本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)廢棄物處理領(lǐng)域，尤其是一種大棚農(nóng)業(yè)廢棄物氣肥發(fā)生及分解系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

利用農(nóng)作物秸稈發(fā)酵進行大棚CO₂施肥能有效完善農(nóng)業(yè)有機廢棄物資源化利用，達到降低生產(chǎn)成本、高效利用資源、提高生產(chǎn)效益、為蔬菜栽培提供合理施肥的目的。

但現(xiàn)有技術(shù)中，CO₂施肥裝置不具備智能控制功能，無法根據(jù)大棚內(nèi)的CO₂含量，自動調(diào)節(jié)CO₂的供給，施肥效果不理想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種大棚農(nóng)業(yè)廢棄物氣肥發(fā)生及分解系統(tǒng)，能夠改善農(nóng)作物生長環(huán)境，提高產(chǎn)氣量，可以滿足正午時的作物對CO₂濃度的需求，降低CO的產(chǎn)生率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種大棚農(nóng)業(yè)廢棄物氣肥發(fā)生及分解系統(tǒng)，包括秸稈CO₂氣肥發(fā)生系統(tǒng)1、環(huán)形導軌2和輸送裝置3；秸稈CO₂氣肥發(fā)生系統(tǒng)1與環(huán)形導軌2相連，秸稈CO₂氣肥發(fā)生系統(tǒng)1與輸送裝置3相連。

秸稈CO₂氣肥發(fā)生系統(tǒng)1包括CO₂施肥裝置11、CO₂檢測儀12和控制模塊13；CO₂施肥裝置11與控制模塊13相連，控制模塊13與CO₂檢測儀12相連。

CO₂施肥裝置11包括反應(yīng)容器101、攪拌機構(gòu)102、排氣管路103、多孔底板104、排水管105、噴淋裝置106、支腳107、進料機構(gòu)108、卸料機構(gòu)109、電控卸料倉門109a、卸料嘴109b和進氣口110；反應(yīng)容器101的中間設(shè)置有攪拌機構(gòu)102，反應(yīng)容器101的右上部設(shè)置有排氣管路103，反應(yīng)容器101內(nèi)的底部設(shè)置有多孔底板104，多孔底板104的下方設(shè)置有排水管105，反應(yīng)容器101的左上方設(shè)置有噴淋裝置106，反應(yīng)容器101的底部設(shè)置有4個支腳，反應(yīng)容器101的右上端設(shè)置有進料機構(gòu)109，反應(yīng)容器101的右下端設(shè)置有卸料機構(gòu)109，反應(yīng)容器101的左下端設(shè)置有進氣口110。

控制模塊13根據(jù)當前棚室內(nèi)的CO₂濃度控制CO₂施肥裝置11中CO₂的釋放量。

反應(yīng)容器101中還設(shè)置有CO傳感器、CO₂傳感器、溫度傳感器、水分傳感器、PH值傳感器和稱重傳感器；不同傳感器的數(shù)據(jù)上傳至CO₂施肥裝置11的處理器模塊。

反應(yīng)容器101連通強制送風設(shè)備，當反應(yīng)容器101內(nèi)的CO含量高于CO閾值時，處理器模塊啟動強制送風設(shè)備，將室外空氣送入反應(yīng)容器101內(nèi)，并同時由處理器模塊控制反應(yīng)容器101內(nèi)的攪拌機構(gòu)102攪拌秸稈；處理器模塊檢測到反應(yīng)容器101內(nèi)濃度達到釋放的CO₂閾值時，反應(yīng)容器101的排氣管路103打開，釋放CO₂；水分傳感器檢測到秸稈水分低于設(shè)定的水分閾值時，處理器模塊控制噴淋裝置106啟動，當秸稈發(fā)酵后PH值超過設(shè)定的PH值范圍時，處理器模塊控制噴淋裝置106啟動；處理器模塊適于接收控制模塊13的棚室內(nèi)的CO₂濃度數(shù)據(jù)，在當前秸稈CO₂發(fā)生量無法滿足要求時，控制進料機構(gòu)108增加秸稈量，或控制卸料機構(gòu)109和進料機構(gòu)108協(xié)同工作，將反應(yīng)容器101內(nèi)已發(fā)酵完畢的秸稈進行替換。

