一种利用凤眼莲制备肥料的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术一种利用凤眼莲制备肥料的装置及方法，该装置包括太阳能供电系统、鼓风系统、前发酵罐体、电动筛分机和后发酵罐体；其中，前发酵罐体的顶部设有进料口和集气口，底部设有出料口，内部设有搅拌装置；前发酵罐体的出料口与电动筛分机的入口之间设有第一级传送带，电动筛分机的出口与后发酵罐体的入口之间设有第二级传送带；鼓风系统用于为前发酵罐体内提供风量可调的空气。该方法通过好氧主发酵和后熟阶段完成凤眼莲的好氧堆肥，凤眼莲与复合菌种、保氮剂、木屑投加比例为：1：(0.005～0.015)：0.8：(0.04～0.1)，有效解决了一次堆肥周期长，效率低的问题。本发明专利技术能在短时间、低成本、易操作的条件下得到降解彻底、营养含量丰富、可有效改良土壤的肥料。

Device and method for preparing fertilizer using Eichhornia crassipes

The invention is a device and a method for preparing fertilizer by using a water hyacinth. The device comprises a solar power supply system, a blast system, a front fermenting tank, an electric sieving separator and a rear fermentation tank. The top of the front fermentation tank is provided with a feeding mouth and a gas collecting mouth, a feed outlet at the bottom, a stirring device in the inner and a front fermenting tank. There is a first stage conveyer belt between the outlet of the body and the entrance of the electric screen. The outlet of the electric sieving separator and the entrance of the rear fermentation tank are provided with a second level conveyer belt, and the blast system is used to provide air with adjustable air volume for the front fermenting tank. This method completes aerobic composting of the Eichhornia crassipes through the main aerobic fermentation and the back ripening stage. The proportion of hyacinth and compound fungus, nitrogen retaining agent and wood chip is 1: (0.005 ~ 0.015):0.8: (0.04 ~ 0.1), which effectively solves the problem of a long period of composting and low efficiency. The fertilizer can be thoroughly degraded, rich in nutrients and can effectively improve the soil under the condition of short time, low cost and easy operation.

【技术实现步骤摘要】
一种利用凤眼莲制备肥料的装置及方法
本专利技术属于水污染生态治理及浮水植物资源化利用
，具体涉及一种利用凤眼莲制备肥料的装置及方法。
技术介绍
