CN110052475B - 基于生物质秸秆的禽畜病死无害化处理装置及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及禽畜无害化处理设备技术领域，特别涉及一种基于生物质秸秆的禽畜病死无害化处理装置，包括第一供料单元、第二供料单元、高温化制单元、废气处理单元以及废料处理单元，所述的第一供料单元和第二供料单元分别用于向高温化制单元中输送破碎后的禽畜尸体以及秸秆和高温发酵菌，秸秆在高温化制单元中进行发酵产生高温对禽畜尸体进行病原菌灭活，废气处理单元和废料处理单元分别用于对反应过程中产生的废气和废料进行处理；还公开了处理方法。通过在炉体内进行三段式反应，可以充分的将秸秆中的木质素进行分解，也能充分的对禽畜尸体进行灭活杀菌处理，利用秸秆发酵产生的热量对能源的消耗非常少，大大节约能耗，反应后的废料还能作为农业化肥来再次使用。

Description

基于生物质秸秆的禽畜病死无害化处理装置及处理方法
技术领域
本发明涉及禽畜无害化处理设备技术领域，特别涉及一种基于生物质秸秆的禽畜病死无害化处理装置及处理方法。
背景技术
我国自90年代以来，江苏、山东等地有生产病死淘汰畜禽的装备，这些装备的技术路线都是采用物理高温、高压方法对病死淘汰的畜禽进行碳化处理，这种处理技术存在诸多不足：其一，这种设备的动力部分需要大功率电力的支持(一般情况下一吨病死猪用电量6700千瓦/小时，约502.62元)，对基层养殖户而言成本较高，也不利于能源的合理节约使用(国家政策是补助80元)；其二，这种高温(焚烧)的技术路线，没有关注到我国农村最大一部分生物质材料秸秆在资源化利用技术中的作用，虽然处理了病死畜禽，但是没有充分利用生物高分子碳基热能反应技术，发挥秸秆的生物质热能效率；其三，采用物理方法处理病死畜禽的最终产品都在高温状态下形成了无机物质，其中对农业生产土壤需要的氮磷钾等养分以及有益的微生物有机物质都被碳化，这些最终产品对农业生产土壤肥料利用率极低，没有让这部分有用的生物质加入农业生产循环，无形中造成了巨大的浪费；其四，上述高温设备的物理加温过程是一次性，不可以随时停止，而养殖场死淘畜禽是随时可能发生的，为此许多基层养殖场需要配备冰箱，以便贮存病死畜禽，也给养殖场增加了成本的负担；其五，在设备的智能化方面，由于传感器的应用技术还没有被广泛采用，处理过程的病原菌、微生物、含氮量等参数不能够随时进行监测，仅仅是按照单一的时间、温度设定，一烧了之，不能够达到智能化节约能源、控制过程的目的。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种基于生物质秸秆的禽畜病死无害化处理装置，能耗低且废料还能作为肥料来使用。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种基于生物质秸秆的禽畜病死无害化处理装置，包括第一供料单元、第二供料单元、高温化制单元、废气处理单元以及废料处理单元，所述的第一供料单元用于向高温化制单元中输送破碎后的禽畜尸体，第二供料单元用于向高温化制单元中添加秸秆和高温发酵菌，秸秆在高温化制单元中进行发酵产生高温对禽畜尸体进行病原菌灭活，废气处理单元和废料处理单元分别用于对反应过程中产生的废气和废料进行处理。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：通过设置两个供料单元，将破碎后的禽畜尸体、秸秆以及高温发酵菌一起送到高温化制单元中进行反应，利用秸秆生物发酵产生的热量对禽畜尸体进行灭活杀菌，无需额外的电力消耗，同时，物料经过无害化处理后可以作为肥料再次投入到农业生产中，再次发挥作用。
