CN110698007B - 畜禽粪便两级组合连续杀菌、除臭及深度脱水处理工艺 - Google Patents

畜禽粪便两级组合连续杀菌、除臭及深度脱水处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种畜禽粪便两级组合连续杀菌、除臭及深度脱水处理工艺，属于畜禽粪便脱水处理技术领域。该工艺将畜禽粪便放入储粪池存储，将存储的畜禽粪便输入电渗析单元进行一级脱水、一级杀菌；经电渗析单元脱水后的废液进入废液处理单元进行处理，处理后的废液用作液体肥料；电渗析单元产生的臭气进入臭气处理单元进行处理；一级脱水后的物料进入微波干化单元进行二次脱水、二次灭菌，使物料含水率降至10％以下；微波干化过程中产生的气体在冷凝单元冷凝后进入臭气处理单元进行脱臭处理。该工艺使用成本低，操作简单，处理速度快，处理后的畜禽粪便固体回收率高、脱水程度高、热值高，实现了整个系统的资源化、无害化目标。

Description

畜禽粪便两级组合连续杀菌、除臭及深度脱水处理工艺
技术领域
本发明涉及畜禽粪便脱水处理技术领域，特别是指一种畜禽粪便两级组合连续杀菌、除臭及深度脱水处理工艺。
背景技术
中国畜禽粪便年产量大，含水率高，不经过处理直接堆放会影响生态环境的健康发展。同时，高含水率的畜禽粪便不利于粪便资源化利用，而且还会增加运输费用等。因此，对其进行脱水是后续资源化利用的首要任务。
目前，国内外采用畜禽粪便脱水的方法主要分为物理、化学和生物方法，常采用的方法有重力脱水、化学药剂脱水、机械分离、热力脱水、生物脱水等。重力脱水周期长，分离效果不好。机械脱水虽然成本较低，周期短，但很多固体物质会流失在废液中，固体回收率低。添加化学药剂脱水会影响最终产品的品质，改变其特性，影响后续资源化利用，成本较高。热力脱水虽然能达到较好的脱水效果，但其成本和运行费用普遍较高。生物脱水成本低，但其周期长，脱水缓慢，占地大。
发明内容
本发明为解决高含水率畜禽粪便深度脱水的问题，提供一种畜禽粪便两级组合连续杀菌、除臭及深度脱水处理工艺。
该工艺包括储粪池、电渗析单元、废液处理单元、微波干化单元、冷凝单元、臭气处理单元和出料存储单元，该工艺具体步骤如下：
(1)收集来的畜禽粪便集中放入储粪池存储，由储粪池开始输入后续各个单元；
(2)将储粪池内的畜禽粪便输入电渗析单元，进行一级脱水、一级杀菌；
(3)经电渗析单元脱水后的废液进入废液处理单元进行处理，处理后的废液用作液体肥料；
(4)电渗析单元产生的臭气进入臭气处理单元进行处理；
(5)一级脱水后的物料进入微波干化单元进行二次脱水、二次灭菌；
(6)微波干化单元微波干化过程中产生的气体先进入冷凝单元进行冷凝，将水汽去除后进入臭气处理单元进行脱臭处理；
(7)微波干化单元二次脱水处理后的物料进入出料储存单元，用作燃料使用。
其中，步骤(2)中进入电渗析单元的畜禽粪便含水率为80～90％。
步骤(2)中电渗析单元包括凸轮泵、滚筒、储存装置、履带、刮板、滤布、反冲洗水泵及循环水泵等，凸轮泵加压后，将高含水的畜禽粪便输送到储存装置里，进入履带上，使畜禽粪便均匀地分布在滚筒与履带之间的滤布上，滚筒带正极，履带带负极，产生电位差，经过滚筒转动，使得畜禽粪便颗粒向正极移动，水流向负极履带，粪便颗粒在正极得到浓缩，实现畜禽粪便一级脱水及一级灭菌过程，使得含水率降至50～60％左右，最后由刮板刮出。履带、滤布由反冲洗水泵提供冲洗水，冲洗掉履带、滤布上附着的畜禽粪便。循环水泵提供滚筒的冷却水，使滚筒在运转过程保持低温。电渗析脱水设备通过纯物理方法，无需添加任何药剂，确保了再脱水后畜禽粪便品质不变，固体回收率高，不会造成二次污染，可杀灭多种细菌，减少了对后续处理和处置的不利影响，具有占地小、操作简单、脱水效率高、运行维护费用较低等优点，可实现自动化控制，连续工作，做到了无害化、减量化处理。
