CN208632402U - 一种化肥用发酵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种化肥用发酵系统，包括由墙体围和而成的矩形室，矩形室顶部设有屋顶，屋顶为人字顶，所述矩形室内设有恒温发酵池和电气控制系统，所述恒温发酵池内安装有与电气控制系统连接的温度检测器、氧气含量检测器、硫化氢含量检测器、甲烷含量检测器、氨气含量检测器、加热装置、空气净化装置和微生物菌剂添加装置；所述人字顶的采用透明材质制作且其上开有数个风口，风口通过通风管道连接有空气净化装置。本实用新型通过设置电气控制系统，通过电气控制系统与各个检测器以及各个执行设备连接，实现数据统一集中，设备统一管理与控制。

Description

一种化肥用发酵系统

技术领域

本实用新型涉及一种化肥用发酵系统，属于化学发酵技术领域。

背景技术

随着我国畜禽养殖业的迅速发展，特别是各种集约化、规模化的禽畜养殖场相继建立，畜禽废弃物的数量急剧上升，如果没有对其进行及时有效地处理和利用，将带来严重的环境污染，甚至影响到人们正常的生产和生活。因此，加强畜禽废弃物污染防治和对畜禽废弃物进行资源利用显得尤为重要。鸡粪是最为主要的畜禽废弃物之一，有机质含量高，含有大量营养物质，包括氮、磷、钾及铁、钙、镁、铜、锌、硒、硫等有益元素，是优良的有机肥源。但目前鸡粪的肥料化利用率较低。在农村和部分养鸡场鸡粪多被直接还田，或进行简单堆沤发酵还田，更有甚者将鸡粪作为垃圾丢弃或用水冲释进入沟渠，不仅造成了巨大的资源浪费而且造成了严重的环境污染问题。因此，通过对鸡粪进行无害化处理后制成肥料，一方面可提高鸡粪的资源化利用价值，同时还可有效减少对生态环境污染。

对鸡粪进行无害化处理的过程为发酵，在发酵的过程中，需要对发酵温度进行有效的控制，同时因鸡粪自身会产生一些臭气并且在发酵过程中也会产生氨气等有刺激性气味的气体，会污染周围的空气，进而影响居民的生活。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可有效控制发酵温度并能对发酵室内的气体进行净化的化学发酵用发酵系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种化肥用发酵系统，包括由墙体围和而成的矩形室，矩形室顶部设有屋顶，屋顶为人字顶，所述矩形室内设有恒温发酵池和电气控制系统；

所述恒温发酵池包括保温池、发酵池、加热装置、控温管和微生物菌剂添加装置，所述保温池的侧面以及底面均设有保温棉，保温池的底部并位于保温棉上设有控温管，所述控温管两端均与加热装置连接，所述控温管的上设有发酵池且发酵池位于保温池内，所述发酵池的侧壁上设有曝气管；所述发酵池的上方设有微生物菌剂添加装置；

所述发酵池的侧壁上安装有与电气控制系统连接的温度检测器、氧气含量检测器、硫化氢含量检测器、甲烷含量检测器和氨气含量检测器；

所述人字顶的采用透明材质制作且其上开有数个风口，风口通过通风管道连接有空气净化装置，所述空气净化装置包括壳体、以及设置在壳体内的初级过滤层和清洁模块，所述初级过滤层设置在清洁模块的前端，其包括玻璃棉层和聚酯纤维层；所述清洁模块包括净水箱、高压水泵、喷淋装置和污水箱，所述净水箱通过水路管道与高压水泵的入口连接，水路管道上设有数个喷淋装置，污泥箱位于喷淋装置的下方；

所述电气控制系统分别与加热装置、空气净化装置和微生物菌剂添加装置连接。

进一步地，所述曝气管包括主管和出口管，主管安装在保温池侧壁的保温棉内，主管的末端为封闭端，数个出口管等间距连接在主管的侧壁上并与主管连通，主管的开放端与风机连接，风机与电气控制系统连接。