本发明的另一个目的在于提供一种基于生物质秸秆的禽畜病死无害化处理方法，能耗低且废料还能作为肥料来使用。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种基于生物质秸秆的禽畜病死无害化处理方法，包括如下步骤：(A)将破碎后禽畜尸体、秸秆以及高温发酵菌输送至炉体的第一炉腔中；(B)物料在炉体的第一炉腔中以70～80℃的温度反应1-2天后输送至炉体的第二炉腔中；(C)物料在炉体的第二炉腔中以90～110℃的温度反应2-3天后输送至炉体的第三炉腔中；(D)物料在炉体的第三炉腔中以120～140℃的温度反应2-4天后从出料口排出；所述的步骤B、C、D中，炉体内的热量由秸秆高温发酵产生。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：通过在炉体内进行三段式反应，每段反应的温度和时间均有所不同，可以充分的将秸秆中的木质素进行分解，也能充分的对禽畜尸体进行灭活杀菌处理，并且反应过程中是利用秸秆发酵产生的热量，对能源的消耗非常少，同时，反应后的废料还能作为农业化肥来再次使用。
附图说明
图1是本发明的原理框图；
图2是高温化制单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1至图2，对本发明做进一步详细叙述。
参阅图1、图2，一种基于生物质秸秆的禽畜病死无害化处理装置，包括第一供料单元10、第二供料单元20、高温化制单元30、废气处理单元40以及废料处理单元50，所述的第一供料单元10用于向高温化制单元30中输送破碎后的禽畜尸体，第二供料单元20用于向高温化制单元30中添加秸秆和高温发酵菌，秸秆在高温化制单元30中进行发酵产生高温对禽畜尸体进行病原菌灭活，废气处理单元40和废料处理单元50分别用于对反应过程中产生的废气和废料进行处理。通过设置两个供料单元，将破碎后的禽畜尸体、秸秆以及高温发酵菌一起送到高温化制单元30中进行反应，利用秸秆生物发酵产生的热量对禽畜尸体进行灭活杀菌，无需额外的电力消耗，同时，物料经过无害化处理后可以作为肥料再次投入到农业生产中，再次发挥作用。
高温化制单元30的结构有很多，只要能提供能够供物料反应的空间即可。本实施例中优选地，所述的高温化制单元30包括炉体31，炉体31整体呈圆柱状且其轴芯位于水平面内；炉体31上设置有进料口311、出料口312以及排气口313，进料口311设置在炉体31其中一侧上方，第一供料单元10和第二供料单元20的出料口312与进料口311相连，出料口312设置在炉体31另一侧下方且出料口312与废料处理单元50相连，排气口313与废气处理单元40相连。设置进料口311和出料口312，可以方便的进行物料的添加和排出，排气口313主要用于对反应过程中产生的气体进行收集然后送入废气处理单元40中进行处理，避免对环境造成污染。炉体31水平布置，可以方便的物料的输送。采用炉体31作为反应区域，非常的方便和可靠。
进一步地，所述的炉体31内设置有螺旋刀具32，炉体31外侧设置有电机33和控制电路60，控制电路60输出控制信号驱动电机33启停，电机33的输出轴与螺旋刀具32的转轴同轴连接，螺旋刀具32转动时带动炉体31内的物料自进料口311一侧向出料口312一侧输送。通过设置螺旋刀具32，可以方便的进行炉体31内物料的输送，螺旋刀具32由电机33驱动，电机33则由控制电路60进行控制。在横卧式的炉体31内设置螺旋刀具32进行物料的输送，非常的方便和便捷。
作为本发明的优选方案，所述的炉体31的壳体自外向内由防腐涂漆层314、保温层315、坚固层316以及防腐层317构成，由于炉体31内的反应会有一定的温度，设置保温层315以后，一方面避免炉体31温度高对操作人员造成烫伤，另一方面可以对炉体31内的环境进行保温，避免热量外泄造成反应温度不足，保温层315可以由岩棉材料制成。坚固层316作为炉体31的整体支撑，一般采用铸铁材料制成，其是构成炉体31的主要部分。防腐涂漆层314和防腐层317都是用于防腐、防锈，延长炉体31的使用寿命，防腐层317直接与炉体31内的物料接触，为了避免腐蚀，建议采用不锈钢材料制成，防腐效果非常好。多层结构的炉体31，即坚固，又能保温，同时还能防腐防锈，可以长时间可靠的使用。
