CN114982620A - 一种节能减排型大规模水培牧草连续生产系统及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能减排型大规模水培牧草连续生产系统及使用方法，其中生产系统包括：牧草生产车间（1），沼气发电机房（2），连接牧草生产车间和沼气发电机房的通风连廊（3），以及配套的沼气生产系统；所述牧草生产车间（1）内包括生产区（10）、采收间（20）、容器消毒间（30）、种子处理间（40）、播种间（50）；生产车间外还配套有牧草装车台（60）、种子存贮塔（70）。本发明设计合理，具有很好的实际应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及养殖及种植技术领域，具体为一种节能减排型大规模水培牧草连续生产系统及使用方法。
背景技术
中国是一个人均耕地面积很小的国家，粮食自给存在一定的压力，可用于牧草种植的土地面积则更小，而且由于气候、土壤等方面原因，我国牧区的牧草亩产量也非常低，因此，反刍动物产业尤其是奶牛、肉牛产业的发展严重受牧草资源的制约，每年需要从国外进口大量优质牧草，近几年还出现了牧草与粮食争地的问题。
大规模牛场面临的问题更加突出。因为无法获得足够的新鲜牧草，规模牛场不得不建设大面积的青贮设施以存贮牧草，青贮所采用的原料也多是营养价值很差的半黄玉米秸秆，秋天一次性收购并青贮，供全年使用。
同时，规模牛场产生的动物粪便是温室气体的重要来源，处理这些粪便，一方面要产生费用，另一方面产生温室气体。
本发明是利用粪便发酵产生的沼气发电作为主要能源，将发电的尾气用于补充牧草光合作用所需的二氧化碳，用很少的土地，工业化、大规模、周年性生产优质新鲜牧草，提高动物营养水平、健康状况的同时，减少温室气体排放，解决牧草和粮食争地矛盾、确保国家粮食安全。
发明内容
本发明目的是提供一种节能减排型大规模水培牧草连续生产系统及使用方法，旨在以极小的土地面积解决大量新鲜牧草的周年供应，以提升反刍动物的营养水平，并解决牧草与粮食争地的问题；同时，还通过利用沼气发电的尾气，实现节能减排。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种节能减排型大规模水培牧草连续生产系统，包括：牧草生产车间，沼气发电机房，牧草生产车间和沼气发电机房之间由通风连廊连接，沼气发电机房配套有沼气生产系统。
所述牧草生产车间为保温密闭的建筑结构，包括生产区、采收间、托盘消毒间、种子处理间、播种间。所述牧草生产车间外还设有牧草装车台和种子存贮塔；所述牧草装车台与采收间连接，所述种子存贮塔与种子处理间连接。所述牧草生产车间的顶部设有光伏发电系统，补充电力供应。
所述生产区的进风端墙壁上横向布置有通风管，所述通风管上开有若干通风孔，所述通风管的进风口通过通风连廊连接沼气发电机房出风口，所述通风连廊内安装鼓风机、降温装置、过滤器和外进风窗；所述生产区的出风端墙壁上设置有多个排风口。
所述生产区内沿进出风方向平行布置有多组种植架，每组种植架内独立设置多层，每层均独立设置有传送机构，该传送机构的运动方向为：由生产区的出风端方向运动至进风端方向；每层的传送机构上放置有牧草种植托盘，播种后的牧草种植托盘位于该传送机构的起始端，待收获的牧草种植托盘位于该传送机构的终点端；每层的牧草种植托盘由传送机构的起始端运动至终点端点过程中，在该传送机构上方依次分为不同的区域，每个区域根据牧草不同阶段对光照、水分、营养的不同需求均独立布置有照明系统和喷淋装置。每组种植架位于进风端的每层均设置有扰流风机。
