本發(fā)明屬于水體污染修復(fù)植物殘體資源化利用的前處理技術(shù)，尤其是涉及一種集攪拌、粉碎、脫水為一體的水生植物堆肥預(yù)處理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

受工業(yè)廢水、生活污水和農(nóng)業(yè)面源污染等的影響，我國水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)正遭受著嚴重的破壞。水生植物作為淡水生態(tài)系統(tǒng)中的重要初級生產(chǎn)力，近年來，一直被廣泛應(yīng)用于水環(huán)境生態(tài)修復(fù)中。尤其是沉水植物，由于其整株或絕大多數(shù)植株都在水體里，吸附量高，處理效果好，因此利用量高。

然而，隨著水生植物的大量種植和恢復(fù)，在修復(fù)受污染水體的同時，由于水生植物繁殖快，生長旺盛，帶來了新的問題，即如何妥善處置生長過剩的水生植物。鑒于水生植物在治理污染水體時，吸附了大量的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)，因此，堆肥是比較實用的一種資源化處理處置方法。

然而，由于水生植物含水率高，大部分水生植物含水率在90％以上，給堆肥的預(yù)處理帶來了極大的困難。因此，水生植物的脫水問題急需解決。

傳統(tǒng)的水生植物，如水葫蘆堆肥時，是先在堆肥場地進行晾曬，待水葫蘆曬干至含水率低于30％時，用干濕破碎機進行破碎，然后與堆肥輔料一起，混合均勻，制堆，發(fā)酵。這種方法存在以下弊端：

1、占用場地大，環(huán)境效益差。

2、處理時間慢，堆肥周期長。

3、造成資源浪費，堆肥過程中需要添加水進行原料混合。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種多功能一體式水生植物堆肥預(yù)處理系統(tǒng)，其具有占地面積小、處理效率高及資源收集和利用率高的特點，以解決現(xiàn)有技術(shù)中水生植物堆肥預(yù)處理過程中存在的上述問題。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種多功能一體式水生植物堆肥預(yù)處理方法，該方法具有處理效率高及資源收集和利用率高的特點，以解決現(xiàn)有技術(shù)中水生植物堆肥預(yù)處理過程中存在的上述問題。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種多功能一體式水生植物堆肥預(yù)處理系統(tǒng)，其包括預(yù)破碎系統(tǒng)、攪拌破碎系統(tǒng)和濾液收集系統(tǒng)，其中，

所述攪拌破碎系統(tǒng)包括封閉的豎直設(shè)置的攪拌桶，所述攪拌桶上開設(shè)有進料口和混合料出口，且所述攪拌桶內(nèi)可轉(zhuǎn)動地設(shè)置有攪拌軸，所述攪拌軸連接攪拌驅(qū)動電機，所述攪拌軸的上沿高度方向間隔安裝有用于對物料進行攪拌的若干根攪拌槳葉，且所述攪拌軸的底端安裝有用于對物料進行破碎的粉碎刀片，所述攪拌桶的底部開設(shè)有濾液出口，所述濾液出口處安裝有過濾網(wǎng)，

所述進料口處設(shè)置有用于將投入的物料切斷成小段的預(yù)破碎系統(tǒng)，

所述濾液收集系統(tǒng)包括密封的濾液收集罐，所述濾液收集罐通過濾液收集管路與所述濾液出口相連接。

特別地，所述濾液收集系統(tǒng)還包括抽真空組件，所述抽真空組件包括真空泵，所述真空泵通過真空抽濾管道與所述濾液收集管路相連通。

特別地，所述濾液收集管路上安裝有閥門，所述濾液收集罐的底部開設(shè)有放液口。

特別地，所述混合料出口處安裝有向下傾斜的擋板，以便于收集混合料。

特別地，所述真空抽濾管道與所述濾液收集管路均連接于所述濾液收集罐的頂部。

特別地，所述預(yù)破碎系統(tǒng)包括兩組互相咬合的鋸齒輪刀片，所述鋸齒輪刀片由預(yù)破碎電機驅(qū)動。

一種多功能一體式水生植物堆肥預(yù)處理方法，其包括以下步驟：

1)將打撈上來的水生植物從進料口投入攪拌桶，水生植物在進料口處被預(yù)破碎系統(tǒng)切割成莖段，然后經(jīng)攪拌軸攪拌后落入攪拌桶底部，被攪拌桶里面的粉碎刀片破碎成漿狀體；

