CN105585343A - 利用太阳能干燥粪便的制肥*** - Google Patents

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Abstract

本发明属于太阳能应用技术领域。一种利用太阳能干燥粪便的制肥***，包括球面反射聚焦太阳能装置、设置在球面反射聚焦太阳能装置中部的锥形内旋式干燥器、干料储存罐和压浆控制***；所述的球面反射聚焦太阳能装置通过双轴时钟式太阳跟踪控制装置控制，所述上述构件内部用管道连接，控制电路连接各个驱动装置。本发明能够起到在粪便进入城市污水处理厂之前就进行无害化和资源化处置，实现高温灭菌、干燥制肥的作用，解决了污水处理厂产生的废泥由于重金属超标不能用作植物生长的肥料问题，同时产生的热量可以作为洗浴用水的加热源，发酵冷却室中产生的沼气还可以收集做为燃料，减少了资源的浪费。并且结构简单，易于实施。

Description

利用太阳能干燥粪便的制肥***
技术领域
本发明属于太阳能应用技术领域，具体涉及一种利用太阳能干燥粪便的制肥***。
背景技术
当今中国正在推行城镇化建设，各个小区都会产生大量的粪便需要处理，粪便中有机物和氮磷等物质若直接排放，会造成水体污染，并散发出富氨、硫化氢、酸醇、硫醚等恶臭成分的有害气体，虽然小区建设时均配有化粪池等污物预处理设施，但是后期处理最终还是要输送到城市污水处理厂进行处理。粪便在化粪池中经简单发酵后通过下水道进入城市污水处理厂过程中，很容易受到更多的重金属污染，而污水处理厂产生的废泥由于重金属严重超标不能用作植物生长的肥料，只能进行填埋处理，产生大量的资源浪费。因此对粪便进行无害化和资源化处置具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种能够在粪便进入城市污水处理厂之前利用太阳能干燥粪便的制肥***，其能够实现有机肥料的提取、太阳能的充分利用、以及沼气的收集。
为达到上述目的所采取的技术方案是：
一种利用太阳能干燥粪便的制肥***，包括球面反射聚焦太阳能装置、设置在球面反射聚焦太阳能装置中部的锥形内旋式干燥器、干料储存罐和压浆控制***；所述的球面反射聚焦太阳能装置包括呈球面结构的太阳能反光板支架、匹配设置在太阳能反光板支架上的球面太阳能反光板、和设置在太阳能反光板支架下部的支撑架，所述的支撑架与太阳能反光板支架之间通过万向节支架连接支撑，在支撑架上还设置有双轴时钟式太阳跟踪控制装置；所述的锥形内旋式干燥器包括呈锥形的干燥器外壳、匹配扣设在干燥器外壳上的干燥器上盖、以及与干燥器外壳底部连通的出料桶壳体，所述的干燥器外壳和出料桶壳体均通过支撑连杆固定设置在太阳能反光板支架上，所述的干燥器外壳内侧设置有旋转切割刀具组件、支撑旋转切割刀具组件的刀具支撑构件、旋转切割减速电机组件、和干燥器粪便进料管，所述的出料桶壳体下部通过环形出料软管与干料储存罐连接；所述的压浆控制***包括压浆泵，所述的压浆泵的进料端和出料端分别与化粪池进料管和干燥器粪便进料管连通。
所述的干燥器上盖上连通设置有强力排风扇和排气软管，所述的制肥***还包括有密封发酵冷却室，所述的密封发酵冷却室底部铺设有粪便发酵热交换管道，粪便发酵热交换管道与排气软管连通；所述的压浆控制***还包括有设置在压浆泵进料端的三通调向阀一、设置在压浆泵出料端的三通调向阀二、电路控制***、以及与密封发酵冷却室内连通的发酵粪便进料管和发酵粪便出料管，所述的压浆泵进料端通过三通调向阀一连接有化粪池进料管和发酵粪便出料管连通，所述的压浆泵出料端通过三通调向阀二连接有发酵粪便进料管和干燥器粪便进料管。
所述的密封发酵冷却室上设置有水箱，所述的水箱内也设置有水箱热交换管道，所述的排气软管、水箱热交换管道、粪便发酵热交换管道依次连通。
所述的粪便发酵热交换管道的出气端设置有生石灰中和槽和废水排出管。
所述的密封发酵冷却室连通设置有沼气收集装置，沼气收集装置包括依次连接的沼气脱硫装置、空气压缩机和气体储存罐，沼气脱硫装置的进气端与密封发酵冷却室连通，空气压缩机上的压力开关与压浆泵的减速箱上的电磁阀连接。
