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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Kompostierungstechnik, insbesondere eine mehrstufige hocheffiziente Kompostierungsvorrichtung und deren Verwendungsverfahren.
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STAND DER TECHNIK
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Mit der wirtschaftlichen Entwicklung und der Verbesserung des materiellen Lebensstandards der Menschen wird jedes Jahr in China eine große Menge an städtischen Siedlungsabfällen und landwirtschaftlichen Abfällen produziert, und die dadurch bewirkten Umweltprobleme wie Landbesetzung, Boden- und Grundwasserverschmutzung sowie Krankheitsverbreitung ziehen zunehmend die Aufmerksamkeit auf sich. Die Kompostierung (Composting) bezieht sich auf den biochemischen Prozess, unter Verwendung von Mikroorganismen wie Bakterien, Actinomyceten und Pilzen, die in der Natur weit verbreitet sind, unter bestimmten Feuchtigkeits-, Temperatur-, Kohlenstoff/Stickstoff-Verhältnis- (C/N) und Belüftungsbedingungen die abbaubaren organischen Abfälle in den festen Abfällen künstlich unter Kontrolle in stabilen Humus umzuwandeln. Durch die Kompostierung wird nicht nur eine große Menge an wirksamen Stickstoff-, Phosphor- und Kaliumverbindungen erzeugt, die von den Pflanzen absorbiert und genutzt werden können, sondern neuer polymerer organischer Humus wird auch synthetisiert, der ein wichtiger Wirkstoff zur Bildung der Bodenfruchtbarkeit ist, so dass die Kompostprodukte einen hohen Nutzungswert haben.
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Das Erfindungspatent
CN201410433806.X offenbart eine schnelle aerobe Kompostierungsreaktionsvorrichtung und deren Anwendung, umfassend ein Materialmischteil, ein aerobes Kompostierungsteil, ein Umlaufwasserteil und ein Luftzufuhrteil, wobei das Materialmischteil einen Materialmischbehälter und eine Übertragungsvorrichtung umfasst, und wobei das aerobe Kompostierungsteil einen aeroben Kompostierungsbehälterkörper umfasst, und wobei das Innere des aeroben Kompostierungsbehälterkörpers durch eine Edelstahlöffnungsplatte in einen oberen Kompostierungsbehälter und einen unteren Luftzufuhrbehälter unterteilt ist, und wobei an der Spitze des Kompostierungsbehälters eine Schiene der rechenförmigen Stapelrührvorrichtung befestigt ist; und wobei eine Auslassöffnung der Umlaufwasserpumpe mit einer an der Spitze des aeroben Kompostierungsbehälterkörpers vorgesehenen Einspeiseöffnung verbunden ist; und wobei eine Auslassöffnung des Gebläses mit einer Lufteinlassöffnung einer Sickerwasser-Aufbewahrungsbox verbunden ist und in die interne Luftzufuhrleitung hineinragt. Die vorliegende Erfindung hat die folgenden Vorteile: mit dem separaten Materialmischfach kann das Material vollständig ohne großflächige Agglomeration des Düngemittels gleichmäßig gemischt werden; mit der porösen Kopfstein-Trägerschicht wird der aerobe Abbau garantiert; die Reaktionsvorrichtung kann sicherstellen, dass während der Reaktion keine Agglomeration auftritt und kein lokales anaerobes Phänomen erzeugt wird, und die Reaktionsvorrichtung wird zum raschen Abbau von Schlamm in städtischen Kläranlagen, Stroh, Landschaftsmüll, Geflügel- und Viehmist und Küchenabfällen verwendet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich jedoch nicht dazu, die Änderungen der Kompostierungsparameter zum Einstellen der Kompostierungsreaktionsumgebung zu kennen, gleichzeitig kann sie den eigenen Materialwert der Kompostierungsmaterialien nicht vollständig nutzen, um eine Teilnahme an der Kompostierung zu ermöglichen und die Kompostierungseffizienz zu verbessern.
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Um bessere Kompostierungseffekte zu erzielen, sollen während des Behandlungsprozesses gute Bedingungen für die Lebensaktivitäten von Mikroorganismen geschaffen werden, damit die Kompostreifung beschleunigt und die Düngeeffizienz verbessert wird; allerdings macht die besondere Eigenschaft von Küchenabfällen und landwirtschaftlichen Abfällen diesen Prozess äußerst kompliziert, beim Einstellen besteht eine große Schwierigkeit, und es ist notwendig, ein geeignetes mehrstufiges Behandlungsverfahren weiterzuentwickeln, um das Phänomen bei herkömmlichen Reaktoren, dass die Materialien ungleichmäßig gemischt werden und während des Kompostierungsprozesses anfällig für Agglomerieren sind sowie die Sauerstoffnutzungsrate gering ist, zu lösen und die Kompostierungseffizienz und -qualität zu verbessern.
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INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Hinsichtlich der Mängel einer ungleichmäßigen Mischung von Materialien, einer geringen Ausnutzungsrate von Materialien, einer langen Kompostierungszeit und einer schlechten Kompostierungsqualität der derzeit bestehenden Kompostierungsvorrichtung stellt die vorliegende Erfindung eine mehrstufige hocheffiziente Kompostierungsvorrichtung und deren Verwendungsverfahren zur Verfügung, um die Nutzungsrate von Kompostierungsmaterialien zu verbessern und die Kompostierungszeit zu verkürzen, so dass die organischen festen Abfälle weiter genutzt werden, dadurch wird die Kompostierungseffizienz verbessert und der Kompostierungsprozess einfacher gemacht.
