一种黑水虻养殖与养殖废弃物处理一体化装置

1.本发明涉及养殖工具领域，具体是一种可持续批量生产黑水虻五龄幼虫并实现其养殖废弃物无害化及资源化利用的一体化自动装置。


背景技术：

2.如今，为实现餐厨垃圾及动物粪便无害化、资源化处理，繁殖能力强、容易管理、饲养成本低的黑水虻被引入该领域。黑水虻幼虫可以通过取食禽畜粪便、餐厨垃圾将之转化为高附加值的昆虫油脂和蛋白，给饲养者带来良好的经济效益。
3.但是，黑水虻的养殖是一个非常繁琐的过程，在现有的养殖装置中，虽然已实现黑水虻的自动化养殖，但尚未实现养殖、养殖废弃物处理一体化的自动装置。


技术实现要素：

4.为克服目前黑水虻养殖过程中自动化程度低、占地面积大、养殖废弃物无法自动处理等等问题，本发明提供了一种可持续批量生产黑水虻五龄幼虫，并实现其养殖废弃物无害化、资源化处理和回收再利用的一体化自动装置。
5.实现本发明目的的技术方案是：一种黑水虻养殖与养殖废弃物处理一体化装置，包括顺序连通的饲养罐、干湿料混拌器、物料输送管路、好氧发酵罐及废气生化净化池，其中：饲养罐由上、下连通的两个宽缘锥体并接、与干湿料混拌器连接的湿料推送管及贯穿整个空腔的螺旋桨组成，两个宽缘锥体并接处间隔开设集虫孔；饲养罐的下锥体罐壁为双层中空真空结构，其内螺旋并行排布有气路和水路；螺旋气路开孔于饲养罐腔壁上，与微孔增氧曝气头连接，水路布置有加热导线；上锥体的顶部开口，用于穿越电机轴，电机轴一端连接有平料板、翻料排料桨及螺旋搅拌桨轴，平料板、翻料排料桨、螺旋搅拌桨轴通过内置轴承嵌套在一起，且在同一径向开设有插销孔，通过插销插入与否和插销卡位的不同，由同一个电机逆时针或者逆时针驱动平料板、翻料排料桨、螺旋搅拌桨轴的联动或者单独转动。
6.干湿料混拌器由一个连接电机的螺旋推送器和粉状干料投料口构成，粉状干料投料口开设于饲养罐下部倒圆锥体益缩形成的管状体与水平横卧的干湿料混合物推送管接合处的左侧，用于混拌搅合饲养黑水虻五龄幼虫的高含水量养殖废弃物、调节额外添加的酸碱调节剂和粉状干料的ph值和降低基质含水量，螺旋推送器的螺旋桨深入干湿物混合物输送管长度的1/3，在电机驱动下顺时针旋转，将高含水量养殖废弃物和额外添加的粉状干料混拌搅合，同时将混拌均匀、水分含量降低至50-60%的混合基质沿物料输送管推送至好氧发酵罐。
7.好氧发酵罐为圆柱体结构，圆柱体上、下方均为顶部开口的圆穹体，器壁均为双层结构，好氧发酵罐的双层结构之间为螺旋排布的水路，水路布置有加热导线，可以通过调节水路内水体温度，控制好氧发酵罐基质的发酵温度；发酵罐罐腔中间贯穿一螺旋翻料排料
桨，螺旋翻料排料桨的桨刃直径由上而下逐渐变小，上方与电机连接，电机轴与发酵罐罐壁设计成密闭状态，螺旋翻料排料桨轴由二层长短不一的套筒组成，内、外套筒上部开设有同一径向的插销孔，以无插销及不同卡拉的插销控制平料板、翻料排料桨单独旋转或联动，发酵罐下端开口设计有网状扣盖，下端开口为出料口；发酵罐穹顶上开设有抽气孔，通过抽气管道与抽气泵连接；抽气泵抽取发酵罐内恶臭气体，压入废气生化净化器内洗涤、分解废气中的恶臭有毒物质组分，使其达到国家标准要求范围内，排放至自然环境。
8.所述饲养罐的下锥体缘宽尺寸大于上锥体缘宽；饲养罐外层为保温绝热层；内层为导热层。
9.所述饲养罐下部分的倒圆锥体的内壁斜面上有数个用于与微孔增氧曝气头连接的孔，用以增加饲养基质内的氧气浓度。