輸送裝置3包括電機驅(qū)動輪31和平臺32；平臺32用于承載CO₂施肥裝置11，電機驅(qū)動輪31用于驅(qū)動輸送裝置3沿環(huán)形導軌2移動。

進料機構(gòu)108固定于環(huán)形導軌2一側(cè)，輸送裝置3裝載CO₂施肥裝置11移動至進料機構(gòu)108處，以投放秸稈；卸料機構(gòu)109對秸稈進行卸料時，輸送裝置3裝載CO₂施肥裝置11沿環(huán)形導軌2移動，均勻丟撒廢棄秸稈至農(nóng)作物生長區(qū)四周；卸料機構(gòu)109包括電控卸料倉門109a和卸料嘴109b；當CO₂施肥裝置11卸料時，電控卸料倉門109a打開，處理器模塊控制攪拌機構(gòu)102低速轉(zhuǎn)動，使反應(yīng)容器101內(nèi)的秸稈向電控卸料倉門109a沿卸料嘴109b均勻丟撒。

輸送裝置3內(nèi)設(shè)有蓄電池，進料機構(gòu)108處設(shè)置有充電接口，當輸送裝置3停放至進料機構(gòu)108處投料時，充電接口接入輸送裝置3內(nèi)，通過充放電管理模塊對蓄電池進行充電。

平臺32上設(shè)置有供電接口，該供電接口與反應(yīng)容器101的任意兩支腳107接觸導通，對CO₂施肥裝置11構(gòu)成供電回路；輸送裝置3內(nèi)的處理器模塊、CO₂施肥裝置11內(nèi)的處理器模塊均通過相應(yīng)ZigBee模塊與控制模塊13相連。

本發(fā)明的有益效果為：利用棚室秸稈CO₂氣肥發(fā)生技術(shù)實現(xiàn)施肥過程中CO₂濃度的可監(jiān)控性，根據(jù)大棚內(nèi)CO₂含量對CO₂施肥裝置的CO₂釋放量進行控制，改善農(nóng)作物生長環(huán)境；CO₂施肥裝置根據(jù)自身攜帶的CO₂傳感器檢測實現(xiàn)自動啟動帶有螺旋裝置的攪拌機構(gòu)以及通過強制送風設(shè)備加速CO₂在施肥裝置內(nèi)的轉(zhuǎn)化率，提高產(chǎn)氣量，可以滿足正午時的作物對CO₂濃度的需求；采用了風量與風速可控的離心負壓送風技術(shù)，降低CO的產(chǎn)生率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)中環(huán)線導軌的俯視圖。

圖3是本發(fā)明的秸稈CO₂氣肥發(fā)生系統(tǒng)的原理圖。

圖4是本發(fā)明的CO₂施肥裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明的輸送裝置的原理圖。

其中，1、秸稈CO₂氣肥發(fā)生系統(tǒng)；11、CO₂施肥裝置；12、CO₂檢測儀；13、控制模塊；101、反應(yīng)容器；102、攪拌機構(gòu)；103、排氣管路；104、多孔底板；105、排水管；106、噴淋裝置；107、支腳；108、進料機構(gòu)；109、卸料機構(gòu)；109a、電控卸料倉門；109b、卸料嘴；110、進氣口；2、環(huán)形導軌；3、輸送裝置；31、電機驅(qū)動輪；32、平臺。

具體實施方式

如圖1所示，一種大棚農(nóng)業(yè)廢棄物氣肥發(fā)生及分解系統(tǒng)，包括秸稈CO₂氣肥發(fā)生系統(tǒng)1、環(huán)形導軌2和輸送裝置3；CO₂氣肥發(fā)生系統(tǒng)1與環(huán)形導軌2相連，CO₂氣肥發(fā)生系統(tǒng)1與輸送裝置3相連。

如圖3所示，CO₂氣肥發(fā)生系統(tǒng)1包括CO₂施肥裝置11、CO₂檢測儀12和控制模塊13；CO₂施肥裝置11與控制模塊13相連，控制模塊13與CO₂檢測儀12相連。

