沼液与水肥一体化结合的综合利用方法及装备与流程

本发明涉及沼液与水肥一体化结合的综合利用方法及装备。

背景技术：

1、随着规模化养殖业和沼气工程的发展，沼液产量不断增加。沼液富含氮、磷、钾及有机质，是优良的液体肥料来源。但现有沼液利用方式主要包括直接还田或简单储存后施用，存在以下问题：

2、1.悬浮物及杂质多

3、未经充分处理的沼液中含有大量悬浮物和细砂，易堵塞滴灌、微喷等水肥一体化系统，限制其直接应用。

4、2.成分波动大

5、沼液养分含量随发酵原料、季节及运行工况变化较大，难以与作物需肥精准匹配，容易造成养分过量或不足。

6、3.稳定性差

7、沼液中含有还原性物质、较高cod及bod，易产生异味、腐败或对作物根系产生不良影响。

8、4.缺乏智能调配

9、现有技术多为固定比例混合，缺乏在线检测与动态调配机制，难以实现精准施肥。

10、因此，亟需一种能够将沼液处理、稳定、检测、配肥及水肥一体化灌溉相结合的综合利用方法及装备，以实现沼液资源的高效、安全和精准利用。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供沼液与水肥一体化结合的综合利用方法及装备。

2、沼液与水肥一体化结合的综合利用方法，包括以下步骤：

3、s1 沼液预处理与固液分离：对来自沼液池的原始沼液进行固液分离，得到沼液清液和沼渣，所述的预处理包括通过格栅去除大块杂物，并调节沼液ph至6.0-7.5；

4、s2 沼液清液的深度净化与稳定化：将步骤s1得到的沼液清液送入深度净化单元，依次通过旋流除砂装置去除细小砂砾、通过多层过滤装置去除悬浮颗粒物，过滤精度不低于120目，随后进入稳定化反应池，通过曝气或添加稳定剂进行短时处理，以降低cod、bod及氧化可能存在的还原性有害物质，得到净化稳定沼液；

5、s3 养分在线检测与配方调配：对步骤s2得到的净化稳定沼液进行主要养分n、p、k及ec值、ph值的实时在线检测，根据目标作物在当前生育期的需肥配方，计算所需补充的化肥种类和用量；

6、s4 精准混合与肥液制备：在动态混合装置中，将净化稳定沼液与根据步骤s3计算结果补充的化肥进行均匀混合，混合过程中实时监测混合肥液的ec和ph，并进行微调，制备得到符合灌溉施肥要求的标准化肥液；

7、s5 水肥一体化精准施用：将步骤s4制备的标准化肥液注入水肥一体化系统的灌溉母液罐或直接通过注肥泵按比例注入灌溉主管道，与灌溉水按预设比例混合后，通过田间滴灌或微喷灌管网输送至作物根部区域，实现水肥同步精准供应。

8、作为进一步改进，所述的步骤s2中的多层过滤装置为砂石过滤器加上叠片过滤器的组合装置，采用砂石过滤器+叠片过滤器组合，可实现粗滤与精滤协同，提高过滤精度并降低堵塞风险。

9、作为进一步改进，所述的步骤s2中的稳定剂为过氧化氢或次氯酸钠，选用过氧化氢或次氯酸钠作为稳定剂，反应迅速、易控制，可有效降低cod并杀灭有害微生物。

10、一种用于实现所述方法的沼液与水肥一体化结合综合利用装备，包括沿物料流向依次连接的预处理单元、深度净化与稳定单元、检测与调配单元、水肥一体化集成单元以及存储与缓冲单元；

11、所述的预处理单元包括格栅井、ph调节池和固液分离机；

12、所述的深度净化与稳定单元包括依次连通的旋流除砂器、至少一级的砂石过滤器、一级叠片式过滤器，以及后续的稳定化反应池；

13、所述的检测与调配单元包括在线检测装置、中央控制系统、以及动态混合装置；

14、所述的水肥一体化集成单元包括灌溉水源、灌溉泵、灌溉主管道、注肥泵、灌溉母液罐、以及田间布设的滴灌带或微喷头管网；所述动态混合装置的出口通过注肥泵与灌溉主管道连接，或直接接入灌溉母液罐；

15、所述的存储与缓冲单元包括在固液分离后、深度净化前设置的沼液清液暂存池以及在深度净化后、检测调配前设置的净化沼液存储池，用于缓冲和保证系统连续运行。

16、作为进一步改进，所述的固液分离机为螺旋挤压式分离机，螺旋挤压式分离机分离效率高、运行稳定，适合连续处理高含固沼液。

17、作为进一步改进，所述的稳定化反应池配备曝气装置或加药装置，稳定化反应池配置曝气或加药装置，可根据不同沼液特性灵活选择处理方式。

18、作为进一步改进，所述的在线检测装置至少集成有氨氮/硝酸盐传感器、钾离子传感器、ph传感器和ec传感器，所述的中央控制系统为plc或计算机，内置作物需肥模型和调配算法，所述的动态混合装置配备搅拌器，并连接有固体/液体化肥补充料仓和计量添加装置，集成多种传感器及plc控制系统，实现实时检测、智能配方计算和自动调配，提高施肥精准度和自动化水平。

19、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

20、1.实现沼液稳定化与安全利用：通过固液分离、旋流除砂、多级过滤及稳定化处理，显著降低悬浮物、cod及有害还原物质，提高沼液稳定性。

21、2.避免滴灌系统堵塞：多级过滤与稳定处理确保肥液满足滴灌和微喷系统要求，延长灌溉系统使用寿命。

22、3.实现精准配方施肥：通过在线检测n、p、k、ec及ph，并结合作物需肥模型动态计算补充肥料，实现精准施肥。

23、4.提高肥料利用率：沼液与化肥精准混配，提高养分利用效率，减少化肥用量。

24、5.降低环境污染风险：减少沼液直接排放造成的水体污染及土壤负荷，实现资源化利用。

25、6.系统连续稳定运行：设置多级缓冲与存储单元，保障系统连续运行，提高适应性。

26、7.可实现自动化与智能化控制：plc或计算机控制系统结合在线检测与调配算法，实现自动化运行与智能管理。

1.沼液与水肥一体化结合的综合利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的沼液与水肥一体化结合的综合利用方法，其特征在于，所述的步骤s2中的多层过滤装置为砂石过滤器加上叠片过滤器的组合装置。

3.根据权利要求1所述的沼液与水肥一体化结合的综合利用方法及装备，其特征在于，所述的步骤s2中的稳定剂为过氧化氢或次氯酸钠。

4.一种用于实现权利要求1所述方法的沼液与水肥一体化结合综合利用装备，其特征在于，包括沿物料流向依次连接的预处理单元、深度净化与稳定单元、检测与调配单元、水肥一体化集成单元以及存储与缓冲单元；

5.根据权利要求4所述的沼液与水肥一体化结合的综合利用装备，其特征在于，所述的固液分离机为螺旋挤压式分离机。

6.根据权利要求4所述的沼液与水肥一体化结合的综合利用装备，其特征在于，所述的稳定化反应池配备曝气装置或加药装置。

7.根据权利要求4所述的沼液与水肥一体化结合的综合利用装备，其特征在于，所述的在线检测装置至少集成有氨氮/硝酸盐传感器、钾离子传感器、ph传感器和ec传感器，所述的中央控制系统为plc或计算机，内置作物需肥模型和调配算法，所述的动态混合装置配备搅拌器，并连接有固体/液体化肥补充料仓和计量添加装置。