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Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende technische Lösung realisiert:
- eine mehrstufige hocheffiziente Kompostierungsvorrichtung, umfassend eine Kompostierungsfermentationskiste und eine Regenwurmfaulkiste; wobei die Kompostierungsfermentationskiste und die Regenwurmfaulkiste links und rechts angeordnet und durch eine Trennplatte in der Mitte voneinander getrennt sind.
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In dem Boden der Kompostierungsfermentationskiste ist ein Wassersammeltank angeordnet, wobei nach oben nacheinander ein Filtersieb, eine Rückstandsammelkiste, eine Rührvorrichtung und eine Wassersprührohrleitung angeordnet sind; und wobei an der Spitze der Kompostierungsfermentationskiste eine Einspeiseöffnung und ein Wärmekollektor angeordnet sind.
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Zwischen dem Wassersammeltank und dem Kistenkörper der Kompostierungsfermentationskiste ist ein die Unterkanten des Kistenkörpers umgebender Kanal ausgebildet, wobei in dem Wassersammeltank ein Wärmerohr angeordnet ist, und wobei in dem Boden auf einer Seite des Wassersammeltanks eine Pumprohrleitung angeordnet ist; und wobei auf einer außerhalb des Kistenkörpers befindlichen Seite des Kanals Lüftungsklappen angeordnet sind, die sich drehen können, und wobei an einer mit der Kistenwand verbundenen Schulterfläche des Kanals ein Belüftungsloch vorgesehen ist; und wobei das Wärmerohr durch ein hohles Rohr mit dem Wärmekollektor verbunden ist.
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Die Pumprohrleitung ist mit einer Wasserpumpe außerhalb der Kompostierungsfermentationskiste verbunden, wobei die Wasserpumpe durch eine Rohrleitung mit der Wassersprührohrleitung verbunden ist, und wobei an dem Rohrkörper des Wassersprührohrs Auslassöffnungen gleichmäßig verteilt sind; und wobei an der Rohrleitung weiterhin ein Ablassrohr angeordnet ist; und wobei an der Rohrleitung und dem Ablassrohr jeweils ein Ventil angeordnet ist.
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Die beiden Enden der Rückstandsammelkiste gehen jeweils durch die Trennplatte und die Kistenwand der Kompostierungsfermentationskiste, wobei ein durch die Trennplatte gehendes Ende offen ausgebildet ist, während an dem durch die Kistenwand der Kompostierungsfermentationskiste gehenden Ende eine Schubplatte angeordnet ist; und wobei die Öffnung durch eine ausziehbare Sperrplatte geschlossen ist, und wobei an einem Ende der Sperrplatte ein Gewindeloch vorgesehen ist, und wobei an einer der Schubplatte zugewandten Kistenwand der Rückstandsammelkiste ein Griff und ein Durchgangsloch angeordnet sind; und wobei in dem Boden auf den beiden Seiten der Rückstandsammelkiste weiterhin ein durch den Kistenkörper gehendes Drainageloch vorgesehen ist; und wobei an einer dem Gewindeloch zugewandten Kistenwand der Kompostierungsfermentationskiste eine Öffnung vorgesehen ist.
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Die Rührvorrichtung umfasst eine Drehwelle, an der Rührstäbe versetzt angeordnet sind, wobei durch den Motor die Drehwelle zur Rotation angetrieben wird.
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In der Regenwurmfaulkiste sind eine Faulkiste und eine Wurmsammelkiste links und rechts angeordnet, wobei am Unterteil der Faulkiste weiterhin eine Heizkammer angeordnet ist; und wobei die Faulkiste aus dem Kistenkörper der Regenwurmfaulkiste herausgezogen werden kann; und wobei die Wurmsammelkiste auf einer der Trennplatte zugewandten Seite angeordnet ist, und wobei an dem Boden ein Hydraulikzylinder befestigt ist; und wobei eine Beleuchtungslampe an einer Kistenkörperwand am Oberteil der Faulkiste angeordnet ist; und wobei am Oberteil der Verbindungsstelle zwischen der Faulkiste und der Wurmsammelkiste weiterhin eine Blende angeordnet ist; und wobei in der Heizkammer ein Wärmerohr angeordnet ist, welches durch ein hohles Rohr mit dem Wärmekollektor verbunden ist; und wobei an der Spitze der Heizkammer ein Lüftungsloch vorgesehen ist.
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In der Kompostierungsfermentationskiste und der Regenwurmfaulkiste sind weiterhin ein Temperatursensor, ein Feuchtigkeitssensor, ein pH-Sensor, ein Sauerstoffsensor, ein Infrarotsensor und ein Wasserstandsensor angeordnet, die alle über die Telekommunikation mit der Steuerzentrale verbunden sind.