如圖4所示，CO₂施肥裝置11包括反應(yīng)容器101、攪拌機構(gòu)102、排氣管路103、多孔底板104、排水管105、噴淋裝置106、支腳107、進料機構(gòu)108、卸料機構(gòu)109、電控卸料倉門109a、卸料嘴109b和進氣口110；反應(yīng)容器101的中間設(shè)置有攪拌機構(gòu)102，反應(yīng)容器101的右上部設(shè)置有排氣管路103，反應(yīng)容器101內(nèi)的底部設(shè)置有多孔底板104，多孔底板104的下方設(shè)置有排水管105，反應(yīng)容器101的左上方設(shè)置有噴淋裝置106，反應(yīng)容器101的底部設(shè)置有4個支腳，反應(yīng)容器101的右上端設(shè)置有進料機構(gòu)109，反應(yīng)容器101的右下端設(shè)置有卸料機構(gòu)109，反應(yīng)容器101的左下端設(shè)置有進氣口110。

控制模塊13根據(jù)當前棚室內(nèi)的CO₂濃度控制CO₂施肥裝置11中CO₂的釋放量。

反應(yīng)容器101中還設(shè)置有CO傳感器、CO₂傳感器、溫度傳感器、水分傳感器和稱重傳感器；不同傳感器的數(shù)據(jù)上傳至CO₂施肥裝置11的處理器模塊。

反應(yīng)容器101連通強制送風設(shè)備，當反應(yīng)容器101內(nèi)的CO含量高于CO閾值時，處理器模塊啟動強制送風設(shè)備，將室外空氣送入反應(yīng)容器101內(nèi)，并同時由處理器模塊控制反應(yīng)容器101內(nèi)的攪拌機構(gòu)102攪拌秸稈；處理器模塊檢測到反應(yīng)容器101內(nèi)濃度達到釋放的CO₂閾值時，反應(yīng)容器101的排氣管路103打開，釋放CO₂；水分傳感器檢測到秸稈水分低于設(shè)定的水分閾值時，處理器模塊控制噴淋裝置106啟動，當秸稈發(fā)酵后PH值超過設(shè)定的PH值范圍時，處理器模塊控制噴淋裝置106啟動；處理器模塊適于接收控制模塊13的棚室內(nèi)的CO₂濃度數(shù)據(jù)，在當前秸稈CO₂發(fā)生量無法滿足要求時，控制進料機構(gòu)108增加秸稈量，或控制卸料機構(gòu)109和進料機構(gòu)108協(xié)同工作，將反應(yīng)容器101內(nèi)已發(fā)酵完畢的秸稈進行替換。

輸送裝置3包括電機驅(qū)動輪31和平臺32；平臺32用于承載CO₂施肥裝置11，電機驅(qū)動輪31用于驅(qū)動輸送裝置3沿環(huán)形導軌2移動。

如圖2所示，進料機構(gòu)108固定于環(huán)形導軌2一側(cè)，輸送裝置3裝載CO₂施肥裝置11移動至進料機構(gòu)108處，以投放秸稈；卸料機構(gòu)109對秸稈進行卸料時，輸送裝置3裝載CO₂施肥裝置11沿環(huán)形導軌2移動，均勻丟撒廢棄秸稈至農(nóng)作物生長區(qū)四周；卸料機構(gòu)109包括電控卸料倉門109a和卸料嘴109b；當CO₂施肥裝置11卸料時，電控卸料倉門109a打開，處理器模塊控制攪拌機構(gòu)102低速轉(zhuǎn)動，使反應(yīng)容器101內(nèi)的秸稈向電控卸料倉門109a沿卸料嘴109b均勻丟撒。

輸送裝置3內(nèi)設(shè)有蓄電池，進料機構(gòu)108處設(shè)置有充電接口，當輸送裝置3停放至進料機構(gòu)108處投料時，充電接口接入輸送裝置3內(nèi)，通過充放電管理模塊對蓄電池進行充電。

如圖5所示，平臺32上設(shè)置有供電接口，該供電接口與反應(yīng)容器101的任意兩支腳107接觸導通，對CO₂施肥裝置11構(gòu)成供電回路；輸送裝置3內(nèi)的處理器模塊、CO₂施肥裝置11內(nèi)的處理器模塊均通過相應(yīng)ZigBee模塊與控制模塊13相連。

