CN208480534U - 一种用于多效生物农药的水解酸化池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉一种用于多效生物农药的水解酸化池，包括酸化罐，所述酸化罐内由上至下依次设置有出液机构、平板式酶浮填料层、悬浮污泥层和排泥层；其中，所述悬浮污泥层的下端面处设置有水解进料口，所述排泥层为倒锥形结构。本实用新型通过采用特殊结构的水解酸化池，实现了沼液的高效水解酸化，较现有的水解酸化时间缩短了一到两个小时。具有较好的市场前景。

Description

一种用于多效生物农药的水解酸化池

技术领域

本实用新型涉及废物资源化利用及农药生产技术领域，并且更具体地，涉及到一种用于多效生物农药的水解酸化池。

背景技术

随着农村和农业产业结构的调整，集约化养殖场数量以每年3％-5％的速度急剧增加，规模化沼气工程作为一项可提供清洁能源，潜力巨大的生物质能源工程，有效地减轻了畜禽养殖废弃物造成的环境污染问题，成为发展生态循环农业的重要纽带。沼气工程的工艺技术现已趋于成熟，但其发酵副产物，沼液和沼渣的处理依然面临巨大挑战，严重制约了沼气工程产业化和商品化的发展。沼液产生量大，养分含量丰富，呈中性至微碱性，与较强的还原能力，不仅含有氮、磷、钾、钙、铜、锌等植物生产所需的元素，还含有氨基酸、腐殖酸、有机酸和植物生长激素等成分，其中的丁酸和赤霉素、吲哚乙酸及维生素B12等，能够破坏病菌的细胞结构，控制病菌防治，从而起到杀虫灭菌的作用。

由于化学农药在除虫杀菌方面方便快捷、见效快，受到农户信赖，但大量使用带来了种种弊端，不仅导致了害虫抗药性的产生，同时还将害虫天敌杀死，破坏了生态平衡，影响周边环境，而且部分农药残留在生物体内，通过食物链效应，间接影响人体健康。

生物农药具有杀虫持久、安全无残留、不污染环境的优点，但是效用发挥慢，与沼液混配，可以充分利用沼液中活性杀虫组分和营养成分，快速发挥杀虫灭菌效用，既减少了农药施用量，又能够促进作物生长，保障食品安全。

沼液在用于配置生物农药时，需要对沼液进行水解酸化，然而现有的水解酸化装置的效率较低，因此，寻求一种高效的水解酸化装置，成为当今农药生产研究的主题。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，目的在于提供一种高效的水解酸化池。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的实施例公开了一种利用沼液配置多效生物农药的系统，包括依次顺序连接的固液分离装置、水解酸化装置、絮凝沉淀装置、过滤系统、消毒装置、浓缩装置、药剂复配反应釜、保安过滤器，其中，

所述固液分离装置的分离出液口连通所述水解酸化装置的水解进料口；

所述水解酸化装置的水解出料口连通所述絮凝沉淀装置的絮凝进料口；

所述絮凝沉淀装置的絮凝出液口连通所述过滤系统的系统进料口；

所述过滤系统的系统出液口连通所述消毒装置的进料口；

所述消毒装置的出料口连通所述浓缩装置的进料口；

所述浓缩装置的出料口连通所述药剂复配反应釜的浓缩液进口，所述药剂复配反应釜上部还设置有用于加入复配药剂的加药装置；

所述药剂复配反应釜的混合液出口连通至所述保安过滤器。

优选地，所述浓缩装置为反渗透浓缩装置，将经消毒后的沼液打入反渗透浓缩装置，溶剂水分子在压力作用下渗出，在保持沼液原有性质的前提下，得到沼液浓缩液。

进一步地，所述固液分离装置包括螺旋挤压机，所述螺旋挤压机包括套筒、挤压轴、螺旋叶片、出料组件，所述挤压轴安装在所述套筒的中心处，所述螺旋叶片固定在所述挤压轴上，且所述螺旋叶片的边缘与所述套筒内壁相接，其中，

所述出料组件包括压盖、弹簧和固定柱，所述压盖的一端通过弹簧连接所述固定柱，使所述压盖压接在螺旋挤压机的末端。

进一步地，所述出料组件还包括推料机构，所述推料机构包括斧头、斧柄和与所述斧柄连接的驱动机构，所述斧头可位于所述套筒末端延伸处的上方，且所述斧头的钝端朝向所述套筒末端延伸处，使所述斧头可沿所述套筒末端的端面劈下。

