一种新型有机质水培种植系统技术方案

本发明专利技术公开了一种新型有机质水培种植系统，包括水培种植设施，该水培种植设施包括钢管塑料大棚或者温室，若干个钢管塑料大棚并排设置，钢管塑料大棚内部设有若干个水培槽；该水培种植设施与外部的硝化反应系统、热电联产发电机组连接。本发明专利技术具有有机营养液来源廉价稳定、能源来源廉价稳定、并能将营养液硝化过程和种植过程无缝对接、操作方便简单的特点。操作方便简单的特点。操作方便简单的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种新型有机质水培种植系统


[0001]本专利技术涉及循环农业水培生产领域，尤其涉及一种新型有机质水培种植系统。

技术介绍

[0002]传统农业采用土壤种植，在操作过程中往往涉及到大量的土壤翻耕，需耗费大量劳动力，劳动效率低下。而且土壤成分复杂，因种植年数的增加，导致各种有害成分的增加，同时导致土传病虫害的大面积发生，也会成为害虫和害草的发生场所。为使整个种植过程中各因素可控，以无机化学营养液为基础的各种水培技术被开发了出来，该技术无需反复翻耕土壤，大幅提高了种植效率，并使种植环境均一化，种植产品的品质也相对标准化。
[0003]但也带来了各种新的问题，比如营养液的本身成本就高，如果循环利用的话，也面临着营养成分被吸收后的液体pH环境、EC环境、微生物环境、营养成分的变化给种植带来各种不可预测的不利影响。而如果不循环使用的话，直接排入环境水域，就会给环境带来污染压力。而且水培种植由于无机营养液本身没有缓冲成分，包括pH等因子容易大幅变动，导致水体产生病害，并容易扩大到整体患病，种植风险极大，因此对种植设施的环境控制和技术水平都要求极高，导致能稳定生产的水培系统和设施往往造价和运营成本都偏高，难以大面积推广。
[0004]为克服上述传统无机营养液水培种植技术的问题，专利1《作为并行复式无机化反应的催化剂而优化的微生物群的种菌的制备方法》，授权公告号“CN 102112598 B”；与专利2《固定有进行并行复式无机化反应的微生物群的固体载质，催化剂柱，及植物栽培用固态培养基的制备方法》，授权公告号“CN 102112609 B”中公开了以有机营养液为主要添加营养的水培种植技术。该技术通过并行复式硝化反应，将有机营养液转化为作物可吸收的硝态氮肥，相对于传统水培系统，该种植系统由硝化细菌参与作物的营养供给和根部保护，提高了作物的抗病能力和培养液的环境缓冲能力，降低了培养过程对种植环境的苛刻要求，同时也降低了设施的硬件投资成本。
[0005]但是，该技术的还存在着如下问题：1、硝化反应系统和水培种植系统需要大量的保温能源，而廉价能源来源不明确的问题；2、由于该硝化系统对有机营养液碳氮比(C/N)有严格要求，一般低于10，如果有机质原料的碳氮比不稳定，特别是过高的碳氮比会导致硝化系统的不稳定，因而存在着优质有机营养液的廉价来源不明确的问题；3、专利2所提出的方案虽然解决了微生物反应表面积的问题，但物料的添加操作流程复杂，不适合规模化生产，而没有规模化的农业生产也就没有了经济适用性。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：针对现有技术的不足与缺陷，本专利技术提供一种新型有机质水培种植系统，具有优质有机营养液来源廉价稳定、能源来源廉价稳定、并能将营养液硝化过程和种植过程无缝对接、操作方便简单的特点。
[0007]技术方案一：本专利技术的一种新型有机质水培种植系统，包括水培种植设施，该水培
种植设施包括钢管塑料大棚或者温室，若干个钢管塑料大棚并排设置，钢管塑料大棚内部设有若干个水培槽，该水培种植设施与外部的硝化反应系统、热电联产发电机组连接。
[0008]所述硝化反应系统包括硝化反应器、曝气泵与硝化原料调节池，硝化反应器通过管道分别与硝化原料调节池、水培种植设施连接；所述热电联产发电机组通过管道分别与硝化原料调节池、硝化反应器、水培种植设施的循环蓄水池中的一个或多个连接。
[0009]其中，将硝化反应系统配置曝气泵形成好氧反应环境，反应液中包含具有可将有机质转化为硝酸离子的硝化细菌菌群，反应温度范围为15℃
‑
37℃；作为硝化原料的有机质在硝化原料调节池中进行成分调节后注入硝化反应器中，进行有机质的氨化与硝化并行复式反应，生成含有硝态氮的肥水后，部分肥水通过管道流入水培种植设施的水培槽中供作物利用，所剩部分作为菌种继续留在硝化反应器中与后续注入的原料一起参与硝化反应；硝态氮肥水通过进水管道进入水培槽，水培槽上种植作物，硝态氮肥水经过作物吸收营养后通过出水管道排出；一次使用后的肥水进入循环蓄水池，并可多次循环流入水培槽供作物吸收；循环使用后的肥水可流入硝化原料调节池中，用于硝化原料的成分调节；热电联产发电机组产生的余热以热水或水蒸气形式通过管道输入至硝化反应器、硝化原料调节池、循环蓄水池中的一个或多个，为硝化反应与种植保温提供热源。
[0010]其中，所述的硝化反应系统的反应温度为28℃；所述循环蓄水池内设有曝气泵调节营养液中的溶氧量，循环蓄水池中加入作物生长微量元素与调节酸碱度的调节剂。