實施例1：

本實施例1提供了一種秸稈CO₂氣肥發(fā)生系統(tǒng)，包括：CO₂施肥裝置、用于檢測棚室內(nèi)的CO₂濃度的CO₂檢測儀，以及控制模塊，其中控制模塊適于根據(jù)當前棚室內(nèi)的CO₂濃度控制CO₂施肥裝置中CO₂的釋放量。控制模塊例如但不限于采用由ARM構(gòu)成的工控機，其具有Zigbee功能、以太網(wǎng)功能、顯示接口和鍵盤接口。

通過本工控機可以輸入相應(yīng)農(nóng)作物在不同生長階段所需要的CO₂含量，同時檢測棚室內(nèi)的CO₂濃度，使CO₂施肥裝置釋放的CO₂量滿足農(nóng)作物生長需要。例如CO₂濃度在1000ppm左右能增產(chǎn)40％。

農(nóng)作物例如豆科植物施用CO₂，顯著提高根瘤的固氮能力，提高果實的產(chǎn)量。在育秧中施用CO₂，能培育出矮壯苗，根系發(fā)達，栽植成活率高。

植物光合作用和積累是植物生理特性與環(huán)境因子共同作用的結(jié)果，CO₂施肥起到改善環(huán)境因子的作用。正常情況下，大氣中CO₂濃度在300μppm左右。在高密栽培的大棚內(nèi)，光照強烈、光合作用旺盛時段的CO₂濃度甚至低于100ppm，處于CO₂補償區(qū)，光合作用難以順利進行，生長受到限制。棚室內(nèi)增施CO₂，從植物原理上解決了棚室內(nèi)作物的碳饑餓，提高了光合效率，增加了干物質(zhì)；從形態(tài)上看，增施CO₂可促進營養(yǎng)生長和生殖生長，粗莖增加，葉片增多，長勢旺盛，結(jié)果數(shù)增多；從抗逆性上看，提高了抗逆性和抗病性。

CO₂施肥對蔬菜作物增產(chǎn)效果非常明顯。在辣椒、番茄、黃瓜等蔬菜上增施CO₂，增產(chǎn)幅度一般為25％—43％；對葉菜類增施CO₂，可顯著縮短生長周期，提高復播指數(shù)，改善品質(zhì)，增產(chǎn)效果最為明顯，最高可達87.4％，顯著增加農(nóng)民經(jīng)濟效益。

作為CO₂施肥裝置的一種優(yōu)選的實施方式，所述CO₂施肥裝置包括：反應(yīng)容器，該反應(yīng)容器內(nèi)設(shè)有CO傳感器、CO₂傳感器、溫度傳感器、水分傳感器、PH值傳感器；上述傳感器的數(shù)據(jù)匯總至CO₂施肥裝置的處理器模塊；以及所述反應(yīng)容器連通強制送風設(shè)備；當反應(yīng)容器內(nèi)的CO含量高于CO閾值時，所述處理器模塊啟動強制送風設(shè)備，將室外空氣送入反應(yīng)容器內(nèi)，并同時由處理器模塊控制反應(yīng)容器內(nèi)的攪拌機構(gòu)攪拌秸稈，使空氣進入秸稈間隙中。

當所述處理器模塊檢測到反應(yīng)容器濃度達到釋放的CO₂閾值時，所述反應(yīng)容器的排氣管路打開，釋放CO₂；所述反應(yīng)容器內(nèi)還設(shè)有由處理器模塊控制的噴淋裝置，以及該反應(yīng)容器內(nèi)的底部設(shè)有多孔底板，該多孔底板適于對秸稈進行濾水，且通過排水管將濾水排出；當水分傳感器檢測到秸稈水分低于設(shè)定的水分閾值時，所述處理器模塊控制噴淋裝置啟動，以提高秸稈濕度；或當秸稈發(fā)酵后PH值超過設(shè)定PH值范圍時，所述處理器模塊控制噴淋裝置啟動，以使PH值調(diào)整至合理范圍。