所述生产区内位于进风端沿种植架垂直方向设有传送带Ⅰ，所述生产区内位于出风端沿种植架垂直方向设有传送带Ⅱ。传送带Ⅰ和传送带Ⅱ分别用于将收获的托盘从种植架传送到采收间和将播种好的托盘从播种间传送到种植架。
所述生产区内位于传送带Ⅰ外侧平行设有轨道Ⅰ，所述轨道Ⅰ上布置有装卸机械手Ⅰ；所述生产区内位于传送带Ⅱ外侧平行设有轨道Ⅱ，所述轨道Ⅱ上布置有装卸机械手Ⅱ。移动式可升降装卸机械手分别在轨道上行走，用于将种植架上需要收获的托盘取下放到传送带上或将传送带上播种好的托盘放到种植架。
所述牧草生产车间内位于生产区一侧依次布置有采收间、托盘消毒间、种子处理间、播种间；所述传送带Ⅰ延伸至采收间内，所述传送带Ⅱ延伸至播种间内。
所述沼气发电机房内置沼气发电机，沼气发电机的尾气管延伸到通风连廊内；发电机房设有进风窗、外排风机、出风口；所述的出风口与通风连廊连接；所述的外排风机可以在高温季节形成发电机房的空气交换。
所述的热气发电机房外配套有沼气生产系统，所述沼气生产系统包括沼气存贮柜、沼气发酵罐、粪污暂存池、沼渣处理间、沼液沉淀池、氧化塘以及配套管道。
所述牧草生产车间内安装有温度、湿度、二氧化碳、光照探头，所述牧草生产车间外安装有温度、湿度、二氧化碳探头，所述沼气发电机房安装有温度探头；各探头均配合控制器，以实施对生产区环境因子的自动调控。
本发明还同时提供了该生产系统的使用方法，如下：
收获牧草：当种植架上有可以收获的牧草时，装卸机械手Ⅰ移动到相应的种植架旁边，将牧草种植托盘取下放置到传送带Ⅰ上，传送带Ⅰ将其传送到采收间，在采收间将牧草卸出并转移到装车台，空的种植托盘被转移到托盘消毒间。
托盘消毒：使用过的托盘在消毒间进行清洗、消毒、干燥后备用。
种子处理：在种子处理间对种子通过浸泡、化学处理、物理处理等手段，促进种子萌发，提高发芽率。
播种：处理好的种子在播种间均匀播种在已经清洗消毒并干燥的种植托盘上，并经传送带Ⅱ传送至生产区。
托盘上架：装卸机械手Ⅱ移动到需要的种植架旁，将传送带Ⅱ上的播种好的托盘举起，放到种植架相应的位置，开始按照生产周期向另一端移动。
光照、水分和营养补充：种植架的每层上部安装有独立的照明系统和喷淋装置，按照从种子到收获不同阶段牧草对水、营养、光照的需求进行光照和水肥处理。比如：刚播种的区域只喷水、无光照，萌芽阶段喷水并补充低光照，生长前期喷低浓度营养液、光照加强，生长中期喷较高浓度营养液、光照增强，生长后期喷洒高浓度营养液、光照继续增强，收获期区域光照最强、不再喷水。
二氧化碳补充：沼气发电机产生的高二氧化碳浓度的尾气通入通风连廊，经过过滤器，再经过降温装置，然后经过鼓风机后进入通风管，最后通过通风孔进入生产区内。高二氧化碳浓度的空气在生产区的流动方向为从进风端流向出风端，向排风口一端流动的过程中被植物的光合作用吸收，二氧化碳浓度逐渐降低，直至接近或低于大气的二氧化碳浓度，排出室外。越接近收获期的牧草，光合强度越大，其周围环境中二氧化碳浓度越高；刚播种的区域不需要光合作用，这个区域二氧化碳浓度最低。
扰流和干燥：安装在种植架进风端侧面的扰流风机一方面可以使空气分布均匀，另一方面可以使即将收获的牧草保持比较干燥的状态。
