一体化生态循环养殖系统
技术领域
本实用新型涉及生态养殖技术领域，具体涉及一种集植物养殖、食草动物养殖和有机肥生产的一体化生态循环养殖系统。
背景技术
随着社会的进步和生活水平的提高，人们逐渐由“吃饱”向“吃好”过渡，肉、奶类食物的需求迅速增长，畜牧业随之得到快速发展。然而由于粗放式发展以及资源配置不合理，导致养殖环节持续在低水平徘徊。
目前我国养殖场基本是通过外购方式获得饲料，饲养牛羊等食草动物的最好饲料是青饲料，特别是刚割下来的青草，然而，养殖场与牧草的种植场所相聚较远，很难获得青饲料，而且需要将青牧草打包、运输，不仅降低了青饲料的质量，而且使得养殖成本居高不下。此外，冬季青牧草供应紧张，需要购入大量的干饲料，进一步增加了养殖成本。
对于养殖场而言，养殖过程产生的粪便需要及时处理，否则会使牛羊产生疾病，造成非正常死亡，给养殖场带来极大的损失。而且，动物的粪便不仅会污染空气，污染养殖场周围的环境，也对饲养员的健康有很大危害。虽然能够将粪便运输至处理厂进行处理，但处理厂和养殖场的距离较远，不仅无法及时处理，而且排放无法避免，排放量仍然较高。更重要的是，传统养殖场的设计方式不合理，清扫不便，费时费力，增加了养殖成本，每年温室气体排放总量中有14.5％是由牲畜制造的，其中大多数来自牛，如果能将牲畜温室气体收集利用充入植物工厂，可提高植物生长速度并降低大气温室气体排放。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种一体化生态循环养殖系统，用以解决现有养殖场难以获得青饲料，饲料成本高、粪便处理成本高以及排放量较高的问题。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种一体化生态循环养殖系统，所述一体化生态循环养殖系统包括种植工厂、养殖工厂、集污池、粪便处理系统、沼气处理系统和加气站，所述种植工厂用于种植植物；所述种植工厂与养殖工厂毗邻，而且所述养殖工厂的地面高于种植工厂的地面，养殖工厂内的废气充入种植工厂；集污池设置在所述养殖工厂的下方，养殖工厂内的动物粪便通过重力作用进入集污池，并通过管路与所述粪便处理系统连通；所述粪便处理系统与所述种植工厂和/或养殖工厂相邻，所述粪便处理系统用于处理粪便获得沼气和有机肥，所述沼气处理系统用于处理沼气，并将沼气输送至加气站；所述加气站用于对外提供沼气。
优选地，所述粪便处理系统包括第一厌氧反应器、第二厌氧反应器和固液分离器；其中，
第一厌氧反应器用于将粪便厌氧发酵产生沼气和一次沼液渣，所述
第二厌氧反应器用于使一次沼液渣再次发酵产生沼气和二次沼液渣，所述固液分离器用于将二次沼液渣中的沼渣和沼液分离。
优选地，所述粪便处理系统还包括有机肥加工设备，所述有机肥加工设备用于将沼渣和沼液分别加工成有固态有机肥和液态有机肥。
优选地，所述粪便处理系统还包括调配池、搅拌机、粉碎机和螺杆泵，所述调配池与所述集污池连通；所述搅拌机设置在所述调配池内，搅拌机用于搅拌粪便；粉碎机与搅拌机连通，粉碎机用于粉碎粪便；所述螺杆泵的入口和出口分别与所述粉碎机的出口和所述第一厌氧反应器的入口连通，所述螺杆泵用于将所述粉碎后的粪便输送至所述第一厌氧反应器内。
优选地，所述加气站包括第二压缩机和储气柜，所述第二压缩机用于将沼气压缩后储存在所述储气柜。
优选地，所述养殖工厂的地面高于种植工厂的地面0.5米以上。
优选地，所述种植工厂的屋顶为一层或多层中空结构，并采用保温、透光的玻璃或塑料，在屋顶设置LED灯。
优选地，在所述种植工厂内设置有自动割草设备和/或施肥系统，所述自动割草设备用于收割种植的牧草，所述施肥系统用于施肥。
其中，在种植工厂种植的植物为皇竹草、巨菌草、大米草、芦蕉草珠、甜象草、墨西哥玉米草、苏丹草以及高丹草中的一种或多种。
本实用新型实施例具有如下优点：