2)將過濾網(wǎng)過濾后的濾液通過濾液收集管路回收至濾液收集罐中暫時儲存；

3)從進料口向攪拌桶投入堆肥輔料，直至堆肥輔料和水生植物漿狀體混合均勻，從混合料出口將混合料收集；

4)將混合料連同濾液收集罐中收集的濾液一起運送至堆肥場地，混合料直接堆肥，濾液用于堆肥高溫發(fā)酵過程中的水分補充。

特別地，所述堆肥輔料為用于調(diào)節(jié)堆肥原料孔隙度、碳氮比的材料。

特別地，所述堆肥輔料為畜禽糞便、植物秸稈、木屑、稻糠的任一種或幾種組合。

特別地，所述預(yù)破碎系統(tǒng)將投入的水生植物切斷成不超過20cm的莖段。

本發(fā)明的有益效果為，與現(xiàn)有技術(shù)相比所述多功能一體式水生植物堆肥預(yù)處理系統(tǒng)及方法具有以下優(yōu)點：

1)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，無需完全將水生植物進行固液分離，提高了水生植物的利用效率，彌補了國內(nèi)水生植物堆肥預(yù)處理的空白；

2)集成了攪拌、粉碎和脫水的功能，完全能滿足水生植物堆肥資源化的預(yù)處理，與傳統(tǒng)的水生植物堆肥方法相比，大幅度縮減了堆肥的時間，節(jié)約了堆肥的場地；

3)最大限度地保存了水生植物生態(tài)修復(fù)過程中富集的營養(yǎng)物質(zhì)，提高了堆肥成品的肥效；

4)解決了水生植物脫水后濾液的收集和利用的問題，避免產(chǎn)生二次污染，環(huán)境友好。用濾液作為堆肥的補充水，既節(jié)約了水資源，又能提高堆肥成品的質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明具體實施方式1提供的多功能一體式水生植物堆肥預(yù)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明具體實施方式1提供的多功能一體式水生植物堆肥預(yù)處理系統(tǒng)的預(yù)破碎裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明具體實施方式1提供的多功能一體式水生植物堆肥預(yù)處理系統(tǒng)的粉碎刀片的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

請參閱圖1至圖3所示，本實施例中，一種多功能一體式水生植物堆肥預(yù)處理系統(tǒng)包括預(yù)破碎系統(tǒng)、攪拌破碎系統(tǒng)和濾液收集系統(tǒng)，所述攪拌破碎系統(tǒng)包括豎直設(shè)置的攪拌桶1，所述攪拌桶1為上方有蓋的封閉式圓柱體結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為不銹鋼或者鑄鐵，且所述攪拌桶1的上部側(cè)壁上設(shè)置有進料口2，所述進料口2處安裝有預(yù)破碎系統(tǒng)，所述預(yù)破碎系統(tǒng)包括兩組互相咬合的鋸齒輪刀片3，所述鋸齒輪刀片3由預(yù)破碎電機4驅(qū)動，兩組鋸齒輪刀片3在咬合過程中，可以將投入的水生植物切斷成不超過20cm的小段。

所述攪拌桶1的底部側(cè)壁上開設(shè)有混合料出口5，所述混合料出口5處安裝有向下傾斜的擋板6，以便于收集混合料。且所述攪拌桶1內(nèi)可轉(zhuǎn)動地設(shè)置有攪拌軸7，所述攪拌軸7連接攪拌驅(qū)動電機8，所述攪拌軸7的上沿高度方向間隔安裝有用于對物料進行攪拌的若干個攪拌槳葉9，所述攪拌漿葉9由兩組葉片組成，每組葉片與水平面呈一定的角度安裝，同一側(cè)兩個葉片互相平行，同一水平面兩個葉片互相垂直安裝于攪拌軸7。且所述攪拌軸7的底端安裝有用于對物料進行破碎的粉碎刀片10，所述粉碎刀片10由一體化的四個雙面刀片通過螺栓固定于所述攪拌軸7的底端。