凤眼莲是一种浮水草本植物，原产于巴西，以一种观赏性种群零散分布于水体，其作为花卉引入我国后，作为观赏和净化水质的植物进行广泛种植，但由于其繁殖能力极强，在湖泊、河道内疯长，产生了许多负面影响，如阻断河道、影响航运，影响水体流动，滋生蚊蝇，破坏饮水资源，限制其他水生动、植物的生长。凤眼莲具有发达的根须系统，对氮、磷、钾、钙等多种元机元素有较强的富集作用，在收割季对凤眼莲进行大量收割后，寻找将凤眼莲资源化的方式得到了越来越多研究者的关注。在现有凤眼莲处理方式中，较为普遍的方式为直接焚烧或厌氧堆肥生产沼气，但二者都容易对环境造成二次污染，不宜采用。而对于凤眼莲的好氧堆肥，此工艺造价较低，管理运行要求低，堆肥周期短，占地小，不容易产生恶臭、有机酸等，且更加卫生。腐熟的堆肥物料是一种深褐色、质地松散、有泥土味的物质，具有一定植物养分，是一种极好的土壤调理剂和结构改良剂，高品质的产品可农用。好氧堆肥微生物的作用分为三个过程：(1)发热阶段：:堆肥初期，基本呈中温，嗜中温性微生物较为活跃，这些微生物利用堆肥中最容易分解的有机物质，如淀粉、糖类、脂肪和碳水化合物等迅速繁殖，释放出热量，使堆肥温度不断升高。此阶段常为主发酵前期，常需1-3d。(2)高温阶段：:当堆肥温度上升至50℃以上时，即进入高温阶段。此时嗜中温性微生物受到抑制，嗜热性微生物逐渐发生代替，复杂的有机物开始被强烈分解。堆体超过70℃时，大多数嗜热性微生物已不适应堆肥环境，微生物大量死亡或进入休眠状态。(3)降温和腐熟保肥阶段：经过高温阶段的主发酵，大部分有机物已经得到分解，剩下的是难于分解的有机物以及新形成的腐殖质。这时微生物活性减弱，产热量减少，堆肥温度逐渐下降，嗜中温性微生物又恢复活性，菌群逐渐重复不断的积累，堆肥进入腐熟阶段。好氧堆肥的三个过程分别利用嗜热、嗜中温性微生物等两大类微生物，它们对环境条件的要求比较苛刻、差异很大，对菌种选择、温度、氧气及混合控制过程及要求也很高，这是影响好氧堆肥效果的难点所在。低能耗运行的好氧堆肥装置的研制也是迫切的现实需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用凤眼莲制备肥料的装置及方法，此装置造价较低，管理运行要求低，占地小，不容易产生恶臭、有机酸等，该方法通过使主发酵阶段和后熟阶段分别进行的方式缩短堆肥周期。腐熟的堆肥物料是一种深褐色、质地松散、有泥土味的物质，具有一定植物养分，是一种极好的土壤调理剂和结构改良剂，高品质的产品可农用。本专利技术采取如下技术方案予以实现的：一种利用凤眼莲制备肥料的装置，包括太阳能供电系统、鼓风系统、前发酵罐体、电动筛分机和后发酵罐体；其中，前发酵罐体的顶部设置有进料口和集气口，底部设置有出料口，内部设置有搅拌装置；前发酵罐体的出料口与电动筛分机的入口之间设置有第一级传送带，电动筛分机的出口与后发酵罐体的入口之间设置有第二级传送带；鼓风系统用于为前发酵罐体内提供风量可调的空气，供电系统用于为该装置供电。本专利技术进一步的改进在于，前发酵罐体采用柱型结构，周向上覆盖有保温材料；后发酵罐体采用敞口模式，自然送风。本专利技术进一步的改进在于，电动筛分机采用震动筛分的工作模式，在电动筛分机高度三分之一处设置筛网，由弹簧固定在四周壁面上；工作时，在顶端进料后，由于物料具有不同粒径，大颗粒物料落在筛网上，小颗粒物料通过筛网落入电动筛分机底部。本专利技术进一步的改进在于，搅拌装置为采用中空管道制成的搅拌棒，该搅拌棒包括垂直连接的竖轴和横轴，竖轴上设置有温度传感器，横轴上设置有若干个搅拌桨叶，且搅拌棒与鼓风系统连通。本专利技术进一步的改进在于，横轴与纵轴采用法兰连接，搅拌桨叶以法兰连接与搅拌棒的横轴相连，其采用带有曲率的扇形叶片，顶端能够向前发酵罐体中输送由鼓风系统传送的空气。本专利技术进一步的改进在于，太阳能供电系统包括太阳能板以及与太阳能板连接的逆变器和储能系统。本专利技术进一步的改进在于，鼓风系统包括变频风机和太阳能集热器，其中，变频风机的出风口分为两股，一股通过第一阀门和太阳能集热器与搅拌棒连通，另一股通过第二阀门与搅拌棒连通。本专利技术进一步的改进在于，变频风机具有三级送风模式，自第一级送风模式至第三级送风模式，风量依次增大。一种利用凤眼莲制备肥料的方法，该方法基于上述一种利用凤眼莲制备肥料的装置，包括以下步骤：1)收割得到凤眼莲，并经过初步的干化、粉碎后，将已经干化、粉碎的凤眼莲与复合菌种、保氮剂和木屑由进料口加入前发酵罐体中，通过搅拌装置搅拌，使其充分混合；2)1-3d时，为中温阶段，通过鼓风系统向前发酵罐体中输送空气，提供微生物所需的充足氧气；3)4-10d时，为高温阶段，当前发酵罐体内温度高于65℃时，通过鼓风系统前发酵罐体内带走多余的热量；当前发酵罐体内温度低于50℃时，通过鼓风系统送入空气，并加热空气后送入前发酵罐体中，在送入氧气的同时提升温度；4)当主发酵阶段完成后，将物料由前发酵罐体的出料口运出，经第一级传送带的运送到达电动筛分机中进行筛分；5)电动筛分机中小粒径的腐殖质经筛分后落入筛网下方，经第二级传送带送入后发酵罐体进行后熟阶段，降温并腐熟保肥；电动筛分机中大粒径的物质经筛分后遗留在筛网上方，其在主发酵阶段未发酵完全，将其运送至进料口进行重新发酵。