CN103265154B - 养殖污粪资源化利用综合处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种养殖污粪资源化利用综合处理工艺，包括以下步骤：将污粪原料收集后作为基本原料，将基本原料送入发酵装置进行粪便发酵，粪便发酵后的产物输送到饲养场饲喂蚯蚓，并收获蚯蚓和蚓粪；粪便发酵包括粪便灭活和发酵培养，且粪便灭活和发酵培养过程均在同一发酵装置中连续进行，发酵装置通过自身的旋转实现上述粪便灭活和发酵培养过程中对养殖粪便的翻滚搅拌，发酵装置通过自身的旋转实现上述发酵培养完成后对养殖粪便的排料。本发明具有步骤简单、可操作性强、资源利用率高、占地面积小、耗时短、适用范围广、经济效益好、且绿色环保等优点。

Description

养殖污粪资源化利用综合处理工艺

技术领域

本发明涉及一种污粪资源化利用综合处理方法，尤其涉及一种养殖污粪资源化利用综合处理工艺。

背景技术

近年来，养猪模式已由农村散养往集约化养殖模式转变，猪的食物也由人们剩下的潲水转变为统一的饲料，随之而来的是，猪粪的数量巨大，粪便对环境的污染日益严重。畜禽粪便中的有毒有害物质严重超出环境的承受力，如不经过无害化处理，不仅会造成地下水的污染及微生物含量超标，而且会污染空气，使大气中的氨气、二氧化硫等有害气体增多；同时，畜禽粪便还会带来土壤酸化、重金属残留等土壤环境问题。

目前，对养殖粪便的处理有厌氧发酵法（沼气池）、堆肥法或者直接作为肥料施用等几种方法，但现有的处理方法均存在投资大、占用土地面积大、二次污染和工艺控制复杂等缺陷。以厌氧发酵法和堆肥法为例，其所需占地面积和投资相对较大，处理时需要控制好温度和湿度，不仅工艺控制难度大，工艺步骤繁冗，而且处理时间很长（15～60天不等），对一般的养殖户来说很难形成规模。从另一方面看，养殖粪便本身属于一种很好的农家肥，是培肥改良土壤的优质有机肥资源，但如果直接施用养殖粪便，必将产生作物伤根、病害、草害等负面影响。

目前较好的生猪养殖污粪（本发明中的养殖污粪包括养殖污水和养殖粪便等）治理模式，采用的是“猪——沼——苗”的工艺路线。生猪排出粪尿经过干湿分离，干粪装袋拖走用于田地间施肥，污水流入沼气池经过发酵后用来培育苗木和蔬菜。这种主流的处理方式虽然在一定程度上缓解了曾经直接排放的粗犷式养殖方式给大自然带来的污染问题，但仍然很难满足环保政策的指标要求，而且大自然水体和土壤的环境承载力仍然在不断降低。更重要的是，现有主流的治理模式对土地面积需求量大，工艺耗时长，且资源浪费严重，污粪资源利用率低，治理模式的工艺成本依然居高不下。

由于以上诸多因素的限制，迄今为止，我国大多数养殖户对养殖粪便仍然不能很好地进行资源化利用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种步骤简单、可操作性强、资源利用率高、占地面积小、耗时短、适用范围广、经济效益好、且绿色环保的养殖污粪资源化利用综合处理工艺。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种养殖污粪资源化利用综合处理工艺，包括以下步骤：将污粪原料收集后作为基本原料，将基本原料送入发酵装置进行粪便发酵，粪便发酵后的产物输送到饲养场饲喂蚯蚓，并收获蚯蚓和蚓粪； 

所述粪便发酵包括以下几个步骤：

（1）粪便灭活：先对养殖粪便进行高温加热处理，使养殖粪便中的有害菌被充分灭活；

（2）发酵培养：向步骤（1）后的养殖粪便中添加发酵用好氧微生物溶液，通过控制发酵温度和发酵湿度，使养殖粪便充分进行好氧发酵处理，发酵处理过程中对养殖粪便进行持续翻滚搅拌，并使养殖粪便与氧气充分接触；采用好氧腐熟发酵方式主要是避免发酵过程中产生高热量、高毒气，进而影响到后续蚯蚓的饲养和高附加值产品的加工；

所述粪便灭活和发酵培养过程均在同一发酵装置中连续进行，所述发酵装置通过自身的旋转实现上述粪便灭活和发酵培养过程中对养殖粪便的翻滚搅拌，所述发酵装置通过自身的旋转实现上述发酵培养完成后对养殖粪便的排料。

