和有害成分去除系统；
其中，控制系统(1)与预处理系统(2)以电源线和信号线(11)连接，控制系统(1)与有害成分去除系统(3)以电源线(12)连接，用于控制预处理系统(2)和有害成分去除系统(3)的运行和停止。
进一步的，所述预处理系统(2)由药剂添加装置(21)、絮凝装置(22)、搅拌装置(23)、出水泵(24)、水管(25)和排泥阀(26)组成；所述药剂添加装置(21)由药剂添加管道(211)和阀门(212)组成；所述搅拌装置(23)由电机(231)、减速器(232)、搅拌轴(233)和搅拌叶片(234)组成。
进一步的，有害成分去除系统(3)，由一组或多组水槽(32)并联组成，水槽(32)尺寸为150cm*20c*10cm(长*宽*高)，水槽(32)上方10cm处安装紫外灯(31)，灯31长度与水槽长度一致，为150cm，安装在水槽中心正上方。
本发明还公开了一种利用上述装置循环利用营养液废液的方法，包括：
(1)将营养液废液排入絮凝装置(22)中；
(2)根据絮凝装置(22)中营养液废液的体积量，按照每升废液添加1.90g聚合氯化铝和0.2g聚丙烯酰胺的比例，将聚合氯化铝和聚丙烯酰胺加入药剂添加装置(21)中，并加适量清水溶解；
(3)打开阀门(212)，将药剂通过药剂添加管道(211)全部排入絮凝装置(22)中；
(4)启动控制系统(1)，控制系统(1)通过电源线和信息线(11)控制电机(231)启动运行，同时通过减速器(232)进行转速调控，先以500转/min的转速搅拌30min，再以转速60转/min的转速搅拌10min；电机(231)带动搅拌轴(233)和搅拌叶片(234)转动；
(5)搅拌完成后静置2h，启动控制系统(1)，通过电源线(12)启动水泵(24)，水泵(24)利用水管(25)将絮凝装置(22)中的上清液排入有害成分去除系统(3)的水槽(32)中；上清液排出后剩余固体残渣通过排泥阀(26)排出；
(6)打开水槽(32)上方的紫外灯(31)开始有害成分去除的方法操作，具体方法为：如果营养液废液中没有抗生素等农药残留，将紫外灯的辐射强度调为300W，辐射15min后，营养液废液中病原微生物几乎被全部杀灭，可以进一步循环利用；如果营养液废液中含有抗生素等农药残留，需要按照每升营养液中添加50mg的二氧化钛，同时将紫外灯强度调为300W，辐射6h后，营养液废液中病原微生物和抗生素残留等几乎全部消失，可以进一步循环利用。
本发明的有益效果在于：
本发明能够将无土栽培营养液废液中病原微生物、农药残留甚至某些植物根系分泌物，比如苯甲酸等自毒物质进行有效杀灭，同时能保证营养液废液中原有的氮磷钾等养分不减少，实现营养液废液循环利用，达到废弃物资源化利用。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图，其中：1-控制系统，2-预处理系统，3-有害成分去除系统；11-电源线和信号线，12-电源线(12)连接；21-药剂添加装置，22-絮凝装置，23-搅拌装置，24-出水泵、25-水管，26-排泥阀；211-药剂添加管道，221-阀门；231-电机，232-减速器，233-搅拌轴，234-搅拌叶片；31-紫外灯管，32-水槽。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种营养液废液循环利用的装置，如图1所示，包括：
控制系统、预处理系统和有害成分去除系统；
其中，控制系统(1)与预处理系统(2)以电源线和信号线(11)连接，控制系统(1)与有害成分去除系统(3)以电源线(12)连接，用于控制预处理系统(2)和有害成分去除系统(3)的运行和停止。
进一步的，所述预处理系统(2)由药剂添加装置(21)、絮凝装置(22)、搅拌装置(23)、出水泵(24)、水管(25)和排泥阀(26)组成；所述药剂添加装置(21)由药剂添加管道(211)和阀门(212)组成；所述搅拌装置(23)由电机(231)、减速器(232)、搅拌轴(233)和搅拌叶片(234)组成。
进一步的，有害成分去除系统(3)，由一组或多组水槽(32)并联组成，水槽(32)尺寸为150cm*20c*10cm(长*宽*高)，水槽(32)上方10cm处安装紫外灯(31)，灯31长度与水槽长度一致，为150cm，安装在水槽中心正上方。
本发明还公开了一种利用上述装置循环利用营养液废液的方法，包括：
(1)将营养液废液排入絮凝装置(22)中；
(2)根据絮凝装置(22)中营养液废液的体积量，按照每升废液添加1.90g聚合氯化铝和0.2g聚丙烯酰胺的比例，将聚合氯化铝和聚丙烯酰胺加入药剂添加装置(21)中，并加适量清水溶解；
