一种沼液应用于大型滴灌的方法和系统

摘要

本发明提出一种沼液应用于大型滴灌的系统，包括：沼液预处理设备，具体为高剪切分散乳化装置；沼液存储罐，与沼液预处理设备通过管路连接；刷卡计费装置，与沼液存储罐连接；离心过滤器，与沼液存储罐通过管路连接；质量流量计，设置于沼液存储罐和离心过滤器之间的管路上，与刷卡计费装置连接；水源，与离心过滤器通过管路连接；压差施肥罐，与离心过滤器通过管路连接；网式过滤器，与压差施肥罐通过管路连接；出水口，与网式过滤器通过管路连接。本发明有益效果：形成化肥、沼液有机肥的有机整体，实现沼液大量消化以及沼液与化肥的完美结合，极大提高作物生产效率以及改善土壤环境，实现沼液肥料按需收费，自动扣费，提高使用便捷性与实用性。

权利要求

1.一种沼液应用于大型滴灌的系统，其特征在于，包括：沼液预处理设备（1），所述沼液预处理设备（1）具体为高剪切分散乳化装置；

沼液存储罐（2），与所述沼液预处理设备（1）通过管路连接；

刷卡计费装置（3），与所述沼液存储罐（2）连接；

离心过滤器（4），与所述沼液存储罐（2）通过管路连接；

质量流量计（5），设置于所述沼液存储罐（2）和所述离心过滤器（4）之间的管路上，与所述刷卡计费装置（3）连接；

水源（6），与所述离心过滤器（4）通过管路连接；

压差施肥罐（7），与所述离心过滤器（4）通过管路连接；

网式过滤器（8），与所述压差施肥罐（7）通过管路连接；

出水口（9），与所述网式过滤器（8）通过管路连接；

其中：

所述沼液存储罐（2）包括：

罐体（15）；

注肥口（16），设置于所述罐体（15）上方；

水泵（17），与所述罐体（15）和所述刷卡计费装置（3）连接；

泵出管（18），与所述水泵（17）和所述罐体（15）连接；

控制箱（19），包括与所述水泵（17）连接的参数设定装置和与所述泵出管（18）连接的安全调节阀；

输出管（20），与所述安全调节阀，以及与所述沼液存储罐（2）和所述离心过滤器（4）之间的管路连接；

所述刷卡计费装置（3）为射频刷卡计费装置，所述刷卡计费装置（3）包括：发射装置（10）；

接收装置（11），与所述发射装置（10）匹配；

比对电路（12），与所述发射装置（10）、所述接收装置（11）和所述质量流量计（5）连接；

沼液存储罐泵出开关（13），与所述比对电路（12）连接。

2.根据权利要求1所述的沼液应用于大型滴灌的系统，其特征在于，所述沼液存储罐（2）还包括：反冲管（21），一端与所述输出管（20）连接，另一端与所述罐体（15）连接且延伸入所述罐体（15）内。

3.根据权利要求1所述的沼液应用于大型滴灌的系统，其特征在于，还包括：逆止阀（14），设置于所述沼液存储罐（2）和所述离心过滤器（4）之间的管路上。

4.根据权利要求1所述的沼液应用于大型滴灌的系统，其特征在于，所述离心过滤器（4）与所述沼液存储罐（2）之间的管路管径小于所述水源（6）与所述离心过滤器（4）之间的管路管径、所述压差施肥罐（7）与所述离心过滤器（4）之间的管路管径、所述网式过滤器（8）与所述压差施肥罐（7）之间的管路管径和所述出水口（9）与所述网式过滤器（8）之间的管路管径。

5.一种基于如权利要求1所述的沼液应用于大型滴灌的系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：将沼液进行预处理，使所述沼液形成悬浮液；

将所述悬浮液灌装进入所述沼液存储罐（2）进行储存；

所述刷卡计费装置（3）接收信息，并根据所述信息排放所述沼液存储罐（2）内的所述悬浮液；

将排放的所述沼液存储罐（2）内的所述悬浮液与水进行混合；

将所述与水混合后的悬浮液与化肥进行混合；

将所述与化肥混合后的悬浮液进行过滤，然后排入农田滴灌系统。

说明书

一种沼液应用于大型滴灌的方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及沼液设备技术领域，特别是指一种沼液应用于大型滴灌的方法和系统。