所述的干料储存罐包括干料储存罐罐体、密封扣设在干料储存罐罐体上的干料储存罐顶盖、设置在干料储存罐罐体其中一侧的进气风扇、和设置在干料储存罐罐体底部的出料口闸板，所述的干料储存罐顶盖与环形出料软管连通连接，所述的干燥器上盖上设置有温度传感器，温感开关与旋转切割减速电机组件、强力排风扇、压浆泵、干料储存罐侧壁的进气风扇连接。
所述的压浆泵为活塞式隔膜压浆泵。
所述的双轴时钟式太阳跟踪控制装置包括分别设置在支撑架的东西南北四个方位的四个导向轮、设置在太阳能反光板支架的东西南北四个方位的固定吊点、连接太阳能反光板支架的东西两个方位的固定吊点并绕过对应的导向轮的链条钢索一、连接太阳能反光板支架的南北两个方位的固定吊点并绕过对应的导向轮的链条钢索二、以及分别驱动链条钢索一和链条钢索二的跟踪控制电机一和跟踪控制电机二。
所述的制肥***还包括有用于支撑球面反射聚焦太阳能装置的功能扩展室，所述的功能扩展室包括呈L型连通布置的主功能扩展室和辅助功能扩展室，所述的压浆控制***外部设置有压浆控制间，所述的压浆控制间、密封发酵冷却室、功能扩展室形成球面反射聚焦太阳能装置的支撑平台。
所述的主功能扩展室前部设置有对开门和上下活动功能窗，所述的辅助功能扩展室上安装有排风扇。
采用上述技术方案，所取得的有益效果是：
①本发明利用双轴时钟式太阳跟踪控制***控制球面反射聚焦太阳能装置加热锥形内旋式干燥器，将粪便进行无害化和资源化处置，实现高温灭菌、干燥制肥的目的，减少了资源的浪费。由于采用密封式***设计，不会产生空气污染，可应用各个生活小区内。
②本发明相对于污水处理厂处理，解决了污水处理厂产生的废泥由于重金属超标不能用作植物生长的肥料问题，实现提取有机肥料的目的，同时产生的热量可以作为洗浴用水的加热源，密封发酵冷却室中产生的沼气还可以收集做为燃料，减少了资源的浪费。并且结构简单，易于实施。
③本发明自动化程度高、能源利用率高，其不仅能够实现粪便的制肥和沼气的回收，同时对于太阳能的利用，还能够实现粪便的发酵，促使沼气的产生，并对制肥过程中产生的废气中的热量进行回收，用于水箱热水的加热，最后对于废气废水进行中和处理，对于沼气进行脱硫处理，从而使得整个制肥***更加绿色环保，极具推广应用价值。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的后视结构示意图。
图3为本发明的球面反射聚焦太阳能装置的***结构示意图。
图4为本发明的锥形内旋式干燥器和干料储存罐的***结构示意图。
图5为本发明的压浆控制间的***结构示意图。
图6为本发明的功能扩展室的***结构示意图。
图中序号：1为球面反射聚焦太阳能装置、101为太阳能反光板支架、102为球面太阳能反光板、103为支撑架、104为万向节支架、2为锥形内旋式干燥器、201为干燥器外壳、202为干燥器上盖、203为出料桶壳体、204为支撑连杆、205为旋转切割刀具组件、206为刀具支撑构件、207为旋转切割减速电机组件、208为环形出料软管、209为强力排风扇、210为排气软管、211为干燥器粪便进料管、212为温度传感器、3为干料储存罐、301为干料储存罐罐体、302为干料储存罐顶盖、303为进气风扇、304为出料口闸板、4为压浆控制***、401为压浆泵、402为三通调节阀一、403为三通调节阀二、404为电路控制***、405为发酵粪便进料管、406为发酵粪便出料管、407为化粪池进料管、408为压浆控制间、5为密封发酵冷却室、501为粪便发酵热交换管道、502为水箱、503为水箱热交换管道、504为生石灰中和槽、505为废水排出管、506为沼气脱硫装置、507为空气压缩机、508为气体储存罐、6为双轴时钟式太阳跟踪控制装置、601为导向轮、602为固定吊点、603为链条钢索一、604为链条钢索二、605为跟踪控制电机一、606为跟踪控制电机二、7为功能扩展室、701为主功能扩展室、702为辅助功能扩展室、703为对开门、704为上下活动功能窗、705为排风扇。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。