进一步地，所述斧头的钝端靠近所述套筒末端的一边设置有切刀。

进一步地，所述斧头的钝端远离所述套筒末端的一边也设置有切刀。

进一步地，所述切刀的刃部为锯齿状。

进一步地，所述驱动机构包括电机，所述电机的电机轴与所述斧柄键连接。

进一步地，所述水解酸化装置包括：酸化罐，所述酸化罐内由上至下依次设置有出液机构、平板式酶浮填料层、悬浮污泥层和排泥层；其中，所述悬浮污泥层的下端面处设置有水解进料口，所述排泥层为倒锥形结构；

所述固液分离装置的分离出液口通过管道连通至所述水解进料口；

所述出液机构通过管道连通至所述絮凝沉淀装置的絮凝进料口。

进一步地，所述过滤系统包括依次设置的管道过滤机构、介质过滤机构和叠片过滤机构。

另一方面，本实用新型实施例还公开了一种利用上述的系统配置多效生物农药的方法，包括如下步骤：

步骤一 将沼气工程运行过程中产生的发酵副产物经泵打入固液分离装置中，进行固液分离，将固体排出，得到初分离液体；

步骤二 将所述初分离液体导入水解酸化装置进行水解酸化处理后，得到水解酸化液；

步骤三 将所述水解酸化液导入絮凝沉淀装置，加入絮凝剂后，在强力搅拌作用下进行絮凝沉淀处理，得到絮凝净液；

步骤四 将所述絮凝净液经过过滤系统进行多级过滤后，得到过滤液；

步骤五 将所述过滤液导入浓缩装置进行浓缩处理，得到浓缩液；

步骤六 将所述浓缩液与印楝素、苦参碱或阿泰灵按比例加入药剂复配反应釜中进行反应复配后，调节Ph值至5.6-6.5，得到复配初始药剂；

步骤七 将所述复配初始药剂在保安过滤器中进行过滤，得到生物农药。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过采用特殊结构的水解酸化池，实现了沼液的高效水解酸化，较现有的水解酸化时间缩短了一到两个小时。具有较好的市场前景。

并且以沼气工程中的发酵副产物沼液为主要原料制备多效生物农药，充分利用其中残留的营养成分，添加无公害杀菌和杀虫成分及其他外源物质，通过科学配比，合理规划工艺路线，探索出一种利用沼液高效生产多效生物农药的系统及方法，能解决沼气工程运行过程中产生的沼液对环境的二次污染问题，拓展了沼液应用的途径，将植物补肥、土壤改良、生长调节、抑菌杀虫等功效一次性实现，降低了化学农药对环境和农产品品质的影响，弥补了单一生物农药稳定性差、药效缓慢的缺点。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型又一实施例的固液分离装置结构示意图；

图3为本实用新型又一实施例的推料机构结构示意图；

图4为图3中的推料斧的截面示意图；

图5为本实用新型又一实施例的结构示意图；

图6为本实用新型又一实施例的结构示意图；

图7为本实用新型又一实施例的结构示意图。

其中，1、套筒，2、挤压轴，3、螺旋叶片，4、压盖，5、弹簧，6、固定柱，7、出液机构，8、平板式酶浮填料层，9、悬浮污泥层，10、排泥层，11、水解进料口，12、斧头，13、斧柄，14、驱动机构，15、切刀，16、酸化罐，17、水解出料口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型一实施例公开了一种利用沼液配置多效生物农药的系统，包括依次顺序连接的固液分离装置、水解酸化装置、絮凝沉淀装置、过滤系统、消毒装置、浓缩装置、药剂复配反应釜、保安过滤器，其中，

所述固液分离装置的分离出液口连通所述水解酸化装置的水解进料口；

所述水解酸化装置的水解出料口连通所述絮凝沉淀装置的絮凝进料口；

所述絮凝沉淀装置的絮凝出液口连通所述过滤系统的系统进料口；

所述过滤系统的系统出液口连通所述消毒装置的进料口；

所述消毒装置的出料口连通所述浓缩装置的进料口；

所述浓缩装置的出料口连通所述药剂复配反应釜的浓缩液进口，所述药剂复配反应釜上部还设置有用于加入复配药剂的加药装置；

所述药剂复配反应釜的混合液出口连通至所述保安过滤器。

作为上述实施例的优选，如图2所示，所述固液分离装置包括螺旋挤压机，所述螺旋挤压机包括套筒1、挤压轴2、螺旋叶片3、出料组件，所述挤压轴2安装在所述套筒1的中心处，所述螺旋叶片3固定在所述挤压轴2上，且所述螺旋叶片3的边缘与所述套筒1内壁相接，其中，