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Bei der Kompostierungsfermentationskiste der mehrstufigen hocheffizienten Kompostierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Luft durch den Kanal in dem Boden zugeführt, wobei durch die Lüftungsklappen die Lüftungsmenge gesteuert wird, wodurch eine einfache Bedienung erreicht wird; dabei tritt der Sauerstoff von dem Boden ein, was nicht durch das Rühren der Materialien am Oberteil beeinträchtigt wird, dadurch kann eine hervorragende Sauerstoffumgebung für den Kompost geboten werden; die Rührvorrichtung wird beim jedesmaligen Hinzufügen des Sauerstoffs arbeiten, so dass der Sauerstoff zum Inneren der Materialien gelangen kann, um die Kompostierungseffizienz zu verbessern. Andererseits verwendet die vorliegende Erfindung das durch die Kompostierungsmaterialien erzeugte Sickerwasser, um die Feuchtigkeit und die Temperatur einzustellen; bei einer zu niedrigen Feuchtigkeit des Komposts wird das Sickerwasser in der Wassersammelkiste angesaugt, um ein Befeuchten durchzuführen, in Betrieb des Wassersprührohrs arbeitet die Rührvorrichtung auch gleichzeitig, um die Materialien zu rühren, so dass die Materialien gleichmäßig befeuchtet sein können; bei einer zu hohen Temperatur des Komposts wird ein Sprühen mittels des Wassersprührohrs durchgeführt, so dass die Temperatur der Kompostierungsmaterialien reduziert wird, darüber hinaus kann eine externe Wasserquelle angeschlossen werden, um eine Temperatursenkung zu erzielen; die nach dem Kompostieren der komplexen Bakterien erhaltenen halbreifen Materialien werden dann in die Regenwurmfaulkiste gefördert, um ein Faulen durchzuführen, aus dem nach dem fertigen Faulen erhaltenen organischen Dünger werden die Regenwürmer durch die Temperaturerhöhung des Wärmerohrs und die Lichtstrahlung abgeschieden, dadurch kann ein organischer Dünger erhalten werden. Mit der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird die Nutzungsrate der Kompostierungsmaterialien erheblich verbessert, wobei durch die komplexen Bakterien und die Regenwürmer wird die Kompostierung zweimal durchgeführt, um die Kompostierungseffizienz zu verbessern; durch die Sensoren werden die Kompostierungsparameter überwacht, um den Kompostierungsprozess zu optimieren und die Steuerung zu erleichtern.
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Der Wassersammeltank wird zum Sammeln vom Sickerwasser in den Kompostierungsmaterialien verwendet, so dass die Kompostierungsmaterialien eine bestimmte Feuchtigkeit erhält, was förderlich für ein schnelles Wachstum der komplexen Bakterien ist; das Sickerwasser der Materialien ist durch das Filtersieb an dem Wassersammeltank gelangt, bei einem zu niedrigen Wassergehalt oder einer zu hohen Temperatur der Materialien in der Kompostierungsfermentationskiste erfolgt ein Sprühen durch die Wassersprührohrleitung, um ein Befeuchten oder eine Temperatursenkung durchzuführen. Unter Verwendung der Wärme der Sonnenenergie erwärmt der Wärmekollektor das Sickerwasser in dem Wassersammeltank, so dass sich die Temperatur in der Kompostierungsfermentationskiste schnell erhöht.
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Mit einer guten Wärmeübertragungseffizienz kann das Wärmerohr das Sickerwasser in dem Wassersammeltank schnell erwärmen, so dass sich die Temperatur in der Kompostierungsfermentationskiste schnell erhöht, somit kann der Kompost am schnellsten die optimale Reaktionstemperatur erreichen; mit dem Kanal kann die Außenluft eingeführt werden, mit den Lüftungsklappen werden das Öffnen und Schließen des Kanals gesteuert, und die in den Kanal gelangte Luft tritt durch das Belüftungsloch in die Kompostierungsfermentationskiste ein, um den Kompost mit dem Sauerstoff zu versorgen, gleichzeitig kann ein Wärmeaustausch bei einer zu hohen Temperatur des Komposts durchgeführt werden, um die Temperatur des Komposts zu reduzieren. Durch das Schließen der Lüftungsklappen kann ein Austreten des Kompostgeruchs verhindert werden.
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Durch die Wasserpumpe wird das Wasser in dem Wassersammeltank angesaugt, um das Wasser zu sprühen oder abzulassen, einerseits wird die Nutzungsrate der Materialien erhöht, andererseits wird der Wassergehalt reduziert, um zu verhindern, dass ein zu hoher Wassergehalt die Kompostierungseffizienz beeinträchtigt; das Ablassrohr kann mit einem externen Kaltwasserrohr verbunden sein, um die Materialien abzukühlen.
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Die Sperrplatte des Rückstandsammeltanks wird dazu verwendet, den Kompost bei der Fermentation zu sperren, um eine Leckage des Düngers zu verhindern, nach der Fermentation wird die Schnecke ins Gewindeloch festgedreht, um die Sperrplatte herauszuziehen, dann wird der Stößel ins Durchgangsloch eingesetzt, um die Schubplatte zu schieben, so dass der durch die Kompostierung erhaltene halbreife Dünger in die Regenwurmfaulkiste geschoben wird; das Drainageloch wird dazu verwendet, die Feuchtigkeit der Materialien in den Wassersammeltank abzulassen, dabei soll das Drainageloch nicht zu groß ausgelegt werden, damit die Materialien nicht zusammen abgelassen werden, und dabei sind mehrere Drainagelöcher anzuordnen, um die Drainageeffizienz zu verbessern.
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Die Faulkiste und die Wurmsammelkiste sind miteinander verbunden, um die von der Kompostierungsfermentationskiste übertragenen halbreifen Materialien gemeinsam zu empfangen, um ein Faulen der Regenwürmer zu erreichen; die Wurmsammelkiste kann durch einen an dem Boden befestigten Hydraulikzylinder eine Einstellung der oberen und unteren Positionen durchführen; wenn nach dem fertigen Faulen die Regenwürmer abzuscheiden sind, wird die Wurmsammelkiste gesenkt, und die Temperatur des Wärmerohrs in der Heizkammer wird erhöht, so dass das Hochtemperaturgas durch die Entlüftungslöcher der Faulkiste ins Innere der Kiste eintritt, gleichzeitig wird die Beleuchtungslampe angemacht, unter der Lichtstrahlung und der hohen Temperatur werden sich die Regenwürmer zu der gesenkten, nicht durch die Beleuchtungslampe beleuchteten (durch die Blende gesperrten) Wurmsammelkiste mit einer relativ niedrigen Temperatur bewegen, um einen Effekt der Abscheidung der Regenwürmer zu erzielen.