背景技术

[0002] 沼液是人畜粪便和农作物秸秆等有机废物在沼气池内经厌氧发酵产生的残留物，是一种优质的有机肥料。沼液中含有氮、磷、钾、镁和钙等多种元素，活性有机成分有腐植酸、吲哚乙酸、乳酸菌、赤霉素和细胞分裂素等植物激素以及B族维生素，还含有多种氨基酸、蛋白质、水解酶以及多种无机酸和某些抗菌素等有机分子。这些成分之间互相协调作用以速效养分和生物农药的形式存在于沼液中，可直接迅速地被吸收和杀死有害病菌及虫卵而促进农作物及花卉等植物的生长，因此沼液也可以说是一种药肥。沼液的科学施用能提高土壤中有机质和营养元素的含量，改善土壤结构，提高土壤肥力。

[0003] 目前，随着沼气工程的积极推广，沼液成为了困扰其发展的极大阻碍因素，在农业上的合理应用将是沼液无害化处理的最优选择。但是由于施肥习惯、肥效以及施用方式等因素，沼液一直没有在农业上得到最大化的应用。目前，最普遍的还是沼液漫灌，直接施用沼液，消纳量也是比较大的，但是沼液的运输成本和劳动强度都非常大，同时低的肥效以及潜在的安全问题使得农民没有使用积极性；更何况在非用肥季节，沼液不能得到充分利用，多余的沼液无序排放造成了环境的污染和浪费。所以，在农业上找到一条可以及时、大量消纳沼液的方法显得尤为重要。

[0004] 随着节水灌溉、水肥一体化的推进，微滴灌技术、系统逐渐取代大水漫灌，进一步压缩了沼液施用空间，增加沼液大规模施用难度。有单位在做沼液的提纯、净化、浓缩，但是该技术只是适合于小规模试验研究，主要受制于高昂的处理成本和有限的处理量；也有将沼液添加化学原料配制成液体有机肥料，这个是沼液的一个应用方向，但是可以消化的沼液量非常有限，不能彻底解决沼液大面积施用的问题；沼液经过沉淀、过滤等措施可以应用到滴灌上面，该技术目前主要应用在温室上面，沼液消化量同样不能完全满足产能；还有沼液大面积消纳相配套的设备、工艺鲜有报道。缺点具体主要表现在：

[0005] 1、沼液直接应用在滴灌上主要问题会引起滴灌罐堵塞，或者过滤器堵塞，甚至造成系统不能正常运行。

[0006] 2、目前应用于滴灌的沼液处理技术主要包括完全固液分离(板框压滤)和静置过滤取上清液，虽然经过分离的沼液可以直接应用于灌溉系统，但是养分含量要降低很多、处理成本较高，不适合大规模推广；静置过滤需要的周期较长、养分含量有损失、需要较大场地、滴灌施肥劳动强度大等缺点。

[0007] 3、沼液处理现有技术最主要的方式就是漫灌，该技术消纳量非常大，但是存在运输成本高、劳动强度大等问题，同时从节水的角度来说，不提倡大水漫灌，其种植面积在减少。

