屋頂生物質循環種植系統的製作方法

2023-09-18 07:52:20

專利名稱：屋頂生物質循環種植系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用城市有機垃圾在屋頂上進行種植，特別涉及一種屋頂生物質循環種植系統。
背景技術：
現在，隨著城鎮化的發展，農業用地越來越少，城市垃圾越來越多，垃圾圍城，熱島效應，耕地銳減，食品安全等問題，正影響著城市居民的生活。民以食為天，城市居民每天攝入大量的食物，這些食物大都從外地運入，長途運輸需要消耗能源，不利於環保，同時，蔬菜水果大都要經過保鮮和防腐處理，也不利於食品安全；並且產生大量的有機物垃圾。同時在緊急狀態下如自然災害交通不便時，會因為供應不足而影響整個城市的穩定。實際上，城市的屋頂上日照充足，病害蟲少，土壤和水分可以控制，植物生長環境相對穩定，汙染也相對較少，屋頂上完全可以建立相對獨立穩定的生態系統，並生產出優質的水果和蔬菜等農產品。如果能夠把城市居民產生的部分廚餘垃圾轉化為有機肥和培養土，再在城市屋頂上進行農作物栽培，既可減輕城市垃圾處理的壓力，解決城市「熱島效應」 的環境問題，還可以就近為居民提供更加新鮮安全的食物，有利於城鎮的穩定，可謂一舉多得。人們吃的食物和廚餘垃圾，都是「生物質」，利用生物把廢棄的廚餘垃圾降解為植物養分，再通過種植綠色植物產生新的生物質，獲得食物和氧氣，將不可食用的部分再變成有機肥，為植物提供養分，實現「生物質」在城市內部的循環利用，對發展低碳經濟、改善人居環境、提高生活水平有重要的現實意義。現在城市居民的生活垃圾沒有進行分類回收，各種垃圾通過垃圾處理場進行焚燒或填埋處理，都會對環境產生不利的影響，同時，消耗大量的人力、物力和財力；現有城市的屋頂綠化建立和維護的成本都很大，同時，綠色植物不能吸收到象地面上植物一樣充足的地下水氣(俗稱「扯地氣」)，不能保證蒸騰作用和光合作用所需的水分，綠色植物不可能發揮其應有的降低氣溫、吸收二氧化碳和釋放氧氣的生態作用。
發明內容本實用新型克服現有技術中的不足，提供了一種能夠增加農業用地、處理城市有機垃圾和改善城市環境的屋頂生物質循環種植系統。為了解決上述技術的問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的屋頂生物質循環種植系統，是將主進水管與位置在最高處的主貯水箱連接，主貯水箱下部通過供水管與種植箱或種植管下部的一端連接，種植箱或種植下部的另一端通過供水管與發酵桶下部和位置在最低處的輔貯水桶連接，輔貯水桶通過水泵和供水管與主貯水箱連接組成。本實用新型也可以通過以下技術方案實現以上所述種植箱和發酵桶之間通過供水管分別連接蚯蚓養殖箱下部的兩端。[0010]本實用新型也可以通過以下技術方案實現以上所述種植箱和蚯蚓養殖箱之間通過供水管分別連接水族箱上部的兩端。本實用新型也可以通過以下技術方案實現以上所述主進水管上裝有水位控制
O本實用新型也可以通過以下技術方案實現以上所述主貯水箱下部的供水管上裝有流量控制器。本實用新型還可以通過以下技術方案實現以上所述種植箱或種植管下端設有攔水裝置，攔水裝置上端設有通氣孔。本實用新型的有益效果是(1)能把部分生活垃圾通過微生物分解成為水，通過蚯蚓處理成為優質有機肥，減少了城市垃圾的數量。( 種植裝置中的營養土底層有含水層、透氣層，能保證所種植的綠色植物能正常生長，可以降低溫度、吸收二氧化碳、釋放氧氣，可以改善環境，有良好的生態效益。(3)結構簡單，安裝簡易，維護方便。(4)培養土的成份和澆灌用的水都是可控的，屋頂陽光充足，病蟲害少，能不斷的生產出富含硒的優質的有機食品，節約資源，增加經濟效益，促進城市綠化。(5)作為一種食物的儲備形式，可以減少城市對外界的依賴，提高城市應對緊急情況的能力，有利於社會穩定。(6)通過水分和生物質的不斷循環，整個系統可以不斷的吸收二氧化碳、釋放氧氣、提供食物、處理垃圾和降低屋頂溫度。

