CN102351395B - 一种猪粪及养殖污水处理系统及其处理方法 - Google Patents

一种猪粪及养殖污水处理系统及其处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种猪粪及养殖污水处理系统，它包括依次设置的固液混合装置、中温厌氧反应器、脱硫装置、贮气装置、沼气发电机、真空低温浓缩装置以及干燥装置。它的处理过程包括如下步骤：将猪粪及养殖污水进行发酵产生沼气用于发电。发酵发生的废物先通过固液分离，然后将固体进行干燥，液体进行低温浓缩，一方面产生肥料，另一方面产生大量可用于冲栏的回收水。本发明提供一种对环境无影响，效益高，操作方便的猪粪及养殖污水的处理系统及其处理方法。

Description

一种猪粪及养殖污水处理系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及一种养猪业，尤其是涉及一种猪粪及养殖污水的处理系统及其处理方法。
背景技术
工厂化生产的规模化养猪场已成为国内外生猪生产方式的必然发展趋势。近年来，我国大型猪场发展迅速，而且规模不断扩大，生产规模由几千头发展到几十万头。在一些粮食生产的主要产区，为了使粮食得以转化和满足国内外市场对猪肉的需求，几乎县县都办有万头猪场。这种工厂化生产的集中饲养方式，有利于提高生猪的饲养技术、防疫能力和管理水平，比传统方式即农户分散饲养大大提高了生产效率和饲料转换率，降低生猪生产成本并提高经济效益。
但是这种生产方式造成了畜粪和冲栏废水的过度集中，给环境造成极大的压力。由于大多数规模化养猪场都是采用漏缝板式的栏舍，主要用水冲洗栏舍，用水量大且粪便流失较多，如不科学处置，势必严重污染环境和水源，同时也影响自身的正常生产。因此，如何处置猪场的粪污，已成为国内外环境和水处理专家所关注的热点之一。过去，国内将养猪场粪污看作是废弃物和污染源，重治理，轻利用，治理的运行费用远高于实际收益。
现有技术中，猪粪的处理有的采用发酵槽进行发酵，进而生产有机肥料。目前常用的发酵装置一般是在发酵槽的底部铺设连续的砖垛，中间填充煤渣，形成砖垛煤潭层，在砖垛中砌制有孔道，形成补气通道，在砖垛煤渣层上部设置分隔层。猪粪充填入发酵槽内，通过搅拌机不断搅动和注入压缩空气，加速猪粪发酵腐熟过程，最终形成有机肥料。如公开号为CN201842743U的中国专利公开了一种猪粪处理装置，包括发酵槽、煤渣层、补气通道和分隔层，所述煤渣层位于发酵槽的底部，煤渣层内部设有补气通道，所述分隔层位于煤渣层的上部，其特征在于：所述分隔层为带有蜂窝状透气的隔离板。隔离板为混凝土、塑料或者其他耐腐蚀性有机材料制成；隔离板上密布有贯穿板体上下表面的弯曲状细孔。但是这种装置会产生大量的污染气体，对环境具有很大的影响，且效益低，操作麻烦。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的对环境影响大、效益底、操作麻烦等的技术问题，提供一种对环境无影响，效益高，操作方便的猪粪及养殖污水的处理系统及其处理方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种猪粪及养殖污水处理系统，其特征在于它包括依次设置的固液混合装置、中温厌氧反应器、脱硫装置、贮气装置、沼气发电机，所述的中温厌氧反应器与固液分离装置相连，固液分离装置的沼液出口与一个真空低温浓缩装置相连，固液分离装置的沼渣出口与一个干燥装置相连，所述的真空低温浓缩装置的浓缩液出口与所述的干燥装置相连，所述的中温厌氧反应器内设有换热管，该换热管的进水端与所述的沼气发电机的出水管相连通，换热管的出水端与真空低温浓缩装置相连通。大型规模化养猪场的畜粪和冲栏废水由于有机物浓度高、固液混杂，必须优化工艺方案，将粪污作为可再生资源综合处理和利用，并设法使运行费用低于实际收益，要让规模化养猪场在治理粪污中受益。
新工艺采用“水冲式”清粪方法和“固液混合—沼气工程”的资源化利用方法，最大限度地地提高猪场粪污的沼气出产量。将猪粪尿及冲栏废水混合作为发酵原料，可考虑适当加入能源植物以增加系统的缓冲能力，沼气发酵工艺采用两级中温完全混合式厌氧反应器，获得的沼气进入双膜干式贮气柜用于发电，沼渣和沼液采用低温真空浓缩处理，发电余热用于低温真空浓缩的加热，低温真空浓缩时产生的冷凝热用于厌氧反应器的加热，沼渣和沼液低温真空浓缩时析出的蒸馏水作为猪场冲栏冲洗水，浓缩后的沼渣和沼液污泥通过热风干燥后生产出含水量为15%左右的干燥的有机肥。 
作为优选，所述的中温厌氧反应器内设有蒸馏水余热换热管，该蒸馏水余热换热管的进水端与真空低温浓缩装置的蒸馏水出口相连通，蒸馏水余热换热管的出水端与一个设于猪栏的冲水口相连通。 
