多段式管道连续粪水酸化系统的制作方法

1.本实用新型涉及养殖肥水酸化装置技术领域，尤其涉及一种多段式管道连续粪水酸化系统。


背景技术：

2.目前，养殖场肥水(包括粪水和沼液)酸化技术主要是采用酸化池对养殖肥水进行序批式酸化，对于已经建设正在运营的养殖场难以腾挪建设施配套用地建设酸化池，限制了肥水酸化技术的推广和应用，同时肥水在酸化池进行酸化时需要配备高功率搅拌装置，能耗较高，增加了肥水酸化过程的运行成本。
3.申请号为201811605895.6的专利提出了一种序批式粪水酸化、贮存处理装置及方法，该装置通过酸化池收集粪水进行酸化，期间需启动搅拌装置对粪水进行混匀，实现了酸化过程的自动化控制，但粪水酸化过程需建设酸化池占用额外的设施配套用地，搅拌装置耗费大量的电力，增加了粪水酸化过程的运行成本。
4.申请号为202022046633.x的专利提出了一种一种圈舍粪尿酸化装置，该装置采用表层喷淋的方式酸化圈舍内的粪尿混合物，实现了对圈舍氨气的控制。该装置从酸化工艺上来看属序批式酸化装置，在每个养殖舍均布设该装置投资较高。
5.申请号为201821589522.x的专利提出了一种序批式肥水酸化处理和贮存装置，该装置能够实现粪水酸化过程的自动化控制，但该装置运行过程中需要搅拌过程，增加了酸化过程的运行费用。
6.申请号为201811598148.4、201911141967.0、201911141976.x、201911141966.6以及201911142232.x等提出了明矾、过磷酸钙以及硫酸酸化粪水的方法，其工艺均是采用序批式酸化的方式，酸化过程均需对粪污进行额外搅拌，增加了酸化过程的运行费用。


