一种作为水培营养液的高硝氮沼液制备装置及制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出的是一种作为水培营养液的高硝氮沼液制备装置及制备方法，作为水培营养液的高硝氮沼液制备装置的结构包括微孔曝气系统、液面覆盖系统、沼液转化池；其中，微孔曝气系统包括空气泵、输气管、气泡石，空气泵的出气口与输气管的进气口相接，输气管的出气孔与气泡石的进气口相接，气泡石位于沼液转化池内，液面覆盖系统覆盖在沼液转化池内。作为水培营养液的高硝氮沼液制备方法包括以下步骤:（一）、在沼液转化池中装入沼液；（二）、在沼液转化池中沼液的液面覆盖上液面覆盖系统；（三）、通过微孔曝气系统对沼液转化池中的沼液进行间断周期性微孔曝气。

【技术实现步骤摘要】
一种作为水培营养液的高硝氮沼液制备装置及制备方法
本专利技术涉及一种作为水培营养液的高硝氮沼液制备装置及制备方法，属于高氨氮沼液作为水培营养液的前处理

技术介绍
随着我国畜禽规模化养殖程度的快速发展，畜禽粪便产生量已高达每年3.2×109t，成为农业面源污染的重要来源之一；为此，以畜禽粪便为原料的沼气工程的数量也不断增加，每年沼液排放量高达1.3亿吨；沼液含有丰富的营养物质，将其作为优质的水溶性养分资源库是沼液资源化利用的重要途径之一。而沼液作为水培营养液使用，存在NH4+-N含量过高的问题；例如生猪养殖场沼液的NH4+-N含量可高达704.6mg/L，占沼液总氮含量86%，这是限制沼液作为水生作物营养液常态化使用的瓶颈问题。
技术实现思路
本专利技术提出的是一种作为水培营养液的高硝氮沼液制备装置及制备方法，其目的旨在将沼液中的NH4+-N转化为NO3--N，提高沼液中NH4+-N转化为NO3--N的转化效率，降低沼液中NH4+-N转化为NO3--N过程中氮素损失率。本专利技术的技术解决方案：一种作为水培营养液的高硝氮沼液制备装置，其结构包括微孔曝气系统、液面覆盖系统8、沼液转化池7；其中，微孔曝气系统包括空气泵1、输气管、气泡石6，空气泵1的出气口与输气管的进气口相接，输气管的出气孔与气泡石6的进气口相接，气泡石6位于沼液转化池7内，液面覆盖系统8覆盖在沼液转化池7内。一种作为水培营养液的高硝氮沼液制备方法，该方法包括以下步骤:（一）、在沼液转化池中装入沼液；（二）、在沼液转化池中沼液的液面覆盖上液面覆盖系统；（三）、通过微孔曝气系统对沼液转化池中的沼液进行间断周期性微孔曝气。本专利技术的优点：1）能够大幅度提高NH4+-N转化为NO3--N的转化效率；2）能够降低或避免高氨氮沼液对水生作物根系的毒害作用，有利于沼液作为水培营养液的使用，使沼液中丰富的氮、磷、钾养分和锌、铜、钙等微量元素，以及各种氨基酸、维生素等对作物生长有益的物质能够充分得到利用；3）能够减少转化过程中沼液的氮素损失率。附图说明附图1是作为水培营养液的高硝氮沼液制备装置结构示意图。附图2是微孔曝气系统的结构示意图。附图3是分布有定植孔的泡沫板结构示意图。附图4是液面覆盖系统的结构示意图。附图5是定植海绵8-3置于定植孔8-2内的结构示意图。附图6是定植海绵8-3的俯视示意图。附图7是圆台形状定植孔的竖截面示意图。附图8是沼液转化池7的结构示意图。附图中1是空气泵，2是主输气管，3是分流管，4是止逆阀，5是支输气管，6是气泡石，7是沼液转化池，8是液面覆盖系统，9是沼液,10是定时器插座，11是土体，1-1是空气泵电源线，1-2是空气泵的进气口，1-3是空气泵的出气口，5-1是支管支架，7-1是防渗膜，7-2是支输气管5在沼液转化池7内形成的水平部分，8-1是泡沫板，8-2是定植孔，8-3是定植海绵，8-4是竖截面十字型开槽，8-5是上孔口，8-6是下孔口。