CN103880483A - 用于有机肥生产前处理过程的快速降低畜禽粪尿中水分含量的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于有机肥生产前处理过程的快速降低畜禽粪尿中水分含量的方法，包括（1）建立一处理平台；（2）在该处理平台内铺设发酵垫料；（3）向发酵垫料加入畜禽粪尿，再加入适量发酵菌种后混合均匀形成料堆；（4）待料堆温度升至50℃以上后，再加入畜禽粪尿，并混合均匀，通过发酵升温进行水分蒸发，并重复；（5）定时检测料堆的养分比例并选择后续执行步骤。本发明巧妙地将微生物发酵技术引入有机肥生产的前处理过程中，利用发酵产生高温蒸发水分，降低了畜禽粪尿的含水量，不仅便于运输，而且使原料在后续生产中直接被使用，极大地节约了有机肥生产的时间成本和设备成本，对提高生产效率、增加经济效益具有里程碑式的积极意义。

Description

用于有机肥生产前处理过程的快速降低畜禽粪尿中水分含量的方法及系统

技术领域

本发明涉及利用粪便进行有机肥生产的前处理领域，具体地讲，是涉及一种用于有机肥生产前处理过程的快速降低畜禽粪尿中水分含量的方法及系统。

背景技术

有机肥俗称农家肥，是指含有大量生物物质、动植物残体、排泄物、生物废物等物质的缓效肥料。有机肥中不仅含有植物必需的大量元素、微量元素，还含有丰富的有机养分，不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，是绿色食品生产的主要养分。

畜禽粪尿是生产有机肥的极佳原料，在使用畜禽粪尿生产有机肥的过程中需要经微生物发酵过程方能实现，而实现快速发酵的一个条件是原料的水分含量必须降至50%以下。

经研究发现，蛋鸡粪、猪粪尿、牛粪尿等畜禽粪便在直接排出后的含水量通常很高，一般在80%以上，因此，由畜禽直接排放的粪便并不能直接作为有机肥生产的原料，必须进行预处理。

现有技术中，很多养殖户没有这方面的意识，对于畜禽粪尿都是随意处理，导致养殖地附近的环境糟糕；较为大型的养殖场通常有这方面的意识，有与有机肥生产厂家合作，但是在实际处理过程中存在非常大的问题：

养殖场处理畜禽粪尿的常规方法是建立一粪坑，将所有的畜禽粪尿集中排放进粪坑储存，当储存够量时，联系有机肥生产厂家进行运输，此时的粪尿相当于是畜禽直接排放的粪尿，其含水量非常高，有机肥厂家在运输回去后须要进行脱水处理方能使用，其脱水的方法通常是使用干湿分离机这类设备进行处理。分离后干料部分便用作有机肥生产，液体部分（挤出的尿液等）绝大多数时候是直接排放，造成其附近的环境污染，少部分液体会交给当地农民浇菜用，但是这部分消耗很微小，甚至可以忽略；对于这些液体还可以通过进一步的处理回收利用，减少环境污染，但是后续处理的成本、设备等要求非常高，为了盈利的有机肥生产厂家基本上不会这么去做。

而且这种含水量非常高的粪尿在运输过程中也非常不便，其中无用的液体就占了大部分的体积，厂家常常运输了多次才能提取到不太多的干料，并且运输液体时需要的设备要求密封，不能泄漏，导致了厂家的运输成本也非常之高，以致于有机肥生产的成本大大增加，并不利于该行业的良性发展。

处理畜禽粪尿的另外一种较为常规的方法是将其用作沼气处理，这也是近年来推行节能环保、废物利用的新方式。较大型的养殖场建立沼气系统，将畜禽粪尿作为生产沼气的原料收集处理，还能够利用沼气资源发电、生火等，为养殖场自身提供能源，自给自足。但是，现实的情况却依旧存在沼渣沼液积累堆积，无法处理的问题，直接排放仍然会产生环境污染。经本领域技术人员的研究，这类沼渣沼液仍然可以作为有机肥原料，但是其依然存在含水量较高的问题，情况又回到了前述状况。

因此，如何快速降低畜禽粪尿中的含水量便成为了本领域技术人员重点研究的课题。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种处理过程新颖简单、投资成本低、处理效果好的用于有机肥生产前处理过程的快速降低畜禽粪尿中水分含量的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于有机肥生产前处理过程的快速降低畜禽粪尿中水分含量的方法，包括如下步骤：