所述出料组件包括压盖4、弹簧5和固定柱6，所述压盖4的一端通过弹簧5连接所述固定柱6，使所述压盖4压接在螺旋挤压机的末端，所述固定柱6优选通过连杆固定在套筒1外壁，可以保证固定柱6与套筒1端面之间的相对距离保持不变，进一步保证出料的准确性和精确性。

优选地，为方便固体料渣的排出，如图3，图4所示，所述出料组件还包括推料机构，所述推料机构包括斧头12、斧柄13和与所述斧柄13连接的驱动机构14，所述斧头12设置在所述套筒1末端延伸处的上方，且所述斧头12的钝端朝向所述套筒1末端延伸处，使所述斧头12可沿所述套筒1末端的端面劈下。上述的固定柱6固定在套筒1外壁，固定柱6与套筒1端面之间的相对距离保持不变，在斧头12进行劈砍动作时，不会因为二者位置关系的轻微位移等而导致斧头12劈砍到套筒1末端，有效提高出料的准确性。

为进一步提高推料机构的效率，使推料更顺畅，所述斧头12的钝端靠近所述套筒1末端的一边设置有切刀15。优选地，所述斧头12的钝端远离所述套筒1末端的一边也设置有切刀15。进一步优选地，所述切刀15的刃部为锯齿状。单边切刀15的刃部可以有效地沿套筒1端部切开固体料渣，避免相邻固体料渣粘结以及料渣挤压力而导致的料渣难以推下，双边切刀15进一步减小推料阻力；锯齿状的切刀15进一步增加切刀15的锋利度降低阻力，避免由于固体料渣阻力过大，而导致的驱动机构14动力不足甚至驱动机构14的损坏，还可以进一步减小驱动机构14的驱动力，有效节省能源，提高安全性。

本实用新型的又一实施例中，所述驱动机构14包括电机，所述电机的电机轴与所述斧柄13键连接。电机轴通过键连接带动斧柄13旋转，从而将推至套筒1外的固体料渣切除，实现排料。优选地，在套筒1端部下方还设置有料渣槽，所述料渣槽倾斜设置，切除下来的料渣由倾斜的料渣槽滑下落入料渣储存罐内。

如图5所示，本实用新型的又一实施例中，所述水解酸化装置包括：酸化罐16，所述酸化罐16内由上至下依次设置有出液机构7、平板式酶浮填料层8、悬浮污泥层9和排泥层10；其中，所述悬浮污泥层9的下端面处设置有水解进料口11，所述排泥层10为倒锥形结构；

所述固液分离装置的分离出液口通过管道连通至所述水解进料口11；

所述出液机构7的水解出料口17通过管道连通至所述絮凝沉淀装置的絮凝进料口。

本实用新型一实施例公开的水解酸化装置(即水解酸化池)中，所述排泥层10的下端设置有排泥口，所述排泥口通过排泥管道连接至污泥池，所述排泥管道上还设置有排泥泵。

其中，所述水解进料口11处设置为螺旋管，所示螺旋管上均匀设置有多个料孔，由所述螺旋管中部引出管道，连接至固液分离装置的分离液出口。优选该管道由酸化罐16的上端引出，螺旋管的外圈大小略小于所述酸化罐16的内部截面的大小，以保证进料后的料液与酸化罐16内的悬浮污泥均匀接触。进一步优选地，该料孔设置在螺旋管的下端面，进一步增加料液的处理时间。

优选地，所述平板式酶浮填料层8包括：柱状框架、包覆于所述柱状框架上的织布层、以及填装于所述框架内的生物膜填料。其中，所述生物膜填料优选为离子型酶促聚合物纤维填料。

为实现平板式酶浮填料层8的顺利过料，避免发生堵塞，首先将所述酸化罐16为的截面为方形，且所述织布层下部设置有刮板，用于刮去织布层下部的堵塞物，避免堵塞织布而引起的处理速度和效率降低。优选地，所述刮板包括刮柄和设置在所述刮柄上端的刮片，所述刮片为柔性材料，且随着靠近所述刮片顶端厚度逐渐减小。柔性材料的刮片可以避免刮坏织布层，同时顶端厚度逐渐减小，可以保证有效地刮去织布下端面的渣料。进一步地，所述刮柄可滑动地固定在所述酸化罐16的罐壁上。即在罐壁上设置滑槽，刮柄端部固定在滑块上，在滑块的带动下在滑槽内滑行；滑块可以通过气缸驱动其进行位移。具体地，可以在酸化罐16内部设置气缸，气缸的活塞杆连接滑块，通过气缸的充放气实现滑块的位移，从而带动刮板移动，刮去渣料。