10.所述饲养罐上部分的正圆锥体与饲养罐下部分的倒圆锥体罐壁接合处，在时钟表盘的3-9、12-6径向开设有扁平且带有塞子的集虫孔，以便黑水虻预蛹期幼虫爬出与饲养物料分离。
11.所述平料板和螺旋搅拌桨轴由三层长短不一的套筒组成，最外层套筒最短，上部与十字型平料板垂直连接；中层套筒突出于最外层套筒之外，与螺旋形的翻料排料桨连接；内层套筒突出于中层套筒之外，与螺旋形的排料桨连接且深入至与下锥体益缩形成的管状体内，直至管状体的出口端。
12.所述螺旋搅拌桨轴直径自上而下依次减小。
13.所述好氧发酵罐外层由绝缘材料组成，为保温层；内层由导热材料组成，为导热层。
14.所述好氧发酵罐内的螺旋翻料排料桨、平料板由二层长短不一的套筒组成，最外层套筒最短，与十字型平料板垂直连接；内层套筒突出于最外层套筒之外，与螺旋形的翻料排料桨连接。
15.本发明的有益效果是：1.饲养罐内搅拌部件轴的嵌套设计，实现多重功效：采用独特的嵌套设计，通过插销孔插销的不同卡位，使得平料板、翻料排料浆、排料浆单独旋转或者联动；通过电机驱动，使得平料板、翻料排料浆、排料浆在顺时针旋转时实现排料，而逆时针旋转时（插销卡位为中层、外层套筒）实现平料、翻料、增氧、匀料作用。对比其他养殖装置，实现了翻料、排料工艺的机械化，省略了人工操作步骤；2.饲养罐罐身采用双层中空真空结构，外层采用绝热材料，为保温层，起保温作用；内层采用导热材料，提高传热效果。罐身下锥体中空真空结构之内并行螺旋排布气路、水路，气路于下锥体罐身腔壁上螺旋排列开孔，用于与微孔增氧曝气头连接，通过供气，保证黑水虻养殖过程中氧气的供给；水路布置的加热导线，可通电加热或者断电冷水循环，调节饲养罐罐腔内养虫基质的温度；为创造适合黑水虻的养殖环境提供了保证。；3.设有集虫孔，利于对黑水虻与食物残渣的自动分离：饲养罐下锥体上部，设计成宽缘平环，在上、下锥体接合处设计有预蛹通道（也称集虫孔），使黑水虻在准备预蛹时从通道爬出，实现虫体与饲料分离；4.物料输送管道设计有螺旋搅拌推送器，对高湿度的饲料残渣和虫子粪便与额外添加的粉状干料有效搅拌混合和推动作用：在饲养罐下锥体下部的柱形管和物料输送管中
均有螺旋推送器进行剩余饲料和粪渣的运送，方便物料移位输送；5.发酵罐对剩余饲料和黑水虻幼虫粪便进行发酵处理：通过物料输送管道将剩余的饲料和黑水虻幼虫粪便与额外添加的粉状干料混合物运送到发酵罐进行发酵；在发酵罐内设有螺旋桨，经逆时针转动而实现翻抛、搅拌、供氧作用，充分保证剩余饲料和黑水虻幼虫粪便在发酵缸内的耗氧发酵，提升好氧分解的效率；6.节省人力物力，降低成本：该装置将在饲养罐和发酵罐内安装氧气、温度、湿度、ph值感应器，连接由电脑控制自动报警中心，饲养人员获得指令后人工控制饲养罐或者发酵罐顶部的电机轴与搅拌装置的插销卡位及电机的旋转方向，从而实现机器平料、翻料增氧或者排料功能，大大减少在养殖过程中的人工劳动成本投入，有利于规模化的生产。
附图说明
16.图1为本发明实施例的整体图；图2为本发明实施例外壳部分视图；图3为本发明实施例内部结构部分视图；图4为本发明实施例的平料板和翻料排料桨部分视图；图5为本发明实施例的平料板和翻料排料桨的分解图；图6为本发明实施例的饲养罐下端口开关部分视图；图7为本发明实施例的饲养罐罐壁双层结构间水、气路排布图。
