利用汙水對秸稈捆發酵前預處理的裝置及其應用的製作方法
2023-05-29 11:42:06
本發明涉及一種對秸稈捆發酵前預處理的裝置，尤其是一種利用汙水對秸稈捆發酵前預處理的裝置及其應用，它可以自動將秸稈壓入汙水中浸泡，使秸稈充分吸收養殖汙水，為後期進行後期堆肥創造條件，屬於一種農業專用的機械設備及其應用。
背景技術：
隨著農村的經濟和農業集約化的發展，秸稈開始成為農村的又一大廢棄物源頭。每年的「秸稈焚燒」問題困擾著中國很多地區。大量的小麥、玉米等秸稈在田間焚燒，產生了大量濃重的煙霧，不僅成為農村環境保護的瓶頸問題，甚至成為殃及城市環境的罪魁禍首。秸稈焚燒，並不是因為秸稈太多，而是因為沒有得到充分的利用。據有關統計，我國作為農業大國，每年可生成7億多噸秸稈，成為「用處不大」但必須處理掉的「廢棄物」。在此情況下，完全由農民來處理，就出現了大量焚燒的現象。因此，利用秸稈吸收汙水，轉化為肥料，是一種行之有效的方法。本發明主要是利用秸稈打捆後，放在汙水裡面浸泡吸收汙水，但由於打捆秸稈密度小，體積大，人工浸泡費時費力，要通過人工浸泡大量的秸稈幾乎不可能。本發明利用自動化機械裝置，將秸稈浸泡到汙水中充分吸收汙水後，可以用於後期堆肥。
隨著畜禽養殖業發展，動物排洩物數量越來越多，畜禽糞便已成為重要的汙染源，嚴重影響著生態環境安全；將畜禽糞便、養殖汙水無害化處理進行農田回用是有效途徑之一，特別是將畜禽養殖廢棄物進行厭氧發酵產沼氣、沼液沼渣農田回用，在實現養殖廢棄物處置與利用的同時，又能獲取生物質能。因而，以沼氣工程為紐帶的農牧結合型技術，得到了全社會關注與重視，並得到了大力推廣應用。
截止2014年，全國各類沼氣工程10萬處，沼氣年產量達180億立方米，沼液、沼渣產生量近6億噸/年。在養殖-種植實際工程應用中，由於汙水排放具有大量性、連續性等特點，常規利用汙水的方法一般作為肥料還田，而農田種植用水用肥卻是季節性和定量性；因此每天大量的汙水不可能及時用於農田；因而需要更多的出路利用汙水或沼液。
針對秸稈和汙水兩種農業副產品，目前也有關於秸稈吸收汙水用以發酵的發明專利。
例如：發明專利，一種利用回收的汙水噴淋秸稈的乾式厭氧發酵裝置（CN 104328041 A）。該發明設計了一種內有噴淋頭、排液管和出氣口的厭氧發酵罐，內裝有秸稈，利用汙水回流泵將汙水從發酵罐上方噴淋到秸稈上。利用秸稈和汙水在厭氧條件下產生沼氣。本發明是通過傳統的厭氧發酵方法回收汙水，優點是速度快，自動化控制；缺點是受到罐體的限制處理量有限，且造價昂貴，適用性較差，此外，該裝置是以產生汙水為目的的應用，對於養殖廢液或生活汙水，卻無能為力。
再例如，為了防止汙水利用中對環境產生的二次汙染，發明專利，一種利用改性粉煤灰處理汙水的方法（CN 102775026 A），改發明利用改性粉煤灰處理汙水，首先將汙水沼渣分開，然後將汙水中加入一定量改性粉煤灰，充分反映後再經SBR曝氣，降低汙水中汙染因子至達標排放。該方法屬於汙水淨化發明，與本設計的基本原理差異較大。發明專利，秸稈與汙水同步還田作業方法及機具（CN104255202 A），在田間內將作物秸稈和根茬完成破碎、並拋撒在田間上，將生物質厭氧發酵後產生的汙水噴施在破碎的秸稈和根茬上，利用鏵式犁進行土地平翻耕作，將破碎秸稈、根茬與汙水一併掩埋覆蓋在土壤內，最後對田間土地表面進行鎮壓壓實平整作業。該發明屬于田間利用，與汙水回收利用差異較大。