作为优选，所述的真空低温浓缩装置包括一个真空罐，该真空罐包括罐体，罐体上设有进料口、抽空口以及所述的沼渣出口和蒸馏水出口，罐体内侧设有一个框形搅拌器，罐体的侧壁上设有一个热油夹层，该热油夹层通过进油口和出油口与加热装置相连通。 
作为优选，所述的罐体的外侧设有一个保温层。
本发明还提供了一种猪粪及养殖污水的处理方法，其特征在于它包括以下步骤：
a.  用水冲洗猪粪，将猪粪充入到固液混合装置中，并在固液混合装置中加入能源植物，将加入其中的物体进行混合，形成固液混合物；
b.  将上述的固液混合物送入到中温厌氧反应器中，在其中产生沼气；
c.  在中温厌氧反应器中产生的沼气通过脱硫贮气后输入沼气发电机中进行发电；
d.  发电产生的热水和水蒸气通过设于中温厌氧反应器内的换热管给中温厌氧反应器提供热量，从换热管流出的水送入到真空低温浓缩低温装置中，中温厌氧反应器中产生的废料通过固液分离装置进行固液分离后产生的沼液也送入到真空低温浓缩装置中；
e.  经真空低温浓缩装置处理产生的浓缩液和固液分离装置处理产生的沼渣通过干燥装置获得干燥的有机肥。 
作为优选，经真空低温浓缩装置处理产生的蒸馏水通过蒸馏水余热换热管向中温厌氧反应器供热，并最终通过冲水口用于猪栏的冲洗。
作为优选，真空低温浓缩装置的工作过程包括以下骤：
a.  首先关闭进料口、抽空口、所述的沼渣出口和蒸馏水出口，使罐体处于封闭状态，快速将罐体加热到105℃-150℃，并保持8-25分钟；
b.  排放蒸汽至常压后开始抽真空，并加热，开始蒸馏。
本发明的带来的有益效果是，解决b 现有技术所存在的对环境影响大、效益底、操作麻烦等的技术问题，实现了一种对环境无影响，效益高，操作方便的猪粪及养殖污水处理系统及其处理方法。
附图说明
附图1是本发明的一种结构示意图；
附图2是本发明的真空低温浓缩装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本发明是一种猪粪及养殖污水处理系统，它包括依次设置的固液混合装置、中温厌氧反应器、脱硫装置、贮气装置、沼气发电机，所述的中温厌氧反应器与固液分离装置相连，固液分离装置的沼液出口与一个真空低温浓缩装置相连，固液分离装置的沼渣出口与一个干燥装置相连，真空低温浓缩装置包括一个真空罐，该真空罐包括罐体，罐体上设有进料口4，以及所述的沼渣出口6和蒸馏水出口5，罐体内侧设有一个框形搅拌器3，罐体的外侧设有一个保温层1。罐体的侧壁上设有一个热油夹层2，该热油夹层2通过进油口7和出油口8与加热装置相连通，真空低温浓缩装置的浓缩液出口与所述的干燥装置相连，所述的中温厌氧反应器内设有换热管和蒸馏水余热换热管，换热管的进水端与所述的沼气发电机的出水管相连通，换热管的出水端与真空低温浓缩装置相连通；蒸馏水余热换热管的进水端与真空低温浓缩装置的蒸馏水出口相连通，蒸馏水余热换热管的出水端与一个设于猪栏的冲水口相连通。
上述猪猪粪及养殖污水处理系统的处理方法包括以下步骤：
a.  用水冲洗猪粪，将猪粪充入到固液混合装置中，并在固液混合装置中加入能源植物，将加入其中的物体进行混合，形成固液混合物；
b.  将上述的固液混合物送入到中温厌氧反应器中，在其中产生沼气；
c.  在中温厌氧反应器中产生的沼气通过脱硫贮气后输入沼气发电机中进行发电；
d.  发电产生的热水和水蒸气通过设于中温厌氧反应器内的换热管给中温厌氧反应器提供热量，从换热管流出的水送入到真空低温浓缩低温装置中，中温厌氧反应器中产生的废料通过固液分离装置进行固液分离后产生的沼液也送入到真空低温浓缩装置中；真空低温浓缩装置的工作过程是：首先关闭进料口、抽空口、所述的沼渣出口和蒸馏水出口，使罐体处于封闭状态，快速将罐体加热到105℃-150℃，并保持8-25分钟；排放蒸汽至常压后开始抽真空，并加热，开始蒸馏。
e.  经真空低温浓缩装置处理产生的浓缩液和固液分离装置处理产生的沼渣通过干燥装置获得干燥的有机肥；
f.  经真空低温浓缩装置处理产生的蒸馏水通过蒸馏水余热换热管向中温厌氧反应器供热，并最终通过冲水口用于猪栏的冲洗。
本发明主要有以下优点：一是尽可能提高沼气的产出，利用沼气发电，并使得沼气发电量大于系统的用电量；二是利用发电余热对沼液进行真空低温浓缩，使得污水零排放，真空低温浓缩析出的蒸馏水回收用作猪舍冲栏水，实现再生水回用，大大节约水资源；三是沼渣和沼液浓缩液通过热风干燥生产有机肥，实现规模化养猪场粪污的资源化利用；四是引入了化工工程、沼气工程和真空工程等成熟的技术，可以实现工厂自动化运营模式；五是运行费用低于实际收益，让规模化养猪场在治理粪污中受益。