温度调节：寒冷季节需要为生产区补充热量时，发电机房的空气通过发电机房出风口进入通风连廊，与发电机尾气一起经过滤进入通风管，进而进入生产区；温和季节不需要为生产区补充热量时，发电机房的出风口关闭，外排风机打开，发电机房的高温空气通过外排风机排出，同时，通风连廊的进风口打开，外部空气进入通风连廊，与发电机尾气一起通过过滤进入通风管；高温季节需要降温时，启动降温装置为通风连廊内的空气降温。通过上述温度调节手段使生产区保持适宜生长的温度环境。
沼气生产：牛场的粪污从牛场运输到本生产系统，在粪污暂存池存放、混合，再由提升设备或管道输送到沼气发酵罐进行沼气生产，生产的沼气由管道输送到沼气存贮柜；沼液在沼液沉淀池沉淀后，上清液流到氧化塘静置氧化，用于牧草生产用水，一定时间后的沉淀物经固液分离后的固态部分和沼渣一起进入沼渣处理间，沼渣经过处理后可以作为有机肥使用。
沼气发电：生产的沼气通过管道进入沼气发电机，沼气发电作为能源供应，尾气进入生产区作为二氧化碳补充。
本发明与现有技术相比，具有的有益效果如下：
1、利用很少的土地大规模生产新鲜牧草，解决养殖与粮食争地的问题。
2、利用沼气发电配合光伏发电作为能源供应，降低用电成本的同时节能减排。
3、利用沼气发电的尾气作为二氧化碳补充，发电机产生的热量用于生产区冬季加热，减少碳排放的同时，降低生产成本。
4、根据牧草不同阶段设计不同的喷水、营养、光照方案，节省投资并降低生产成本。
5、自动化流水线生产，节省人工成本。
本发明设计合理，具有很好的实际应用价值。
附图说明
图1表示水培牧草连续生产系统的整体构成示意图。
图2表示牧草生产车间平面示意图。
图3表示牧草生产车间剖面示意图。
图4表示牧草生产阶段及托盘移动，空气流动，光、水、营养管理示意图。
图5：发电机房通风系统示意图。
图中：1-牧草生产车间，2-沼气发电机房，3-通风连廊，4-沼气存贮柜，5-沼气发酵罐，6-粪污暂存池，7-沼渣处理间，8-沼液沉淀池，9-氧化塘。
图中：10-生产区，20-采收间，30-托盘消毒间，40-种子处理间，50-播种间，60-牧草装车台，70-种子存贮塔，80-光伏发电系统。
图中：101-通风管，102-鼓风机，103-降温装置，104-过滤器，105-外进风窗，106-排风口，107-种植架，108-牧草种植托盘，109-发芽期区域，110-初苗期区域，111-生长前期区域，112-生长中期区域，113-生长后期区域，114-收获期区域，115-通风孔，116-传送带Ⅰ，117-轨道Ⅰ，118-装卸机械手Ⅰ，119-传送带Ⅱ，120-轨道Ⅱ，121-装卸机械手Ⅱ，122-扰流风机。
图中：201-沼气发电机，202-发电机尾气管，203-发电机房进风口，204-外排风机，205-发电机房出风口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
一种节能减排型大规模水培牧草连续生产系统，系统整体构成如图1所示，包括牧草生产车间1和沼气发电机房2，牧草生产车间和沼气发电机房通过通风连廊3连接，沼气发电机房2外配套有沼气生产系统，沼气生产系统包括沼气存贮柜4、沼气发酵罐5、粪污暂存池6、沼渣处理间7、沼液沉淀池8、氧化塘9以及配套管道。
牧草生产车间1为保温密闭的建筑结构，其布局如图2所示，牧草生产车间1内包括生产区10、采收间20、托盘消毒间30、种子处理间40、播种间50，牧草生产车间1外面还配套有牧草装车台60和种子存贮塔70。
如图3所示，牧草生产车间1的顶部设有光伏发电系统80，补充电力供应。