[0008] 所以，目前沼液最主要的矛盾就是巨大的沼液产量与落后的沼液施用方式以及不完善的配套设备方面的矛盾。

发明内容

[0009] 本发明提出一种沼液应用于大型滴灌的方法和系统，解决了现有技术中上述的问题。

[0010] 本发明的技术方案是这样实现的：

[0011] 一种沼液应用于大型滴灌的系统，包括：

[0012] 沼液预处理设备，所述沼液预处理设备具体为高剪切分散乳化装置；

[0013] 沼液存储罐，与所述沼液预处理设备通过管路连接；

[0014] 刷卡计费装置，与所述沼液存储罐连接；

[0015] 离心过滤器，与所述沼液存储罐通过管路连接；

[0016] 质量流量计，设置于所述沼液存储罐和所述离心过滤器之间的管路上，与所述刷卡计费装置连接；

[0017] 水源，与所述离心过滤器通过管路连接；

[0018] 压差施肥罐，与所述离心过滤器通过管路连接；

[0019] 网式过滤器，与所述压差施肥罐通过管路连接；

[0020] 出水口，与所述网式过滤器通过管路连接。

[0021] 进一步地，所述沼液存储罐包括：

[0022] 罐体；

[0023] 注肥口，设置于所述罐体上方；

[0024] 水泵，与所述罐体和所述刷卡计费装置连接；

[0025] 泵出管，与所述水泵和所述罐体连接；

[0026] 控制箱，包括与所述水泵连接的参数设定装置和与所述泵出管连接的安全调节阀；

[0027] 输出管，与所述安全调节阀，以及与所述沼液存储罐和所述离心过滤器之间的管路连接。

[0028] 进一步地，所述沼液存储罐还包括：

[0029] 反冲管，一端与所述输出管连接，另一端与所述罐体连接且延伸入所述罐体内。

[0030] 优选地，所述刷卡计费装置为射频刷卡计费装置。

[0031] 进一步地，所述刷卡计费装置包括：

[0032] 发射装置；

[0033] 接收装置，与所述发射装置匹配；

[0034] 比对电路，与所述发射装置、所述接收装置和所述质量流量计连接；

[0035] 沼液存储罐泵出开关，与所述比对电路连接。

[0036] 进一步地，本发明所述的沼液应用于大型滴灌的系统，还包括：

[0037] 逆止阀，设置于所述沼液存储罐和所述离心过滤器之间的管路上。

[0038] 优选地，所述离心过滤器与所述沼液存储罐之间的管路管径小于所述水源与所述离心过滤器之间的管路管径、所述压差施肥罐与所述离心过滤器之间的管路管径、所述网式过滤器与所述压差施肥罐之间的管路管径和所述出水口与所述网式过滤器之间的管路管径。

[0039] 一种沼液应用于大型滴灌的方法，包括以下步骤：

[0040] 将沼液进行预处理，使所述沼液形成悬浮液；

[0041] 将所述悬浮液灌装进入所述沼液存储罐进行储存；

[0042] 所述刷卡计费装置接收信息，并根据所述信息排放所述沼液存储罐内的所述悬浮液；

[0043] 将排放的所述沼液存储罐内的所述悬浮液与水进行混合；

[0044] 将所述与水混合后的悬浮液与化肥进行混合；

[0045] 将所述与化肥混合后的悬浮液进行过滤，然后排入农田滴灌系统。

[0046] 本发明的有益效果为：

[0047] 本发明所述的沼液应用于大型滴灌的方法和系统，是固液分离后的沼液通过预处理得到高固含量的沼液悬浮液，将沼液悬浮液装入沼液存储罐，然后由刷卡计费装置、质量流量计实现刷卡收费模式，最终经过网式过滤器进入大型农田滴灌系统，该技术形成了化肥、沼液有机肥的有机整体，实现了沼液的大量消化以及沼液与化肥的完美结合，从而极大的提高了作物生产效率以及改善了土壤环境，同时实现了沼液肥料按需收费，自动扣费，提高了沼液肥料使用便捷性与实用性。

附图说明

[0048] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0049] 图1为本发明一种沼液应用于大型滴灌的系统的结构示意图；

[0050] 图2为本发明一种沼液应用于大型滴灌的系统的刷卡计费装置的结构框图；

[0051] 图3为本发明一种沼液应用于大型滴灌的系统的沼液存储罐的结构示意图；

[0052] 图4为本发明一种沼液应用于大型滴灌的方法的步骤流程图。

[0053] 图中：

[0054] 1、沼液预处理设备；2、沼液存储罐；3、刷卡计费装置；4、离心过滤器；5、质量流量计；6、水源；7、压差施肥罐；8、网式过滤器；9、出水口；10、发射装置；11、接收装置；12、比对电路；13、沼液存储罐泵出开关；14、逆止阀；15、罐体；16、注肥口；17、水泵；18、泵出管；19、控制箱；20、输出管；21、反冲管；22、支架；23、输出管压力表。

具体实施方式

[0055] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0056] 如图1-3所示，本发明所述的一种沼液应用于大型滴灌的系统，包括：

[0057] 沼液预处理设备1；

[0058] 沼液存储罐2，与沼液预处理设备1通过管路连接；

[0059] 刷卡计费装置3，与沼液存储罐2连接；

[0060] 离心过滤器4，与沼液存储罐2通过管路连接；

[0061] 质量流量计5，设置于沼液存储罐2和离心过滤器4之间的管路上，与刷卡计费装置3连接；

[0062] 水源6，与离心过滤器4通过管路连接；

[0063] 压差施肥罐7，与离心过滤器4通过管路连接；

[0064] 网式过滤器8，与压差施肥罐7通过管路连接；

[0065] 出水口9，与网式过滤器8通过管路连接。

[0066] 其中，压差施肥罐7可以实现沼液的泵出和自循环，保证沼液悬浮液肥足够的泵出压力以及不发生分层和沉淀。

[0067] 本发明所述的沼液应用于大型滴灌的系统，是固液分离后的沼液通过预处理得到高固含量的沼液悬浮液，将沼液悬浮液装入沼液存储罐2，然后由刷卡计费装置3、质量流量计5实现刷卡收费模式，最终经过网式过滤器8进入大型农田滴灌系统，该技术形成了化肥、沼液有机肥的有机整体，实现了沼液的大量消化以及沼液与化肥的完美结合，从而极大的提高了作物生产效率以及改善了土壤环境，同时实现了沼液肥料按需收费，自动扣费，提高了沼液肥料使用便捷性与实用性。