进一步地，所述微生物菌剂添加装置包括支架、通道、原料箱、泵体和喷洒头，所述支架为U型架，U型架的两端安装在恒温发酵池的两端，所述通道缠绕设置在支架上且一端与喷洒头连接，喷砂头位于支架的中间并位于恒温发酵池的正中央，通道的另一端通过泵体与原料箱连接，原料箱内加有液体微生物菌剂。

进一步地，所述电气控制系统采用PLC芯片作为主控芯片。

进一步地，所述人字顶的主梁两侧均安装有太阳能板，太阳能板连接有充放电控制器，充放电控制器连接有蓄电池连接。

本实用新型的具有以下有益效果：

(1)通过设置加热装置对水进行加热，通过控温管对加热后的水进行循坏，实现对发酵池加热，在发酵池的外围设置有保温棉，保温棉可有效减少温度的损失，进而有效控制发酵池的温度，保证发酵时的温度；

(2)通过在发酵池的侧壁上安装有曝气管，满足发酵过程氧气含量的需求；

(3)通过设置微生物菌剂添加装置，通过喷洒的液体的微生物菌剂，实现发酵过程中微生物菌剂的需求；

(4)通过在屋顶设置风口，风口通过管道与空气净化装置连接，空气净化装置中的初级过滤模块可有效过滤颗粒物和毛发等物质，清洁模块可有效滤除氨气、硫化氢等有刺激性气味的气体，避免空气污染；

(5)通过采用透明材质制成屋顶，利用白天光透射，无需灯泡照明，便于观察；

(6)在屋顶上设有太阳能板，可为蓄电池充电，为发酵室内需要供电的设备提供电源，节能环保；

(7)通过在发酵池上设置温度检测器、氧气含量检测器、硫化氢含量检测器、甲烷含量检测器和氨气含量检测器，利于发酵过程中的温度、氧气含量、甲烷含量、硫化氢含量和氨气含量的检测，根据检测数据，使用者可以操作其他设备(如加热装置、空气净化装置和微生物菌剂添加装置等)改变发酵条件，利于发酵的完成；

(8)通过设置电气控制系统，通过电气控制系统与各个检测器(温度检测器、氧气含量检测器、硫化氢含量检测器、甲烷含量检测器和氨气含量检测器)以及各个执行设备(加热装置、送氧风机、空气净化装置和微生物菌剂添加装置)连接，实现数据统一集中，设备统一管理与控制。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型恒温发酵池的结构示意图。

图3为本实用新型空气净化装置的结构示意图。

图4为本实用新型电气控制系统的结构示意图。

图5为本实用新型电源部分的结构示意图。

图中标记：1、矩形室；21、屋顶；22、太阳能板；3、恒温发酵池；31、保温池；32、保温棉；33、控温管；34、曝气管；35、发酵池；4、空气净化装置；411、玻璃棉；412、聚酯纤维；421、净水箱；422、水路管道；423、高压水泵；424、污水箱；425、喷淋装置；42、风管；44、变频风机；51、支架；52、水管；53、原料箱；54、喷洒头；6、加热装置；7、风机；81、温度检测器；82、氧气含量检测器；83、硫化氢含量检测器；84、甲烷含量检测器；85、氨气含量检测器；9、电气控制系统。

具体实施方式

如图1～图5所示，本实施例提供的新型发酵室包括由墙体围和而成的矩形室1，矩形室1顶部设有屋顶21，其中一面墙体上开有门，在所述门上方设有声光报警器。所述发酵室的内侧面设有电气控制系统9，电气控制系统9优先安装在靠近门的侧面上，所述发酵室内的底面上设有两个恒温发酵池3。