如图2、3所示，生产区10的进风端墙壁上横向布置有通风管101，通风管101上开有若干通风孔115，通风管101的进风口通过通风连廊3连接沼气发电机房2的出风口205，通风连廊3内安装鼓风机102、降温水帘103、过滤器104和外进风口105；生产区10的出风端墙壁上设置有多个排风口106。
如图2、3所示，生产区10内沿进出风方向平行布置有多组种植架107，每组种植架107内独立设置多层，每层均独立设置有传送机构，该传送机构的运动方向为：由生产区的出风端方向运动至进风端方向；传送机构为现有成熟机构，例如采用链条机构。每层的传送机构上放置有牧草种植托盘108，播种后的牧草种植托盘108位于该传送机构的起始端，待收获的牧草种植托盘108位于该传送机构的终点端。每层的牧草种植托盘108由传送机构的起始端运动至终点端点过程中，在该传送机构上方依次分为不同的区域，如图4所示，每组种植架107中每层的传送机构上方依次分为六个区域，即牧草种植托盘在各自传送机构上运动过程中依次经过发芽期区域109、苗出土区域110、生长前期区域111、生长中期区域112、生长后期区域113、收获期区域114。从出风端到进风端牧草经历了从种子萌发到收获的不同阶段，按照不同阶段对光照、水分、营养的不同需求，分别是萌芽区、初苗期、生长前期、生长中期、生长后期、待收获期，每个区域内均在传送机构上方布置有独立的照明系统和喷淋装置，对不同阶段的牧草给予不同的水分、光照、营养处理；萌芽区喷清水，不补充光照；初苗期喷清水，补充弱光照；生长前期喷低浓度营养液，光照增强；生长中期营养液浓度加大，光照增强；生长后期喷最高浓度营养液，最强光照；待收获期停止喷淋，继续强光照。另外，每组种植架位于进风端的每层均设置有扰流风机122。
如图2、3所示，生产区10内位于进风端沿种植架垂直方向设有传送带Ⅰ116，用于将收获的托盘从种植架传送到采收间；生产区10内位于传送带Ⅰ116外侧平行设有轨道Ⅰ117，轨道Ⅰ117上布置有装卸机械手Ⅰ118，装卸机械手Ⅰ属于现有结构，可在轨道上行走并进行升降装卸动作，用于将种植架上需要收获的托盘取下放到传送带Ⅰ上。生产区10内位于出风端沿种植架垂直方向设有传送带Ⅱ119，用于将播种好的托盘从播种间传送到种植架；生产区10内位于传送带Ⅱ119外侧平行设有轨道Ⅱ120，轨道Ⅱ120上布置有装卸机械手Ⅱ121，装卸机械手Ⅱ属于现有结构，可在轨道上行走并进行升降装卸动作，用于将传送带Ⅱ上播种好的托盘放到相应种植架上。传送带Ⅰ116延伸至采收间20内，传送带Ⅱ117延伸至播种间50内。
如图5所示，沼气发电机房2内置沼气发电机201，沼气发电机尾气管202延伸到通风连廊3内；沼气发电机房2设有进风窗203、外排风机204、出风口205；出风口205与通风连廊3连接；外排风机204可以在高温季节形成发电机房的空气流动，以排出发电机产生的热量。
牧草生产车间内安装有温度、湿度、二氧化碳、光照探头，牧草生产车间外安装有温度、湿度、二氧化碳探头，沼气发电机房安装有温度探头。各探头均配合控制器，以实现自动控制。
实际应用时，上述节能减排型大规模水培牧草连续生产系统的具体使用如下：
收获牧草：当种植架107上有待收获的牧草时，装卸机械手Ⅰ118移动到相应的种植架旁边，将牧草种植托盘108取下放置到传送带Ⅰ116上，传送带Ⅰ116将其传送到采收间20，在采收间20将牧草倒出并转移到装车台60，空的种植托盘108被转移到托盘消毒间30。