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Als eine weitere Verbesserung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Belüftungslöcher in der Kompostierungsfermentationskiste an den parallel zueinander ausgerichteten Schulterflächen vorgesehen; wobei eine am Oberteil der Belüftungslöcher befindliche Seitenfläche der Rückstandsammelkiste mit keinem Drainageloch vorgesehen ist.
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Die Belüftungslöcher sind an den parallel zueinander ausgerichteten Schulterflächen vorgesehen, so dass durch die beiden Enden des Kistenkörpers die Luft eingeführt werden kann, und nach der Konvektion kann die gesamte Kompostierungsfermentationskiste schneller mit der Luft gefüllt werden. Unterhalb des Drainagelochs ist kein Belüftungsloch vorgesehen, dadurch kann es verhindert werden, dass übrigbleibendes Wasser der Materialien durch die Belüftungslöcher in den Kanal eintritt, wodurch eine Leckage der Vorrichtung zu einem Geruch und einer Verstopfung führt, was die Reinigung umständlich macht.
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Als eine weitere Verbesserung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind die beiden Enden des Filtersiebs als flache Platten ausgebildet, wobei die flachen Platten am Unterteil einer mit keinem Drainageloch versehenen Seitenfläche der Rückstandsammelkiste angeordnet sind.
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Bei dem Unterteil der mit keinem Drainageloch versehenen Seitenfläche der Rückstandsammelkiste handelt es sich um eine mit den Belüftungslöchern versehene Schulterfläche, wobei die flachen Platten an den beiden Enden des Filtersiebs die unten befindlichen Belüftungslöcher sperren kann, wodurch es weiterhin verhindert wird, dass die Wassertropfen der Materialien in die Belüftungslöcher gespritzt sind.
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Als eine weitere Verbesserung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Wassersprührohr als Doppelrohre ausgebildet.
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Das als Doppelrohre ausgebildete Wassersprührohr ist an den beiden Enden des Bodens der Einspeiseöffnung angeordnet, um die Materialien in der Kompostierungsfermentationskiste vollständiger zu besprühen.
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Als eine weitere Verbesserung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Rührstäbe parallel zueinander ausgerichtet und „_“-förmig ausgebildet.
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Die Rührstäbe sind parallel zueinander an den beiden Enden der Drehwelle angeordnet, so dass die Rührvorrichtung einer flachen Platte ähnelt, damit das Herausnehmen der Rückstandsammelkiste nicht durch die Rührstäbe behindert wird.
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Als eine weitere Verbesserung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind an der Kistenwand auf den beiden Seiten der Faulkiste Entlüftungslöcher vorgesehen, wobei an einer durch ein Ende der Regenwurmfaulkiste gehenden Kistenwand ein Griff angeordnet ist, während das andere Ende offen ausgebildet und mit der Wurmsammelkiste verbunden ist; und wobei die Wurmsammelkiste eine „
‟-förmige Kiste mit zwei offenen Enden ist; und wobei die Breite des offenen Endes der Faulkiste identisch mit der Breite der Wurmsammelkiste ist, und wobei die Breite der Wurmsammelkiste identisch mit der Breite der Öffnung der Rückstandsammelkiste ist.
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Das Entlüftungsloch an der Faulkiste wird dazu verwendet, die Heißluft in der Heizkammer in die Kiste einzuführen, um die Regenwürmer zur Bewegung in die Wurmsammelkiste zu bringen; die Faulkiste und die Wurmsammelkiste sind miteinander verbunden und weisen eine identische Breite auf, um zu vermeiden, dass die von der Rückstandsammelkiste übertragenen halbreifen Materialien abfallen, deshalb soll die Breite der Wurmsammelkiste auch identisch mit der Breite der Öffnung der Rückstandsammelkiste bleiben.
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Gleichzeitig stellt die vorliegende Erfindung weiterhin ein Verwendungsverfahren der mehrstufigen hocheffizienten Kompostierungsvorrichtung zur Verfügung, umfassend die folgenden Schritte:
- S1: Platzieren der mehrstufigen hocheffizienten Kompostierungsvorrichtung an einem äußeren Ort mit guter Beleuchtung, wobei eines von überschüssigem Schlamm, Stroh, Landschaftsmüll, Geflügel- und Viehmist, Küchenabfällen und anderen festen organischen Abfällen oder eine Mischung von mehr als zwei davon mit einem beliebigen Verhältnis gemeinsam mit den komplexen bakteriellen Mitteln in der Kompostierungsfermentationskiste zugegeben wird, und wobei die Einspeiseöffnung blockiert und der Motor gestartet wird, so dass die Rührvorrichtung arbeitet und den Rührvorgang für 5-10 min durchführt;
- S2: Nachdem das Sickerwasser in der Kompostierungsfermentationskiste in den Wassersammeltank floss, werden die Lüftungsklappen geöffnet, so dass die Luft in die Kompostierungsfermentationskiste eintritt, gleichzeitig wird der Wärmekollektor eingestellt, um das Wärmerohr zu erwärmen, wodurch sich die Temperatur in der Kompostierungsfermentationskiste schnell erhöht, wobei es durch den Feuchtigkeitsmesser und den Sauerstoffsensor überwacht wird, dass eine optimale Temperatur und eine optimale Feuchtigkeit in der Kiste in Echtzeit erreicht wird, danach werden die Rührvorrichtung und die Lüftungsklappen ausgeschaltet.