（1）建立一处理平台；

（2）在该处理平台内铺设发酵垫料；

（3）向发酵垫料加入畜禽粪尿，首次加入量为发酵垫料体积的0.05~0.15倍，再加入适量发酵菌种后混合均匀形成料堆；

（4）待料堆温度升至50℃以上后，按料堆体积0.1~0.3倍的量加入畜禽粪尿，并混合均匀，通过发酵升温将畜禽粪尿中的水分蒸发、养分沉积，并重复进行该步骤；

（5）定时检测料堆的养分比例是否符合有机肥生产要求，若否，则重复执行步骤（4）至经检测符合要求时，若是，则进行如下选择：

（5a）将料堆输送至有机肥生产厂家进行后续处理，并重新进行步骤（2）~（5）；

（5b）继续重复执行步骤（4）直至处理平台的处理上限，并可在该过程中随时进行步骤（5a）。

其中，所述处理平台可建立在有机肥生产厂家处，也可建立在养殖场当地；优选建立在养殖场当地，如此能够实现畜禽粪尿的现排放现处理，大大节约运输成本。

作为优选，所述处理平台为发酵槽，发酵槽周边设置相应地通道和配置相应地处理设施。

具体地，所述发酵垫料包括锯末、稻壳、秸秆、菌渣或干湿分离后的干牛粪中的至少一种。

作为优选，所述步骤（3）中，畜禽粪尿的首次加入量为发酵垫料体积的0.1倍。

为了更好地实现水分快速蒸发，所述步骤（4）中重复进行该步骤时进行含水量检测，当料堆含水量降至50%以下时进行重复，并在新加入畜禽粪尿后使料堆的含水量不超过60%。通常来讲，重复的频率为每天一次。进行含水量检测时可使用湿度计测量，也可根据经验判断，判断50%含水量的经验为用手紧抓物料，能成团，见水不滴水，落地即散。

进一步地，所述步骤（5）中，所检测的养分比例标准根据厂家生产所需的实际要求确定，检测方法通常为取样化验。

本发明的关键点在于，在有机肥生产的前处理过程中，利用微生物发酵产生的高温来蒸发畜禽粪尿中的水分，从而降低畜禽粪尿中的水分含量，由此代替现有技术中由有机肥生产厂家使用干湿分离机这类设备进行畜禽粪尿脱水的工作，同时，将处理的位置由生产厂家处转移至养殖场处，不仅使生产厂家在运输时能够直接获得较干的原料以便于后续生产直接应用，而且有效地解决了养殖场的畜禽粪尿排放污染环境的问题，达到将大部分水分蒸发、完全利用剩余干料的零污染效果。

基于上述用于有机肥生产前处理过程的快速降低畜禽粪尿中水分含量的方法，本发明还提供了实现该方法的系统，包括建立于养殖场当地或有机肥生产厂内的用于畜禽粪尿发酵的发酵槽，将畜禽粪尿由粪坑转入发酵槽的输送装置，以及在发酵槽内进行混拌的混拌装置，其中，发酵槽下方还设有相互连通的滤槽和水分调节池，该滤槽通过发酵槽底部设置的滤板滤缝与发酵槽连通，所述发酵槽上还设有与水分调节池连通的喷洒装置。

作为优选，所述输送装置为输送机或泵；所述混拌装置为装载机或翻耙机；所述喷洒装置为泵。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明巧妙地将微生物发酵技术引入有机肥生产的前处理过程中，利用发酵产生的高温蒸发水分，快速降低了畜禽粪尿的含水量，不仅便于运输，而且使原料能够在后续生产中直接被使用，极大地节约了有机肥生产的时间成本和设备成本，对提高生产效率、增加经济效益具有里程碑式的积极意义，具有突出的实质性特点和显著的进步，并且本发明构思巧妙，使用的设备结构简单，成本低廉，操作灵活，具有广泛的市场应用前景，适合推广应用。

（2）本发明还有效地解决了畜禽粪尿中液体的排放问题，通过该方法，可实现畜禽粪尿的零排放，其中，多余的液体被蒸发，剩余的干料都被应用在有机肥生产中，不再产生其他排放污染，对于环境的保护具有杰出的贡献。