托盘消毒：使用过的托盘108在消毒间30进行清洗、消毒、干燥后备用。
种子处理：在种子处理间40对种子通过浸泡、化学处理、物理处理等手段，促进种子萌发，提高发芽率。
播种：处理好的种子在播种间50均匀播种在已经清洗消毒并干燥的种植托盘108上，并经窗口传递到传送带Ⅱ119。
托盘移上种植架：装卸机械手Ⅱ121移动到需要的种植架107旁，将传送带Ⅱ119上的托盘108举起，放到种植架相应的位置，开始按照生产周期向另一端移动。
光照、水分和营养补充：从出风端到进风端牧草经历了从种子到萌发到收获不同的阶段，按照不同阶段对光照、水分、营养的不同需求，将每组种植架中每层依次分为六个不同的区域，分别是萌芽区域109、初苗期区域110、生长前期区域111、生长中期区域112、生长后期区域113、待收获期区域114，每个区域内均布置有独立的照明系统和喷淋装置，对不同阶段的牧草给予不同的水分、光照、营养处理；萌芽区喷清水，不补充光照；初苗期喷清水，补充弱光照；生长前期喷低浓度营养液，光照增强；生长中期营养液浓度加大，光照增强；生长后期喷最高浓度营养液，最强光照；待收获期停止喷淋，继续强光照。
二氧化碳补充：沼气发电机201产生的高二氧化碳浓度的经过尾气管道202进入通风连廊3，再经过过滤器104、降温装置103，然后经过鼓风机102后进入通风管101，通过通风孔115进入生产区内。高二氧化碳浓度的空气在生产区的流动方向为从进风端流向出风端，向排风口一端流动的过程中被植物的光合作用吸收，二氧化碳浓度逐渐降低，直至接近或低于大气的二氧化碳浓度，经排风口106排出室外。越接近收获期的牧草，光合强度越大，其周围环境中二氧化碳浓度越高；刚播种的区域不需要光合作用，这个区域二氧化碳浓度最低。
扰流和干燥：安装在种植架进风端侧面的扰流风机122一方面可以使空气分布均匀，另一方面可以使即将收获的牧草保持比较干燥的状态。
温度调节：寒冷季节需要为生产区补充热量时，沼气发电机房2的空气通过发电机房出风口205进入通风连廊3，与沼气发电机尾气一起经过滤进入通风管101，进而进入生产区；温和季节不需要为生产区补充热量时，沼气发电机房的出风口205关闭，外排风机204打开，沼气发电机房的高温空气通过外排风机排出，同时，通风连廊3的进风口105打开，外部空气进入通风连廊3，与沼气发电机尾气一起通过过滤进入通风管101；高温季节需要降温时，启动降温装置103为通风连廊内的空气降温。通过上述温度调节手段使生产区保持适宜生长的温度环境。
沼气生产：牛场的粪污从牛场运输到本生产系统，在粪污暂存池6存放、混合，再由提升设备或管道输送到沼气发酵罐5进行沼气生产，生产的沼气由管道输送到沼气存贮柜4；沼液在沼液沉淀池8沉淀后，上清液流到氧化塘9静置氧化，用于牧草生产用水，一定时间后的沉淀物经固液分离后的固态部分和沼渣一起进入沼渣处理间7，沼渣经过处理后可以作为有机肥使用。
沼气发电：生产的沼气通过管道进入沼气发电机201，沼气发电作为能源供应，尾气进入生产区作为二氧化碳补充。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本发明的权利要求保护范围中。
Claims (9)
1.一种节能减排型大规模水培牧草连续生产系统，包括：牧草生产车间（1），沼气发电机房（2），连接牧草生产车间和沼气发电机房的通风连廊（3），以及配套的沼气生产系统；
