一种沼液养分高效利用及环境控制装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种沼液养分高效利用及环境控制装置及使用方法，该装置包括外层过滤筒和位于外层过滤筒内部的内层过滤筒，外层过滤筒和内层过滤筒的侧壁均采用过滤网结构，在两层过滤网结构之间填充具有养分吸收性能的滤料，在外层过滤筒的顶部可拆装地设置尼龙网，在尼龙网上设置多个用于放置水生植物的植物移栽穴。本发明专利技术装置利用外层过滤筒和滤料对沼液进行两次过滤处理，同时滤料吸附沼液的养分，后续作为缓释材料持续释放养分，从而无需对沼液进行额外的稀释或过滤处理，滤料吸附性能能够有效降低沼液氨挥发从而起到环境控制及沼液肥效提升效果；同时可在沼液施用过程中能够有效减少稀释灌溉用水，降低土地承载量，实现沼液处理的低成本运行。

An Efficient Utilization of Nutrients in Biogas Liquor and Its Environmental Control Device and Application Method

The invention relates to a nutrient efficient utilization and environmental control device for biogas slurry and its application method. The device comprises an outer filter cartridge and an inner filter cartridge located in the inner part of the outer filter cartridge. The side walls of the outer filter cartridge and the inner filter cartridge adopt a filter net structure, and the filter material with nutrient absorption property is filled between the two filter cartridges, and the top of the outer filter cartridge is detachably installed. A nylon net is installed, and a plurality of plant transplanting holes for placing aquatic plants are set up on the nylon net. The device uses an outer filter cartridge and filter material to filter the biogas slurry twice, while the filter material adsorbs the nutrients of the biogas slurry, and subsequently releases nutrients continuously as a slow-release material, so that no additional dilution or filtering treatment is needed for the biogas slurry, and the adsorption performance of the filter material can effectively reduce the ammonia volatilization of the biogas slurry, thereby playing an environmental control and improving the fertilizer efficiency of the biogas slurry. It can effectively reduce the dilution of irrigation water, reduce the carrying capacity of land, and realize the low-cost operation of biogas slurry treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种沼液养分高效利用及环境控制装置及使用方法
本专利技术涉及一种沼液养分高效利用及环境控制装置及使用方法，属于环境保护领域。