实施例一：参见图1-图5，一种利用太阳能干燥粪便的制肥***，包括球面反射聚焦太阳能装置1、设置在球面反射聚焦太阳能装置1中部的锥形内旋式干燥器2、干料储存罐3和压浆控制***4；所述的球面反射聚焦太阳能装置1包括呈球面结构的太阳能反光板支架101、匹配设置在太阳能反光板支架101上的球面太阳能反光板102、和设置在太阳能反光板支架101下部的支撑架103，所述的支撑架103与太阳能反光板支架101之间通过万向节支架104连接支撑，在支撑架103上还设置有双轴时钟式太阳跟踪控制装置6。
所述的双轴时钟式太阳跟踪控制装置6包括分别设置在支撑架103的东西南北四个方位的四个导向轮601、设置在太阳能反光板支架101的东西南北四个方位的固定吊点602、连接太阳能反光板支架101的东西两个方位的固定吊点602并绕过对应的导向轮的链条钢索一603、连接太阳能反光板支架的南北两个方位的固定吊点并绕过对应的导向轮的链条钢索二604、以及分别驱动链条钢索一603和链条钢索二604的跟踪控制电机一605和跟踪控制电机二606。
所述的锥形内旋式干燥器2包括呈锥形的干燥器外壳201、匹配扣设在干燥器外壳201上的干燥器上盖202、以及与干燥器外壳201底部连通的出料桶壳体203，所述的干燥器外壳201和出料桶壳体203均通过支撑连杆204固定设置在太阳能反光板支架101上，所述的干燥器外壳201内侧设置有旋转切割刀具组件205、支撑旋转切割刀具组件205的刀具支撑构件206、旋转切割减速电机组件207、和干燥器粪便进料管211，所述的干燥器粪便进料管211穿过出料桶壳体203，并从出料桶壳体203内延伸到干燥器外壳201内部，从而使得粪便直接通过干燥器粪便进料管喷洒在干燥器外壳的内壁上进行干燥、旋转、切割，所述的出料桶壳体203下部通过环形出料软管208与干料储存罐3连接；所述的干料储存罐3包括干料储存罐罐体301、密封扣设在干料储存罐罐体301上的干料储存罐顶盖302、设置在干料储存罐罐体301其中一侧的进气风扇303、和设置在干料储存罐罐体301底部的出料口闸板304，所述的干料储存罐顶盖302与环形出料软管208连通连接，所述的干燥器上盖上设置有温度传感器212，温感开关212与旋转切割减速电机组件207、强力排风扇209、压浆泵401、干料储存罐侧壁的进气风扇303连接；所述的压浆控制***4包括压浆泵401，所述的压浆泵401为活塞式隔膜压浆泵，所述的压浆泵401的进料端通过化粪池进料管407与化粪池连通，压浆泵401的出料端与干燥器粪便进料管211连通。
实施例二：参见图1-图5本实施例的结构与实施例一基本相同，相同之处不再重述，其不同之处在于：由于在干燥过程中，会产生大量的热蒸汽，同时如果粪便在没有发酵的前提下直接进行干燥会浪费大量的沼气资源。因此为了能够更加合理的应用粪便中的沼气资源和太阳能能源，在所述的干燥器上盖上连通设置有强力排风扇209和排气软管210，并设置用于发酵粪便的密封发酵冷却室5，在粪便干燥前，应先在密封发酵冷却室5中进行粪便发酵，以及沼气的收集，所述的密封发酵冷却室5底部铺设有粪便发酵热交换管道501，粪便发酵热交换管道501与排气软管210连通，通过太阳能干燥后产生的热量来进行加快粪便的发酵。
同时，为了实现整个设备的整体自动化，对压浆控制***进行调整和设计，即所述的压浆控制***还包括有设置在压浆泵401进料端的三通调向阀一402、设置在压浆泵401出料端的三通调向阀二403、电路控制***404、以及与密封发酵冷却室5内连通的发酵粪便进料管405和发酵粪便出料管406，所述的压浆泵401进料端通过三通调向阀一402连接有化粪池进料管407和发酵粪便出料管406连通，所述的压浆泵401出料端通过三通调向阀二403连接有发酵粪便进料管405和干燥器粪便进料管211。首先通过调节三通调向控制阀一402和三通调向控制阀二403，使得化粪池进料管407和发酵粪便进料管405连通，将化粪池中的粪便泵送入密封发酵冷却室内进行发酵，待发酵完成后，再调节三通调向控制阀一402和三通调向控制阀二403，使得发酵粪便出料管406和干燥器粪便进料管211连通，此时将发酵后的粪便泵送入锥形内旋式干燥器2内进行干燥。