其特征在于：所述牧草生产车间（1）内包括生产区（10）、采收间（20）、容器消毒间（30）、种子处理间（40）、播种间（50）；生产车间外还配套有牧草装车台（60）、种子存贮塔（70）；
所述生产区（10）的进风端墙壁上横向布置有通风管（101），所述通风管（101）上开有若干通风孔（115），所述通风管（101）的进风口通过通风连廊（3）连接沼气发电机房（2）的出风口（205），所述通风连廊（3）内安装鼓风机（102）、降温装置（103）、过滤器（104）和外进风窗（105）；所述生产区（10）的出风端墙壁上设置有多个排风口（106）；
沼气发电机房（2）内安装有沼气发电机（201），所述沼气发电机（201）的沼气发电机尾气管道（202）延伸到通风连廊（3）内；沼气发电机房（2）设有进风窗（203）、外排风机（204）、出风口（205）；
所述生产区（10）内沿进出风方向平行布置有多组种植架（107），每组种植架（107）内独立设置多层，每层均独立设置有传送机构，该传送机构的运动方向为：由生产区的出风端方向运动至进风端方向；每层的传送机构上放置有牧草种植托盘（108），播种后的牧草种植托盘（108）位于该传送机构的起始端，待收获的牧草种植托盘（108）位于该传送机构的终点端；每层的牧草种植托盘（108）由传送机构的起始端运动至终点端点过程中，在该传送机构上方依次分为不同的区域，每个区域根据牧草不同阶段对光照、水分、营养的不同需求均独立布置有照明系统和喷淋装置；每组种植架位于进风端的每层均设置有扰流风机（122）。
2.根据权利要求1所述的一种节能减排型大规模水培牧草连续生产系统，其特征在于：所述生产区（10）内位于进风端沿种植架垂直方向设有传送带Ⅰ（116），所述生产区（10）内位于出风端沿种植架垂直方向设有传送带Ⅱ（119）；所述传送带Ⅰ（116）延伸至采收间（20）内，所述传送带Ⅱ（119）延伸至播种间（50）内；
传送带Ⅰ（116）外侧平行设有轨道Ⅰ（117），所述轨道Ⅰ（118）上布置有装卸机械手Ⅰ（118）；
传送带Ⅱ（119）外侧平行设有轨道Ⅱ（120），所述轨道Ⅱ（120）上布置有装卸机械手Ⅱ（121）。
3.根据权利要求1所述的一种节能减排型大规模水培牧草连续生产系统，其特征在于：所述牧草生产车间（1）的顶部设有光伏发电系统（80）。
4.根据权利要求1所述的一种节能减排型大规模水培牧草连续生产系统，其特征在于：所述沼气发电机房（2）外配制有沼气生产系统，所述沼气生产系统包括沼气存贮柜（3）、沼气发酵罐（4）、粪污暂存池（5）、沼渣处理间（6）、沼液沉淀池（7）、氧化塘（8）以及配套管道。
5.根据权利要求1所述的一种节能减排型大规模水培牧草连续生产系统，其特征在于：所述牧草生产车间（1）为保温密闭的建筑结构。
6.根据权利要求1所述的一种节能减排型大规模水培牧草连续生产系统，其特征在于：所述牧草生产车间（1）外还设有牧草装车台（60）和种子存贮塔（70）；所述牧草装车台（60）与采收间（20）连接，所述种子存贮塔（70）与种子处理间（40）连接。
7.根据权利要求1所述的一种节能减排型大规模水培牧草连续生产系统，其特征在于：降温装置（103）为水帘或者热泵表冷器。
8.根据权利要求1所述的一种节能减排型大规模水培牧草连续生产系统，其特征在于：所述牧草生产车间（1）内安装有温度、湿度、二氧化碳、光照探头，配合控制器，实现自动控制；所述牧草生产车间（1）外安装有温度、湿度、二氧化碳探头，配合控制器，实现自动控制；所述沼气发电机房（2）安装有温度探头；配合控制器，实现自动控制。
