CN105884409A - 一种基于禽畜粪便无害化处理的生态循环系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于禽畜粪便无害化处理的生态循环系统，解决禽畜粪便数量大、处理难度大的问题。本工艺包括以下步骤：步骤1、禽畜粪便收集；步骤2、禽畜粪便固液分离；步骤3、固形物高温炭化形成炭化固形物；步骤4、炭化固形物投放到储液筒中，静置吸附液态物中的氨氮；步骤5、炭化固形物吸附氨氮后粉碎造粒，形成颗粒肥料；步骤6、颗粒肥料干燥、筛分，形成炭基肥成品；步骤7、炭基肥成品还田种植农作物；步骤8、农作物秸秆作为饲料或者炭化、干燥的燃料。本发明基于禽畜粪便制肥，营造循环的生态系统，减少了排放，降低了水、燃料等资源的用量。

Description

一种基于禽畜粪便无害化处理的生态循环系统
技术领域
本发明涉及一种废弃物处理装置，特别涉及一种基于禽畜粪便无害化处理的生态循环系统。
背景技术
我国是禽畜养殖大国，养殖规模居世界前列，尤其受人们饮食习惯的影响，我国猪的养殖规模巨大，养殖过程中产生大量的禽畜粪便，处理难度大，对环境存在负面影响。以猪舍养殖为例，猪对饲养环境有一定的要求，尤其是在规模化的集中养殖条件下，猪舍环境需要定期打理，避免养殖的猪生病甚至死亡。在养殖过程中，猪舍内会产生大量的猪粪，导致猪舍环境变差，因此需要定期对猪舍排泄物进行冲洗清理。猪舍排泄物大致可以分为两部分，固形物主要为猪粪，液态物主要为猪尿、冲洗用水，且液态物中有着丰富的氨氮，是作物生长良好的肥料。传统的猪舍排泄物处理方式通常是直接还田，这样直接排放的的处理方式对有机肥的利用效率低，而且对环境影响大。现在也有利用沼气发酵处理猪舍排泄物的方法，中国专利局2015年2月18日公开的CN104355500A号专利申请文件，名称为一种猪场废水处理及循环回用方法，建设沼气池进行沼气发酵，沼液沉淀后的淤泥干燥后制肥，沼液本身经过微生物处理后冲洗猪舍，进行循环利用，但是猪舍排泄量大，且持续产生，单独沼气池的处理能力难以满足猪舍排泄物的处理需求。
发明内容
本发明的目的在于解决养殖场地禽畜粪便数量大、处理难度大的问题，提供一种基于禽畜粪便无害化处理的生态循环系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于禽畜粪便无害化处理的生态循环系统，包括以下步骤：
步骤1、养殖场地冲洗、禽畜粪便收集；
步骤2、禽畜粪便固液分离，液态物输送到储液筒、固形物输送到炭化炉；
步骤3、炭化炉进行固形物高温炭化，最终形成炭化固形物；
步骤4、炭化固形物投放到储液筒中，静置吸附液态物中的氨氮；
步骤5、储液筒的炭化固形物吸附氨氮后、进入粉碎机粉碎、然后在送入造粒机造粒，形成颗粒肥料；
步骤6、颗粒肥料进入干燥机进行干燥，干燥后根据颗粒大小进行筛分，形成炭基肥成品；
步骤7、炭基肥成品还田种植农作物；
步骤8、农作物成熟后，农作物秸秆作为禽畜饲养的饲料补充，或者农作物秸秆用于步骤3中高温炭化以及步骤6中干燥机干燥的燃料补充。
不计算冲洗水的状态下，禽畜粪便含水率一般在75%-85%，以85%的含水率计算，禽畜粪便在干燥炭化、吸附制肥处理后的炭基肥产物约占禽畜粪便质量的5%。养殖场地冲洗出来的禽畜粪便为固液混合状态，固形物主要为粪、液态物主要为尿液、冲洗水，且液态物中富含大量的氨氮等肥料，是优质的农家肥。本装置将禽畜粪便进行固液分离，分离后的固形物炭化处理后形成炭化固形物，放入分离后的液态物中，吸附液态物中的氨氮。经过炭化固形物吸附处理后的液态物可以作为养殖场地的冲洗水反复循环使用。炭化固形物在吸附液态物中的氨氮等，造粒形成炭基肥，作为优质的炭基农家肥，炭基肥不仅起到一定的缓释作用，提高肥料利用率，减少肥料被雨水冲走带来的环境污染，而且能对土壤进行修复，改善水土流失的情况。进一步地，养殖场地设置在农田边，禽畜粪便的固形物对液态物吸附处理后，造粒形成炭基肥，用于为农作物提供肥料，农作物秸秆作为饲料以及干燥炭化的燃料，形成一个小型的生态循环，实现部分燃料、饲料的循环自给，减少消耗、减少排放。