技术实现要素：

7.本实用新型提供一种多段式管道连续粪水酸化系统，用以解决传统粪水酸化需要建造酸化池，不利于养殖场的腾挪，资源耗费较大的问题。
8.针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种多段式管道连续粪水酸化系统，包括：
9.酸化管道，所述酸化管道内具有酸化腔；
10.酸化结构，包括酸化剂储罐以及多个加酸件，各所述加酸件沿所述酸化管道的轴向依次间隔布设，各所述加酸件与所述酸化剂储罐和所述酸化腔连通，用于向所述酸化腔内投放酸化剂；
11.检测结构，设于所述酸化腔内、且与各所述加酸件对应设置，各所述检测结构用于检测所述酸化腔内粪水的ph值、流量、液位以及含固率；
12.控制器，与所述检测结构以及各所述加酸件电连接，用于根据各所述检测结构的检测信息控制对应的所述加酸件加酸。
13.根据本实用新型提供的一种多段式管道连续粪水酸化系统，所述酸化结构包括与所述酸化剂储罐连通的酸化剂输送管，所述酸化剂输送管沿所述酸化管道的轴向延伸；各所述加酸件包括依次设于所述酸化剂输送管上的加酸泵，所述加酸泵用于向所述酸化腔内加酸。
14.根据本实用新型提供的一种多段式管道连续粪水酸化系统，各所述加酸件还包括设于所述酸化腔内、且与所述加酸泵连通的酸化剂喷淋头。
15.根据本实用新型提供的一种多段式管道连续粪水酸化系统，所述酸化腔内还设有多个翅片，各所述翅片呈螺旋式排布。
16.根据本实用新型提供的一种多段式管道连续粪水酸化系统，各所述翅片的长度均大于所述酸化管道的半径。
17.根据本实用新型提供的一种多段式管道连续粪水酸化系统，所述酸化剂储罐具有容纳腔，所述酸化剂储罐上开设有与所述容纳腔连通的固体酸化剂进料口以及液体酸化剂进料口，所述液体酸化剂进料口用于输入液体酸化剂或者水。
18.根据本实用新型提供的一种多段式管道连续粪水酸化系统，所述容纳腔内还设有多个超声振动棒，各所述超声振动棒沿所述酸化剂储罐的轴向依次间隔布设。
19.根据本实用新型提供的一种多段式管道连续粪水酸化系统，所述酸化剂储罐还包括负压真空泵以及与所述负压真空泵连通的负压管道，所述负压管道与所述容纳腔连通。
20.根据本实用新型提供的一种多段式管道连续粪水酸化系统，所述容纳腔内还设有液位计。
21.根据本实用新型提供的一种多段式管道连续粪水酸化系统，所述酸化管道的内壁还设有防渗层。
22.本实用新型提供的多段式管道连续粪水酸化系统，采用连续式肥水酸化工艺仅需较小的空间即可完成肥水酸化过程，相对现有技术中需建设酸化池才能进行酸化过程的序批式粪水酸化工艺，本实用新型提供的多段式管道连续粪水酸化系统仅需利用养殖舍或沼气工程肥水排出口至肥水贮存池之间的排污管道改造酸化管道即可完成酸化过程。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型提供的多段式管道连续粪水酸化系统的结构示意图；
25.图2是图1中酸化剂储罐的立体结构示意图；
26.图3是图2的剖视图结构示意图；
27.图4是图1中翅片的排布结构示意图；
28.附图标记：1：多段式管道连续粪水酸化系统；2：酸化管道；3：酸化结构；4：检测结构；5：控制器；6：酸化腔；7：翅片；8：防渗层；9：酸化剂储罐；10：加酸件；11：酸化剂输送管；12：酸化剂喷淋头；13：容纳腔；14：固体酸化剂进料口；15：液体酸化剂进料口；16：超声振动棒；17：负压真空泵；18：负压管道；19：液位计；20：加酸泵。
具体实施方式
29.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
30.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
32.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
34.下面结合图1-图4描述本实用新型提供的多段式管道连续粪水酸化系统1。
35.现有粪水酸化装置或工艺均为序批式酸化工艺，需要一定面积的设施配套用地建设酸化池对粪水进行酸化，对于运行中的养殖场难以腾挪建设用地用于建设粪水酸化池。鉴于此，本实用新型提供一种多段式管道连续粪水酸化系统1，包括：酸化管道2，酸化管道2内具有酸化腔6，酸化管道2可以由养殖舍或沼气工程肥水排出口至肥水贮存池之间的排污管道改造形成。需要说明的是，采用刮粪板方式收集粪污的，酸化管道2由固液分离设施到粪水贮存池中间的管道改造形成；采用人工清粪的，酸化管道2由安装在养殖区粪水收集总管道至粪水贮存池之间的管道改造形成；
36.酸化结构3，包括酸化剂储罐9以及多个加酸件10，各加酸件10沿酸化管道2的轴向
依次间隔布设，各加酸件10与酸化剂储罐9和酸化腔6连通，用于向酸化腔6内投放酸化剂；检测结构4，设于酸化腔6内、且与各加酸件10对应设置，各检测结构4用于检测酸化腔6内粪水的ph值、流量、液位以及含固率；控制器5，与检测结构4以及各加酸件10电连接，用于根据各检测结构4的检测信息控制对应的加酸件10加酸。