9.一种节能减排型大规模水培牧草连续生产系统的使用方法，其特征在于：包括如下：
收获牧草：当种植架（107）上有待收获的牧草时，装卸机械手Ⅰ（118）移动到相应的种植架旁边，将牧草种植托盘（108）放置到传送带Ⅰ（116）上，传送带Ⅰ（116）将其传送到采收间（20），在采收间（20）将牧草倒出并转移到装车台（60），空的种植托盘（108）被转移到托盘消毒间（30）；
托盘消毒：使用过的托盘（108）在消毒间（30）进行清洗、消毒、干燥后备用；
种子处理：在种子处理间（40）对种子通过浸泡、化学处理、物理处理；
播种：处理好的种子在播种间（50）均匀播种在已经清洗消毒并干燥的种植托盘（108）上，并经窗口传递到传送带Ⅱ（119）；
托盘移上种植架：装卸机械手Ⅱ（121）移动到需要的种植架（107）旁，将传送带Ⅱ（119）上的托盘（108）放到种植架相应的位置，开始按照生产周期向另一端移动；
光照、水分和营养补充：从出风端到进风端牧草经历了从种子到萌发到收获不同的阶段，按照不同阶段对光照、水分、营养的不同需求，将每组种植架中每层依次分为六个不同的区域，分别是萌芽区、初苗期、生长前期、生长中期、生长后期、待收获期，对不同阶段的牧草给予不同的水分、光照、营养处理；萌芽区喷清水，不补充光照；初苗期喷清水，补充弱光照；生长前期喷低浓度营养液，光照增强；生长中期营养液浓度加大，光照增强；生长后期喷最高浓度营养液，最强光照；待收获期停止喷淋，继续强光照；
二氧化碳补充：沼气发电机（201）产生的高二氧化碳浓度的经过尾气管道（202）进入通风连廊（3），再经过过滤器（104）、降温装置（103），然后经过鼓风机（102）后进入通风管（101），通过通风孔（115）进入生产区内；高二氧化碳浓度的空气在生产区的流动方向为从进风端流向出风端，向排风口一端流动的过程中被植物的光合作用吸收，二氧化碳浓度逐渐降低，直至接近或低于大气的二氧化碳浓度，经排风口（106）排出室外；
扰流和干燥：安装在种植架进风端侧面的扰流风机（122）一方面使空气分布均匀，另一方面使即将收获的牧草保持比较干燥的状态；
温度调节：寒冷季节需要为生产区补充热量时，沼气发电机房（2）的空气通过发电机房出风口（205）进入通风连廊（3），与沼气发电机尾气一起经过滤进入通风管（101），进而进入生产区；温和季节不需要为生产区补充热量时，沼气发电机房的出风口（205）关闭，外排风机（204）打开，沼气发电机房的高温空气通过外排风机排出，同时，通风连廊（3）的进风口（105）打开，外部空气进入通风连廊（3），与沼气发电机尾气一起通过过滤进入通风管（101）；高温季节需要降温时，启动降温装置（103）为通风连廊内的空气降温；通过上述温度调节手段使生产区保持适宜生长的温度环境；
沼气生产：牛场的粪污在粪污暂存池（6）存放、混合，再由提升设备或管道输送到沼气发酵罐（5）进行沼气生产，生产的沼气由管道输送到沼气存贮柜（4）；沼液在沼液沉淀池（8）沉淀后，上清液流到氧化塘（9）静置氧化，用于牧草生产用水，一定时间后的沉淀物经固液分离后的固态部分和沼渣一起进入沼渣处理间（7），沼渣经过处理后可以作为有机肥使用；
沼气发电：生产的沼气通过管道进入沼气发电机（201），沼气发电作为能源供应，尾气进入生产区作为二氧化碳补充。
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