作为对上述养殖污粪资源化利用综合处理工艺的进一步改进，所述污粪原料包含养殖粪便（生猪排泄粪便）、污水分离干粪、沼渣中的至少一种。通过扩大污粪原料的来源范围，不仅可以使养殖污粪资源得到最大程度地利用，而且能够产生规模效应，降低成本，进一步减少养殖污染物的排放。作为进一步的优选，所述污水分离干粪采用包含以下步骤的方法制备得到：先收集养殖污水进入污水收集池，所述养殖污水是指含少量养殖粪便的冲栏水、尿水或其他废水的固液混合物（注意，主要的养殖粪便可直接用作污粪原料清理运送出栏，因此此处的养殖污水不包含直接以固态形式清运出的养殖粪便）；然后利用固液分离机对污水收集池中的养殖污水进行固液分离处理，固液分离后的固体排料即为污水分离干粪。可见，通过增加污水分离干粪这一原料来源，使得养殖污水也得到了无害化处理。作为更进一步的改进，所述沼渣采用包含以下步骤的方法制备得到：先收集养殖污水进入污水收集池，所述养殖污水是指含少量养殖粪便的冲栏水、尿水或其他废水的固液混合物；然后利用固液分离机对污水收集池中养殖污水进行固液分离处理，固液分离后的液体出料再依次进入污水发酵收集池、沼气池，沼气池中的污物经充分发酵后产生的沼气依次经过脱硫罐和水封罐后进入气柜贮存，再进行后续的综合利用（例如沼气供热、沼气发电等）；沼气池发酵后产生的残渣即为沼渣。由上可见，通过对养殖污水进行固液分离、制沼等处理，不仅充使养殖污水得到无害化处理，更重要的是固液分离产生的污水分离干粪可以供后续饲喂蚯蚓，固液分离产生的污水还可以进一步用于制沼气，且避免了常规养殖污水中的大量固体残渣进入到沼气池进而堵塞沼气池管道，延长了沼气池的使用寿命，减轻了沼气池的清理和维护工作。而沼气池产生的沼气又可进一步用于日常的发电、取暖、生热等，由于本发明综合处理工艺中的污水处理设备、发酵装置等需要耗电，沼气发电可直接供给这些工艺设备使其以低成本形式维持运转。因此，通过对污粪原料的来源进行改进和优化，这便大大提升了本发明综合处理工艺的经济效应，使得综合处理工艺能在更大范围内有效利用废弃资源，实现资源、能源的循环回收利用。

作为对上述养殖污粪资源化利用综合处理工艺的进一步改进，所述污水发酵收集池中优选设有格栅沉淀池，进入格栅沉淀池的污水经沉淀分离出污水中的细小悬浮颗粒，分离出的沉淀物定期排入集泥池，沉淀后的污水再经脉冲补水器进入所述沼气池进行厌氧反应制沼气，以去除污水的COD、BOD等。沼气池发酵后产生的沼液可输送到污水处理设备进行治理，所述沼液一般输送到污水处理设备的膜生物反应器系统（即MBR系统，由生化池和超滤膜系统组成）中进行处理，沼液经过污水治理达到国家排放标准后，可抽取部分达标水用于栏舍冲洗、灌溉苗木蔬菜或养鱼；但作为更优选的方案是，沼气池处理后的上层沼液可按比例（按1∶10～15的质量比）添加至上述粪便发酵后的产物中，用于补充发酵过程中损失的C、N等元素，添加后的混合物用于饲喂蚯蚓更能促进蚯蚓的生长。

作为对上述养殖污粪资源化利用综合处理工艺的进一步改进，所述饲养场饲喂蚯蚓采用室外大棚饲养模式（控制好温度、湿度和通风，使其饲养不易受外界环境的影响），所述蚯蚓品种优选赤子爱胜蚓；收获的蚯蚓可用作蛋白饲料饲养畜禽、鱼类（蚯蚓作饲料可提高畜禽的抵抗力，促进畜禽的增重），也可用作中药原材料（地龙粉）或化妆品原料，还可直接出售；收获的蚓粪可打包销售给苗木花卉企业，或用作种养肥料、蘑菇菌种等的基料等。