本实用新型实施例提供的一体化生态循环养殖系统，使养殖工厂和种植工厂相邻设置，并使养殖工厂的地面高于种植工厂的地面，在养殖工厂的下方设置集污池，饲养的动物搜集后通过重力落入集污池中，通过管路传输至粪便处理系统，粪便处理系统处理粪便获得沼气和有机肥，有机肥施加在种植工厂，促进植物的生长速度，沼气可用于作为新能源车的动力、发电等；该一体化生态循环养殖系统，将种植工厂生长的植物用于喂养养殖工厂饲养的动物，使动物能够吃到新鲜的青饲料，而且消除了运输成本，降低了饲料的费用；动物产生的粪便能够及时被粪便处理系统处理并产生有机肥和沼气，减少了环境污染，有利于工作人员的健康；有机肥施加到种植工厂，促进种植工厂植物的生长，形成良好的生态链。由上可知，一体化生态循环养殖系统不仅降低了环境污染，实现了零排放；而且降低了牧草购买费用，降低了养殖成本和劳动强度。
附图说明
图1为本实用新型实施例1提供的一体化生态循环养殖系统的俯视图；
图2为本实用新型实施例1提供的一体化生态循环养殖系统的剖面图；
图3为本实用新型实施例1提供的一体化生态循环养殖系统中沼气处理系统和加气站的结构示意图。
图中：1-种植工厂，2-养殖工厂，3-集污池，4-粪便处理系统，41- 第一厌氧反应器，42-第二厌氧反应器，43-固液分离器，44-储气罐，5- 沼气处理系统，51-脱硫机，52-脱碳机，53-第一压缩机，54-气体储存装置，6-加气站，7-观光平台，8-隔离带。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
实施例1
本实施例提供一种一体化生态循环养殖系统。如图1和图2所示，一体化生态循环养殖系统包括种植工厂1、养殖工厂2、集污池3和粪便处理系统4、沼气处理系统5和加气站6，种植工厂1为一个温度、水分、光照、二氧化碳浓度适合牧草生长的建筑物或构筑物；种植工厂1与养殖工厂2相邻，以降低水平运输成本，而且养殖工厂2的地面标高高于种植工厂1的地面；集污池3用于收集畜牧养殖粪便，集污池3设置在养殖工厂2的下方，养殖工厂2的地面高于集污池，粪便在重力作用下进入集污池，或通过刮粪板辅助收集粪便，集污池3通过管路与粪便处理系统4连通，同时通过管路将养殖工厂2内动物排出的二氧化碳等温室气体充回至种植工厂1，使养殖工厂粪便、废水、废气能有效处理，不仅可以提高植物生长速度，降低大气室温气体排放，而且可以实现零排放。粪便处理系统4与种植工厂和/或养殖工厂相邻，高度在种植工厂1 与养殖工厂2之间，粪便处理系统4用于处理粪便以获得沼气和有机肥。种植工厂1的肥料来自粪便处理系统4处理后的畜牧养殖粪便，生长出新鲜牧草供养殖工厂2使用，使牧草和有机肥在本系统内消化，降低了运输和销售成本，实现资源充分利用和降低成本。
优选地，养殖工厂2的地面高于种植工厂1的地面0.5米以上，以利于养殖工厂2通风，降低动物患病的概率；同时有助于种植工厂的保温，促进植物生长。
在本实施例中，粪便处理系统4用于处理粪便获得沼气和有机肥，其包括第一厌氧反应器41、第二厌氧反应器42和固液分离器43；其中，
第一厌氧反应器41用于将粪便厌氧发酵产生沼气和一次沼液渣，第一厌氧反应器41包括入口、气体出口和渣液出口，第一厌氧反应器41 的入口与集污池3连通，粪便通过第一厌氧反应器41的入口进入第一厌氧反应器41，第一厌氧反应器41的气体出口和渣液出口分别用于排出沼气和一次沼液渣；
第二厌氧反应器42用于使一次沼液渣再次发酵产生沼气和二次沼液渣，第二厌氧反应器42包括入口、气体出口和渣液出口，第二厌氧反应器42的入口与第一厌氧反应器41的渣液出口连通，第二厌氧反应器42 的气体出口和渣液出口分别用于排出沼气和二次沼液渣。
沼气系统采用升流式厌氧污泥床(upflow anaerobic sludge blanket，简称UASB)和完全混合式厌氧消化器(complete stirred tank reactor，简称CSTR)，(CSTR+UASB)工艺处理粪便并产生沼气，可以适合高寒地区，配备车用燃气(CNG)的脱硫、脱碳净化系统，沼气用于加热植物工厂、发电或给工厂运输车辆加气，使植物工厂在高寒地区也能够保温。
固液分离器43用于将二次沼液渣分离获得沼渣和沼液，固液分离器 43包括入口、固体出口和液体出口，固液分离器43的入口与第二厌氧反应器42的渣液出口连通，固液分离器43的固体出口和液体出口分别用于排出沼渣和沼液，沼渣和沼液分别制作有机肥和液态有机肥，有机肥作为种植工厂1的肥料。