对于发酵后的粪便产生的沼气要及时的进行收集，收集前需要进行脱硫等工序处理，所以，在密封发酵冷却室连通设置沼气收集装置，沼气收集装置包括依次连接的沼气脱硫装置506、空气压缩机507和气体储存罐508，沼气脱硫装置的进气端与密封发酵冷却室连通，空气压缩机上的压力开关与压浆泵的减速箱上的电磁阀连接，避免压力过载。
对于粪便干燥过程中所产生的废气，废气经过排气软管210、粪便发酵热交换管道501后，进入设置在粪便发酵热交换管道的出气端的生石灰中和槽504中，进行中和处理，并在生石灰中和槽504底部设置废水排出管505。
实施例三：参见图1-图5，本实施例的结构与实施例二基本相同，相同之处不再重述，其不同之处在于：所述的密封发酵冷却室5上设置有水箱502，所述的水箱502内也设置有水箱热交换管道503，所述的排气软管210、水箱热交换管道503、粪便发酵热交换管道501依次连通，从而能够充分的利用干燥粪便所产生的高温废气，将高温废气中的能量转化为高温的生活用水。
实施例三：参见图1-图6，本实施例的结构与上述实施例基本相同，相同之处不再重述，其不同之处在于：所述的制肥***还包括有用于支撑球面反射聚焦太阳能装置1的功能扩展室7，所述的功能扩展室7包括呈L型连通布置的主功能扩展室701和辅助功能扩展室702，所述的压浆控制***外部设置有压浆控制间408，所述的压浆控制间408、密封发酵冷却室5、功能扩展室7形成球面反射聚焦太阳能装置1的支撑平台，在所述的主功能扩展室701前部设置有对开门703和上下活动功能窗704，所述的辅助功能扩展室702上安装有排风扇705。
本发明在使用过程中，将压浆控制间、发酵冷却室和扩展功能室按要求平行放置在指定位置，并在相互之间内预留空间放置干料储存罐，形成支撑平台。球面反射聚焦太阳能装置安装在支撑平台顶部，球面反射聚焦太阳能装置的支撑架上安装有双轴时钟式太阳跟踪控制***，通过链条钢索连接在反射聚焦太阳能框架的东西南北四个边上，通过跟踪控制电机驱动控制跟踪太阳光照；在球面反射聚焦太阳能装置上安装锥形内旋式干燥器。干燥器底部用环形软管连接在干料储存罐入口上，锥形内旋式干燥器顶部安装有温感开关、减速电机组件和强力排风扇，减速电机组件驱动旋转切割刀具组件进行分散、干燥、切割，强力排风扇出风口用环形软管与水箱中的水箱热交换管道、密封发酵冷却室中的粪便发酵热交换管道相连，粪便发酵热交换管道的出口浸入压浆控制间的生石灰中和槽中，中和槽上部设有生石灰存放箱，生石灰可通过倾斜板缓慢进入中和槽，生石灰中和槽的排水管出口与城市污水管道网联通。压浆控制间下部设置有活塞式隔膜压浆泵和空气压缩机，上部安装有***控制电路和脱硫装置；将活塞式隔膜压浆泵的化粪池进料管***化粪池中，压浆泵出口端的发酵粪便进料管和干燥器粪便进料管通过三通阀分别进入密封发酵冷却室和锥形内旋式干燥器进料分散端；脱硫装置通过软管与粪便储存室沼气出气口和活塞式隔膜压浆泵架上的沼气脱硫装置、空气压缩机连接，空气压缩机出气口与液化气钢瓶连接，用于收集压缩沼气；温感开关与减速电机、强力排风扇、活塞式隔膜压浆泵、干料储存罐侧壁的进气风扇电源连接；空气压缩机上的压力开关与活塞式隔膜压浆泵减速箱上的电磁阀连接，控制空气压缩机过压停机。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种利用太阳能干燥粪便的制肥***，其特征在于：包括球面反射聚焦太阳能装置、设置在球面反射聚焦太阳能装置中部的锥形内旋式干燥器、干料储存罐和压浆控制***；