- S3: Durch den Temperatursensor, den Feuchtigkeitsmesser, den pH-Sensor, den Sauerstoffsensor, den Infrarotsensor und den Wasserstandsensor werden die Hauptparameter im Kompostierungsreaktionsvorgang in Echtzeit überwacht und an die Steuerzentrale hochgeladen, um die Daten zu verarbeiten und anzuzeigen; das Datenzentrum vergleicht die verarbeiteten Daten mit den voreingestellten Parameterwerten, wenn die Wertabweichung einen voreingestellten Bereich überschreitet, wird eine Frühwarnung durchgeführt.
- S4: Die Rührvorrichtung wird jeden Tag für 2 Male gestartet, und die Rührung dauert jedes Mal 5-10 min; wenn der erfasste Sauerstoffgehalt niedriger als der Schwellenwert des voreingestellten Bereichs ist, werden Lüftungsklappen geöffnet, so dass der Sauerstoff in die Kompostierungsfermentationskiste eintritt; wenn die Feuchtigkeit niedriger als der Schwellenwert des voreingestellten Bereichs ist, wird Wasser in dem Wassersammeltank durch die Wasserpumpe ins Wassersprührohr gefördert, um ein Sprühen durchzuführen, und im Sprühvorgang wird die Rührvorrichtung gestartet.
- S5: Die Temperatur in der Kompostierungsfermentationskiste liegt über 55°C und die Feuchtigkeit liegt über 55%-65%, unter den Bedingungen dauert die Fermentation für 7 Tage, um einen halbreifen Dünger zu erhalten, dadurch, dass eine Schnecke ins Gewindeloch eingesetzt ist, wird die Sperrplatte der Rückstandsammelkiste herausgezogen, dann wird ein Stößel ins Durchgangsloch eingesetzt, um die Schubplatte zu schieben, so dass der halbreife Dünger in der Rückstandsammelkiste in die Faulkiste eintritt, dann werden frische Küchenabfälle und Vieh- und Geflügelmist zugegeben, um das Faulen der Regenwürmer durchzuführen.
- S6: Nachdem die Regenwürmer für 5 Tage gefault waren, wird die Position der Wurmsammelkiste mittels des Hydraulikzylinders 10-15 cm niedriger als die Faulkiste gemacht, dann wird das Wärmerohr in der Heizkammer in dem Boden der Faulkiste gestartet, so dass sich die Temperatur in der Faulkiste auf 45°C-55°C erhöht, gleichzeitig wird die Beleuchtungslampe an der Spitze der Faulkiste angemacht, unter Wirkung der Lichtstrahlung und der hohen Temperatur bewegen sich alle Regenwürmer in die Wurmsammelkiste, nachdem der Infrarotsensor erfasste, dass kein lebender Regenwurm besteht, wird die Faulkiste herausgezogen, und der Fauldünger wird entnommen.
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Als eine weitere Verbesserung des Verwendungsverfahrens für die mehrstufige hocheffiziente Kompostierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist das komplexe bakterielle Mittel dadurch erhalten, dass saprophytische aerobe Bakterien, ligninabbauende Bakterien, celluloseabbauende Bakterien und proteinabbauende Bakterien mit einem Verhältnis von 10:3:3:3 gemischt werden, wobei die zugegebene Menge 4-5 mL pro kg der Materialien beträgt.
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Als eine weitere Verbesserung des Verwendungsverfahrens für die mehrstufige hocheffiziente Kompostierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt das Verhältnis von halbreifem Dünger, frischem Küchenabfall und Vieh- und Geflügelmist in der Regenwurmfaulkiste 20:1:1 beträgt, wobei der Vieh- und Geflügelmist durch die Fermentation hoher Temperatur die hygienischen und harmlosen Bedingungen erfüllt.
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Als eine weitere Verbesserung des Verwendungsverfahrens für die mehrstufige hocheffiziente Kompostierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten die Hauptparameter den Gehalt an organischem Kohlenstoff, den Gesamtstickstoffgehalt, den Gesamtphosphorgehalt, den Wassergehalt, den Salzgehalt, den pH-Wert, die Temperatur und die Sauerstoffkonzentration; wobei der Infrarotsensor den organischen Kohlenstoffgehalt, den Gesamtstickstoffgehalt, den Gesamtphosphorgehalt, den Wassergehalt, den Salzgehalt und die Anzahl lebender Regenwürmer erfasst; und wobei der Feuchtigkeitssensor, der pH-Sensor, der Temperatursensor und der Sauerstoffsensor jeweils die Feuchtigkeit, den pH-Wert, die Temperatur und die Sauerstoffkonzentration erfasst.
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Die vorliegende Erfindung hat folgende Vorteile:
- 1. Bei der mehrstufigen hocheffizienten Kompostierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird zuerst eine Kompostierung der komplexen Bakterien für die verderblichen Abfälle nach dem Abscheiden des Sickerwassers durchgeführt, um einen halbreifen Dünger zu erhalten, dann wird ein Faulen für den halbreifen Dünger unter Verwendung der Regenwürmer durchgeführt, durch eine mehrstufige Kompostierung können die Substanzen in den verderblichen Abfällen wirksamer genutzt werden, um die Kompostierungsproduktqualität und die Kompostierungseffizienz zu verbessern.
- 2. Bei der mehrstufigen hocheffizienten Kompostierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung der Solarenergie eine Temperaturerhöhung für eigenes Sickerwasser der Materialien durchgeführt, mittels des Sickerwassers mit erhöhter Temperatur wird eine Feuchtigkeits- und Temperatureinstellung für den Kompost durchgeführt, dabei werden die eigenen Substanzen der Kompostierungsmaterialien vielfältig verwendet, um den gesamten Kompostierungsprozess zu vervollständigen, wodurch die Nutzungsrate der Kompostierungsmaterialien erheblich erhöht wird, und die vorliegende Erfindung ist energiesparend und umweltfreundlich.