所述恒温发酵池3包括保温池31和发酵池35，保温池31的侧面及底部均设有保温棉32，所述保温棉32优先选择保温岩棉，保温岩棉具有保温、隔音和防火隔断等优点，同时还属于节能环保建材。所述保温池31的底部平铺的控温管33，控温管33呈S型紧密迂回摆放在保温棉上，且两端均为开口端，一端通过水泵与加热装置6的进口连接，另一端与加热装置6的出口连接，使控温管33内可形成加热的循环水，通过加装装置6出来的水温度一致，进而可使发酵池35内的温度恒定，从而实现对发酵池35内的温度可控和温度可恒，所述控温管33上设有发酵池35，所述发酵池的侧壁设有曝气管34，所述曝气管34包括主管和出氧管，主管安装在保温池31侧壁的保温棉32内，主管的末端为封闭端，始端为开口端并与风机7连接，数个出氧管等间距连接在主管的侧壁上并与主管连通，出氧管的管段伸出发酵池35的侧壁。所述发酵池35的侧壁与顶面持平处安装有温度检测器81、氧气含量检测器82、硫化氢含量检测器83、甲烷含量检测器84和氨气含量检测器85，为了便于连接电源，将温度检测器81、氧气含量检测器82、硫化氢含量检测器83、甲烷含量检测器84和氨气含量检测器85安装在同一侧的发酵池35侧壁上且等间距安装。所述温度检测器81、氧气含量检测器82、硫化氢含量检测器83、甲烷含量检测器84和氨气含量检测器85均与电气控制系统9连接，实现采集数据的统一采集与管理。

需要说明的是：所述温度检测器81采用汉隆自动化技术有限公司型号为DB4523-TC的8路温度过程控制模块，该温度过程控制模块集多个智能温度/过程电气控制系统功能于一体，体积小，安装方便，使用简单，既可独立运行，又可与各种PLC、组态软件、工控机、人机界面等连接使用，特别适合多路温度/过程控制。与传统的温度/过程仪表相比，具有集中控制、标准导轨安装、节省空间、性价比高等特点。

所述氧气含量检测器82采用深圳市东日灜能科技有限公司型号为SK-600-O2的氧气检测装置，该氧气检测装置采用原装进口电化学氧气传感器，自动温度补偿、零点漂移及满量程漂移补偿，其测量范围为0～100％VOL，分辨率为0.01％VOL，精度为±3％FS，且留有RS232/485串口输出和继电器输出，可与各种PLC、组态软件、工控机、人机界面等连接使用。

所述硫化氢含量检测器83采用深圳市东日灜能科技有限公司型号为SK-600-H2S的硫化氢含量检测装置，硫化氢H2S是具有刺激性和窒息性的无色气体。低浓度接触仅有呼吸道及眼的局部刺激作用，高浓度时全身作用较明显，表现为中枢神经系统症状和窒息症状。所述硫化氢含量检测装置采用原装进口传感器，自动温度补偿、零点漂移及满量程漂移补偿，保证测量准确性，其检测范围0～500ppm，分辨率为0.1ppm，精度为±3％，还具有4-20mA/RS485信号输出、继电器输出、数据恢复、数据存储等功能。

所述甲烷含量检测器84采用深圳市东日灜能科技有限公司型号为SK-600-CH4的甲烷含量检测装置，甲烷CH4对人基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。当空气中甲烷达25％-30％时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时远离，可致窒息死亡。所述甲烷含量检测装置采用进口高性能电化学甲烷传感器，具有良好的抗干扰新能，其检测范围0～20ppm，分辨率为0.01ppm，精度为±3％，还具有4-20mA/RS485信号输出、继电器输出、数据恢复、数据存储等功能，可与各种PLC、组态软件、工控机、人机界面等连接使用。

所述氨气含量检测器85采用深圳市东日灜能科技有限公司型号为SK-600-NH3的甲烷含量检测装置。氨气NH3是无色且有强烈的刺激气味的气体。密度为0.7710，相对密度为0.5971(空气＝1.00)，易被液化成无色的液体，能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的粘膜，人吸入过多，能引起肺肿胀，以至死亡。所述氨气含量检测装置采用进口高性能电化学甲烷传感器，具有良好的抗干扰新能，其检测范围0～500ppm，分辨率为0.1ppm，精度为±3％，还具有4-20mA/RS485信号输出、继电器输出、数据恢复、数据存储等功能，可与各种PLC、组态软件、工控机、人机界面等连接使用。