作为对上述养殖污粪资源化利用综合处理工艺的进一步改进，本发明还提供了一种特别优化的发酵装置，所述发酵装置包括进料口（进风口）、出料口和发酵装置本体，所述发酵装置本体包括相互对接的第一发酵罐和第二发酵罐，所述第一发酵罐和第二发酵罐均为可转动式发酵罐，所述第一发酵罐和第二发酵罐的对接口处设置成可相对转动的连接方式，所述第一发酵罐和第二发酵罐的内部分别设有第一发酵容腔和第二发酵容腔，所述第一发酵容腔和第二发酵容腔的内壁上均设有螺旋刀，所述第一发酵罐和第二发酵罐的配合转动使进入发酵装置的养殖粪便从进料口向出料口移动或者使进入发酵装置的养殖粪便从发酵装置两端向中部挤压。所述发酵装置上还设有连接至外部引风机的引风口（所述进料口可兼作进风口）；所述进料口与第一发酵罐之间密封连接，所述引风口、出料口与第二发酵罐之间密封连接，第一发酵罐和第二发酵罐之间进行动密封连接；所述发酵装置上安装有温度控制器和湿度控制器。本发明的发酵装置具有恒温、恒湿、杀菌、除臭等特点，特别适合于本发明的高温好氧发酵，不仅反应速率快，腐熟效果好，且极大地缩短了发酵时间，同时最大限度的减少了发酵过程中C、N元素的损失，节约了大量的土地资源。

上述改进后的发酵装置中，所述第一发酵容腔和第二发酵容腔内设置的螺旋刀可以为同向螺旋刀；此时，所述第一发酵罐和第二发酵罐的配合转动是指：所述第一发酵罐和第二发酵罐的同向转动使进入发酵装置的养殖粪便从进料口向出料口移动，所述第一发酵罐和第二发酵罐的异向转动使进入发酵装置的养殖粪便从发酵装置两端向中部挤压。

上述改进后的发酵装置中，所述第一发酵容腔和第二发酵容腔内设置的螺旋刀也可为异向螺旋刀；此时，所述第一发酵罐和第二发酵罐的配合转动是指：所述第一发酵罐和第二发酵罐的异向转动使进入发酵装置的养殖粪便从进料口向出料口移动，所述第一发酵罐和第二发酵罐的同向转动使进入发酵装置的养殖粪便从发酵装置两端向中部挤压。

上述改进后的发酵装置中，所述发酵装置上还优选安装有通向第一发酵容腔和第二发酵容腔的喷液管。所述喷液管优选为可上下移动式的U形喷液管；所述U形喷液管的一端设为微生物溶液进液口，微生物溶液进液口处装设有微生物溶液控制阀门；所述U形喷液管的另一端设为清洗液进液口，清洗液进液口处装设有清洗液控制阀门。

上述改进后的发酵装置中，所述发酵装置的两端优选安装有可启闭的舱门，以便在非工作状态下对发酵装置进行检修、清洁和维护。

上述改进后的发酵装置中，所述发酵装置的温度控制器优选包括设于发酵装置外部的控制显示器、设于发酵装置腔体内的温度传感器和设于进料口处的加热模块，所述加热模块、温度传感器均与控制显示器相连，所述加热模块主要由电阻丝和风机组成。所述温度控制器的加热原理为：通过控制显示器控制加热模块中的电阻丝加热，由于加热模块设置在进风口处，外来新鲜空气由风机引入并经过滤网后再通过发热的电热丝，新鲜空气加热至所需温度后，再通过风机将热风吹进发酵装置的腔体内，使发酵罐内的温度达到所要求的设计温度值（55℃～60℃）；保持罐内恒温发酵。灭活时的温度控制同样通过该温度控制器实现。

上述的养殖污粪资源化利用综合处理工艺，所述粪便灭活步骤中，高温加热处理的温度优选控制在120℃～130℃（此温度下既能消灭微生物，也不会破坏基料成分），高温加热处理的时间优选控制在20min～40min，以更好地为下一步的发酵培养提供良好无竞争环境。

上述的养殖污粪资源化利用综合处理工艺，所述发酵培养过程中，发酵温度优选控制在55℃～60℃，发酵湿度优选控制在含水率为55%～65%，所述好氧发酵处理的时间优选为12h～24h。所述发酵培养过程中，所述发酵装置可优选由上述沼气发电机产生的电力带动，其转速优选不超过60 r/min。

上述的养殖污粪资源化利用综合处理工艺中，所述好氧微生物溶液优选为养殖粪便发酵专用EM菌液。该EM菌液主要由乳酸菌、枯草芽孢杆菌、放线菌、酵母菌等 80多种单一菌种复合发酵提纯而成，属于EM系列产品；每克EM菌液含有有益总菌数大于或者等于 200亿CFU。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的综合处理工艺能够对养殖粪便（尤其是猪粪）及污水进行充分处理，可对养殖场产生的污染进行全面有效的治理，在很大程度上实现了养殖业废物的无害化处理，实现了养殖粪便等污染物的零排放，而且使养殖粪便等废物资源得到综合利用，这便有效解决了传统工艺或设备对水体、土壤及空气的污染问题，而且给污染物的治理带来了附加值和经济效应，为真正实现养殖业的循环经济发展模式提供了前提和基础；