本专利技术进一步的改进在于，凤眼莲与复合菌种、保氮剂和木屑的投加质量比例为：1：(0.005～0.015)：0.8：(0.04～0.1)；复合菌种包括嗜热性菌种与嗜中温性菌种，其中嗜热性菌种由单孢子菌、嗜热性烟曲霉和枯草芽孢杆菌组成，嗜温性菌种由诺卡菌、橙色嗜热子囊菌、白腐菌和链霉菌组成；保氮剂由氢氧化镁、磷酸和水以3：12：85的质量比例配比而成。本专利技术具有如下有益的技术效果：本专利技术提供的利用凤眼莲制备肥料的装置，利用太阳能-电能转换，通过逆变器将太阳能供电系统发出的直流电转变为交流电，驱动该堆肥反应器工作，利用搅拌棒、变频风机等提供好氧堆肥所需的适宜条件，将反应物进行堆肥处理，实现了凤眼莲的好氧堆肥，是一种结构简单、运行成本低、处理效率高的凤眼莲好氧堆肥装置。进一步，发酵过程中主发酵阶段、后熟阶段分别采用两个发酵罐体，此设置可将不同批次的发酵物进行同时发酵，便于提高堆肥效率；前发酵罐体采用保温材料覆盖，避免热量的散失，后发酵罐体采用敞口模式，自然送风，可以在满足后熟阶段需氧量的同时节省能耗。进一步，电动筛分机采用震动筛分的工作模式，可使在主发酵阶段堆肥反应不够彻底的发酵物滞留在筛网上，通过传送带送入进料口再次进行主发酵阶段，可以有效防止堆肥不彻底的情况发生，提高堆肥产物质量；进一步，通过搅拌桨叶前端向发酵罐内送风，可使发酵罐内供气均匀；通过数轴上安装的温度传感器，可及时运行或关闭不同的加热设备，经济高效地将气体温度调至适宜水平。进一步，通过太阳能板、逆变器和储能系统，本堆肥装置利用可再生能源作动力，可不利用外加电能，使堆肥过程更环保、经济、低碳，能充分满足各发酵阶段所必须的条件，在保证堆肥效果的同时尽可能缩短堆肥时间，最大化地提高了堆肥效率。进一步，变频风机可根据前发酵罐体内对于供气的不同需求对送本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用凤眼莲制备肥料的装置，其特征在于，包括太阳能供电系统、鼓风系统、前发酵罐体(2)、电动筛分机(13)和后发酵罐体(15)；其中，前发酵罐体(2)的顶部设置有进料口(1)和集气口(6)，底部设置有出料口(11)，内部设置有搅拌装置；前发酵罐体(2)的出料口(11)与电动筛分机(13)的入口之间设置有第一级传送带(12)，电动筛分机(13)的出口与后发酵罐体(15)的入口之间设置有第二级传送带(15)；鼓风系统用于为前发酵罐体(2)内提供风量可调的空气，供电系统用于为该装置供电。

【技术特征摘要】
1.一种利用凤眼莲制备肥料的装置，其特征在于，包括太阳能供电系统、鼓风系统、前发酵罐体(2)、电动筛分机(13)和后发酵罐体(15)；其中，前发酵罐体(2)的顶部设置有进料口(1)和集气口(6)，底部设置有出料口(11)，内部设置有搅拌装置；前发酵罐体(2)的出料口(11)与电动筛分机(13)的入口之间设置有第一级传送带(12)，电动筛分机(13)的出口与后发酵罐体(15)的入口之间设置有第二级传送带(15)；鼓风系统用于为前发酵罐体(2)内提供风量可调的空气，供电系统用于为该装置供电。2.根据权利要求1所述的一种利用凤眼莲制备肥料的装置，其特征在于，前发酵罐体(2)采用柱型结构，周向上覆盖有保温材料；后发酵罐体(15)采用敞口模式，自然送风。3.根据权利要求1所述的一种利用凤眼莲制备肥料的装置，其特征在于，电动筛分机(13)采用震动筛分的工作模式，在电动筛分机高度三分之一处设置筛网，由弹簧固定在四周壁面上；工作时，在顶端进料后，由于物料具有不同粒径，大颗粒物料落在筛网上，小颗粒物料通过筛网落入电动筛分机(13)底部。4.根据权利要求1所述的一种利用凤眼莲制备肥料的装置，其特征在于，搅拌装置为采用中空管道制成的搅拌棒(3)，该搅拌棒(3)包括垂直连接的竖轴和横轴，竖轴上设置有温度传感器(5)，横轴上设置有若干个搅拌桨叶(4)，且搅拌棒(3)与鼓风系统连通。5.根据权利要求4所述的一种利用凤眼莲制备肥料的装置，其特征在于，横轴与纵轴采用法兰连接，搅拌桨叶(4)以法兰连接与搅拌棒(3)的横轴相连，其采用带有曲率的扇形叶片，顶端能够向前发酵罐体(2)中输送由鼓风系统传送的空气。6.根据权利要求5所述的一种利用凤眼莲制备肥料的装置，其特征在于，太阳能供电系统包括太阳能板(16)以及与太阳能板(16)连接的逆变器和储能系统(17)。7.根据权利要求6所述的一种利用凤眼莲制备肥料的装置，其特征在于，鼓风系统包括变频风机(7)和太阳能集热器(10)，其中，变频风机...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙昕，王垿，许振威，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61