进一步地，炉体31内壁上设置有温度传感器34和加热管35，温度传感器34用于监测炉体31内的温度并输出至控制电路60，控制电路60根据接收到的温度信息控制电机33的启停和转速以及加热管35的启停。设置温度传感器34，可以对反应过程中的温度进行监控，并根据监控结果来控制电机33和加热管35，在有需要的时候进行物料输送，或者温度不足时进行加热以提高反应温度。实际使用时，温度传感器34可以设置很多个，沿炉体31的内壁均匀间隔布置，这样可以监控、采集更多区域的温度，为后续的处理提供更为准确的参考。另外，设置加热管以后，可以实现一机多用：在平时可以用秸秆发酵来处理非传染病引起的死淘畜禽，减少能源的投入；在畜禽发生疾病时期，可以利用电辅助高温处理方式，实现高温灭菌的目的，确保死淘畜禽无害化处理工作的“达标”完成。
更优选地，所述炉体31沿进料口311朝向出料口312方向依次设置有第一炉腔、第二炉腔和第三炉腔，螺旋刀具32包括分别设置在第一炉腔、第二炉腔和第三炉腔中的第一螺旋刀具、第二螺旋刀具和第三螺旋刀具，第一螺旋刀具用于将第一炉腔中的物料输送至第二炉腔中，第二螺旋刀具用于将第二炉腔中的物料输送至第三炉腔中，第三螺旋刀具用于将第三炉腔中的物料从出料口312排出。设置三个炉腔，相当于有三个反应区域，让物料在每个反应区域里以不同的温度反应不同的时长，可以让禽畜尸体充分被杀菌灭活、秸秆中的木质素被充分分解，保证最后送出料口312排出的物料形成生物有机肥料，能够再次被投入使用。
作为本发明的优选方案，所述的第一供料单元10包括冷库11、破碎机12以及第一输送带13，冷库11用于存储病死的禽畜，设置冷库11以后，在禽畜尸体较多时，可以集中化冷冻存储，降低存储成本。破碎机12用于将禽畜尸体进行破碎，将禽畜尸体破碎后，在炉体31内才能充分的进行反应，第一输送带13用于将破碎后的禽畜尸体传送至炉体31的进料口311中。所述的第二供料单元20包括秸秆存储仓21、第二输送带22以及料斗23，秸秆存储仓21用于存储秸秆，第二输送带22用于将秸秆从秸秆存储仓21传送至炉体31的进料口311中，料斗23设置在第二输送带22的上方用于向秸秆中添加高温发酵菌。设置冷库11和秸秆存储仓21，可以方便的对禽畜尸体和秸秆进行保存，设置第一输送带13和第二输送带22可以实现自动化添料，无需人工手动添料，使用起来更为方便。
进一步地，所述的废料处理单元50包括储料仓51、粉碎机52以及包装机53，从炉体31的出料口312排出的废料输送至储料仓51中暂存，储料仓51中的物料经过粉碎机52粉碎后输送至包装机53中进行打包再利用。设置粉碎机52，可以将反应后的固体物料处理成粉末状，便于后续的打包和运输；包装机53可以对粉末状的废料进行打包，便于运输。
本发明还公开了一种基于生物质秸秆的禽畜病死无害化处理方法，包括如下步骤：(A)将破碎后禽畜尸体、秸秆以及高温发酵菌输送至炉体31的第一炉腔中；(B)物料在炉体31的第一炉腔中以70～80℃的温度反应1-2天后输送至炉体31的第二炉腔中；(C)物料在炉体31的第二炉腔中以90～110℃的温度反应2-3天后输送至炉体31的第三炉腔中；(D)物料在炉体31的第三炉腔中以120～140℃的温度反应2-4天后从出料口312排出；所述的步骤B、C、D中，炉体31内的热量由秸秆高温发酵产生。通过在炉体31内进行三段式反应，每段反应的温度和时间均有所不同，可以充分的将秸秆中的木质素进行分解，也能充分的对禽畜尸体进行灭活杀菌处理，并且反应过程中是利用秸秆发酵产生的热量，对能源的消耗非常少，同时，反应后的废料还能作为农业化肥来再次使用。
优选地，所述的炉体31内壁上设置有温度传感器34和加热管35，温度传感器34用于监测炉体31内的温度并输出至控制电路60，步骤B、C、D中，若炉腔反应温度不足时控制电路60驱动加热管35启动，若炉腔反应温度满足时控制电路60驱动加热管35停止加热。通过设置加热管35，可以在秸秆产生的热量不足时进行能量补充，另一方面可以在禽畜尸体较多时，进行能量补充，保证充分反应。

Claims (3)