- 3. Die mehrstufige hocheffiziente Kompostierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine angemessene Gestaltung auf, die beim Kompostieren erzeugten Rückstände und Sickerwasser sind leicht herauszunehmen und beeinflussen einander nicht, wodurch ein Auftreten des Kompostierungsgeruchs wirksam vermieden wird, und die Umgebung im Kompostierungsvorgang einfach eingestellt werden kann, dadurch werden die Arbeitskosten de Komposts reduziert.
- 4. Unter Verwendung der mehrstufigen hocheffizienten Kompostierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden die städtischen Abfälle, ländlichen Abfälle und Küchenabfälle kompostiert, wobei mit den Sensoren die Änderung der Kompostierungsparameter in Echtzeit überwacht wird, so dass die Kompostierung leichter zu kontrollieren ist, wenn die Kompostierungsumgebung zu ändern ist, kann es durch die Steuerung der Kompostierungsvorrichtung realisiert werden, so dass die Kompostierung einfacher und leichter wird, wodurch die Arbeitskosten gespart werden.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische Strukturansicht einer mehrstufigen hocheffizienten Kompostierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt eine Schnittansicht des Bodens der Kompostierungsfermentationskiste einer mehrstufigen hocheffizienten Kompostierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 3 zeigt eine vordere Schnittansicht einer mehrstufigen hocheffizienten Kompostierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 4 zeigt eine schematische Strukturansicht eines Rückstandsammeltanks einer mehrstufigen hocheffizienten Kompostierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 5 zeigt eine schematische Strukturansicht einer Faulkiste einer mehrstufigen hocheffizienten Kompostierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 6 zeigt eine schematische Strukturansicht einer Wurmsammelkiste einer mehrstufigen hocheffizienten Kompostierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kompostierungsfermentationskiste
- 2
- Wärmekollektor
- 3
- Einspeiseöffnung
- 4
- Lüftungsklappen
- 5
- Rückstandsammelkiste
- 6
- Rührvorrichtung
- 7
- Filtersieb
- 8
- Wärmerohr
- 9
- Wasserpumpe
- 10
- Pumprohrleitung
- 11
- Rohrleitung
- 12
- Ventil
- 13
- Ablassrohr
- 14
- Wassersprührohr
- 15
- Auslassöffnung
- 16
- Schulterfläche
- 17
- Kanal
- 18
- Belüftungsloch
- 19
- Wassersammeltank
- 20
- Drainageloch
- 21
- Griff
- 22
- Rührstab
- 23
- Flache Platte
- 24
- Hohles Rohr
- 25
- Faulkiste
- 26
- Wurmsammelkiste
- 27
- Hydraulikzylinder
- 28
- Sperrplatte
- 29
- Gewindeloch
- 30
- Durchgangsloch
- 31
- Trennplatte
- 32
- Regenwurmfaulkiste
- 33
- Beleuchtungslampe
- 34
- Blende
- 35
- Heizkammer
- 36
- Schubplatte
- 37
- Öffnung
- 38
- Entlüftungsloch
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Zusammenhang mit Figuren wird die vorliegende Erfindung im Folgenden näher erläutert.
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Ausführungsbeispiel 1
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Wie in 1 und 3 dargestellt, eine mehrstufige hocheffiziente Kompostierungsvorrichtung, umfassend eine Kompostierungsfermentationskiste 1 und eine Regenwurmfaulkiste 32; wobei die Kompostierungsfermentationskiste 1 und die Regenwurmfaulkiste 32 links und rechts angeordnet und durch eine Trennplatte 31 in der Mitte voneinander getrennt sind.
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In dem Boden der Kompostierungsfermentationskiste 1 ist ein Wassersammeltank 19 angeordnet, wobei von dem Wassersammeltank 19 nach oben nacheinander ein Filtersieb 7, eine Rückstandsammelkiste 5, eine Rührvorrichtung 6 und ein Wassersprührohrleitung 14 angeordnet sind; und wobei an der Spitze der Kompostierungsfermentationskiste 1 eine Einspeiseöffnung 3 und ein Wärmekollektor 2 angeordnet sind. Die beiden Enden des Filtersiebs 7 sind als flache Platten 23 ausgebildet;wobei das Wassersprührohr 14 als Doppelrohre ausgebildet ist.
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Zwischen dem Wassersammeltank 19 und dem Kistenkörper der Kompostierungsfermentationskiste 1 ist ein die Unterkanten des Kistenkörpers umgebender Kanal 17 ausgebildet, wobei in dem Wassersammeltank 19 ein Wärmerohr 8 angeordnet ist, und wobei in dem Boden auf einer Seite des Wassersammeltanks 19 eine Pumprohrleitung 10 angeordnet ist; und wobei auf einer außerhalb des Kistenkörpers befindlichen Seite des Kanals 17 Lüftungsklappen 4 angeordnet sind, die sich drehen können, und wobei an einer mit der Kistenwand verbundenen Schulterfläche 16 des Kanals 17 ein Belüftungsloch 18 vorgesehen ist, und wobei die Belüftungslöcher 18 an den parallel zueinander ausgerichteten Schulterflächen 16 vorgesehen sind; und wobei das Wärmerohr 8 durch ein hohles Rohr 24 mit dem Wärmekollektor 2 verbunden ist. Die Details sind wie in 1 und 2 dargestellt.
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Die Pumprohrleitung 10 ist mit einer Wasserpumpe 9 außerhalb der Kompostierungsfermentationskiste 1 verbunden, wobei die Wasserpumpe 9 durch eine Rohrleitung 11 mit der Wassersprührohrleitung 14 verbunden ist, und wobei an dem Rohrkörper des Wassersprührohrs 14 Auslassöffnungen 15 gleichmäßig verteilt sind; und wobei an der Rohrleitung 11 weiterhin ein Ablassrohr 13 angeordnet ist; und wobei an der Rohrleitung 11 und dem Ablassrohr 13 jeweils ein Ventil 12 angeordnet ist; die Details sind wie in 3 dargestellt.