技术介绍
目前我国年产生的沼液已达到4亿方，沼液中含有包括氮、磷、钾等大量元素和钙、铜、铁、锌、锰等中、微量元素在内丰富的营养物质，具有较高的利用价值。但是，沼液在产生之后到利用过程中主要存在以下几方面问题：1)大中型沼气站均配备相应容量的储液池、沉淀池、氧化塘等设施，面积较大，缺少合理利用途径，而且沼液储存过程中会挥发出大量的氨气，不仅造成环境污染，引发人畜呼吸系统疾病，还会造成沼肥肥效损失，目前常使用的覆盖措施等减排效果相对较差、物料回收困难、固液分离难等问题。2)沼液由于总氮、总磷、电导率相对较高，在施用过程中往往需要进行稀释，特别是蔬菜等一般需要稀释3～5倍，需要大量灌溉用水，而且由于沼气站附近缺乏相应的消纳土地，造成稀释后的沼液无法得到全部消纳处理。随着环保治理力度加大，沼气站只能通过达标排放等成本相对较高的处理措施，造成沼气站运行难度增大。因此，寻求成本较低、储存过程氨气排放大幅减低、材料回收简单、沼液总氮、总磷、电导率能够有效降低、沼液储存处理设施能够得到合理利用、养分能够循环利用的综合技术，对于解决沼气站沼液储存、处理问题具有重要意义。近些年植物吸收方法由于具有养分回收利用、操作简单、处理后水质较好等优势得到了快速发展，但是由于植物生长养分、电导率浓度远低于沼液，所以往往需要稀释或者经过过滤沉淀后处理，增加了处理成本。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种沼液养分高效利用及环境控制装置及使用方法，保证该装置对沼液总氮、总磷、电导率有较好的降解效果，对沼液氨挥发具有较好的减排效果，同时植物具有一定的回收利用价值。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种沼液养分高效利用及环境控制装置，包括外层过滤筒和位于所述外层过滤筒内部的内层过滤筒，所述外层过滤筒和内层过滤筒的侧壁均采用过滤网结构，在两层所述过滤网结构之间填充具有养分吸收性能的滤料，在所述外层过滤筒的顶部可拆装地设置尼龙网，在尼龙网上设置多个用于放置水生植物的植物移栽穴。所述的沼液养分高效利用及环境控制装置，优选的，所述外层过滤筒还包括环形底板，所述环形底板的外边缘与所述外层过滤筒的过滤网结构固定连接；所述内层过滤筒还包括圆形底板，所述圆形底板的边缘与所述内层过滤筒的过滤网结构固定连接。所述的沼液养分高效利用及环境控制装置，优选的，对于总氮1500mg/L，总磷80mg/L，电导率12500uS/cm以内的沼液可利用该装置直接处理。所述的沼液养分高效利用及环境控制装置，优选的，所述滤料为生物炭和蛭石按照1:4比例混合而成。所述的沼液养分高效利用及环境控制装置，优选的，所述外层过滤筒的过滤网结构采用120目滤网，所述内层过滤筒的过滤网结构采用20目滤网。所述的沼液养分高效利用及环境控制装置，优选的，所述生物炭和蛭石混合之前，在0.1mol/L的盐酸溶液浸泡2h。所述的沼液养分高效利用及环境控制装置，优选的，在所述环形底板的内边缘与所述圆形底板的外边缘之间设置有密封圈。所述的沼液养分高效利用及环境控制装置，优选的，在内层过滤筒的过滤网结构的内侧间隔设置多个反冲洗高压微泡曝气条，所述水生植物选用水葫芦。一种前述沼液养分高效利用及环境控制装置的使用方法，将水生植物的幼苗移栽至沼液养分高效利用及环境控制装置的植物移栽穴内，然后将多个栽种好水生植物的沼液养分高效利用及环境控制装置浸泡在沼液池中，沼液养分高效利用及环境控制装置的外层过滤筒过滤掉沼液中的大颗粒杂质，滤料对沼液进行二次过滤的同时吸附沼液中的养分，吸附养分的滤料起到缓释材料的作用不断为水生植物提供作物养分。所述的沼液养分高效利用及环境控制装置的使用方法，优选的，在沼液池中底部设置多个曝气装置，在对水生植物进行培养过程中采用24h曝气的模式。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本专利技术装置利用外层过滤筒和滤料对沼液进行两次过滤处理，同时滤料吸附沼液的养分，后续作为缓释材料持续释放养分，从而无需对沼液进行额外的稀释或过滤处理，滤料吸附性能能够有效降低沼液氨挥发从而起到环境控制及沼液肥效提升效果。因此，本专利技术装置可以直接用于沼液养分的回收，实现沼液处理的低成本运行。