（2）本发明综合处理工艺中的灭活处理和发酵培养过程可在同一台发酵装置中连续、高效地进行，通过对灭活处理与发酵培养进行有机整合，能够使发酵物料中的有害毒菌充分灭活，以便为后续菌种发酵培养提供无竞争性的良好环境，从而提高发酵菌的繁殖速度，缩短发酵腐熟时间，促进腐熟程度，提高养殖粪便的处理效率；

（3）本发明综合处理工艺中的发酵工艺和发酵装置都得到大大简化，发酵装置中配备有温度控制器和湿度控制器，可实现发酵过程中温度和湿度的可控性调节，有利于提高发酵腐熟的效率，大大缩短发酵周期（由传统的两周、甚至两个月的发酵周期缩短至12小时～24小时）；由于本发明发酵装置的发酵时间短，腐熟效果好，这也更有利于保持发酵物料中的养分； 

（4）本发明综合处理工艺所用的发酵装置不仅操作简单，设备投资小，且整个发酵装置完全可以通过控制程序实现一键式操作，占地面积远远小于堆肥发酵、静态发酵罐发酵等占用面积，大大简化了工序，节省了人力物力，减小了工艺成本和前期土地资源的投入；

（5）本发明综合处理工艺产生的腐熟猪粪可用来饲养蚯蚓，得到蛋白饲料及蚓粪肥料，使得资源化利用程度更进一步，并且蛋白饲料及天然蚓粪肥料的营养比例更加科学合理；本发明优化后的综合处理工艺过程还将污水分离干粪、沼渣及剩余污泥等废物资源都利用起来，降低了工艺过程中的二次污染。

综上所述，本发明在对养殖污粪治理上不仅真正实现了无害化、减量化目标，更是达到了资源化利用的目的，最终使得养殖污粪资源转化为电能、热能、蛋白饲料、蚓粪肥料等高附加值产品，使资源化所得产品实现多元化，增加污染治理上的投资回报，使得养殖污物的治理不再是一项只有高投入、无产出的行业。本发明在养殖污粪资源化综合利用、解决现今养殖场环境污染治理难等问题上，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例中发酵装置的主视图，其中，发酵装置的左侧和上部分别给出了局部的剖视情形。

图2为本发明实施例中发酵装置的主视图。

图3为图2中A-A处的剖视图。

图4为图2中B-B处的剖视图。

图5为本发明实施例中喷液管的局部放大图。

图6为本发明综合处理工艺的流程图。

图7为本发明综合处理工艺的流程框图。

图例说明： 

1、进料口； 2、第一发酵罐；3、第二发酵罐；4、引风口；5、进料管；6、出料口；7、第一传动装置；8、第二传动装置；9、温度控制器；10、湿度控制器；11、喷液管；12、微生物溶液进液口；13、清洗液进液口；14、螺旋刀；15、微生物溶液控制阀门；16、清洗液控制阀门；17、固液分离机；18、抓斗；19、鲜猪粪；20、污水分离干粪；21、猪舍；22、污水收集池；23、猪粪发酵调整料仓；24、污水发酵收集池；25、沼气池；26、沼气储存罐；27、沼气发电机；28、污水处理车间；29、蚯蚓饲养场；30、蚓粪；31、沼渣；32、剩余污泥；33、蚯蚓加工车间；34、蚯蚓加工产品；35、加热模块。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例：

如图6～图7所示，一种本发明的养殖污粪资源化利用综合处理工艺，其具体包括以下步骤：

1、养殖污粪收集：选择某养猪场的猪舍21作为实验对象，将猪舍21中产生的鲜猪粪19清运至一猪粪发酵调整料仓23中，而猪舍21中产生的养殖污水（即粪水）则进入污水收集池22；此处的养殖污水具体是指含少量养殖粪便（即猪粪）的冲栏水、尿水或其他废水的固液混合物。

2、固液分离：用泵将污水收集池22中的养殖污水提升至固液分离机17进行固液分离，通过固液分离机17将养殖污水分离成污水分离干粪20和污水液体，污水分离干粪20被输送到上述的猪粪发酵调整料仓23中，污水液体则进入污水发酵收集池24中。本实施例的污水发酵收集池24中可设置格栅沉淀池，进入格栅沉淀池的污水经沉淀分离出污水中的细小悬浮颗粒，分离出的沉淀物定期排入集泥池，集泥池中的污泥用泵提升至污泥浓缩罐进行初步脱水后，在送入板框压滤机进行脱水处理，脱水处理后的干泥运至干泥场，作为燃烧煤的添加料。沉淀后的污水再经脉冲补水器进入后续的沼气池25进行厌氧反应制沼气。