再例如，為了防止生活汙水中的餐廚汙水對環境產生的二次汙染髮明專利，一種吸附餐廚汙水中油脂的秸稈處理方法（CN104445513A），將秸稈粉碎形成顆粒，添加絮凝劑並拌勻，製成秸稈絮凝顆粒；將秸稈絮凝顆粒投入餐廚汙水中，使汙水中有機物吸附到秸稈絮凝顆粒上形成附油顆粒；分離和收集附油顆粒，進行後續生物發酵處理。本發明解決了高濃度餐廚汙水處理難度大、成本高，以及餐廚汙水和秸稈單獨發酵時營養均衡性差的問題。
還有，一種農作物秸稈與汙水汙泥調理共焚燒處置資源化的方法（CN200910100285.5），該方法採取以下工藝：在常溫下加入重量比例為1∶5～1∶20的秸稈粉末和含水率為重量百分比70-85％的汙泥，再加入適量的重金屬穩定劑攪拌調理，攪拌時間為15～30min，pH為6～9，經過洗滌、壓濾，秸稈與汙泥混合物的含水率降到50％～70％，低溫烘乾後，秸稈粉末與汙泥混合物可以直接燃燒作為發熱發電的煤替代能源，焚燒後的殘渣和焚燒飛灰可作為水泥生料，生產生態水泥。本發明為秸稈與汙泥共處置提供了一條合理途徑，使廢棄物在全過程實現了無害化、穩定化和資源化處理。
通過上述專利可見，面對大量秸稈、養殖汙水、生活汙水對環境的汙染，人們雖然採取了不少方法和措施，但每種方法都有其局限性，勞動強度相對都比較大，缺乏一種自動化程度較高的農業機械。
技術實現要素：
本發明的目的在於，針對目前利用汙水對秸稈捆發酵前預處理時缺乏一種自動化程度較高的農業機械設備，提供一種專用設備及其應用。
本發明的目的是這樣實現的：
一種利用汙水對秸稈捆發酵前預處理的裝置，包括含有汙水回收池和入料池，入料池一端設有浸泡槽，浸泡槽與入料池的交匯口設有一對疏導輪，浸泡槽上設有轉壓輪和依序等距排列的滾軸，浸泡槽的末端為平緩上升的斜坡，浸泡槽的寬度大於秸稈捆的寬度，浸泡槽的深度大於秸稈捆的高度，入料池和浸泡槽的水平面一致，位於緊鄰浸泡槽中滾軸下緣的控制線，排水口位於浸泡槽末端的斜坡上，汙水回收池的水位低於入料池，汙水回收池的汙水通過泵提升到入料池。
進一步，本發明所述利用汙水對秸稈捆發酵前預處理的裝置中，入料池與浸泡槽交匯的一端呈八字形縮口，入料池通過縮口端部與浸泡槽對接；滾軸下方的浸泡槽長度至少為兩米。
進一步，本發明所述利用汙水對秸稈捆發酵前預處理的裝置中，所述的入料池為養殖場入料池；所述的一對疏導輪和轉壓輪均設有匹配的驅動電機。
進一步，本發明所述利用汙水對秸稈捆發酵前預處理的裝置中，入料池的入水口位於與浸泡槽交匯口的對面，進入入料池的汙水推動秸稈捆向浸泡槽漂移。
進一步，本發明所述利用汙水對秸稈捆發酵前預處理的裝置中，轉壓輪緊鄰疏導輪，轉壓輪的外緣至少設置三組撥叉，它們均勻分布在轉壓輪周邊，每組撥叉至少含有三個沿轉壓輪軸向均勻排列的叉頭。
一種如本發明所述利用汙水對秸稈捆發酵前預處理的裝置的應用，其特徵在於，將秸稈捆拋入入料池，漂浮至入料池與浸泡槽交匯口附近被一對疏導輪夾持，被轉壓輪周邊的撥叉壓入浸泡槽送到滾軸的下方，在滾軸強制壓迫下秸稈捆被浸泡於水平面以下緩慢前行，抵達終點沿斜坡上升後回收，用於後期堆肥發酵。