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Die beiden Enden der Rückstandsammelkiste 5 gehen jeweils durch die Trennplatte 31 und die Kistenwand der Kompostierungsfermentationskiste 1, wobei ein durch die Trennplatte 31 gehendes Ende offen ausgebildet ist, während an dem durch die Kistenwand der Kompostierungsfermentationskiste 1 gehenden Ende eine Schubplatte 36 angeordnet ist; und wobei die Öffnung durch eine ausziehbare Sperrplatte 28 geschlossen ist, und wobei an einem Ende der Sperrplatte 28 ein Gewindeloch 29 vorgesehen ist, und wobei an einer der Schubplatte 36 zugewandten Kistenwand der Rückstandsammelkiste 5 ein Griff 21 und ein Durchgangsloch 30 angeordnet sind; und wobei in dem Boden auf den beiden Seiten der Rückstandsammelkiste 5 weiterhin ein durch den Kistenkörper gehendes Drainageloch 20 vorgesehen ist; und wobei an einer dem Gewindeloch 29 zugewandten Kistenwand der Kompostierungsfermentationskiste 1 eine Öffnung 37 vorgesehen ist, nachdem eine Schnecke durch die Öffnung 37 hineinragende ins Gewindeloch 29 festgedreht war, kann die Sperrplatte 28 herausgezogen werden.
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Das Drainageloch 20 ist ein quaderförmiges Loch von 10mm×10mm×5mm, wobei die Drainagelöcher 20 mit einem Intervall von 5cm vorgesehen sind, wobei eine am Oberteil der Belüftungslöcher 18 befindliche Seitenfläche der Rückstandsammelkiste 5 mit keinem Drainageloch 20 vorgesehen ist, und wobei die flachen Platten 23 an den beiden Enden des Filtersiebs 7 am Unterteil einer mit keinem Drainageloch versehenen Seitenfläche der Rückstandsammelkiste 5 angeordnet sind; wie in 2, 3 und 4 dargestellt.
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Die Rührvorrichtung 6 umfasst eine Drehwelle, an der Rührstäbe 22 versetzt angeordnet sind, wobei die Rührstäbe 22 parallel zueinander ausgerichtet und „⇀“-förmig ausgebildet sind, so dass die gesamte Rührvorrichtung einer flachen Platte ähnelt, und wobei die Rührvorrichtung durch den Motor die Drehwelle zur Rotation angetrieben wird.
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In der Regenwurmfaulkiste 32 sind eine Faulkiste 25 und eine Wurmsammelkiste 26 links und rechts angeordnet, wobei am Unterteil der Faulkiste 25 weiterhin eine Heizkammer 35 angeordnet ist; und wobei die Faulkiste 25 aus dem Kistenkörper der Regenwurmfaulkiste 32 herausgezogen werden kann; und wobei die Wurmsammelkiste 26 auf einer der Trennplatte 31 zugewandten Seite angeordnet ist, und wobei an dem Boden ein Hydraulikzylinder 27 befestigt ist; und wobei eine Beleuchtungslampe 33 an einer Kistenkörperwand am Oberteil der Faulkiste 25 angeordnet ist; und wobei am Oberteil der Verbindungsstelle zwischen der Faulkiste 25 und der Wurmsammelkiste 26 weiterhin eine Blende 34 angeordnet ist; und wobei die Blende 34 an der Spitze in der Regenwurmfaulkiste 32 befestigt ist, so dass das Licht der Beleuchtungslampe 33 nicht ins Innere der Wurmsammelkiste 26 gestrahlt sein kann; und wobei in der Heizkammer 35 ein Wärmerohr 8 angeordnet ist, welches durch ein hohles Rohr 24 mit dem Wärmekollektor 2 verbunden ist; und wobei an der Spitze der Heizkammer 35 ein Lüftungsloch 18 vorgesehen ist.
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Die Faulkiste
25 ist wie in
5 dargestellt, wobei an der Kistenwand auf den beiden Seiten Entlüftungslöcher
38 vorgesehen, wobei an einer durch ein Ende der Regenwurmfaulkiste
32 gehenden Kistenwand ein Griff
21 angeordnet ist, während das andere Ende offen ausgebildet und mit der Wurmsammelkiste
26 verbunden ist; und wobei die Wurmsammelkiste
26 eine „
‟-förmige Kiste mit zwei offenen Enden ist, wie in
6 dargestellt, und wobei ein Ende der Wurmsammelkiste
26 mit dem offenen Ende der Faulkiste
25 verbunden ist, während das andere mit dem offenen Ende der Rückstandsammelkiste
5 verbunden ist; und wobei die Breite des offenen Endes der Faulkiste
25 identisch mit der Breite der Wurmsammelkiste
26 ist, und wobei die Breite der Wurmsammelkiste
26 identisch mit der Breite der Öffnung der Rückstandsammelkiste
5 ist.
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In der Kompostierungsfermentationskiste 1 und der Regenwurmfaulkiste 32 sind weiterhin ein Temperatursensor, ein Feuchtigkeitssensor, ein pH-Sensor, ein Sauerstoffsensor, ein Infrarotsensor und ein Wasserstandsensor angeordnet, die alle über die Telekommunikation mit der Steuerzentrale verbunden sind.