17.图中：1.1号电机2.2号电机 3.3号电机 4.感应器 5.抽气泵 6.废气处理池 7.饲料投料口 8.饲养罐上锥体 9.集虫孔 10.进水口 11.出水口 12.饲养罐下锥体13.干料、湿料混合推送管 14.干料投料口 15.好氧发酵罐 16.出料口 17.饲养罐下端开关 18.螺旋型干湿料混合推送器19.耗氧发酵罐罐壁双层结构间水路 20.发酵罐中的螺旋翻料排料桨 21.平料板 22.翻料排料螺旋桨。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的阐述，但不是对本发明内容的限定。
19.实施例：如图1～5所示，一种黑水虻养殖与养殖废弃物处理一体化装置，包括饲养罐、干湿料混拌器、物料输送管路、好氧发酵罐、废气生化净化池，五者整体上呈折“ζ”形其中：饲养罐由上部分的正圆锥体和下部分倒圆锥体，及通向干、湿料混拌器的湿料推送管以及上下贯穿于整个装置空腔的螺旋桨，还有位于螺旋桨顶部与螺旋桨轴垂直相接的平料板共同组成。饲养罐罐壁为双层中空真空结构，外层为绝热材料为保温层，内层为导热材料，提高导热效果。饲养罐下部分的倒圆锥体的内壁斜面上有数个用于与微孔增氧曝气头连接的孔，用以增加饲养基质内的氧气浓度。饲养罐上部分的正圆锥体与饲养罐下部分的倒圆锥体罐壁接合处，在时钟表盘的3-9、12-6径向开出扁平带有塞子的通道，即集虫孔，以便黑水虻预蛹期幼虫爬出与饲养物料分离。饲养罐上部分的正圆锥体顶部开口让电机轴穿过，以连接饲养罐罐腔内的平料、翻料排料、排料部件。饲养罐罐腔内的平料、翻料排料、排料部件轴，通过内置轴承嵌套在一起，通过内置轴承嵌套在一起的平料、翻料排料、排料部件轴在同一径向开插销孔，通过插销插入与否和插销卡位的不同，由同一个电机逆时针
或者逆时针驱动平料、翻料排料、排料部件的联动或者单独转动，实现平料、平料同时翻料、或者排料的功能。当不插入插销（无插销）时，电机仅单独带动十字形平料板顺时针或者逆时针旋转而平料。当插销将中层套筒与外层套筒铰接时，电机带动平料板及翻料排料浆顺时针旋转则实现平料和排料，而电机带动平料板及翻料排料浆逆时针旋转则实现平料和翻料（增氧、匀质）。当插销将内层、中层、外层套筒铰接时，电机带动平料板、翻料排料浆、排料浆顺时针旋转则实现平料和排料。
20.干湿料混拌器由一个连接电机的螺旋推送器和粉状干料投料口构成，粉状干料投料口开设于饲养罐下部倒圆锥体益缩形成的管状体与水平横卧的干湿料混合物推送管接合处的左侧。干湿料混拌器用于混拌搅合饲养黑水虻五龄幼虫的高含水量养殖废弃物（主要是黑水虻排泄物及剩余饲料，含水量高达80-90%）与额外添加的酸碱调节剂和粉状干料以调节ph值（控制在7.0左右）和降低基质含水量（控制在50-60%）便于后续的耗氧发酵熟化生产有机肥。干湿料混拌器的螺旋桨深入干湿物料混合物输送管长度的1/3，在电机驱动下顺时针旋转时，既将高含水量养殖废弃物和额外添加的粉状干料混拌搅合，同时将混拌均匀、水分含量降低至50-60%的混合基质沿物料输送管推送至好氧发酵罐。