作为优选，步骤3中，炭化炉设置多个，各炭化炉之间通过余热管两两连通，各炭化炉依次启动，前一个炭化炉炭化时，后一个炭化炉预装料，前一个炭化炉炭化余热通过余热管对后一个炭化炉的预装料进行预干燥。设置多个炭化炉、依次启动，前一个炭化炉炭化时、后一个炭化炉开始装料。利用固形物炭化过程中的余热以及炭化过程中本身产生的热量，可以对后一个炭化炉进行预干燥。
作为优选，炭化炉设为三个，炭化过程分为预装料、高温炭化、随炉冷却三个阶段，三个炭化炉依次启动并分别处于不同的炭化阶段。在高温炭化完成后的炭化固形物温度高，如果直接出料在外面冷却，炭容易被氧化，如果直接放入储液筒中，高温的炭化固形物会瞬间加热储液筒中液体，产生大量蒸汽，造成环境污染，因此高温炭化后的固形物随炉冷却。
作为优选，所述余热管还与干燥机连通，利用炭化余热作为干燥机的热风补充。
作为优选，所述储液筒设置多个并与炭化炉数量一一对应。
作为优选，输送液态物到储液筒时，选择将液态物输送到处于随炉冷却阶段炭化炉对应的储液筒，在储液筒装满时，将随炉冷却后的炭化固形物送入对应储液筒静置吸附。
作为优选，步骤2中，液态物首先输送到沼气池，经过沼气池发酵后的液态物为沼液，沼液输送到储液筒中。经过沼气池的发酵后，液态物中的氨氮含量降低，且经过发酵后，液态物形成沼液后被炭化固形物吸附处理的效果更好，在炭化固形物产量不足以完全处理直接液态物的情况下，降低了炭化固形物对液态物的吸附处理的压力。
作为优选，沼气池产生的沼气用于养殖场地供暖或者沼气发电。
作为优选，沼气池的沼泥作为步骤5中造粒的粘结剂使用。既利用沼泥的粘结作用，又能利用到沼泥中的肥力成分。
作为优选，步骤4中的储液筒液态物经吸附后循环用于冲洗养殖场地。
作为优选，步骤3中的炭化炉、步骤6中的干燥机均对应设置有独立的燃烧炉。
作为优选，步骤5中，造粒时添加无机肥，提高炭基肥的肥力。
本发明对禽畜粪便固液分离，对固形物进行炭化、炭化固形物对液态物进行吸附，制成炭基肥还田，营造了循环的生态系统，减少了排放，减少燃料和水的用量，节约资源。
附图说明
图1是本发明一种俯视结构示意图。
图2是本发明的工艺流程示意图。
图中：1.固液分离器，2.炭化炉，3.储液筒，4.余热管，5.燃烧炉，6.粉碎机，7.圆盘造粒机，8.滚筒式干燥机，9.内筒，10.外筒，11.振动筛，12.布袋除尘器，13.引风机，14.喷淋塔。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明。
实施例：一种猪舍排泄物的处理装置，如图1所示。本装置的首端为固液分离器1，猪舍冲洗出的排泄物收集后，通过固液分离器分离成固形物和液态物。固液分离器1的液态物出口连接储液筒3；固液分离器的固形物出口连接炭化炉2，炭化炉的一侧设有提供热量的燃烧炉5，炭化炉出料口连接储液筒3。炭化炉2设置有三个，三个炭化炉分别对应设置燃烧炉5，各炭化炉两两之间通过余热管4连接。储液筒与炭化炉一一对应设置三个。
炭化炉内的固形物经过炭化后输送到储液筒吸附液态物中的氨氮等肥料。储液筒的液态物出口排出经过吸附后的水，用于猪舍的冲洗。储液筒的固形物出口连接圆盘造粒机7，输出吸附后的炭化固形物，圆盘造粒机7连接滚筒式干燥机8，所述炭化炉的余热管与滚筒式干燥机连接。
所述滚筒式干燥机为双层滚筒，包括嵌套的内筒9和外筒10，内筒和外筒同步转动。内筒末端与外筒末端连通，内筒从首端向末端输送物料，外筒从高末端向首端输送物料，在外筒首端的一侧设有出料口，出料口连接振动筛11筛分出料。内筒的首端还设有燃烧炉5，燃烧炉提供干燥机的热风，内筒末端通过排气管连接布袋除尘器12，布袋除尘器的后侧设有引风机13提供排风动力，引风机的后侧连接喷淋塔14。
利用上述装置的基于猪舍排泄物无害化处理的生态循环系统如图2所示，包括以下步骤：
步骤1、猪舍冲洗、排泄物收集；
步骤2、排泄物固液分离，液态物输送到沼气池、沼气池将沼液储液筒、固形物输送到炭化炉；沼气可以用于猪舍供暖或者沼气发电；沼气池的沼泥作为步骤5中造粒的粘结剂使用，既利用沼泥的粘结作用，又能利用到沼泥中的肥力成分；
步骤3、炭化炉进行固形物高温炭化，最终形成炭化固形物；
步骤4、炭化固形物投放到储液筒中，静置吸附液态物中的氨氮；