(3)打开阀门(212)，将药剂通过药剂添加管道(211)全部排入絮凝装置(22)中；
(4)启动控制系统(1)，控制系统(1)通过电源线和信息线(11)控制电机(231)启动运行，同时通过减速器(232)进行转速调控，先以500转/min的转速搅拌30min，再以转速60转/min的转速搅拌10min；电机(231)带动搅拌轴(233)和搅拌叶片(234)转动；
(5)搅拌完成后静置2h，启动控制系统(1)，通过电源线(12)启动水泵(24)，水泵(24)利用水管(25)将絮凝装置(22)中的上清液排入有害成分去除系统(3)的水槽(32)中；上清液排出后剩余固体残渣通过排泥阀(26)排出；
(6)打开水槽(32)上方的紫外灯(31)开始有害成分去除的方法操作，具体方法为：如果营养液废液中没有抗生素等农药残留，将紫外灯的辐射强度调为300W，辐射15min后，营养液废液中病原微生物几乎被全部杀灭，可以进一步循环利用；如果营养液废液中含有抗生素等农药残留，需要按照每升营养液中添加50mg的二氧化钛，同时将紫外灯强度调为300W，辐射6h后，营养液废液中病原微生物和抗生素残留等几乎全部消失，可以进一步循环利用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种营养液废液循环利用的装置，包括：
控制系统(1)、预处理系统(2)和有害成分去除系统(3)；
其中，控制系统(1)与预处理系统(2)以电源线和信号线(11)连接，控制系统(1)与有害成分去除系统(3)以电源线(12)连接，用于控制预处理系统(2)和有害成分去除系统(3)的运行和停止。
2.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述预处理系统(2)由药剂添加装置(21)、絮凝装置(22)、搅拌装置(23)、出水泵(24)、水管(25)和排泥阀(26)组成；
药剂添加装置(21)由药剂添加管道(211)和阀门(212)组成；
搅拌装置(23)由电机(231)、减速器(232)、搅拌轴(233)和搅拌叶片(234)组成。
3.根据权利要求1所述的装置，其中：
有害成分去除系统(3)由一组或多组水槽(32)并联组成；
水槽(32)尺寸为150cm*20c*10cm，水槽(32)中心正上方10cm处安装一长度为150cm的紫外灯(31)。
4.一种利用权利要求1～3任一所述装置循环利用营养液废液的方法，包括：
(1)将营养液废液排入絮凝装置(22)中；
(2)向药剂添加装置(21)中加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，并加清水溶解；
(3)打开阀门(212)，将药剂通过药剂添加管道(211)全部排入絮凝装置(22)中；
(4)启动控制系统(1)，控制系统(1)通过电源线和信息线11控制电机(231)启动运行，同时通过减速器(232)进行转速调控，电机(231)带动搅拌轴(233)和搅拌叶片(234)转动；
(5)搅拌完成后静置，启动控制系统(1)，通过电源线(12)启动水泵24，水泵24利用水管(25)将絮凝装置(22)中的上清液排入有害成分去除系统(3)的水槽(32)中；上清液排出后剩余固体残渣通过排泥阀(26)排出；
(6)打开水槽(32)上方的紫外灯(31)进行有害成分的去除。
5.根据权利要求4所述的方法，其中：
步骤(2)所述聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的添加量按照每升废液添加1.90g聚合氯化铝和0.2g聚丙烯酰胺。
6.根据权利要求4所述的方法，其中：
步骤(4)转速调控包括：
先以500转/min的转速搅拌30min，再以转速60转/min的转速搅拌10min。
7.根据权利要求4所述的方法，其中：
步骤(5)所述静置时间为2h。
8.根据权利要求4所述的方法，其中：
步骤(6)所述有害成分的去除包括含有抗生素或/和农药的营养液废液的去除；以及
不含有抗生素或/和农药的营养液废液的去除。
9.根据权利要求8所述的方法，其中：
所述营养液废液中含有抗生素或/和农药，按照每升营养液中添加50mg二氧化钛，同时将紫外灯强度调为300W，辐射6h进行处理。
10.根据权利要求8所述的方法，其中：
所述营养液废液中不含抗生素或/和农药，按照将紫外灯的辐射强度300W，辐射15min进行处理。
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