21.发酵罐顶部为穹形，穹形侧面开一口，连接湿、干料混合物运输管。发酵罐罐壁为双层中空真空结构，外层为绝热材料，为隔热保温层，内层为导热材料，提高导热效果。双层中空内的水路螺旋形排布。发酵罐罐腔中间贯穿一螺旋翻料排料桨；螺旋翻料排料桨的浆刃直径由上而下逐渐变小，上方外接电机。电机轴与发酵罐罐壁设计成密闭状态。平料板、螺旋翻料排料桨轴由二层长短不一的套筒组成，最外层套筒最短，与十字型平料板垂直连接；内层套筒突出于最外层套筒之外，与螺旋形的翻料排料浆连接；内、外套筒上部开同一径向插销孔；以无插销及不同卡位的插销以控制平料板、翻料排料浆单独旋转或者联动。当不插入插销（无插销）时，电机仅单独带动十字形平料板顺时针或者逆时针旋转而平料。当插销将内层套筒与外层套筒铰接时，电机带动平料板及翻料排料浆逆时针旋转则实现平料和翻料（增氧、匀质），而电机带动平料板及翻料排料浆顺时针旋转则实现平料和排料。发酵罐下端开口设计有网状扣盖，下端开口为发酵产品的出口。
22.在发酵罐穹顶开有抽气孔，通过抽气管与抽气泵相连，抽气泵将发酵罐内废气输送至废气生化净化池洗涤降低其中恶臭物质组分到国家标准（gb14554-193）要求范围内，再排放至自然环境。
23.本装置的养殖及养殖废弃物处理过程如下：a.准备饲养所需黑水虻虫卵、饲料、干料等；b.将黑水虻虫卵、饲料混匀后投入饲养罐腔内；c.逆时针开动1号电机使平料板、翻料排料浆逆时针缓慢旋转（5-10转/分钟），在翻料、抛料、增氧的同时平料，直至虻虫卵和饲料混合物上部层面与平料板下部边缘所在平面相切合。
24.d.利用饲养罐下部倒锥体双层罐壁中空内的水路中电热丝加热升温，使饲养罐腔内饲养基质温度升至黑水虻虫卵最适孵化温度（25℃）。
25.e.利用饲养罐下部倒锥体双层罐壁中空内气路和与之连接的、位于饲养罐内壁斜面上的微孔增氧曝气头，通过增压送气，以增加饲养基质内的氧气浓度。
26.f.在黑水虻幼虫进入预蛹期而全部通过饲养罐上、下锥体接合处开启的集虫道爬
出后，停止平料板、翻料排料浆的逆时针旋转（即停止翻料、抛料、增氧和平料）。
27.g.在停止平料板、翻料排料浆的逆时针旋转（即停止翻料、抛料、增氧和平料）之前，逆时针开动3号电机，使发酵罐罐腔内的平料板、翻料排料螺旋桨逆时针旋转，处于行使平料、翻料功能状态；同时顺时针开动2号电机，让湿、干料混拌器和湿、干料混合物推送管道内的螺旋物料推送器处于物料推送状态。
28.h.在停止平料板、翻料排料浆的逆时针旋转（即停止翻料、抛料、增氧和平料）之后，将插销插入插销孔以铰连平料板、翻料排料浆和排料浆，顺时针开启1号电机，使翻料排料浆和排料浆行使排料功能。
29.i.在饲养罐内饲养基质和幼虫粪便被推送至发酵罐之时，于湿、干料混拌器的干料加样口添加干料（使湿干料混合物的水分为50-60%），为后续的耗氧发酵创造最佳湿度；j.当饲养罐内饲养基质和幼虫粪便被完全推送至发酵罐之后，停止湿、干料混拌推送器的2号电机。
30.k.发酵过程中，逆时针开动3号电机，转速控制在50-60转/分钟，让其带动发酵罐罐腔内的螺旋桨不断旋转翻抛供氧。
31.l.发酵过程中，开动4号电机，以抽气泵抽出发酵罐内带有挥发性物质的气体进入生化净气池内净化，挥发性物质含量下降至中华人民共和国国家标准－-－恶臭污染物排放标准（gb14554-193）要求范围内再向大自然环境排放。
32.m.当发酵罐基质由于发酵升温至最高温度60-72℃后温度回落至50℃以下时，停止3、4号电机后，通过3号电机的顺时针旋转带动发酵罐罐腔中翻料排料螺旋桨将发酵基质从发酵罐出料口推出，收集发酵物。
33.n.收集的发酵物装袋进行后续的发酵熟化，直至发酵物各指标值符合国家标准ny525-2002要求，成为有机肥。