所述温度检测器81、氧气含量检测器82、硫化氢含量检测器83和氨气含量检测器85还可采用深圳市吉顺安科技有限公司型号为JK60-VI复合气体检测仪，该复合气体检测仪可检测一氧化碳、硫化氢、氧气、可燃气体、二氧化碳、氨气等，并且还自带声光报警器，可各种PLC、组态软件、工控机、人机界面等连接使用。

所述加热装置6采用成都奥源热能科技有限公司的全自动小型热水供暖锅炉，该锅炉具有时间设置功能、过热保护、水位实时监控等优点，且体积小、保温效果好，同时采用安全电子阀，不仅作为安全保护装置，使锅炉运行更加安全可靠，同时安全电子阀与电气控制系统9连接，通过电气控制系统9打开或者关闭锅炉。

所述风机7采用常用的鼓风机，并将鼓风机的开关改成开关电子阀，开关电子阀与电气控制系统9连接，通过电气控制系统9打开或者关闭过滤风机7。

所述恒温发酵池3的池边上设有微生物菌剂添加装置，所述微生物菌剂添加装置包括支架51、水管52、原料箱53、泵体和喷洒头54，所述支架51安装在恒温发酵池3的两端且为U型架，U型架的横梁内设有水流通道，且横梁一端开有开孔，开孔与水流通道连通，所述水管52一端与流水通道连接，另一端通过泵体与原料箱53连接，流水通道与安装在横梁底部的喷洒头54连通，原料箱53内加有液体微生物菌剂。两个恒温发酵池3可共用一个原料箱53，同时原料箱53设有液体水位检测仪，用于检测原料箱53中的液体微生物菌剂的含量；或者原料箱53中的含量刚好够一次发酵的含量，每次发酵前适量添加即可。所述泵体上的开关阀为电子开关阀，电子开关阀与电气控制系统9连接，实现电气控制系统9打开或者关闭泵体。

在发酵的过程，会产生一些氨气等臭味性气体，本实施例中还设有空气净化装置4，所述空气净化装置4安装在发酵室的一侧21上，通过风管与开设在屋顶21的风口连接；所述空气净化装置4包括变频风机44、初级过滤模块和清洁模块，变频风机44安装在空气净化装置4的一侧，将发酵室内的空气抽入空气净化装置4中，所述初级过滤模块包括玻璃棉层411和聚酯纤维层412，用于滤除空气中毛发、絮状物等大颗粒物；所述清洁模块位于初级过滤模块的后端，它包括净水箱421、水路管道422、高压水泵423、污水箱424喷和淋装置425，净水箱421经水路管道422与高压水泵423的入口连接，水路管道422上连接有数个喷淋装置425。污水箱424位于喷淋装置425的下方同时位于空气净化装置4的底部，净水箱421中倒入用于清洗的净水，高压水泵423会从净水箱421中抽水并通过水路管道422送至喷淋装置的出水口，以喷淋的方式对空气中的氨气、硫化氢等气体清洗，清洗后的污水全部流入污水箱424，污水箱424的底部一侧设有出水口，通过出水口可收集污水做后续的专业处理，防止环境污染，所述高压水泵423和变频风机744均与电气控制系统9电性连接，用于控制空气净化系统。

所述屋顶21为三角形顶且采用透明材质制作，例如防弹玻璃、透明的亚克力板等，具有透光性，利用光照，可节约光照用电，本实施例中具体采用透明的亚克力板制成，在所述亚克力板的上开有数个风口，数个风口通过管道与空气净化装置4连接。在中心主梁的两侧均安装有两排太阳能板22，所述太阳能板22依次连接有充放电电气控制系统9和蓄电池，充放电电气控制系统9控制蓄电池充放电，所述充放电电气控制系统9还与市电连接，在太阳能板22充电不及时的时候，通过市电供电。