圖1是本發明的生物質循環示意圖。圖2是本發明的實施示意圖。圖中1.主貯水箱，2.主進水管，3.水位控制器，4.供水管，5.流量控制器，6.種植管，7.種植箱，8.水族箱，9.發酵桶，10.輔貯水桶，11.蚯蚓養殖箱，12.水泵，13.自動控制臺，14.水平面。15.培養土，16.攔水裝置，17.通氣孔，18.綠色植物。
具體實施方式
在圖1中，人們生活中的廚餘垃圾、樹葉等生物質廢棄物，混入發酵助劑後，放入發酵桶9中進行高溫有氧發酵，生物質材料大部分被分解為水和溶於水的物質，其中有害物質絕大部分被除去，有益的活性物質增多，可以清潔管道，去除水中有害物，是綠色植物的養分。它們流入輔貯水桶10，再被水泵12送入主貯水桶1，主進水管2中流入灌溉用水， 兩者混合稀釋後，經過供水管4流入種植箱7，保持水平面14的水位，部分水和養分自動滲入培養土 15中，這些養分在培養土底部再次經過自然發酵後可以被綠色植物18的根部所吸收。一部分流出種植箱，再進入下一個種植裝置或水族箱8中，再流到蚯蚓養殖箱11中。 水族箱8中的魚和水草有淨水作用，發酵桶9中發酵後的殘渣和其他有機物用來養殖蚯蚓， 在養殖箱11中，通過蚯蚓的生理活動，轉化為優質的有機肥，通過施肥也進入培養土 15中。 廚餘垃圾經過兩次生物發酵處理後再被綠色植物吸收，有利於植物的生長和有害物質的降解。屋頂上陽光充足，培養土中水分充足，綠色植物18通過光合作用，吸收空氣中的二氧化碳，合成新的生物質並釋放出氧氣，所合成的生物質部分可作為人類的食物，如可以栽培各種蔬菜和水果。不可食用的部分再回到發酵桶9或蚯蚓養殖箱11再轉化為植物的養分。根據物質守恆原理，整個循環過程中沒有汙染物進入，同時，培養土中含有豐富的「硒」，這些食物都是具有保健作用的有機食品。生物質的循環賦予了本系統具有處理垃圾，吸收二氧化碳、釋放氧氣、降低溫度，提供食物，保護建築物等一系列功能。在圖2中，主貯水箱1位於最高處，它有一根主進水管2，與城市自來水相連，或與城市中水管相連，通過水位控制器3控制水泵或電磁閥的開和關，主貯水桶內可以保持一定的水位，水位到達最高點時，主進水管停止進水，到達最低點時，開始進水。在主貯水桶的下部，在水位最低點以下的位置，引出一根供水管4，通過流量控制器5，分別為不同高度的種植裝置供水，每一條供水管道的水流量可以自動測量和調節，每條水管中有較小的水流不斷循環流動，目的是模擬大自然的水循環，促進有益微生物的活動。種植管6固定於牆壁上的用於垂直綠化，或種植根較淺的植物，種植箱7是放到陽臺、 屋頂上用於種植農作物或根比較深的植物，它們的底部都有排水管，排水管的一端有通氣孔17和進水管，主貯水桶的水從進水管流入種植裝置中，排水管另一端有通氣孔17、出水管和攔水裝置16，水的循環流動，使排水管中保持水平面14的水位，管內上半部是空氣，下半部是水，水通過排水管壁上的透水孔進入培養土 15中，使培養土 15的底部有含水層和透氣層，利於綠色植物18的生長。培養土 15是富含硒的無汙染土壤、有機肥和蚯蚓土混合物，並在其中養殖少量蚯蚓，屋頂上相對獨立的生態系統病蟲害較少，加上存在大量的有益微生物，可以在屋頂和陽臺上種植出有保健功能的優質農產品。讓整個種植系統能為投資者提供實實在在的收益， 有利於屋頂農業的可持續開發和本發明的推廣，讓城市的綠化走向產業化。水族箱8有貯存水和淨化水的作用。從種植裝置中流出的水，進入水族箱，其中有魚和水草，還可設置噴泉和燈光，用於人工澆水和噴灌，並且用小型空氣壓縮機進行人工增氧，改善水質，有利於魚的生長。多餘的水過濾後流入輔貯水桶10，特別多的水則通過溢水管直接流入建築物的下水管。發酵桶9通過高溫發酵將生活垃圾降解為植物養分。