3、沼气发酵：污水发酵收集池24中的污水液体被泵送至沼气池25中进行污水厌氧发酵，沼气池25中的污物经充分发酵后产生沼气，沼气经过脱硫罐和水封罐后进入沼气储存罐26进行临时储存；当沼气储存罐26储存的沼气量达到一定程度后，可利用沼气发电机27进行沼气发电；由于本发明综合处理工艺的后续步骤中还需要用到污水处理设备、发酵装置等设备，因此沼气发电后可直接供给这些工艺设备使其以低成本形式维持运转。沼气池25发酵后产生的残渣即为沼渣31，沼渣31同样被输送到上述的猪粪发酵调整料仓23中。

4、污水处理：沼气池25发酵后产生的沼液送至污水处理车间28进行治理，污水处理车间28内配置有多种污水处理设备（例如沉淀池、絮凝反应罐、膜生物反应器等）；由于经过厌氧发酵处理，沼液中的COD、BOD等含量大大降低，因此沼液经污水处理设备治理后，其出水可达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）中对“集约化畜禽养殖业水污染物最高允许日均排放浓度”的要求，达到国家排放标准后，可抽取部分达标水用于栏舍冲洗、灌溉苗木蔬菜或流入生物氧化塘养鱼。污水处理车间28中由于活性污泥生化过程会产生一定量的剩余污泥32，由于产生的剩余污泥32是微生物的组合体，有机物含量高，因此可用作燃料煤的添加物。另外，本实施例中，还将沼气池处理后上层的部分沼液按比例添加至下述粪便发酵后的产物中，满足猪粪好氧发酵后的产物对水的需求，补充发酵产物中的水分和部分营养物质（如C、N、P等）。

5、发酵用原料汇集：本实施例步骤1中的鲜猪粪19被清运至猪粪发酵调整料仓23中，本实施例步骤2中产生的污水分离干粪20也被输送到猪粪发酵调整料仓23中，本实施例步骤3中产生的沼渣31也进入到猪粪发酵调整料仓23中；所有进入到猪粪发酵调整料仓23中的原料都作为后续粪便发酵用的原料。

6、粪便发酵：猪粪发酵调整料仓23中的鲜猪粪19、污水分离干粪20、沼渣31经充分混合后，通过抓斗18进入本发明的畜禽粪便高温好氧滚筒发酵装置中，然后向发酵装置中添加发酵用好氧微生物溶液，通过控制发酵温度和发酵湿度，使进入发酵装置中的发酵物料充分进行好氧发酵处理，发酵处理过程中对发酵物料进行持续翻滚搅拌，并使发酵物料与氧气充分接触。

7、蚯蚓饲养：粪便发酵后产生的腐熟物料输送到蚯蚓饲养场29，并在腐熟的猪粪物料中投加蚯蚓，根据蚯蚓喜食猪粪的特点，蚯蚓将在高有机质环境里得到快速繁殖，并将腐熟猪粪转化成蚓粪30。蚯蚓饲养采取户外大棚养殖方式，既能控制温度湿度不受外界天气环境影响，又能大范围大面积养殖。除了考虑蚯蚓养殖的环境温度、湿度、酸碱度，还要考虑蚯蚓养殖的密度和基料配置，控制温度为20℃～27℃，湿度为70%～75%，酸碱度pH值控制在6.5～7.5，每平方米饲养蚯蚓约1.5万条；基料配置约30cm高度。

8、副产品加工：通过腐熟猪粪饲养所得蚯蚓，采收成熟蚯蚓至蚯蚓加工车间33，制成高蛋白饲料等蚯蚓加工产品34，也可以将蚯蚓原种出售给渔具公司或者用于饲养家禽，还可代替鱼粉添加至畜禽食材，增强畜禽抵抗力和增重速率。此外，蚯蚓加工产品34也可以用来生产蚯蚓液、抗菌肽和动物用复合蚯蚓保健液。同时，蚯蚓产生的蚓粪30还是天然的优质有机肥，可打包出售或配置成专用有机肥销售。

上述本实施例的养殖污粪资源化利用综合处理工艺中，用到如图1～图5所示的养殖粪便的发酵装置，包括进料口1（兼作进风口）、出料口6、引风口4和发酵装置本体。从图1可以看到，发酵装置本体呈圆筒状，外部整体表现为卧式圆柱形容器，发酵装置本体的两端设有舱门以便于检测和维护。进料口1为一圆形接口，设于发酵装置左侧上方，进料口1下方通过一倾斜式进料管5通向发酵装置本体内腔。出料口6为一圆形接口，设于发酵装置右侧下方，出料口6处设有可启闭的堵板。引风口4同样为一圆形接口，连接至外部的引风机，引风口4布置于发酵装置右侧上方。