作为本实施例的一个优选实施例，粪便处理系统4还包括调配池、搅拌机、粉碎机和螺杆泵，调配池与集污池3连通；搅拌机设置在调配池内，搅拌机用于搅拌粪便，将粪便混合均匀；粉碎机与搅拌机连通，粉碎机用于粉碎粪便及其他有机物；螺杆泵的入口和出口分别与粉碎机的出口和第一厌氧反应器41的入口连通，螺杆泵用于将粉碎后的粪便输送至第一厌氧反应器41内。
作为本实施例的另一个优选实施例，粪便处理系统4还包括有机肥加工设备，有机肥加工设备用于将沼液加工成有机肥。由固液分离器43 分离出的沼液可以暂存在沼液池内，经过进一步处理后，由有机肥加工设备加工成有机肥，如液态有机肥。
如图3所示，沼气处理系统5用于处理沼气，以使沼气满足发电、为车辆提供动力和/或加热植物工厂的要求，其包括脱硫机51、脱碳机52、第一压缩机53、气体储存装置54、撬装车和地面火炬装置，从第一厌氧反应器41和第二厌氧反应器42出来的沼气经过脱硫机51、脱碳机52后，通过第一压缩机53储存在气体储存装置54内。再经加气柱装入撬装车，运送到加气站作为车用燃气出售。脱硫机51采用生物脱硫与化学脱硫串联的工艺，硫化氢脱除率可达99％。脱碳机52采用Xebec PSA技术进行脱碳提纯，产品中二氧化碳含量小于3％，甲烷回收率可达96％以上，满足车用压缩天然气标准。气体储存装置54选用干式双膜独立储气柜，第一压缩机53采用往复式压塑机，运行稳定。
需要说明的是，由第一厌氧反应器41和第二厌氧反应器42产生的沼气可以先通过第一厌氧反应器41的气体出口和第二厌氧反应器42的气体出口储存在储气罐44内，需要处理时在输送至沼气处理系统5内。
进一步优选地，一体化生态循环养殖系统还包括加气站6，加气站包括第二压缩机和储气柜，第二压缩机与储气柜连通，第二压缩机用于沼气储存在储气柜中，以方便对外提供沼气。
在本实施例中，种植工厂的屋顶为一层或多层中空结构，并采用保温、透光的玻璃或塑料(如PC)，从而使种植工厂处于保温状态还能接受阳光的照射，进而使种植工厂获得一个温度、水分、光照、二氧化碳浓度适合牧草植物生长环境，使得种植工厂一年四季都能种植牧草。
优选地，在种植工厂的屋顶设置LED灯，以促进牧草在夜晚生长，从而加快牧草的生长，缩短牧草生长周期。
作为本实施例的一个优选实施例，在种植工厂内设置有自动割草设备和/或施肥系统，自动割草设备用于自动收割种植的牧草，降低工人的劳动强度，提高割草效率。施肥系统用于对牧草进行施肥。施加的有机肥可以是液态有机肥，也可以使固态有机肥。
需要说明的是，在种植工厂种植的植物为皇竹草、巨菌草、大米草、芦蕉草珠、甜象草、墨西哥玉米草、苏丹草以及高丹草中的一种或多种，当然也可以种植其它生长速度快，适合饲养动物食用的苜蓿类植物。
作为本实施例的另一优选实施例，一体化生态循环养殖系统还设置有观光平台7，其可以紧邻植物工厂、养殖工厂、粪便处理系统和/或沼气处理系统，以便于游客、同行或领导参观考察。
此外，在养殖工厂2和粪便处理系统4之间还设置有隔离带8，以避免粪便处理过程对养殖动物造成影响。
本实施例提供的一体化生态循环养殖系统，将种植工厂、养殖工厂、集污池和粪便处理系统、沼气处理系统和加气站相邻设置，种植工厂的肥料来养殖工厂内动物的粪便，种植工厂生产的新鲜牧草供养殖工厂，降低了牧草购买费用，也降低了养殖成本和劳动强度；使养殖工厂的地面高于种植工厂的地面，在养殖工厂的下方设置集污池，饲养的动物搜集后通过重力落入集污池中，通过管路传输至粪便处理系统，粪便处理系统处理粪便获得沼气和有机肥，有机肥施加在种植工厂，沼气可用于作为新能源车的动力、发电等；该一体化生态循环养殖系统，将种植工厂生长的植物用于喂养养殖工厂饲养的动物，使动物能够吃到新鲜的青饲料，而且降低了运输成本，降低了饲料的费用；动物产生的粪便能够及时被粪便处理系统处理并产生有机肥和沼气，同时，动物产生的二氧化碳等温室气体充入种植工厂，提高植物生长速度，同时减少了环境污染，实现了零排放；有机肥施加到种植工厂，促进种植工厂植物的生长，形成良好的生态链。由上可知，降低了牧草购买费用，降低了养殖成本和劳动强度。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