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术外层过滤筒的构示意图；图3是本专利技术内层过滤筒的结构示意图；图4是本专利技术尼龙网和水生植物的结构示意图；图5是不同浓度沼液经过本专利技术装置过滤处理后的各理化指标变化情况，其中，图(a)是总氮过滤效果，图(b)是总磷过滤效果，图(c)电导率过滤效果；图6是利用本专利技术装置对沼液进行吸收后沼液储池中的各指标变化情况，其中，图(a)总氮的变化情况，图(b)是总磷的变化情况，图(c)是电导率的变化情况；图7是利用本专利技术装置对沼液氨挥发减排效果图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。如图1-4所示，本专利技术提出了一种沼液养分高效利用及环境控制装置，该装置包括外层过滤筒1和位于外层过滤筒1内部的内层过滤筒2，外层过滤筒1的侧壁采用过滤网结构11，内层过滤筒2的侧壁亦采用过滤网结构21。在两层过滤网结构11、21之间填充具有养分吸收性能的滤料3，在外层过滤筒1的顶部可拆装地设置尼龙网4，在尼龙网4上设置多个用于放置水生植物6的植物移栽穴41。本专利技术所述的沼液养分高效利用及环境控制装置，其过滤网结构11用于过滤沼液中大颗粒杂质，过滤网结构21用于隔离滤料3以及便于水生植物6的根部根须能够向滤料延伸。滤料3用于对沼液进行二次过滤，同时吸附沼液中的养分，之后起到缓释材料的作用不断为水生植物6提供作物养分。尼龙网4覆盖整个水生植物6的生长区，便于后续对植物的回收，将尼龙网4整个拆下，即可将全部植物回收。优选地，外层过滤筒1还包括环形底板12，环形底板12的外边缘与外层过滤筒1的过滤网结构11固定连接；内层过滤筒2还包括圆形底板22，圆形底板22的边缘与内层过滤筒2的过滤网结构12固定连接。在环形底板12的内边缘与圆形底板22的外边缘之间设置有密封圈5，用于防止未经过滤的沼液渗入内层过滤筒2的内部。优选地，滤料3为生物炭和蛭石按照1:4比例混合而成，两种材料的粒径结余40-60目，蛭石起到吸附和增加装置重量维持吸附液面的作用，生物炭主要用于养分吸附。上述滤料对氨气尤其具有良好的吸附性能，从而降低沼液池的臭味和气体污染。生物炭和蛭石混合之前，可以在0.1mol/L的盐酸溶液浸泡2h，能够进一步增加吸附性能。优选地，在内层过滤筒1的过滤网结构11的内侧间隔设置多个反冲洗高压微泡曝气条23，用于两层滤网结构11、21的清洁、防堵塞，滤料3吸附物质浓度过高时进行排除，增强再吸附效果。反冲洗高压微泡曝气条23具体可以设置四个，曝气压力为0.25kpa，单个爆气条曝气量为1L/min，处理过程推荐曝气时间如下表(TN:1000-2000mg/L,EC5000-15000uS/cm)：优选地，水生植物6选用水葫芦，水葫芦生长快速，对高浓度污水的具有良好的适应性，并且含有丰富的纤维素和粗蛋白，可以作为优质动物饲料，此外水葫芦还适合厌氧发酵和好氧堆肥。更重要的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沼液养分高效利用及环境控制装置，其特征在于，包括外层过滤筒和位于所述外层过滤筒内部的内层过滤筒，所述外层过滤筒和内层过滤筒的侧壁均采用过滤网结构，在两层所述过滤网结构之间填充具有养分吸收性能的滤料，在所述外层过滤筒的顶部可拆装地设置尼龙网，在尼龙网上设置多个用于放置水生植物的植物移栽穴。

【技术特征摘要】
1.一种沼液养分高效利用及环境控制装置，其特征在于，包括外层过滤筒和位于所述外层过滤筒内部的内层过滤筒，所述外层过滤筒和内层过滤筒的侧壁均采用过滤网结构，在两层所述过滤网结构之间填充具有养分吸收性能的滤料，在所述外层过滤筒的顶部可拆装地设置尼龙网，在尼龙网上设置多个用于放置水生植物的植物移栽穴。2.如权利要求1所述的一种沼液养分高效利用及环境控制装置，其特征在于，所述外层过滤筒还包括环形底板，所述环形底板的外边缘与所述外层过滤筒的过滤网结构固定连接；所述内层过滤筒还包括圆形底板，所述圆形底板的边缘与所述内层过滤筒的过滤网结构固定连接。3.如权利要求1所述的一种沼液养分高效利用及环境控制装置，其特征在于，对于总氮1500mg/L，总磷80mg/L，电导率12500uS/cm以内的沼液可利用该装置直接处理。4.如权利要求1所述的一种沼液养分高效利用及环境控制装置，其特征在于，所述滤料为生物炭和蛭石按照1:4比例混合而成。5.如权利要求4所述的一种沼液养分高效利用及环境控制装置，其特征在于，所述外层过滤筒的过滤网结构采用120目滤网，所述内层过滤筒的过滤网结构采用20目滤网。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙钦平，薛文涛，刘本生，李吉进，李钰飞，许俊香，王悦，邹国元，
申请(专利权)人：北京市农林科学院，
类型：发明
国别省市：北京,11