本实施例中的发酵装置包括相互对接的第一发酵罐2（参见图1中的Ⅰ区）和第二发酵罐3（参见图1中的Ⅱ区），第一发酵罐2和第二发酵罐3均为可转动式发酵罐，第一发酵罐2由第一传动装置7（例如传动电机）驱动其转动（可以绕顺时针、逆时针进行正、反转），第二发酵罐3由第二传动装置8驱动其转动（可以绕顺时针、逆时针进行正、反转），第一发酵罐2和第二发酵罐3的对接口处设置成可相对转动的连接方式，第一发酵罐2和第二发酵罐3在各自的旋转过程中互不干扰，均可自由转动。进料口1与第一发酵罐2密封连接，引风口4、出料口6则与第二发酵罐3密封连接，第一发酵罐2和第二发酵罐3之间进行密封连接。

第一发酵罐2和第二发酵罐3的内部分别设有第一发酵容腔（即图1中的Ⅰ区）和第二发酵容腔（即图1中的Ⅱ区），第一发酵容腔和第二发酵容腔的内壁上均设有螺旋刀14。本实施例中，第一发酵容腔和第二发酵容腔内设置的螺旋刀14为同向螺旋刀（参见图4）；第一发酵罐2和第二发酵罐3的同向转动（即从一个方向看同时逆时针或同时顺时针转动）可使进入发酵装置的养殖粪便等发酵原料从进料口1向出料口6移动，而第一发酵罐2和第二发酵罐3的异向转动（即从一个方向看，一个为逆时针转动，另一个为顺时针转动）则可使进入发酵装置的养殖粪便等原料从发酵装置两端向中部挤压。当然，在另外的实施例中，也可将第一发酵容腔和第二发酵容腔内设置的螺旋刀调整为异向螺旋刀；此时第一发酵罐2和第二发酵罐3的异向转动则使进入发酵装置的养殖粪便等原料从进料口1向出料口6移动，第一发酵罐2和第二发酵罐3的同向转动则使进入发酵装置的养殖粪便等原料从发酵装置两端向中部挤压。

如图1所示，本实施例中的发酵装置上还安装有通向第一发酵容腔和第二发酵容腔的喷液管11；喷液管11为可上下移动式的U形喷液管（钢质），以便于将发酵所需液体均匀喷射在发酵装置内的物料中；该U形喷液管的一端设为微生物溶液进液口12，微生物溶液进液口12处装设有微生物溶液控制阀门15；该U形喷液管的另一端设为清洗液进液口13，清洗液进液口13处装设有清洗液控制阀门16。本实施例的发酵装置左侧还安装有温度控制器9，发酵装置的右侧安装有湿度控制器10。温度控制器9包括设于发酵装置外部的控制显示器、设于发酵装置腔体内的温度传感器和设于进料口处的加热模块35，加热模块35、温度传感器均与控制显示器相连，加热模块35主要由电阻丝和风机组成。

本实施例采用上述的发酵装置对养殖粪便等发酵原料进行粪便发酵处理（即上述步骤6）时的工作原理如下：

（1）发酵原料导入：在上述步骤5中准备好待进行发酵处理的养殖粪便等发酵用原料，通过进料口1以及与进料口1相连的进料管5，将发酵用原料通入至发酵装置本体的第一发酵容腔和第二发酵容腔中，关闭出料口6；开始启动第一传动装置7和第二传动装置8，使其分别驱动第一发酵罐2和第二发酵罐3转动；此时，控制第一发酵罐2和第二发酵罐3进行异向转动，第一发酵容腔和第二发酵容腔中的粪便等发酵物料在螺旋刀14的搅拌带动下，从发酵装置的两侧不断向中部聚集，通过持续地旋转搅拌，发酵物料得以充分混匀且不会从出料口6导出。

（2）发酵物料灭活：关闭出料口6、微生物溶液控制阀门15和清洗液控制阀门16等，通过调节温度控制器9，将发酵装置本体内第一发酵容腔和第二发酵容腔的温度加热到121℃左右，与此同时，持续控制第一发酵罐2和第二发酵罐3进行异向转动，使发酵物料在此环境下进行充分的灭活、杀菌；此灭活、杀菌过程耗时约30min（一般为20min～45min）。