如图6所示，本实用新型的又一实施例中，所述过滤系统包括依次设置的管道过滤机构、介质过滤机构和叠片过滤机构。

采用上述的系统配置多效生物农药的方法，包括如下步骤：

步骤一将沼气工程运行过程中产生的发酵副产物经泵打入固液分离装置中，进行固液分离，将固体排出，得到初分离液体；

步骤二将所述初分离液体导入水解酸化装置进行水解酸化处理后，得到水解酸化液；

步骤三将所述水解酸化液导入絮凝沉淀装置，加入絮凝剂后，在强力搅拌作用下进行絮凝沉淀处理，得到絮凝净液；

步骤四将所述絮凝净液经过过滤系统进行多级过滤后，得到过滤液；

步骤五将所述过滤液导入浓缩装置进行浓缩处理，得到浓缩液；

步骤六将所述浓缩液与印楝素、苦参碱或阿泰灵按比例加入药剂复配反应釜中进行反应复配后，调节Ph值至5.6-6.5，得到复配初始药剂；

步骤七将所述复配初始药剂在保安过滤器中进行过滤，得到生物农药。

实施例1

如图7所示，一种利用沼液配置多效生物农药的方法的工艺流程如下：

固液分离：将沼气工程运行过程中产生的发酵副产物经泵打入固液分离机中，经过挤压螺旋将物料推至主机前方，物料中的液体部分在边压滤带的作用下挤出网筛，通过排水管流入酸化池，固体部分通过卸料口排出，外运。

水解酸化：经固液分离后的沼液泵送至水解酸化池中，在兼性厌氧环境下，利用沼液中含有的水解和酸化菌，将残留的不溶性有机物水解为溶解性有机物，大分子物质分解为小分子物质，同时去除部分悬浮物，实现沼液的初步净化，从而降低后续工艺的处理负荷，提高整个系统的运行效率。用于沼液配制生物农药时，设计水解酸化池为中部进水，上部出水，底部排泥。长宽比设计为2:1，底部呈锥字形，利于沉淀污泥排出。沼液在酸化池中停留时间为6～8h，池中顶部安装超声波液位控制器，可根据罐中沼液量调节物料进出，底部安装污泥液面控制器，可根据污泥液面高度自动排泥。

絮凝沉淀：经水解酸化后的沼液经泵打入絮凝沉淀池中，投入絮凝剂硫酸亚铁，在强力搅拌作用下，使其中的悬浮物胶体、分散粒子、致病微生物相互碰撞脱稳，凝聚成较大颗粒沉淀。絮凝沉淀池分为反应区和沉淀区二部分，在反应区通过单柱塞计量泵投加絮凝剂，并安装JBK型框式搅拌器促进杂质碰撞凝聚，功率为3.5～6.5kw，沉淀区中部安装斜板，倾斜角度为60°，提高污泥沉淀效率，底部呈锥字形，安装机械刮泥装置，提高排泥效率。部分污泥回流至反应区，回流比为1～2:1。净水则从顶部溢流堰排出。

管道过滤：絮凝沉淀后的沼液，在经泵打入活性炭过滤器之前，需要进行初步过滤。即在泵前和泵后各安装一个管道过滤器，除去沼液中较大的较杂质和颗粒物，保护泵和活性炭过滤器的配件免受磨损和堵塞。管道过滤器中内嵌不锈钢薄板滤筒，通过安装在滤筒的上的筛网将颗粒物杂质截留在滤蓝内，筛网采用不锈钢轧花网，目数为60目和80目，可分别截留粒径大于0.3mm和0.2mm的颗粒物。当需要清洗时，可将滤筒拆卸，取出筛网清洗。

介质过滤：经泵打入活性炭过滤器中，通过上层过滤，下层吸附，除去其中的异味，有机物，胶体等物质，降低沼液的浊度和色度。

活性炭过滤器在分层装填颗粒活性炭之前，需在内部铺设2～3厘米厚的海绵和粗石英砂垫层，然后再将沼液打入叠片过滤器中，

叠片过滤：

紫外线消毒器：将过滤后的沼液打入紫外线消毒器中，利用紫外光照射直接杀灭液体中的细菌藻类，减少对反渗透膜的污染，增强后续产品储存运输过程中的稳定性。装置外壁材质为316L不锈钢，厚度不小于2mm，内壁根据光学原理设计，使腔体内能最大限度的利用紫外线，提高杀菌效果。灯管采用低压灯紫外线灯管，单根紫外灯的紫外能输出功率为30W-40W，输出波长在254nm处，灯管外套优质石英玻璃管，保证透光性。整个消毒器采用控制柜和消毒器一体式安装，并添加自动清洗装置，免除人工清洗。