有保溫層，鼓風機、加熱器， 還有控溫裝置，控制發酵溫度在50-70度時，適當鼓風，進行有氧發酵10小時以上，其中的有害物質大都被除去。在裝入有機垃圾的同時，混入發酵助劑，發酵助劑是米糠和酶的混合物，有除臭和加速垃圾分解的作用。高溫發酵後的廚餘垃圾大部分被分解為水和可溶性養分，其中的活性物質可以進一步降解系統中的有害物質和清潔管道，過濾後流入輔貯水桶 10，再被水泵12送入主貯水桶1。蚯蚓養殖箱11通過蚯蚓來處理部分垃圾並獲得優質的生物肥料。蚯蚓養殖箱11 的最下面是含水層，以保持養殖所需的溼度，上面疊放三層培養箱，將經過發酵殘渣和本系統內的樹葉放到最上一層，每層的底板上有孔，蚯蚓可以通過，同時產生的糞便可以漏到最底層，收集後用來製作具有生物活性的優質培養土或用來施肥。所養殖的部分蚯蚓可以養魚，或作為其他動物的飼料，其他外界的生物質進入本系統，都要經過二次發酵處理，先經過高溫發酵處理，再經過蚯蚓的消化道發酵，之後再被綠色植物吸收，可以減少病蟲害的發生，不用化肥農藥，以提高種植的品質。輔貯水桶10位於整個系統的最低處，容積比主貯水桶小。從種植裝置、水族箱和發酵桶中流回的水，都流入輔貯水桶10，可以從溢水管自動流出。當主貯水桶1中沒有達到最高水位時，水泵12輔貯水桶10中的水送到主貯水桶1中，實現水分的回收利用，當水位降到最低點時，水泵12自動停止工作以保護水泵。 自動控制臺13，可以輔助自動控制整個屋頂農業系統。自動採集每一條供水管道的供水流量和經過種植裝置後的流量等數據，自動採集環境的溫度和溼度數據，自動採集貯水桶中水位高度數據，採集發酵桶中的溫度數據，然後把這些數據通過電腦進行處理，同時，控制供水流量和溫度，控制各個水泵的工作和其他設備，並且可以人工設定，輔助自動控制整個系統的相對穩定，有利於綠色植物的生長。
權利要求1.一種屋頂生物質循環種植系統，其特徵是主進水管( 與位置在最高處的主貯水箱 ⑴連接，主貯水箱⑴下部通過供水管⑷與種植箱(7)或種植管(6)下部的一端連接， 種植箱(7)或種植管(6)下部的另一端通過供水管(4)與發酵桶(9)下部和位置在最低處的輔貯水桶(10)連接，輔貯水桶(10)通過水泵(12)和供水管⑷與主貯水箱⑴連接。
2.如權利要求1所述的屋頂生物質循環種植系統，其特徵是種植箱(7)和發酵桶(9) 之間，通過供水管(4)分別連接蚯蚓養殖箱(11)下部的兩端。
3.如權利要求2所述的屋頂生物質循環種植系統，其特徵是種植箱(7)和蚯蚓養殖箱 (11)之間，通過供水管(4)分別連接水族箱(8)上部的兩端。
4.如權利要求1、2或3所述的屋頂生物質循環種植系統，其特徵是主進水管( 上裝有水位控制器(3)。
5.如權利要求1、2或3所述的屋頂生物質循環種植系統，其特徵是主貯水箱(1)下部的供水管(4)上裝有流量控制器(5)。
6.如權利要求1、2或3所述的屋頂生物質循環種植系統，其特徵是種植箱(7)或種植管(6)下端設有攔水裝置(16)，攔水裝置(16)上端設有通氣孔(17)。
專利摘要本實用新型公開了一種屋頂生物質循環種植系統。屬於農業種植的技術領域。其用於解決農業用地少、處理城市有機垃圾和改善城市環境的問題。屋頂生物質循環種植系統是由主進水管(2)與位置在最高處的主貯水箱(1)連接，主貯水箱(1)下部通過供水管(4)與種植箱(7)或種植管(6)下部的一端連接，種植箱(7)或種植管(6)下部的另一端通過供水管(4)與發酵桶(9)下部和位置在最低處的輔貯水桶(10)連接，輔貯水桶(10)通過水泵(12)和供水管(4)與主貯水箱(1)連接組成。採用這種屋頂生物質循環種植系統可廣泛地應用於農業屋頂的種植。
文檔編號A23K1/10GK202151064SQ201120037000

公開日2012年2月29日 申請日期2011年2月11日 優先權日2011年2月11日
發明者龍擁軍 申請人:龍擁軍