所述电气控制系统9与充放电电气控制系统9连接，用于获取太阳能板22提供的电能，所述电气控制系统9包括PLC处理模块、以及与PLC处理模块连接的RS232模块、RS485模块、ZIGBEE模块、4G通信模块、存储模块和显示模块，所述RS232模块、RS485模块、ZIGBEE模块用于与发酵室内的各个检测器(温度检测器81、氧气含量检测器82、硫化氢含量检测器83、甲烷含量检测器84和氨气含量检测器85)以及各个执行设备(加热装置6、风机、空气净化装置4和微生物菌剂添加装置)连接，所述4G通信模块用于与使用者的手机连接，可将异常数据发送给使用者，便于使用者第一时间实施措施，避免损失造成，所述存储模块用于存储采集的数据，显示模块中采用触摸显示屏，用于显示采集的数据以及输入操作指令。

所述PLC处理模块中采用信捷XC系列24R标准型PLC可编程控制器，具有高速运算的热点，基本处理指令在0.2～0.5us，内置2046字节的flash rom闪存存储器，具有24点I/O总点数，输入点数14点X0～X15，输出点数10点Y0～Y11，完全满足采集设备和执行设备的连接。

以上所述仅是本实用新型优选的实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何基于本实用新型所提供的技术方案和实用新型构思进行的改造和替换都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种化肥用发酵系统，包括由墙体围和而成的矩形室，矩形室顶部设有屋顶，屋顶为人字顶，其特征在于：所述矩形室内设有恒温发酵池和电气控制系统；

所述恒温发酵池包括保温池、发酵池、加热装置、控温管和微生物菌剂添加装置，所述保温池的侧面以及底面均设有保温棉，保温池的底部并位于保温棉上设有控温管，所述控温管两端均与加热装置连接，所述控温管的上设有发酵池且发酵池位于保温池内，所述发酵池的侧壁上设有曝气管；所述发酵池的上方设有微生物菌剂添加装置；

所述发酵池的侧壁上安装有与电气控制系统连接的温度检测器、氧气含量检测器、硫化氢含量检测器、甲烷含量检测器和氨气含量检测器；

所述人字顶的采用透明材质制作且其上开有数个风口，风口通过通风管道连接有空气净化装置，所述空气净化装置包括壳体、以及设置在壳体内的初级过滤层和清洁模块，所述初级过滤层设置在清洁模块的前端，其包括玻璃棉层和聚酯纤维层；所述清洁模块包括净水箱、高压水泵、喷淋装置和污水箱，所述净水箱通过水路管道与高压水泵的入口连接，水路管道上设有数个喷淋装置，污泥箱位于喷淋装置的下方；

所述电气控制系统分别与加热装置、空气净化装置和微生物菌剂添加装置连接。

2.根据权利要求1所述的化肥用发酵系统，其特征在于：所述曝气管包括主管和出口管，主管安装在保温池侧壁的保温棉内，主管的末端为封闭端，数个出口管等间距连接在主管的侧壁上并与主管连通，主管的开放端与风机连接，风机与电气控制系统连接。

3.根据权利要求1所述的化肥用发酵系统，其特征在于：所述微生物菌剂添加装置包括支架、通道、原料箱、泵体和喷洒头，所述支架为U型架，U型架的两端安装在恒温发酵池的两端，所述通道缠绕设置在支架上且一端与喷洒头连接，喷砂头位于支架的中间并位于恒温发酵池的正中央，通道的另一端通过泵体与原料箱连接，原料箱内加有液体微生物菌剂。

4.根据权利要求1所述的化肥用发酵系统，其特征在于：所述电气控制系统采用PLC芯片作为主控芯片。

5.根据权利要求1所述的化肥用发酵系统，其特征在于：所述人字顶的主梁两侧均安装有太阳能板，太阳能板连接有充放电控制器，充放电控制器连接有蓄电池连接。