[0068] 其中，优选地，沼液预处理设备1具体为高剪切分散乳化装置，其工作原理是在电机的高速驱动下，沼液在多层转子与定子之间的狭窄间隙内高速运动，使沼液在工作腔内承受每分钟几十万次甚至上百万次的高速剪切，形成了强烈的液力剪切和湍流，使沼液在同时产生离心、挤压、研磨、碰撞、粉碎等综合作用力的协调下得到充分分散、均质、乳化、破碎、细化、混合等工艺要求。

[0069] 其中，所述沼液存储罐2可以包括：

[0070] 罐体15；

[0071] 注肥口16，设置于罐体15上方；

[0072] 水泵17，与罐体15和刷卡计费装置3连接；

[0073] 泵出管18，与水泵17和罐体15连接；

[0074] 控制箱19，包括与水泵17连接的参数设定装置和与泵出管18连接的安全调节阀；

[0075] 输出管20，与安全调节阀，以及沼液存储罐2和离心过滤器4之间的管路连接。

[0076] 其中，所述罐体15分为20吨、30吨、50吨三种规格，罐体15为玻璃钢罐体。罐体15为玻璃钢罐体减少腐蚀等情况的发生，延长使用寿命；水泵17具体为离心泵；参数设定装置可以针对不同灌溉方式设定流量、压力等参数；设有安全调节阀，当出现压力异常、灌溉水倒流等安全隐患问题时，安全调节阀可以自动关闭。

[0077] 其中，所述沼液存储罐2还可以包括：

[0078] 反冲管21，一端与输出管20连接，另一端与罐体15连接且延伸入罐体15内。具体地，反冲管21延伸入罐体15内下部。

[0079] 其中，所述沼液存储罐2还可以包括：

[0080] 支架22，设置于罐体15下方。

[0081] 其中，所述沼液存储罐2还可以包括：

[0082] 输出管压力表23，设置于输出管20上。

[0083] 输出管压力表23主要是控制出液压力的指示器，尤其是用在滴灌和喷灌等需要调节压力的灌溉的时候，要通过输出管压力表23反映的数值来确保灌溉正常进行。

[0084] 其中，所述沼液存储罐2还可以包括：

[0085] 水泵开关，与水泵17连接。用于手动控制水泵17的开关。

[0086] 本发明所述的沼液应用于大型滴灌的系统，上述沼液存储罐2与现有的存储罐不同，现有存储罐主要是针对化学肥料设计的，体积都比较小，适合化肥等高含量肥料，不适合类似于沼液的有机液肥，并且存储罐体积扩大，储存期延长势必带来储存肥料分层、沉淀，影响肥料施用效果，因此，上述沼液存储罐2的结构设计可以解决上述问题，并且设置有反冲管20，可以进一步调节流量压力，同时可以起到沼液悬浮液内循环，解决沼液悬浮液放置过程中的分层、沉淀问题。