所述攪拌桶1的底部相對于開設(shè)混合料出口5的另一側(cè)壁上開設(shè)有濾液出口，所述濾液出口處安裝有過濾網(wǎng)11，所述濾液收集系統(tǒng)包括密封的由普通塑料制成的濾液收集罐12和真空泵13，所述濾液收集罐12通過濾液收集管路14與所述濾液出口相連接，所述濾液收集管路14上安裝有閥門15，打開閥門15時，水生植物中的水分通過重力作用和真空泵13抽濾的原理，經(jīng)過過濾網(wǎng)11濾出，被收集到密封的濾液收集罐12中。

所述濾液收集罐12的底部開設(shè)有放液口16，所述真空泵13通過真空抽濾管道17與所述濾液收集管路14相連通，所述真空抽濾管道17與所述濾液收集管路14均連接于所述濾液收集罐12的頂部。

一種水生植物堆肥預(yù)處理方法，該處理方法基于所述處理系統(tǒng)形成，先特地列舉出兩種水生植物的堆肥預(yù)處理具體方法：

1)將1.5t打撈上來的含水率93.72％苦草從進料口2投入，經(jīng)過預(yù)破碎系統(tǒng)破碎，破碎成5cm左右的莖段，然后落入攪拌桶1中，打開攪拌驅(qū)動電機8，通過粉碎刀片10將苦草莖段粉碎成漿狀，粉碎完畢后，將濾液收集管路14通過接口連接到濾液收集罐12，啟動真空泵13進行抽濾，通過過濾網(wǎng)11抽濾掉約500L-800L濾液，然后關(guān)閉真空泵13，關(guān)閉閥門15。

調(diào)節(jié)攪拌驅(qū)動電機8的功率，使攪拌漿葉9開始工作，從進料口2處投入0.25t含水率30％的畜禽糞便和0.25t含水率20％的莖段長度小于10cm的秸稈，攪拌均勻，得到含水率約60-70％的混合料，從混合料出口5直接出料，直接將混合料和濾液運送至堆肥場地堆肥。堆肥高溫發(fā)酵期間，水分損失快，可以用收集的濾液直接進行水分補給，既能解決濾液的去處，又提高了堆肥的肥效。

2)將1.5t打撈上來的含水率89.24％的穗花狐尾藻從進料口2投入，經(jīng)過預(yù)破碎系統(tǒng)破碎，破碎成8cm左右的莖段，然后落入攪拌桶1中，打開攪拌驅(qū)動電機8，通過粉碎刀片10將穗花狐尾藻莖段粉碎成漿狀，粉碎完畢后，將濾液收集管路14通過接口連接到濾液收集罐12，啟動真空泵13進行抽濾抽濾，通過過濾網(wǎng)11過濾掉約520L-700L濾液，然后關(guān)閉真空泵13，關(guān)閉閥門15。

調(diào)節(jié)攪拌驅(qū)動電機8的功率，使攪拌漿葉9開始工作，從進料口2處投入0.3t含水率40％的畜禽糞便和0.15t含水率18％的干木屑，攪拌均勻，得到含水率約60-65％的混合料，從混合料出口5直接出料，直接將混合料和濾液運送至堆肥場地堆肥。同樣的，堆肥高溫發(fā)酵期間，水分損失快，可以用收集的濾液直接進行水分補給，既能解決濾液的去處，又提高了堆肥的肥效。

上述預(yù)處理系統(tǒng)和方法還可以同時處理不同的水生植物，以滿足不同的堆肥需求。濾液收集系統(tǒng)抽濾的水量可以根據(jù)堆肥的需要和輔料的性狀以及輔料添加量調(diào)節(jié)。同時，可以根據(jù)抽濾的濾液的量，大致估算水生植物脫水后的含水率。在具體的實施過程中如果還有濾液多余，可以用于其他原料堆肥的水分補充，或者通過厭氧發(fā)酵、曝氣等方式進行無害化處理。

以上實施例只是闡述了本發(fā)明的基本原理和特性，本發(fā)明不受上述事例限制，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還有各種變化和改變，這些變化和改變都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。