37.需要说明的是，在实际使用过程中，通过设置的多个检测结构4获取粪水各个区域的实时ph值、流量、液位以及含固率，计算得到对应的每个加酸件10的加酸量，再通过加酸件10对该区域的粪水进行加酸。一般实际加酸量会比实际理论加酸量要低，如此会通过多次加酸完成粪水ph值的调节；当粪水流经一个区域的检测结构4时，通过检测结构4获取粪水的实时参数，计算得到加酸量，通过加酸件10对该区域的粪水进行加酸；当粪水经过设置的最后一个检测结构4时(靠近酸化管道2的尾部)，此时通过检测结构4获取粪水的实时ph值，若粪水的ph值小于预设ph值则停止加酸，若大于预设ph值，则再次根据实时参数确定加酸量，使用加酸件10对该区域的粪水进行加酸，不过最后一个加酸件10的加酸量需要大于理论加酸量，保证流出的粪水ph值小于或者等于预设ph值。需要注意的是，在检测到粪水的流速时整个系统才会开始工作，因而粪水在一定时间段是源源不断流入酸化管道2内的，则检测结构4与加酸件10也是持续工作的，每个区域内检测结构4会间隔一段时间检测一次粪水的参数，当时间足够短时，可以认为这种检测是实时的，然后计算加酸量，若ph值大于预设ph值，则加酸件10需要根据计算得到加酸量进行加酸，若ph值小于预设ph值，则加酸件10需要停止加酸。
38.本实用新型提供的多段式管道连续粪水酸化系统1，采用连续式肥水酸化工艺仅需较小的空间即可完成肥水酸化过程，相对现有技术中需建设酸化池才能进行酸化过程的序批式粪水酸化工艺，本实用新型提供的多段式管道连续粪水酸化系统1仅需利用养殖舍或沼气工程肥水排出口至肥水贮存池之间的排污管道改造酸化管道2即可完成酸化过程。
39.具体地，酸化结构3包括与酸化剂储罐9连通的酸化剂输送管11，酸化剂输送管11沿酸化管道2的轴向延伸；各加酸件10包括依次设于酸化剂输送管11上的加酸泵20，加酸泵20用于向酸化腔6内加酸。为了保证加酸的均匀性，加酸件10还包括设于酸化腔6内、且与加酸泵20连通的酸化剂喷淋头12。本实用新型采用多段式连续式酸化仅需建设数个加酸件10即可完成酸化，相对传统技术中的养殖舍酸化粪尿，每个舍内均需建设10个以上的加酸喷淋装置才能完成酸化，显著降低了成本。
40.需要说明的是，酸化剂储罐9容积依养殖规模来定，一般储酸量可设置在7～30天，以1000头存栏采用干清粪方式收集粪污的养猪场计，酸化剂(硫酸)稀释一倍使用，用量为粪水量的0.2％，日产粪水及冲洗水量约为5m3，日消耗酸化剂10l，储酸罐容积建议设置在100l～150l，1000(长)*400(直径)mm；加酸件10之间间距不低于50cm；检测结构4间距不低于50cm；在本实用新型提供的技术方案中，多段式酸化过程中至少添加2次酸化剂(即设置两个加酸件10)，但一般不超过5次；酸化管道2最短为1m，一般不超过100m。
41.进一步地，酸化腔6内还设有多个翅片7，各翅片7呈螺旋式排布、且为了提高搅拌效果。各翅片7的长度均大于酸化管道2的半径。现有粪水酸化装置或工艺均需对粪水酸化过程进行搅拌，就搅拌装置而言需要提供高功率的电力系统才能使其稳定运转，本实用新型通过在酸化管道2内置螺旋式翅片7的方式，利用粪水的流动性，实现了粪水与酸化剂的混匀过程，不需额外动力提高粪水和酸化剂的混匀效果。从单个翅片7来看翅片7可以减缓
粪水流速，扰动粪污使其与酸化剂更好的混匀，从整体排布顺序看翅片7可以提高粪水流经路线长度及流速，进一步提升酸化剂与粪水的混匀效果。此外，酸化管道2的内壁还设有防渗层8，保证酸化效果以及酸化质量，防止渗漏。
42.具体地，酸化剂储罐9具有容纳腔13，酸化剂储罐9上开设有与容纳腔13连通的固体酸化剂进料口14以及液体酸化剂进料口15，液体酸化剂进料口15用于输入液体酸化剂或者水，方便工作人员选择适用的酸化剂。酸化剂一般需要与水进行混合，因此酸化剂储罐9还包括负压真空泵17以及与负压真空泵17连通的负压管道18，负压管道18与容纳腔13连通，通过负压真空泵17吸取水与酸化剂进行混合。为了进一步提高混合效果，容纳腔13内还设有多个超声振动棒16，各超声振动棒16沿酸化剂储罐9的轴向依次间隔布设，通过超声振动辅助酸化剂和水混合。此外，为了方便实时获取容纳腔13内的酸水容量，容纳腔13内还设有液位计19。
43.需要说明的是，若选用酸化剂为固体酸化剂，先将液体酸化剂进料口15通过管道接通水源，启动负压真空泵17，将适量水源以负压的形式吸入容纳腔13，完成后，关闭负压真空泵17，之后通过固体酸化剂进料口14添加固体酸化剂，添加完成后关闭固体酸化剂进料口14，启动超声振动棒16进行混匀，时间不低于15min，混匀后关闭超声振动棒16，完成固体酸化剂预处理过程；
44.若选用酸化剂为液体酸化剂，先将液体酸化剂进料口15通过管道接通水源，启动负压真空泵17，将适量水源以负压的形式吸入容纳腔13，完成后，关闭负压真空泵17，再将液体酸化剂进料口15通过管道接通液体酸化剂，启动负压真空泵17，将适量液体酸化剂以负压的形式吸入，完成后，关闭负压真空泵17，启动超声波振动棒进行混匀，时间不低于15min，混匀后关闭超声波振动棒，完成液体酸化剂预处理过程。
45.本实用新型通过酸化剂储罐9添加了酸化剂的预处理过程，不再使用浓酸进行酸化，酸化过程减少了浓酸(特别是浓硫酸)对粪水中有机物的碳化过程，降低了酸化过程产生的气泡对数据的影响，酸化数据更加精准，同时减少了因加酸导致的其他二次污染气体的排放。
46.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。