[0087] 其中，优选地，沼液存储罐2的容量为20吨至50吨。

[0088] 其中，优选地，所述刷卡计费装置3为射频刷卡计费装置。

[0089] 所述刷卡计费装置3可以包括：

[0090] 发射装置10；

[0091] 接收装置11，与发射装置10匹配；

[0092] 比对电路12，与发射装置10、接收装置11和质量流量计5连接；

[0093] 沼液存储罐泵出开关13，与比对电路12连接。

[0094] 沼液存储罐泵出开关13用于自动控制沼液存储罐2内沼液悬浮液的排出，可以与水泵17连接。

[0095] 所述刷卡计费装置3还可以包括：

[0096] 蜂鸣器提示装置，与比对电路12连接。设置蜂鸣器提示装置，可以起到声音提示的作用，例如开机提示、刷卡失败、对卡片读写的过程中发生了错误进行提示等。

[0097] 所述刷卡计费装置3还可以包括：

[0098] 密码验证装置，与比对电路12连接。设置密码验证装置，可以避免丢失等情况发生时非本人使用。

[0099] 在具体使用时，可以采用预付费到IC卡，通过刷卡计费装置3刷卡开肥计费，再次刷卡关闭肥料，通过流量计算所需肥料费用。

[0100] 本发明所述的沼液应用于大型滴灌的系统，还可以包括：

[0101] 第一阀门，设置于沼液预处理设备1与沼液存储罐2之间的管路上；

[0102] 第二阀门，设置于水源6与离心过滤器4之间的管路上；

[0103] 第三阀门，设置于出水口9与网式过滤器8之间的管路上。

[0104] 本发明所述的沼液应用于大型滴灌的系统，设置有第一阀门、第二阀门和第三阀门，可以极大的提高系统的安全性。

[0105] 本发明所述的沼液应用于大型滴灌的系统，还可以包括：

[0106] 第一压力表，设置于沼液存储罐2与离心过滤器4之间的管路上；

[0107] 第二压力表，设置于水源6与离心过滤器4之间的管路上；

[0108] 第三压力表，设置于出水口9与网式过滤器8之间的管路上。

[0109] 本发明所述的沼液应用于大型滴灌的系统，还可以包括：

[0110] 逆止阀14，设置于沼液存储罐2和离心过滤器4之间的管路上。

[0111] 本发明所述的沼液应用于大型滴灌的系统，为了避免水源6压力大倒流进入沼液存储罐2，采取了两方面的措施，一是控制沼液存储罐2泵出沼液悬浮液的压力，保证不小于水源6压力，二是一旦发生倒流现象，通过逆止阀14隔断回流水流，刷卡计费装置3关闭沼液存储罐2。

[0112] 其中，优选地，所述离心过滤器4与沼液存储罐2之间的管路管径小于水源6与离心过滤器4之间的管路管径、压差施肥罐7与离心过滤器4之间的管路管径、网式过滤器8与压差施肥罐7之间的管路管径和出水口9与网式过滤器8之间的管路管径。

[0113] 本发明所述的沼液应用于大型滴灌的系统，上述管径的设置，保证了灌水过程中肥料持续供给，使整个灌水过程中肥料供给均匀。

[0114] 如图4所示，本发明所述的一种沼液应用于大型滴灌的方法，包括以下步骤：

[0115] 将沼液进行预处理，使沼液形成悬浮液；

[0116] 将悬浮液灌装进入沼液存储罐2进行储存；

[0117] 刷卡计费装置3接收信息，并根据信息排放沼液存储罐2内的悬浮液；

[0118] 将排放的沼液存储罐2内的悬浮液与水进行混合；

[0119] 将与水混合后的悬浮液与化肥进行混合；

[0120] 将与化肥混合后的悬浮液进行过滤，然后排入农田滴灌系统。

[0121] 其中，优选地，将沼液进行预处理，使沼液形成悬浮液时，悬浮液的细度大于或等于300目。

[0122] 本发明所述的沼液应用于大型滴灌的方法和系统，主要有以下优点：

[0123] 1、将沼液储于的沼液存储罐2中，然后通过刷卡计费装置3随时用随时排放，实现了沼液施肥自动化，极大的降低了沼液施肥的运输成本及劳动强度。

[0124] 2、由于大型滴灌区一个机井房所能覆盖的面积较大，配备本发明所述的沼液应用于大型滴灌的系统可以极大的消纳沼液量，例如300亩的面积的滴灌，按30千克/亩/次、一季追肥10次算，可以消纳90吨沼液肥。

[0125] 3、沼液肥通过沼液存储罐2、刷卡计费装置3和质量流量计5实现了农户预付费到IC卡，刷卡开肥计费，再次刷卡关闭肥料，通过流量计算所需肥料费用，一个压差施肥罐7可以供多个农户使用，通过沼液存储罐2、刷卡计费装置3和质量流量计5随时可以获取总用肥量、剩余肥量、瞬时流量等，彻底改变了以往查表收费的落后方式，也彻底改变了人们的用水观念，还可以有效保证计划用水、节约用水目标的实现，具有良好的社会效益和经济效益。

[0126] 4、消纳沼液的同时，通过沼液有机液肥和化肥的结合，提高了沼液的利用率，可以实现化肥的减量化以及改善土壤结构，增强土壤活力、提高作物产量。

[0127] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。