如本發明所述的應用，通過調節轉壓輪的轉速，改變秸稈捆的浸泡時間和推行速度，使秸稈捆在泡槽中的滯留時間控制在30秒至2分鐘之間。
本發明的優點在於，由於入料池一端設有浸泡槽，浸泡槽與入料池的交匯口設有一對疏導輪，浸泡槽上設有轉壓輪和依序等距排列的滾軸，浸泡槽的末端為平緩上升的斜坡，浸泡槽的寬度大於秸稈捆的寬度，浸泡槽的深度大於秸稈捆的高度，尤其是入料池和浸泡槽的水平面一致，位於浸泡槽的滾軸控制線，這些幾何特徵完全能夠實現對秸稈捆完全浸泡。由於入料池中汙水通過泵從汙水回收池中提升後輸入，由浸泡槽末端的斜坡上的排水口返回汙水回收池，形成流動的活水，秸稈捆完全可以藉助汙水的流動方向，並可以通過泵的提升水量或轉壓輪的轉速調節浸泡槽中秸稈捆的位移速度，滿足預處理過程中對浸泡時間的要求。由於入料池與浸泡槽一端呈八字形縮口，縮口端部與浸泡槽對接，一方面可以對入料池中秸稈捆引導到浸泡槽，同時，可以增加入料池和浸泡槽交匯口的流速，利於秸稈捆被疏導輪夾持，再由轉壓輪周邊的撥叉壓入浸泡槽送到滾軸的下方。由於浸泡槽的末端為平緩上升的斜坡，浸泡後的秸稈捆可以藉助水流和浮力，並在後續秸稈捆的推擁下沿斜坡向上位移。當疏導輪和轉壓輪均設有匹配的驅動電機，也可以與浸泡槽中的汙水的流速共同對進入浸泡槽的秸稈捆提供緩慢位移的推力，有利於推動斜坡上的秸稈捆繼續向上位移。
附圖說明
圖1是本發明實施例的結構示意圖。
圖2是圖1的俯視圖。
圖中：1、入料池，2、浸泡槽，3、疏導輪，4、轉壓輪，5、滾軸，6、排水口，7、斜坡，8、撥叉，9、秸稈捆。
具體實施方式
附圖非限制性的公開了本發明實施例的基本結構，下面結合附圖對本發明實施例作進一步的描述。
由圖1和圖2可見，本發明包括含有汙水注入口的入料池1，入料池1一端設有浸泡槽2，浸泡槽2與入料池1的交匯口設有一對疏導輪3，浸泡槽3上設有轉壓輪4和依序等距排列的滾軸5，浸泡槽2的末端為平緩上升的斜坡7，浸泡槽2的寬度大於秸稈捆9的寬度，浸泡槽2的深度大於秸稈捆9的高度，入料池池1和浸泡槽2的水平面一致，位於緊鄰浸泡槽2中滾軸5下緣的控制線，排水口6位於浸泡槽2末端的斜坡7上。
在本實施例中，入料池1一端通過八字形縮口與浸泡槽2對接；滾軸5下方的浸泡槽2長度為2米。轉壓輪4緊鄰疏導輪3，轉壓輪4的外緣設置多組撥叉8，它們均勻分布在轉壓輪4周邊，每組撥叉8至少含有三個沿轉壓輪4軸向均勻排列的叉頭。
具體實施時，還配一個汙水回收池，汙水回收池的水位低於入料池1，汙水回收池中的汙水通過泵提升到入料池1的入口，再由排水口6返回汙水回收池形成循環活水，入料池1的入口位於浸泡槽2的對面。所述的一對疏導輪3和轉壓輪4均設有匹配的驅動電機。
本發明使用中，將秸稈捆9拋入入料池1後，在循環活水的推動下漂浮至入料池1，與由浸泡槽2交匯口附近由一對疏導輪3夾持，被轉壓輪3周邊的撥叉8壓入浸泡槽2送到滾軸5的下方，在滾軸5強制壓迫下秸稈捆9被浸泡於水平面以下緩慢前行，抵達終點後沿斜坡7上升後回收，用於後期堆肥發酵。
實際使用時，可以通過轉壓輪4設定的轉速，以及泵的提升水量都可以驅使秸稈捆9在浸泡槽2中緩慢移動，秸稈捆9在浸泡槽2中的滯留時間可以控制在30秒至2分鐘之間。