1.一种基于生物质秸秆的禽畜病死无害化处理方法，其特征在于：包括第一供料单元（10）、第二供料单元（20）、高温化制单元（30）、废气处理单元（40）以及废料处理单元（50），所述的第一供料单元（10）用于向高温化制单元（30）中输送破碎后的禽畜尸体，第二供料单元（20）用于向高温化制单元（30）中添加秸秆和高温发酵菌，秸秆在高温化制单元（30）中进行发酵产生高温对禽畜尸体进行病原菌灭活，废气处理单元（40）和废料处理单元（50）分别用于对反应过程中产生的废气和废料进行处理；
所述的高温化制单元（30）包括炉体（31），炉体（31）整体呈圆柱状且其轴芯位于水平面内；炉体（31）上设置有进料口（311）、出料口（312）以及排气口（313），进料口（311）设置在炉体（31）其中一侧上方，第一供料单元（10）和第二供料单元（20）的出料口与炉体（31）进料口（311）相连，出料口（312）设置在炉体（31）另一侧下方且出料口（312）与废料处理单元（50）相连，排气口（313）与废气处理单元（40）相连；
所述的炉体（31）内设置有螺旋刀具（32），炉体（31）外侧设置有电机（33）和控制电路（60），控制电路（60）输出控制信号驱动电机（33）启停，电机（33）的输出轴与螺旋刀具（32）的转轴同轴连接，螺旋刀具（32）转动时带动炉体（31）内的物料自进料口（311）一侧向出料口（312）一侧输送；
所述炉体（31）沿进料口（311）朝向出料口（312）方向依次设置有第一炉腔、第二炉腔和第三炉腔，螺旋刀具（32）包括分别设置在第一炉腔、第二炉腔和第三炉腔中的第一螺旋刀具、第二螺旋刀具和第三螺旋刀具，第一螺旋刀具用于将第一炉腔中的物料输送至第二炉腔中，第二螺旋刀具用于将第二炉腔中的物料输送至第三炉腔中，第三螺旋刀具用于将第三炉腔中的物料从出料口（312）排出；
包括如下步骤：
（A）将破碎后禽畜尸体、秸秆以及高温发酵菌输送至炉体（31）的第一炉腔中；
（B）物料在炉体（31）的第一炉腔中以70~80℃的温度反应1-2天后输送至炉体（31）的第二炉腔中；
（C）物料在炉体（31）的第二炉腔中以90~110℃的温度反应2-3天后输送至炉体（31）的第三炉腔中；
（D）物料在炉体（31）的第三炉腔中以120~140℃的温度反应2-4天后从出料口（312）排出；
所述的步骤B、C、D中，炉体（31）内的热量由秸秆高温发酵产生；
所述的炉体（31）内壁上设置有温度传感器（34）和加热管（35），温度传感器（34）用于监测炉体（31）内的温度并输出至控制电路（60），步骤B、C、D中，若炉腔反应温度不足时控制电路（60）驱动加热管（35）启动，若炉腔反应温度满足时控制电路（60）驱动加热管（35）停止加热；
所述的炉体（31）的壳体自外向内由防腐涂漆层（314）、保温层（315）、坚固层（316）以及防腐层（317）构成；
所述的保温层（315）由岩棉材料制成，坚固层（316）由铸铁材料制成，防腐层（317）由不锈钢材料制成。
2.如权利要求1所述的基于生物质秸秆的禽畜病死无害化处理方法，其特征在于：所述的第一供料单元（10）包括冷库（11）、破碎机（12）以及第一输送带（13），冷库（11）用于存储病死的禽畜，破碎机（12）用于将禽畜尸体进行破碎，第一输送带（13）用于将破碎后的禽畜尸体传送至炉体（31）的进料口（311）中；所述的第二供料单元（20）包括秸秆存储仓（21）、第二输送带（22）以及料斗（23），秸秆存储仓（21）用于存储秸秆，第二输送带（22）用于将秸秆从秸秆存储仓（21）传送至炉体（31）的进料口（311）中，料斗（23）设置在第二输送带（22）的上方用于向秸秆中添加高温发酵菌。
3.如权利要求2所述的基于生物质秸秆的禽畜病死无害化处理方法，其特征在于：所述的废料处理单元（50）包括储料仓（51）、粉碎机（52）以及包装机（53），从炉体（31）的出料口（312）排出的废料输送至储料仓（51）中暂存，储料仓（51）中的物料经过粉碎机（52）粉碎后输送至包装机（53）中进行打包再利用。
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