（3）本发明中实现该方法的系统仅需对养殖场进行简单改进便可实现，如建立一发酵槽并配置相应装置即可，应用成本低廉，有效可靠。

附图说明

图1为本发明中系统的结构框图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-处理平台，2-行车通道，3-滤板滤缝，4-滤槽，5-水分调节池。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

该用于有机肥生产前处理过程的快速降低畜禽粪尿中水分含量的方法，包括如下步骤：

（1）在养殖场当地建立一处理平台；该处理平台优选为发酵槽，其主要作用为发酵，从而利用发酵升温将水分蒸发，在具体设置中可以低于地面设置（在地上挖坑），也可高于地面设置（在地上砌一池体），并不影响使用效果，而且在一定程度上能够实现畜禽粪尿的现排放现处理，大大节约运输成本；

（2）准备发酵垫料，其原料包括锯末、稻壳、秸秆、菌渣或干湿分离后的干牛粪中的至少一种，并将该发酵垫料铺设于该处理平台内；

（3）预混处理，按发酵垫料体积0.05~0.15倍的量向发酵垫料首次加入畜禽粪尿进行预混，再加入适量发酵菌种后混合均匀形成料堆，其中畜禽粪尿的首次加入量优选为发酵垫料体积的0.1倍；预混后需要一段时间让发酵菌种繁殖发挥作用；

（4）待料堆温度升至50℃以上后，按料堆体积0.1~0.3倍的量加入畜禽粪尿，并混合均匀，通过发酵升温将畜禽粪尿中的水分蒸发、养分沉积，并根据实际情况重复进行该步骤；为了更好地实现水分快速蒸发，在认为需要重复时进行含水量检测，最好是在料堆含水量降至50%以下时进行重复，并在新加入畜禽粪尿后使料堆的含水量不超过60%；通常来讲，重复的频率可以是含水量降到50%以下即进行，优选为每天一次；

（5）定时检测料堆的养分比例是否符合有机肥生产要求，其检测的养分比例标准根据厂家生产所需的实际要求确定（即有机肥生产厂家由于生产有机肥的种类不同，对原料的养分含量需求有所不同），检测方法通常为取样化验；若检测结果未达到要求，则重复执行步骤（4）至经检测符合要求时，若检测结果达到要求，则可根据实际情况自行选择，即进行如下选择：

（5a）将料堆输送至有机肥生产厂家进行后续处理如深度发酵等，并重新进行步骤（2）~（5），即在发酵槽内重新按本发明方法处理含水量高的畜禽粪尿，以此循环；

（5b）继续重复执行步骤（4）直至处理平台的处理上限，并可在该过程中随时进行步骤（5a），例如当料堆量仅为发酵槽容积50%时检测结果便符合有机肥生产要求，则可根据实际情况决定在料堆量更多时再将料堆运走。

本发明的关键点在于，在有机肥生产的前处理过程中，利用微生物发酵产生的高温来蒸发畜禽粪尿中的水分，从而降低畜禽粪尿中的水分含量，由此代替现有技术中由有机肥生产厂家使用干湿分离机这类设备进行畜禽粪尿脱水的工作，同时，将处理的位置由生产厂家处转移至养殖场处，不仅使生产厂家在运输时能够直接获得较干的原料以便于后续生产直接应用，而且有效地解决了养殖场的畜禽粪尿排放污染环境的问题，达到将大部分水分蒸发、完全利用剩余干料的零污染效果。

基于上述用于有机肥生产前处理过程的快速降低畜禽粪尿中水分含量的方法，本发明还提供了实现该方法的系统，包括建立于养殖场当地的用于畜禽粪尿发酵的发酵槽，将畜禽粪尿由粪坑转入发酵槽的输送装置，以及在发酵槽内进行混拌的混拌装置，其中，发酵槽下方还设有相互连通的滤槽4和水分调节池5，该滤槽通过发酵槽底部设置的滤板滤缝3与发酵槽连通，所述发酵槽上还设有与水分调节池连通的喷洒装置。

其中，设置滤槽和滤板滤缝的主要目的在于为料堆通风，促进料堆发酵，同时由于液体会从这些孔洞渗漏，因此需水分调节池收集渗漏的液体重新喷洒进行蒸发，实现真正的粪尿零排放。