步骤5、储液筒的炭化固形物吸附氨氮后、进入粉碎机粉碎、然后在送入造粒机造粒，形成颗粒肥料；储液筒液态物经吸附后循环用于冲洗猪舍；
步骤6、颗粒肥料进入干燥机进行干燥，干燥后根据颗粒大小进行筛分，形成炭基肥成品；
步骤7、炭基肥成品还田种植农作物；
步骤8、农作物成熟后，农作物秸秆作为猪舍饲养的饲料补充，或者农作物秸秆用于步骤3中高温炭化以及步骤6中干燥机干燥的燃料补充。
其中，步骤3中，炭化分预装料、高温炭化、随炉冷却三个阶段，炭化炉设置三个，三个炭化炉依次启动，并分别处于不同的炭化阶段。
处于高温炭化阶段的炭化炉的余热，通过余热管对预装料阶段的炭化炉中的固形物进行预干燥。
处于高温炭化阶段的炭化炉的余热，通过余热管作为步骤6滚筒式干燥机干燥热风的补充。
不计算冲洗水的状态下，猪粪的含水率一般在75%-85%左右，以85%的含水率计算，猪粪在干燥炭化、吸附制肥处理后的炭基肥产物在猪粪质量的5%左右。即20吨猪粪在干燥制肥能获得1吨左右的炭基肥。
相应的，储液筒设置三个，与三个炭化炉对应。输送液态物到储液筒时，选择将液态物输送到处于随炉冷却阶段炭化炉对应的储液筒，在储液筒装满时，将随炉冷却后的炭化固形物送入对应储液筒静置吸附。

Claims (10)

1.一种基于禽畜粪便无害化处理的生态循环系统，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、养殖场地冲洗、禽畜粪便收集；
步骤2、禽畜粪便固液分离，液态物输送到储液筒、固形物输送到炭化炉；
步骤3、炭化炉进行固形物高温炭化，最终形成炭化固形物；
步骤4、炭化固形物投放到储液筒中，静置吸附液态物中的氨氮；
步骤5、储液筒的炭化固形物吸附氨氮后、进入粉碎机粉碎、然后在送入造粒机造粒，形成颗粒肥料；
步骤6、颗粒肥料进入干燥机进行干燥，干燥后根据颗粒大小进行筛分，形成炭基肥成品；
步骤7、炭基肥成品还田种植农作物；
步骤8、农作物成熟后，农作物秸秆作为禽畜饲养的饲料补充，或者农作物秸秆用于步骤3中高温炭化以及步骤6中干燥机干燥的燃料补充。
2.根据权利要求1所述的一种基于禽畜粪便无害化处理的生态循环系统，其特征在于：步骤3中，炭化炉设置多个，各炭化炉之间通过余热管两两连通，各炭化炉依次启动，前一个炭化炉炭化时，后一个炭化炉预装料，前一个炭化炉炭化余热通过余热管对后一个炭化炉的预装料进行预干燥。
3.根据权利要求2所述的一种基于禽畜粪便无害化处理的生态循环系统，其特征在于：炭化炉设为三个，炭化过程分为预装料、高温炭化、随炉冷却三个阶段，三个炭化炉依次启动并分别处于不同的炭化阶段。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于禽畜粪便无害化处理的生态循环系统，其特征在于：所述余热管还与干燥机连通，利用炭化余热作为干燥机的热风补充。
5.根据权利要求2或3所述的一种基于禽畜粪便无害化处理的生态循环系统，其特征在于：所述储液筒设置多个并与炭化炉数量一一对应。
6.根据权利要求5所述的一种基于禽畜粪便无害化处理的生态循环系统，其特征在于：输送液态物到储液筒时，选择将液态物输送到处于随炉冷却阶段炭化炉对应的储液筒，在储液筒装满时，将随炉冷却后的炭化固形物送入对应储液筒静置吸附。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种基于禽畜粪便无害化处理的生态循环系统，其特征在于：步骤2中，液态物首先输送到沼气池，经过沼气池发酵后的液态物为沼液，沼液输送到储液筒中。
8.根据权利要求7所述的一种基于禽畜粪便无害化处理的生态循环系统，其特征在于：沼气池产生的沼气用于养殖场地供暖或者沼气发电。
9.根据权利要求7所述的一种基于禽畜粪便无害化处理的生态循环系统，其特征在于：沼气池的沼泥作为步骤5中造粒的粘结剂使用。
10.根据权利要求1或2或3所述的一种基于禽畜粪便无害化处理的生态循环系统，其特征在于：步骤4中的储液筒液态物经吸附后循环用于冲洗养殖场地。
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