其中，CO₂閾值、水分閾值和PH值范圍值均可以人工在控制模塊上進行設(shè)定，存入控制模塊中的存儲芯片中。

作為本CO₂施肥裝置一種優(yōu)選的實施方式，所述反應(yīng)容器的四個支腳底部分別設(shè)有稱重傳感器，各稱重傳感器通過稱重模塊將秸稈的稱重數(shù)據(jù)發(fā)送至處理器模塊，以使秸稈堆肥的容積控制在0.6立方以上。

所述反應(yīng)容器的上端，即進料口處還設(shè)有進料機構(gòu)，且反應(yīng)容器的底部設(shè)有卸料機構(gòu)；所述處理器模塊適于接收控制模塊的棚室內(nèi)的CO₂濃度數(shù)據(jù)，并在當前秸稈CO₂發(fā)生量無法滿足要求時，控制進料機構(gòu)增加秸稈量；或控制卸料機構(gòu)和進料機構(gòu)協(xié)同工作，將反應(yīng)容器內(nèi)以發(fā)酵完畢的秸稈進行替換。提高秸稈堆肥發(fā)酵產(chǎn)生的CO₂效率，并且還能將發(fā)酵完畢的廢棄秸稈當作肥料用作施肥使用。

實施例2

在上述實施例1基礎(chǔ)上，本實施例2提供了一種大棚農(nóng)業(yè)廢棄物分解系統(tǒng)，還包括：位于棚室內(nèi)的沿農(nóng)作物生長區(qū)鋪設(shè)的環(huán)形導軌，且由控制模塊控制的輸送裝置；進料機構(gòu)固定于環(huán)形導軌一側(cè)，所述輸送裝置適于裝載CO₂施肥裝置移動至進料機構(gòu)處，以投放秸稈；以及在卸料機構(gòu)對秸稈進行卸料時，所述輸送裝置裝載CO₂施肥裝置沿環(huán)形導軌移動，均勻丟撒廢棄秸稈至農(nóng)作物生長區(qū)四周。

作為CO₂施肥裝置中卸料機構(gòu)的一種可選的實施方式，所述卸料機構(gòu)包括由處理器模塊控制的電控卸料倉門，以及向農(nóng)作物生長區(qū)方向延伸的卸料嘴；當CO₂施肥裝置卸料時，所述電控卸料倉門打開，所述處理器模塊控制攪拌機構(gòu)低速轉(zhuǎn)動，以使反應(yīng)容器內(nèi)的秸稈由于攪拌機構(gòu)低速轉(zhuǎn)動向電控卸料倉門口，沿卸料嘴均勻丟撒。

具體的，通過實施例1所述，噴淋裝置能夠調(diào)整廢棄秸稈的PH值，以使其作為肥料時，滿足土壤的酸堿平衡，避免土壤養(yǎng)分比例失衡，產(chǎn)生次生鹽漬化。

所述輸送裝置內(nèi)設(shè)有蓄電池，該蓄電池適于提供輸送裝置及CO₂施肥裝置工作電能，以及在進料機構(gòu)處還設(shè)有充電接口，當輸送裝置停放至進料機構(gòu)處投料時，所述充電接口接入輸送裝置內(nèi)，且通過充電放電管理模塊對蓄電池進行充電。

所述輸送裝置包括：用于承載CO₂施肥裝置的平臺，該平臺上設(shè)有供電接口，且該供電接口與反應(yīng)容器的任意兩支腳接觸導通，以對CO₂施肥裝置構(gòu)成供電回路；以及所述輸送裝置還包括：用于驅(qū)動輸送裝置沿環(huán)形導軌移動的電機驅(qū)動輪；所述電機驅(qū)動輪和充放電管理模塊均有輸送裝置內(nèi)的處理器模塊控制；輸送裝置內(nèi)的處理器模塊、CO₂施肥裝置內(nèi)的處理器模塊均通過相應(yīng)Zigbee模塊與控制模塊相連。

所述輸送裝置內(nèi)的處理器模塊、CO₂施肥裝置內(nèi)的處理器模塊例如但不限于采用單片機STC12C5A60S2、STC15W408AS；所述Zigbee模塊例如但不限于采用芯片CC2530；充放電管理模塊例如但不限于采用OZ8920TN。

盡管本發(fā)明就優(yōu)選實施方式進行了示意和描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，只要不超出本發(fā)明的權(quán)利要求所限定的范圍，可以對本發(fā)明進行各種變化和修改。