（3）发酵准备：灭活过程结束后停止第一发酵罐2和第二发酵罐3的转动，养殖粪便逐渐冷却，此时继续关闭清洗液控制阀门16，但同时开启微生物溶液控制阀门15，通过计量泵向微生物溶液进液口12中打入好氧型微生物溶液（可根据发酵条件的不同打入不同类型的微生物溶液，本实施例打入的是专用于粪便发酵的EM菌液，该EM菌液可市购），并通过喷液管11将打入的微生物溶液均匀喷射到发酵装置本体内的发酵物料上，喷液前重新启动发酵装置本体的第一传动装置7和第二传动装置8，使第一发酵罐2和第二发酵罐3进行异向旋转，喷液时保持罐体的转动，以便微生物溶液能均匀喷射于发酵物料上，按设定剂量喷液完后，关闭微生物溶液控制阀门15；喷液管11的管壁上均匀布设有喷射孔（参见图5），喷射到发酵装置本体内的微生物溶液能够更好地保证后续高温好氧发酵过程的顺利进行。

（4）发酵培养：喷液完成后开始进行发酵，罐体保持异向转动直至发酵结束，转速一般不超过60 r/min；在螺旋刀14的作用下，旋转的罐体不断搅拌、挤压、翻滚发酵物料；此时开启引风口4，利用引风机对发酵装置内的废气进行抽引，发酵产生的废气引出后输送至水浴除尘器处理；进料口1也保持开启状态（作为进风口使用，进风口处可设置空气净化滤芯，能阻隔空气中的颗粒物及微生物），使发酵装置内的空气形成对流，以保证有新鲜的恒温空气不断进入发酵装置内，保证高温好氧发酵过程对氧气的需求。与此同时，通过调整温度控制器9，将发酵装置本体内腔的温度控制在55℃～60℃，并开启湿度控制器10，将发酵装置本体内腔的湿度控制在含水率55%～65%；当湿度控制器10上显示湿度降低时，启动喷液管11的清洗功能，打开清洗液控制阀门16，关闭微生物溶液控制阀门15，向发酵装置内喷射清水以提高发酵装置内腔的湿度；如果湿度控制器10显示湿度过大时，则通过发酵过程中的水分蒸发作用，再利用引风机将多余的水蒸气抽引出发酵装置，以达到降低湿度的目的，这样便可保证发酵装置在发酵过程中对湿度控制的基本要求。整个高温好氧发酵过程（即发酵物料在发酵装置内的停留时间）的时长大约为12h～24h。

（5）出料：上述的高温好氧发酵完成后，其中的养殖粪便被充分腐熟；关闭温度控制器9和湿度控制器10，同时关闭各个阀门，停止引风口4处的引风，停止第一发酵罐2和第二发酵罐3的异向旋转。通过控制装置重新启动第一传动装置7和第二传动装置8，并使第一发酵罐2和第二发酵罐3保持同向旋转，再次依靠内腔螺旋刀14的带动和搅拌作用，将腐熟的养殖粪便渐渐向出料口6推移，实现发酵装置中发酵物料的出料。出料即可进入到上述步骤7中继续进行后续处理。

Claims (9)

1.一种养殖污粪资源化利用综合处理工艺，包括以下步骤：将污粪原料收集后作为基本原料，将基本原料送入发酵装置进行粪便发酵，粪便发酵后的产物输送到饲养场饲喂蚯蚓，并收获蚯蚓和蚓粪； 

所述粪便发酵包括以下几个步骤：

（1）粪便灭活：先对养殖粪便进行高温加热处理，使养殖粪便中的有害菌被充分灭活；

（2）发酵培养：向步骤（1）后的养殖粪便中添加发酵用好氧微生物溶液，通过控制发酵温度和发酵湿度，使养殖粪便充分进行好氧发酵处理，发酵处理过程中对养殖粪便进行持续翻滚搅拌，并使养殖粪便与氧气充分接触；

所述粪便灭活和发酵培养过程均在同一发酵装置中连续进行，所述发酵装置通过自身的旋转实现上述粪便灭活和发酵培养过程中对养殖粪便的翻滚搅拌，所述发酵装置通过自身的旋转实现上述发酵培养完成后对养殖粪便的排料；

所述发酵装置包括进料口、出料口和发酵装置本体，所述发酵装置本体包括相互对接的第一发酵罐和第二发酵罐，所述第一发酵罐和第二发酵罐均为可转动式发酵罐，所述第一发酵罐和第二发酵罐的对接口处设置成可相对转动的连接方式，所述第一发酵罐和第二发酵罐的内部分别设有第一发酵容腔和第二发酵容腔，所述第一发酵容腔和第二发酵容腔的内壁上均设有螺旋刀，所述第一发酵罐和第二发酵罐的配合转动使进入发酵装置的养殖粪便从进料口向出料口移动或者使进入发酵装置的养殖粪便从发酵装置两端向中部挤压；所述发酵装置上还设有连接至外部引风机的引风口；所述进料口与第一发酵罐之间密封连接，所述引风口、出料口与第二发酵罐之间密封连接，第一发酵罐和第二发酵罐之间进行动密封连接；所述发酵装置上安装有温度控制器和湿度控制器。