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Ein Verfahren zum Kompostieren unter Verwendung der mehrstufigen hocheffizienten Kompostierungsvorrichtung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, umfassend die folgenden Schritte:
- S1: Platzieren der Vorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels an einem äußeren Ort mit guter Beleuchtung, wobei eines von überschüssigem Schlamm, Stroh, Landschaftsmüll, Geflügel- und Viehmist, Küchenabfällen und anderen festen organischen Abfällen oder eine Mischung von mehr als zwei davon mit einem beliebigen Verhältnis gemeinsam mit den komplexen bakteriellen Mitteln in der Kompostierungsfermentationskiste 1 zugegeben wird, und wobei die Einspeiseöffnung 3 blockiert und der Motor gestartet wird, so dass die Rührvorrichtung arbeitet und den Rührvorgang für 5-10 min durchführt.
- S2: Nachdem das Sickerwasser in der Kompostierungsfermentationskiste 5 in den Wassersammeltank 19 floss, werden die Lüftungsklappen 4 geöffnet, so dass die Luft in die Kompostierungsfermentationskiste 1 eintritt, gleichzeitig wird der Wärmekollektor 2 eingestellt, um das Wärmerohr 8 zu erwärmen, wodurch sich die Temperatur in der Kompostierungsfermentationskiste 1 schnell erhöht, wobei es durch den Feuchtigkeitsmesser und den Sauerstoffsensor überwacht wird, dass eine optimale Temperatur und eine optimale Feuchtigkeit in der Kiste in Echtzeit erreicht werden, danach werden die Rührvorrichtung und die Lüftungsklappen 4 ausgeschaltet.
- S3: Durch den Temperatursensor, den Feuchtigkeitsmesser, den pH-Sensor, den Sauerstoffsensor, den Infrarotsensor und den Wasserstandsensor werden die Hauptparameter im Kompostierungsreaktionsvorgang in Echtzeit überwacht und an die Steuerzentrale hochgeladen, um die Daten zu verarbeiten und anzuzeigen; das Datenzentrum vergleicht die verarbeiteten Daten mit den voreingestellten Parameterwerten, wenn die Wertabweichung einen voreingestellten Bereich überschreitet, wird eine Frühwarnung durchgeführt. Die Hauptparameter enthalten den Gehalt an organischem Kohlenstoff, den Gesamtstickstoffgehalt, den Gesamtphosphorgehalt, die Schwermetallkonzentration, den Wassergehalt, den Salzgehalt, den pH-Wert, die Temperatur und die Sauerstoffkonzentration; wobei der Infrarotsensor den organischen Kohlenstoffgehalt, den Gesamtstickstoffgehalt, den Gesamtphosphorgehalt, die Schwermetallkonzentration, den Wassergehalt und den Salzgehalt erfasst; und wobei der Feuchtigkeitssensor, der pH-Sensor, der Temperatursensor und der Sauerstoffsensor jeweils die Feuchtigkeit, den pH-Wert, die Temperatur und die Sauerstoffkonzentration erfasst.
- S4: Die Rührvorrichtung wird jeden Tag für 2 Male gestartet, und die Rührung dauert jedes Mal 5-10 min; wenn der erfasste Sauerstoffgehalt niedriger als der Schwellenwert des voreingestellten Bereichs ist, werden Lüftungsklappen 4 geöffnet, so dass der Sauerstoff in die Kompostierungsfermentationskiste 1 eintritt; wenn die Feuchtigkeit niedriger als der Schwellenwert des voreingestellten Bereichs ist, wird Wasser in dem Wassersammeltank 19 durch die Wasserpumpe 9 ins Wassersprührohr 14 gefördert, um ein Sprühen durchzuführen, und im Sprühvorgang wird die Rührvorrichtung gestartet.
- S5: Die Temperatur in der Kompostierungsfermentationskiste 1 liegt über 55°C und die Feuchtigkeit liegt über 55%-65%, unter den Bedingungen dauert die Fermentation für 7 Tage, um einen halbreifen Dünger zu erhalten, dadurch, dass eine Schnecke ins Gewindeloch 29 eingesetzt ist, wird die Sperrplatte 28 der Rückstandsammelkiste 5 herausgezogen, dann wird ein Stößel ins Durchgangsloch 30 eingesetzt, um die Schubplatte 36 zu schieben, so dass der halbreife Dünger in der Rückstandsammelkiste 5 in die Faulkiste 25 eintritt, dann werden frische Küchenabfälle und Vieh- und Geflügelmist zugegeben, um das Faulen der Regenwürmer durchzuführen.
- S6: Nachdem die Regenwürmer für 5 Tage gefault waren, wird die Position der Wurmsammelkiste 26 mittels des Hydraulikzylinders 10-15 cm niedriger als die Faulkiste 25 gemacht, dann wird das Wärmerohr 8 in der Heizkammer 35 in dem Boden der Faulkiste 25 gestartet, so dass sich die Temperatur in der Faulkiste 25 auf 45°C-55°C erhöht, gleichzeitig wird die Beleuchtungslampe an der Spitze der Faulkiste 25 angemacht, unter Wirkung der Lichtstrahlung und der hohen Temperatur bewegen sich alle Regenwürmer in die Wurmsammelkiste 26, nachdem der Infrarotsensor erfasste, dass kein lebender Regenwurm besteht, wird die Faulkiste 25 herausgezogen, und der Fauldünger wird entnommen.
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Die obigen Ausführungsbeispiele sind beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, darauf ist die vorliegende Erfindung nicht beschränkt, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche definiert. Der Fachmann auf diesem Gebiet kann innerhalb des Bereichs der Essenz und des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung verschiedene Änderungen oder äquivalente Ersetzungen ausführen, und die Änderungen oder äquivalenten Ersetzungen sollen als von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung gedeckt angesehen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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