反渗透浓缩：在常温条件下，将经消毒后的沼液打入反渗透浓缩装置，溶剂水分子在压力作用下渗出，在保持沼液原有性质的前提下，得到沼液浓缩液。反渗透浓缩装置主要包括高压泵、反渗透膜元件、膜壳(压力容器)和支架等。反渗透膜采用低污染反渗透膜，膜元件直径为8英寸，长度为40英寸，工作压力为1Mpa～1.2Mpa，处理流量为10～50m3/h。反渗透膜浓缩系统可将沼液浓缩4～6倍。

药剂复配：将浓缩后的沼液打入反应釜中，通过加药装置加入印楝素、苦参碱或阿泰灵等生物杀菌物质，同沼液复配，并添加分散剂聚乙二醇200，增加外源添加物与沼液的相容性。反应完毕后，加入稳定剂聚山梨酯-80。整个反应过程控制在偏酸性环境下，可加入HCL或者NaOH调节，控制pH值为5.6～6.5，反应时间为1～2h。

精细过滤：将复配后的药剂打入保安过滤器中，去除反应过程中生成的难溶物。保安过滤器采用PP棉大通量滤芯，运行压力≥0.1Mpa。

成品罐：经精细过滤后的沼液打入成品罐中储存，灌装出售。

实施例2

药剂复配时，将浓缩沼液(浓缩五倍)加入反应釜，同时加入印楝素、苦参碱、阿泰灵、甘草提取物、聚乙二醇200，同时调节Ph值至5.6～6.5，常温下搅拌反应1～2h后，加入聚山梨酯-80，搅拌均匀，然后将该混合液经保安过滤器过滤后得到生物农药成品。

其中，加入的浓缩沼液、印楝素、苦参碱、阿泰灵、甘草提取物、聚乙二醇200的质量比为100:15:25:12:40:5。

实施例3

上述实施例中，加入的浓缩沼液、印楝素、苦参碱、阿泰灵、甘草提取物、聚乙二醇200的质量比为100:30:12:20:60:3。

实施例4

上述实施例中，加入的浓缩沼液、印楝素、苦参碱、阿泰灵、甘草提取物、聚乙二醇200的质量比为100:23:19:22:50:4。

实施例5

采用实施例2-4配置的生物农药防治昆虫的试验结果如表1所示。

表1

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；如果不脱离本实用新型的精神和范围，对本实用新型进行修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种用于多效生物农药的水解酸化池，其特征在于，包括酸化罐，所述酸化罐内由上至下依次设置有出液机构、平板式酶浮填料层、悬浮污泥层和排泥层；其中，所述悬浮污泥层的下端面处设置有水解进料口，所述排泥层为倒锥形结构。

2.根据权利要求1所述的水解酸化池，其特征在于，所述排泥层的下端设置有排泥口，所述排泥口通过排泥管道连接至污泥池，所述排泥管道上还设置有排泥泵。

3.根据权利要求1所述的水解酸化池，其特征在于，所述水解进料口处设置为螺旋管，所示螺旋管上均匀设置有多个料孔，由所述螺旋管中部引出管道。

4.根据权利要求3所述的水解酸化池，其特征在于，所述螺旋管的外圈大小略小于所述酸化罐的内部截面的大小。

5.根据权利要求3所述的水解酸化池，其特征在于，所述料孔设置在螺旋管的下端面。

6.根据权利要求1所述的水解酸化池，其特征在于，所述平板式酶浮填料层包括：柱状框架、包覆于所述柱状框架上的织布层、以及填装于所述框架内的生物膜填料。

7.根据权利要求6所述的水解酸化池，其特征在于，所述酸化罐为的截面为方形，且所述织布层下部设置有用于刮去织布层下部的堵塞物的刮板；所述刮板包括刮片和刮柄。

8.根据权利要求7所述的水解酸化池，其特征在于，所述刮片为柔性材料，且随着靠近所述刮片顶端厚度逐渐减小。

9.根据权利要求8所述的水解酸化池，其特征在于，所述酸化罐的罐壁上设置滑槽，所述刮柄端部固定在滑块上，在所述滑块的带动下在所述滑槽内滑行。

10.根据权利要求9所述的水解酸化池，其特征在于，所述滑块连接气缸。