所述的球面反射聚焦太阳能装置包括呈球面结构的太阳能反光板支架、匹配设置在太阳能反光板支架上的球面太阳能反光板、和设置在太阳能反光板支架下部的支撑架，所述的支撑架与太阳能反光板支架之间通过万向节支架连接支撑，在支撑架上还设置有双轴时钟式太阳跟踪控制装置；
所述的锥形内旋式干燥器包括呈锥形的干燥器外壳、匹配扣设在干燥器外壳上的干燥器上盖、以及与干燥器外壳底部连通的出料桶壳体，所述的干燥器外壳和出料桶壳体均通过支撑连杆固定设置在太阳能反光板支架上，所述的干燥器外壳内侧设置有旋转切割刀具组件、支撑旋转切割刀具组件的刀具支撑构件、旋转切割减速电机组件、和干燥器粪便进料管，所述的出料桶壳体下部通过环形出料软管与干料储存罐连接；
所述的压浆控制***包括压浆泵，所述的压浆泵的进料端和出料端分别与化粪池进料管和干燥器粪便进料管连通。
2.根据权利要求1所述的利用太阳能干燥粪便的制肥***，其特征在于：所述的干燥器上盖上连通设置有强力排风扇和排气软管，所述的制肥***还包括有密封发酵冷却室，所述的密封发酵冷却室底部铺设有粪便发酵热交换管道，粪便发酵热交换管道与排气软管连通；所述的压浆控制***还包括有设置在压浆泵进料端的三通调向阀一、设置在压浆泵出料端的三通调向阀二、电路控制***、以及与密封发酵冷却室内连通的发酵粪便进料管和发酵粪便出料管，所述的压浆泵进料端通过三通调向阀一连接有化粪池进料管和发酵粪便出料管连通，所述的压浆泵出料端通过三通调向阀二连接有发酵粪便进料管和干燥器粪便进料管。
3.根据权利要求2所述的利用太阳能干燥粪便的制肥***，其特征在于：所述的密封发酵冷却室上设置有水箱，所述的水箱内也设置有水箱热交换管道，所述的排气软管、水箱热交换管道、粪便发酵热交换管道依次连通。
4.根据权利要求2所述的利用太阳能干燥粪便的制肥***，其特征在于：所述的粪便发酵热交换管道的出气端设置有生石灰中和槽和废水排出管。
5.根据权利要求2所述的利用太阳能干燥粪便的制肥***，其特征在于：所述的密封发酵冷却室连通设置有沼气收集装置，沼气收集装置包括依次连接的沼气脱硫装置、空气压缩机和气体储存罐，沼气脱硫装置的进气端与密封发酵冷却室连通，空气压缩机上的压力开关与压浆泵的减速箱上的电磁阀连接。
6.根据权利要求2所述的利用太阳能干燥粪便的制肥***，其特征在于：所述的干料储存罐包括干料储存罐罐体、密封扣设在干料储存罐罐体上的干料储存罐顶盖、设置在干料储存罐罐体其中一侧的进气风扇、和设置在干料储存罐罐体底部的出料口闸板，所述的干料储存罐顶盖与环形出料软管连通连接，所述的干燥器上盖上设置有温度传感器，温感开关与旋转切割减速电机组件、强力排风扇、压浆泵、干料储存罐侧壁的进气风扇连接。
7.根据权利要求1所述的利用太阳能干燥粪便的制肥***，其特征在于：所述的压浆泵为活塞式隔膜压浆泵。
8.根据权利要求1所述的利用太阳能干燥粪便的制肥***，其特征在于：所述的双轴时钟式太阳跟踪控制装置包括分别设置在支撑架的东西南北四个方位的四个导向轮、设置在太阳能反光板支架的东西南北四个方位的固定吊点、连接太阳能反光板支架的东西两个方位的固定吊点并绕过对应的导向轮的链条钢索一、连接太阳能反光板支架的南北两个方位的固定吊点并绕过对应的导向轮的链条钢索二、以及分别驱动链条钢索一和链条钢索二的跟踪控制电机一和跟踪控制电机二。
9.根据权利要求2所述的利用太阳能干燥粪便的制肥***，其特征在于：所述的制肥***还包括有用于支撑球面反射聚焦太阳能装置的功能扩展室，所述的功能扩展室包括呈L型连通布置的主功能扩展室和辅助功能扩展室，所述的压浆控制***外部设置有压浆控制间，所述的压浆控制间、密封发酵冷却室、功能扩展室形成球面反射聚焦太阳能装置的支撑平台。
10.根据权利要求9所述的利用太阳能干燥粪便的制肥***，其特征在于：所述的主功能扩展室前部设置有对开门和上下活动功能窗，所述的辅助功能扩展室上安装有排风扇。
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