2.根据权利要求1所述的养殖污粪资源化利用综合处理工艺，其特征在于：所述污粪原料包含养殖粪便、污水分离干粪、沼渣中的至少一种；

所述污水分离干粪是采用包含以下步骤的方法制备得到：先收集养殖污水进入污水收集池，所述养殖污水是指含少量养殖粪便的冲栏水、尿水或其他废水的固液混合物；然后利用固液分离机对污水收集池中的养殖污水进行固液分离处理，固液分离后的固体排料即为污水分离干粪。

3.根据权利要求2所述的养殖污粪资源化利用综合处理工艺，其特征在于，所述沼渣是采用包含以下步骤的方法制备得到：

先收集养殖污水进入污水收集池，所述养殖污水是指含少量养殖粪便的冲栏水、尿水或其他废水的固液混合物；然后利用固液分离机对污水收集池中养殖污水进行固液分离处理，固液分离后的液体出料再依次进入污水发酵收集池、沼气池，沼气池中的污物经充分发酵后产生的沼气依次经过脱硫罐和水封罐后进入气柜贮存，再进行后续的综合利用；沼气池发酵后产生的残渣即为沼渣。

4.根据权利要求3所述的养殖污粪资源化利用综合处理工艺，其特征在于，所述污水发酵收集池中设有格栅沉淀池，进入格栅沉淀池的污水经沉淀分离出污水中的细小悬浮颗粒，分离出的沉淀物定期排入集泥池，沉淀后的污水再经脉冲补水器进入所述沼气池进行厌氧反应制沼气；

所述沼气池发酵后产生的上层沼液按1∶10～15的质量比添加至所述粪便发酵后的产物中，用于补充发酵过程中损失的C、N元素。

5.根据权利要求1所述的养殖污粪资源化利用综合处理工艺，其特征在于，所述饲养场饲喂蚯蚓采用室外大棚饲养模式，所述蚯蚓品种选择赤子爱胜蚓；收获的蚯蚓可用作蛋白饲料或用作中药原材料；收获的蚓粪可用作种养肥料或基料。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的养殖污粪资源化利用综合处理工艺，其特征在于，当所述第一发酵容腔和第二发酵容腔内设置的螺旋刀为同向螺旋刀时，所述第一发酵罐和第二发酵罐的配合转动是指：所述第一发酵罐和第二发酵罐的同向转动使进入发酵装置的养殖粪便从进料口向出料口移动，所述第一发酵罐和第二发酵罐的异向转动使进入发酵装置的养殖粪便从发酵装置两端向中部挤压；

当所述第一发酵容腔和第二发酵容腔内设置的螺旋刀为异向螺旋刀时，所述第一发酵罐和第二发酵罐的配合转动是指：所述第一发酵罐和第二发酵罐的异向转动使进入发酵装置的养殖粪便从进料口向出料口移动，所述第一发酵罐和第二发酵罐的同向转动使进入发酵装置的养殖粪便从发酵装置两端向中部挤压。

7.根据权利要求6所述的养殖污粪资源化利用综合处理工艺，其特征在于：所述发酵装置上安装有通向第一发酵容腔和第二发酵容腔的喷液管；所述喷液管为可上下移动式的U形喷液管；所述U形喷液管的一端设为微生物溶液进液口，微生物溶液进液口处装设有微生物溶液控制阀门；所述U形喷液管的另一端设为清洗液进液口，清洗液进液口处装设有清洗液控制阀门；所述温度控制器包括设于发酵装置外部的控制显示器、设于发酵装置腔体内的温度传感器和设于进料口处的加热模块，所述加热模块、温度传感器均与控制显示器相连，所述加热模块主要由电阻丝和风机组成。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的养殖污粪资源化利用综合处理工艺，其特征在于：所述粪便灭活步骤中，高温加热处理的温度控制在120℃～130℃，高温加热处理的时间控制在20min～40min。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的养殖污粪资源化利用综合处理工艺，其特征在于：所述发酵培养过程中，发酵温度控制在55℃～60℃，发酵湿度控制在含水率为55%～65%，所述好氧发酵处理的时间为12h～24h；所述发酵装置的转速不超过60 r/min；所述好氧微生物溶液为养殖粪便发酵专用EM菌液。

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