[发明专利]一种植物营养液高效回用处理装置及方法

说明书

本发明涉及一种植物营养液高效回用处理装置及方法，包括循环栽培架、营养液储存箱、营养液母液补给单元、石英砂‑活性炭吸附截留单元及高强紫外光矿化单元；营养液母液补给单元与营养液储存箱连接；营养液储存箱出口通过第一输液支路及第二输液支路与循环栽培架进口连接，循环栽培架出口与营养液储存箱进口连接，以进行植物营养液的循环；第一输液支路沿营养液输送方向依次设有石英砂‑活性炭吸附截留单元及高强紫外光矿化单元；本发明能够补充植物营养液的营养元素；利用植物营养液再生系统，并对植物营养液中的作物残渣腐解悬浮物、根系分泌有机物、有害微生物及变异病毒进行降解和去除，有效避免作物出现连作障碍，保障植物高效生长。

技术领域

本发明属于水培作物植物营养液高效回用处理技术领域，尤其涉及一种植物营养液高效回用处理装置及方法。

背景技术

采用水培植物栽培模式是密闭系统内植物高效栽培的方式之一，植物营养液供给植物生长所需氮、磷、钾等大量元素，及硼、锌、锰等微量元素。在满足未来长期载人航天任务的密闭系统中，为减少携带资源，并尽可能减少废物排放，需实现植物营养液的长期高效循环回用。植物营养液长期循环利用面临两个问题：一是植物营养液中营养元素的缺失，影响植物正常生长及形成完整的生命周期；二是由于植物根系分泌物和作物残渣腐解物质累积，密闭空间废水循环系统回流液中有机物累积，以及大量有害微生物滋生，导致植物产生连作障碍，造成产量降低、品质变劣、生育状况变差的现象。为解决上述问题，实现密闭系统中水培植物植物营养液的循环利用，并保障植物长效健康生长，需建立一套基于闭环水体流动的植物营养液高效回用的工艺及装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物营养液高效回用处理装置及方法，以解决上述技术问题。

本发明提供了一种植物营养液高效回用处理装置，包括循环栽培架、营养液储存箱、营养液母液补给单元、石英砂-活性炭吸附截留单元及高强紫外光矿化单元；

营养液母液补给单元与营养液储存箱连接，用于向营养液储存箱中补给植物生长所需的大量元素及微量元素；

营养液储存箱出口通过第一输液支路及第二输液支路与循环栽培架进口连接，循环栽培架出口与营养液储存箱进口连接，以进行植物营养液的循环；

第一输液支路沿营养液输送方向依次设有石英砂-活性炭吸附截留单元及高强紫外光矿化单元，通过石英砂-活性炭吸附截留单元及高强紫外光矿化单元联合对植物营养液中的作物残渣腐解悬浮物、根系分泌有机物、有害微生物及变异病毒进行降解和去除；第二输液支路为超越管；

石英砂-活性炭吸附截留单元及超越管的进口设有用于切换第一输液支路及第二输液支路的电磁阀；营养液母液补给单元设有用于控制母液输出的电磁阀；

营养液储存箱中安装有磷酸盐、硝酸盐、有机物在线监测仪，磷酸盐、硝酸盐在线监测仪与营养液母液补给单元的电磁阀连接，有机物在线监测仪与第一输液支路及第二输液支路的电磁阀连接。

进一步地，石英砂-活性炭吸附截留单元为沿营养液输送方向由石英砂滤层、颗粒活性炭滤层构成的石英砂-活性炭滤池。

进一步地，石英砂滤层由粒径为0.8-1.2mm的石英砂构成，其高度为15cm；颗粒活性炭滤层由粒径为16～32目的颗粒活性炭构成，其高度为60cm。

进一步地，营养液母液补给单元还设有用于计量营养液母液输出量的计量泵。

进一步地，营养液储存箱设有营养液取样口。

本发明还提供了应用上述植物营养液高效回用处理装置回用处理植物营养液的方法，包括：

当磷酸盐、硝酸盐在线监测仪监测到磷酸盐和硝酸盐浓度低于设定值时，通过营养液母液补给单元向营养液储存箱补给植物生长所需的氮、磷、钾大量元素及硼、锌、锰微量元素。

进一步地，该方法还包括：