Claims (7)

1.一种猪粪及养殖污水处理系统，其特征在于它包括依次设置的固液混合装置、中温厌氧反应器、脱硫装置、贮气装置、沼气发电机，所述的中温厌氧反应器与固液分离装置相连，固液分离装置的沼液出口与一个真空低温浓缩装置相连，固液分离装置的沼渣出口与一个干燥装置相连，所述的真空低温浓缩装置的浓缩液出口与所述的干燥装置相连，所述的中温厌氧反应器内设有换热管，该换热管的进水端与所述的沼气发电机的出水管相连通，换热管的出水端与真空低温浓缩装置相连通。
2.根据权利要求1所述的一种猪粪及养殖污水处理系统，其特征在于所述的中温厌氧反应器内设有蒸馏水余热换热管，该蒸馏水余热换热管的进水端与真空低温浓缩装置的蒸馏水出口相连通，蒸馏水余热换热管的出水端与一个设于猪栏的冲水口相连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种猪粪及养殖污水处理系统，其特征在于所述的真空低温浓缩装置包括一个真空罐，该真空罐包括罐体，罐体上设有进料口（4），以及沼渣出口（6）和蒸馏水出口（5），罐体内侧设有一个框形搅拌器（3），罐体的侧壁上设有一个热油夹层（2），该热油夹层（2）通过进油口（7）和出油口（8）与加热装置相连通。
4.根据权利要求3所述的一种猪粪及养殖污水处理系统，其特征在于所述的罐体的外侧设有一个保温层（1）。
5.一种猪粪及养殖污水处理方法，其特征在于它包括以下步骤：
用水冲洗猪粪，将猪粪充入到固液混合装置中，并在固液混合装置中加入能源植物，将加入其中的物体进行混合，形成固液混合物；
将上述的固液混合物送入到中温厌氧反应器中，在其中产生沼气；
在中温厌氧反应器中产生的沼气通过脱硫贮气后输入沼气发电机中进行发电；
发电产生的热水和水蒸气通过设于中温厌氧反应器内的换热管给中温厌氧反应器提供热量，从换热管流出的水送入到真空低温浓缩装置中，中温厌氧反应器中产生的废料通过固液分离装置进行固液分离后产生的沼液也送入到真空低温浓缩装置中；
经真空低温浓缩装置处理产生的浓缩液和固液分离装置处理产生的沼渣通过干燥装置获得干燥的有机肥。
6.根据权利要求5所述的一种猪粪及养殖污水处理方法，其特征在于经真空低温浓缩装置处理产生的蒸馏水通过蒸馏水余热换热管向中温厌氧反应器供热，并最终通过冲水口用于猪栏的冲洗。
7.根据权利要求5或6所述的一种猪粪及养殖污水处理方法，其特征在于真空低温浓缩装置的工作过程包括以下步骤：
首先关闭进料口、抽空口、沼渣出口和蒸馏水出口，使罐体处于封闭状态，快速将罐体加热到105℃-150℃，并保持8-25分钟；
排放蒸汽至常压后开始抽真空，并加热，开始蒸馏。
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