具体设置时，处理平台1是在养殖场的粪坑附近建设一个发酵槽，大小根据养殖场排放量来确定，按一般标准，宽度为2米至8米，深度在1~2米之间，长度根据所需发酵垫料数量确定；若建4米以内宽度的槽则在一侧面建设行车通道2，端部建引导斜坡，若建6米以上宽度的槽，则两侧各建一行车通道及相应地引导斜坡。该行车通道能够让装载畜禽粪尿的斗车或装载车通过进而倾倒畜禽粪尿，也能够在运输料堆时供运输车辆停放。

输送装置可以是泵，将粪坑内的畜禽粪尿抽入发酵槽；也可以为输送机，通过其上安设的容器将畜禽粪尿送入发酵槽；还可以斗车或这类装载车，将粪坑内畜禽粪尿运输倒入发酵槽内。在新加入畜禽粪尿时，其内的液体有部分很容易渗漏到发酵槽底部，此时这部分液体通过通风用的滤板滤缝漏至滤槽内，并进入水分调节池聚集。滤槽上活动盖板与发酵槽底在一个平面上，盖板间的接缝即是液体渗滤缝，可定期掀开盖板清理滤槽内沉淀物。

混拌装置可以是装载机，通过操作将料混匀；也可以是翻耙机，移动式或固定式均可，移动式则由操作人员操控进行，固定式可由设置的轨道自动翻耙。

喷洒装置通常是泵作为动力部分，进管放入水分调节池中，出管对准料堆，在出管上可设置操控机构连接控制喷洒的位置，作用是将一些渗漏的液体回收后重新喷洒在料堆上，进行发酵蒸发。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一致的，也应当在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于有机肥生产前处理过程的快速降低畜禽粪尿中水分含量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）建立一处理平台；

（2）在该处理平台内铺设发酵垫料；

（3）向发酵垫料加入畜禽粪尿，首次加入量为发酵垫料体积的0.05~0.15倍，再加入适量发酵菌种后混合均匀形成料堆；

（4）待料堆温度升至50℃以上后，按料堆体积0.1~0.3倍的量加入畜禽粪尿，并混合均匀，通过发酵升温将畜禽粪尿中的水分蒸发、养分沉积，并重复进行该步骤；

（5）定时检测料堆的养分比例是否符合有机肥生产要求，若否，则重复执行步骤（4）至经检测符合要求时，若是，则进行如下选择：

（5a）将料堆输送至有机肥生产厂家进行后续处理，并重新进行步骤（2）~（5）；

（5b）继续重复执行步骤（4）直至处理平台的处理上限，并可在该过程中随时进行步骤（5a）。

2.根据权利要求1所述的用于有机肥生产前处理过程的快速降低畜禽粪尿中水分含量的方法，其特征在于，所述处理平台建立在养殖场当地或有机肥生产厂内。

3.根据权利要求1所述的用于有机肥生产前处理过程的快速降低畜禽粪尿中水分含量的方法，其特征在于，所述处理平台为发酵槽。

4.根据权利要求1所述的用于有机肥生产前处理过程的快速降低畜禽粪尿中水分含量的方法，其特征在于，所述发酵垫料包括锯末、稻壳、秸秆、菌渣或干湿分离后的干牛粪中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的用于有机肥生产前处理过程的快速降低畜禽粪尿中水分含量的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，畜禽粪尿的首次加入量为发酵垫料体积的0.1倍。

6.根据权利要求1所述的用于有机肥生产前处理过程的快速降低畜禽粪尿中水分含量的方法，其特征在于，所述步骤（4）中重复进行该步骤时进行含水量检测，当料堆含水量降至50%以下时进行重复，并在新加入畜禽粪尿后使料堆的含水量不超过60%。

7.实现如权利要求1~6任一项所述的用于有机肥生产前处理过程的快速降低畜禽粪尿中水分含量的方法的系统，其特征在于，包括建立于养殖场当地或有机肥生产厂内的用于畜禽粪尿发酵的发酵槽，将畜禽粪尿由粪坑转入发酵槽的输送装置，以及在发酵槽内进行混拌的混拌装置，其中，发酵槽下方还设有相互连通的滤槽和水分调节池，该滤槽通过发酵槽底部设置的滤板滤缝与发酵槽连通，所述发酵槽上还设有与水分调节池连通的喷洒装置。