[0011]其中，所述钢管塑料大棚顶部可增设遮阳网架，钢管塑料大棚之间设有光伏发电板，遮阳网架与光伏发电板共用支柱。
[0012]技术方案二：本专利技术的一种新型有机质水培种植系统，包括水培种植设施，该水培种植设施包括钢管塑料大棚或者温室，若干个钢管塑料大棚并排设置，钢管塑料大棚内部设有若干个水培槽。所述的水培种植设施与外部的厌氧反应系统、硝化反应系统、热电联产发电机组连接；所述厌氧反应系统包括厌氧反应器与沼气储存器；所述硝化反应系统包括硝化反应器、曝气泵与硝化原料调节池，硝化反应器通过管道分别与硝化原料调节池、水培种植设施连接；所述热电联产发电机组通过管道与厌氧反应器、硝化原料调节池、硝化反应器、水培种植设施的循环蓄水池中的一个或多个连接；所述硝化原料调节池通过管道分别与循环蓄水池、厌氧反应器连接。
[0013]其中，厌氧反应系统以餐厨垃圾、动物粪便、植物废弃物为主要原料，通过37℃的中温厌氧发酵或55℃的高温厌氧发酵，将原料中的高碳氮比有机质转化为沼气与沼液，作为硝化反应的原料；厌氧发酵后的沼液处于37℃或55℃的高温状态，余热为后续的硝化反应系统提供热量；将硝化反应系统配置曝气泵形成好氧反应环境，反应液中包含具有可将有机质转化为硝酸离子的硝化细菌菌群，反应温度范围为15℃
‑
37℃；硝化原料调节池接收外部设施厌氧发酵后排出的沼液，对沼液进行成分调节后注入硝化反应器中，进行有机质的氨化与硝化并行复式反应，生成含有硝态氮的肥水后，部分肥水通过管道流入水培种植设施的水培槽中供作物利用，所剩部分作为菌种继续留在硝化反应器中与后续注入的原料一起参与硝化反应；硝态氮肥水通过进水管道进入水培槽，水培槽上种植作物，硝态氮肥水经过作物吸收营养后通过出水管道排出；一次使用后的肥水进入循环蓄水池，并可多次循环流入水培槽供作物吸收；循环使用后的肥水循环可流入硝化原料调节池中，用于沼液原料的成分调节；热电联产发电机组产生的余热以热水或水蒸气形式通过管道输入至厌氧发
酵罐、硝化反应器、硝化原料调节池、循环蓄水池中的一个或多个，为厌氧反应、硝化反应、种植保温提供热源。
[0014]其中，所述的硝化反应系统的反应温度为28℃；所述循环蓄水池内设有曝气泵调节营养液中的溶氧量，循环蓄水池中加入作物生长微量元素与调节酸碱度的调节剂；所述有机废弃物原料部分碳元素被转化为沼气后，产物沼液中的碳氮比下降至10以下。
[0015]其中，所述钢管塑料大棚顶部可增设遮阳网架，钢管塑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型有机质水培种植系统，其特征在于：包括水培种植设施，该水培种植设施包括钢管塑料大棚(1)或者温室，若干个钢管塑料大棚(1)并排设置，钢管塑料大棚(1)内部设有若干个水培槽(4)；该水培种植设施与外部的硝化反应系统、热电联产发电机组连接。2.根据权利要求1所述的新型有机质水培种植系统，其特征在于：所述的水培种植设施与外部的硝化反应系统、热电联产发电机组连接；所述硝化反应系统包括硝化反应器、曝气泵与硝化原料调节池，硝化反应器通过管道分别与硝化原料调节池、水培种植设施连接；所述热电联产发电机组通过管道与硝化原料调节池、硝化反应器、水培种植设施的循环蓄水池中的一个或多个连接。3.根据权利要求2所述的新型有机质水培种植系统，其特征在于：将硝化反应系统配置曝气泵形成好氧反应环境，反应液中包含具有可将有机质转化为硝酸离子的硝化细菌菌群，反应温度范围为15℃
‑
37℃；作为硝化原料的有机质在硝化原料调节池中进行成分调节后注入硝化反应器中，进行有机质的氨化与硝化并行复式反应，生成含有硝态氮的肥水后，部分肥水通过管道流入水培种植设施的水培槽中供作物利用，所剩部分作为菌种留在硝化反应器中与后续注入的原料一起参与硝化反应；硝态氮肥水通过进水管道进入水培槽，水培槽上种植作物，硝态氮肥水经过作物吸收营养后通过出水管道排出；一次使用后的肥水进入循环蓄水池，多次循环流入水培槽供作物吸收；循环使用后的肥水流入硝化原料调节池中，用于原料的成分调节；热电联产发电机组产生的余热以热水或水蒸气形式通过管道输入至硝化反应器、硝化原料调节池、循环蓄水池中的一个或多个，为硝化反应与种植保温提供热源。4.根据权利要求3所述的新型有机质水培种植系统，其特征在于：所述的硝化反应系统的反应温度为28℃；所述循环蓄水池内设有曝气泵调节营养液中的溶氧量，循环蓄水池中加入作物生长微量元素与调节酸碱度的调节剂。5.根据权利要求1所述的新型有机质水培种植系统，其特征在于：所述的水培种植设施与外部的厌氧反应系统、硝化反应系统、热电联产发电机组均连接。6.根据权利要求5所述的新型有机质水培种植系统，其特征在于：所述厌氧反应系统包括厌氧反应器与沼气储存器；所述硝化反应系统包括硝化反应器、曝气泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂维浩，洪锋，
申请(专利权)人：涂维浩，
类型：发明
国别省市：