具体实施方式一种作为水培营养液的高硝氮沼液制备装置，其结构包括微孔曝气系统、液面覆盖系统8、沼液转化池7；其中，微孔曝气系统包括空气泵1、输气管、气泡石6，空气泵1的出气口与输气管的进气口相接，输气管的出气孔与气泡石6的进气口相接，气泡石6位于沼液转化池7内，液面覆盖系统8覆盖在沼液转化池7内。所述输气管包括主输气管2、分流管3、支输气管5；其中主输气管2的进气口与空气泵1的出气口相连通，主输气管2的出气口与分流管3的进气口相连通，分流管3的出气口与支输气管5的进气口相连通，支输气管5的出气孔与气泡石6的进气口相连通。所述空气泵1、主输气管2、分流管3均处在沼液转化池7外部；所述支输气管5为若干个，每个支输气管5上均串接有止逆阀4，止逆阀4处在沼液转化池7外部；每个支输气管5上的止逆阀4均处在支输气管5上最靠近分流管3一侧的气泡石6与分流管3之间；每个支输气管5均通过沼液转化池7的上口插入沼液转化池7内。所述每个支输气管5通过沼液转化池7的上口插入沼液转化池7内一定深度后在沼液转化池7内形成一段水平部分，所述若干个支输气管5在沼液转化池7内各自形成的水平部分之间相互平行；若干个支输气管5在沼液转化池7内各自形成的水平部分可处在同一高度水平面上，也可以处在不同高度水平面上；优选若干个支输气管5在沼液转化池7内各自形成的水平部分处在同一高度的水平面上，且若干个支输气管5在沼液转化池7内各自形成的水平部分等间距相互平行分布；每个支输气管5在沼液转化池7内形成的水平部分的长度方向与沼液转化池7的长度方向一致，每个支输气管5在沼液转化池7内形成的水平部分的末端封闭。所述支输气管5为一种连接分流管3和气泡石6的硬质管道，支输气管5的一端与分流管3的出气口相连通，支输气管5的另一端封闭；每个支输气管5在沼液转化池7内形成的水平部分的上侧管壁均开有若干个出气孔，每个出气孔均连接有气泡石6，每个支输气管5在沼液转化池7内形成的水平部分的下侧管壁用支管支架5-1撑起；所述每个支输气管5上的若干个出气孔沿支输气管5在沼液转化池7内形成的水平部分的长度方向均匀分布；通过若干个支输气管5相互之间的间距控制和每个支输气管5上若干个出气孔之间的间距控制，使得在沼液转化池7内每个气泡石6覆盖沼液转化池7内的水平方向面积为1m2～2m2，即在沼液转化池7内的水平方向上每1m2～2m2均匀分布一个气泡石6，气泡石6的均匀分布能够均匀、快速地提高整个沼液转化池7中沼液NH4+-N转化为NO3--N的转化效率。所述支输气管5优选为PVC管道或PE管道；所述支管支架5-1为一种将支输气管5在沼液转化池7内形成的水平部分撑起离开沼液转化池7底面的任意结构的支架，优选所述支管支架5-1为一种能够将支输气管5在沼液转化池7内形成的水平部分的下表面撑起离开沼液转化池底面20cm的支架；所述支管支架5-1优选固定在沼液转化池7的底部。所述止逆阀4为任意一种用于防止空气泵1停止工作时沼液由于负压通过气泡石6、输气管倒流的任意止逆阀，优选为气体止逆阀。所述气泡石6优选处在沼液转化池7的池底上方，进一步优选气泡石6处在距离沼液转化池7的池底上方0.2米或0.2米以上的位置；使用时，在沼液转化池7中装入沼液后，气泡石6位于沼液的液面以下位置，优选气泡石6位于沼液的液面下方0.2米或0.2米以下的位置；气泡石6处在这个位置范围，能够降低沼液转化池底部的沉淀物对气泡石6孔隙的堵塞风险，有利于降低NH4+-N转化为NO3--N过程中沼液总氮损失率，并有利于提高沼液NH4+-N转化为NO3--N的转化效率。所述气泡石6优选为碳化硅为原料高温烧结制成的任意形状气泡石。所述液面覆盖系统8包括若干泡沫板8-1，每个泡沫板8-1上均分布有定植孔8-2，定植孔8-2内放置有定植海绵8-3。在沼液转化池7中装入沼液后，所述若干泡沫板8-1的平面面积总和为沼液转化池7中沼液液面面积的90%～95%；使用时，若干泡沫板8-1平铺在沼液转化池7内的沼液液面上，当若干泡沫板8-1漂浮在沼液转化池7内沼液液面上时，若干泡沫板8-1对沼液液面的表面覆盖度为90%～95%；所述若干泡沫板8-1平铺在沼液转化池7内的沼液液面上时，若干泡沫板8-1之间优选不需要固定连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.作为水培营养液的高硝氮沼液制备装置，其特征是包括微孔曝气系统、液面覆盖系统、沼液转化池；其中，微孔曝气系统包括空气泵、输气管、气泡石，空气泵的出气口与输气管的进气口相接，输气管的出气孔与气泡石的进气口相接，气泡石位于沼液转化池内，液面覆盖系统覆盖在沼液转化池内。

【技术特征摘要】
1.作为水培营养液的高硝氮沼液制备装置，其特征是包括微孔曝气系统、液面覆盖系统、沼液转化池；其中，微孔曝气系统包括空气泵、输气管、气泡石，空气泵的出气口与输气管的进气口相接，输气管的出气孔与气泡石的进气口相接，气泡石位于沼液转化池内，液面覆盖系统覆盖在沼液转化池内。2.根据权利要求1所述的作为水培营养液的高硝氮沼液制备装置，其特征是所述输气管包括主输气管、分流管、支输气管；其中主输气管的进气口与空气泵的出气口相连通，主输气管的出气口与分流管的进气口相连通，分流管的出气口与支输气管的进气口相连通，支输气管的出气孔与气泡石的进气口相连通；所述空气泵、主输气管、分流管均处在沼液转化池外部；所述支输气管为若干个，每个支输气管上均串接有止逆阀，止逆阀处在沼液转化池外部；每个支输气管均通过沼液转化池的上口插入沼液转化池内；所述每个支输气管通过沼液转化池的上口插入沼液转化池内一定深度后在沼液转化池内形成一段水平部分，所述若干个支输气管在沼液转化池内各自形成的水平部分之间相互平行；每个支输气管在沼液转化池内形成的水平部分的长度方向与沼液转化池的长度方向一致；所述支输气管为连接分流管和气泡石的硬质管道，支输气管的一端与分流管的出气口相连通，支输气管的另一端封闭；每个支输气管在沼液转化池内形成的水平部分的上侧管壁均开有若干个出气孔，每个出气孔均连接有气泡石，每个支输气管在沼液转化池内形成的水平部分的下侧管壁用支管支架撑起；所述每个支输气管上的若干个出气孔沿支输气管在沼液转化池内形成的水平部分的长度方向均匀分布；所述分流管的一侧有一个分流管进气口，分流管进气口与主输气管的出气口相连通，分流管的另一侧分出若干个大小一致的分流管出气口，所述每个分流管的出气口分别与一个支输气管相连通；若干个大小一致的分流管出气口的具体数量为≥1个。3.根据权利要求2所述的作为水培营养液的高硝氮沼液制备装置，其特征是所述气泡石处在沼液转化池的池底上方0.2米或0.2米以上的位置；在沼液转化池中装入沼液后，气泡石位于沼液的液面以下位置；所述气泡石为碳化硅为原料高温烧结制成的气泡石。4.根据权利要求1所述的作为水培营养液的高硝氮沼液制备装置，其特征是所述液面覆盖系统包括若干泡沫板，每个泡沫板上均分布有定植孔，定植孔内放置有定植海绵；在沼液转化池中装入沼液后，所述若干泡沫板的平面面积总和为沼液转化池中沼液液面面积的90%～95%；所述泡沫板的厚度为1cm～1.5cm，单块泡沫板的平面面积小于或等于5m2。5.根据权利要求4所述的作为水培营养液的高硝氮沼液制备装置，其特征是所述每个泡沫板上均分布有若干个定植孔，若干个定植孔均匀分布在相对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国峰，盛婧，张丽萍，王子臣，周炜，王鑫，
申请(专利权)人：江苏省农业科学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32