步骤(5)中微波干化单元包括磁控管、电机、螺旋推杆、给料斗、引风机、进气口、出气口和微波抑制器，磁控管用于产生并发射微波能，电机作为螺旋推杆的动力源，带动螺旋推杆转动，螺旋推杆将给料斗中的物料输送进入干燥腔内进行干燥和灭菌，干燥气体通过引风机从进气口引入，产生的热气由出气口排出，加强气体交换，提高干燥效率。微波干化单元布有微波抑制器，防止微波泄露；在微波干化过程中控制其温度等于或低于100度，防止其在高温下燃烧。该单元将畜禽粪便含水率降至10％以下输出做燃料使用，同时也可根据目标产物的含水率要求，控制和调节该单元的运行工艺参数，以达到目标要求的干燥效果。微波干化热效率极高，大大缩短了干燥时间，设备即开即用，没有热惯性，操作灵活方便，生产环境也明显改善，工艺先进。具有操作灵活，工作效率高，可控性强的优点，整个过程中无固体物质损失，营养物质尽可能都保留在目标产物中。
步骤(5)中二次脱水后的物料含水率低于10％。
电渗析单元和微波干化单元共用一个臭气处理单元以节约成本。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，电渗析脱水设备通过纯物理方法，电刺激粪水细胞，无需添加任何药剂，确保了再脱水后畜禽粪便品质不变，不会造成二次污染，减少了对后续处理和处置的不利影响，固体回收率高，具有占地小、操作简单、脱水效率高、运行维护费用较低、安全性及环保性好的优点，可实现自动化控制，连续工作，节约人力资源，工艺流程简单，做到了无害化、减量化处理。通过电渗析单元，可使畜禽粪便含水率降至60％左右，完成一次灭菌过程，对比其他脱水方式如热干化脱水、加药机后板框压滤脱水在成本和能耗上更具有经济性。
微波干化单元带有专门的微波抑制器防止微波泄露，微波干化直接对物料进行作用，因而没有额外的热能损失，热效率极高，大大缩短了干燥时间，生产环境也明显改善，易于控制，工艺先进。与常规方法比较，设备即开即用，没有热惯性，操作灵活方便，同时可根据目标产物的含水率要求，控制和调节该单元的运行工艺参数，以达到目标要求的干燥效果。整个过程中无固体物质损失，营养物质尽可能都保留在目标产物中。通过微波干化单元，可使畜禽粪便含水率降至10％以下，同时在干化的过程中可完成二次灭菌，杀死一些病原微生物，节能环保。
本发明采用组合多级连续杀菌、除臭及深度脱水处理方式，将电渗析和微波干化单元串联处理高含水的畜禽粪便，实现了两级脱水、两级灭菌，成本和运行费用相对较低，缩短了脱水周期，提高了脱水效率，便于对目标产物的调控，所产生的废气、废水都经过再处理，无二次污染问题，废水经处理后还可用作有机肥料浇地使用，实现了整个系统绿色环保、资源化、无害化的目标。
附图说明
图1为本发明的畜禽粪便两级组合连续杀菌、除臭及深度脱水处理工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种畜禽粪便两级组合连续杀菌、除臭及深度脱水处理工艺。
如图1所示，该工艺包括储粪池、电渗析单元、废液处理单元、微波干化单元、冷凝单元、臭气处理单元和出料存储单元，该工艺具体步骤如下：
(1)收集来的畜禽粪便集中放入储粪池存储，由储粪池开始输入后续各个单元；
(2)将储粪池内的畜禽粪便输入电渗析单元，进行一级脱水、一级杀菌；
(3)经电渗析单元脱水后的废液进入废液处理单元进行处理，处理后的废液用作液体肥料；
(4)电渗析单元产生的臭气进入臭气处理单元进行处理；
(5)一级脱水后的物料进入微波干化单元进行二次脱水、二次灭菌；
(6)微波干化单元微波干化过程中产生的气体先进入冷凝单元进行冷凝，将水汽去除后进入臭气处理单元进行脱臭处理；
(7)微波干化单元二次脱水处理后的物料进入出料储存单元，用作燃料使用。
在具体应用中，将收集来的畜禽粪便集中放入储粪池存储，由储粪池开始输入整个系统；然后含水率为80％～90％的畜禽粪便进入电渗析单元对其进行一级脱水、一级杀菌，可使含水率降至60％左右；经电渗析单元脱水后的废液进入废液处理单元进行处理，处理后的废液可用来浇地做有机肥料使用；电渗析单元产生的臭气进入臭气脱除单元进行处理；再将一级脱水后的物料进入微波干化单元进行二次脱水、二次灭菌，使物料降低至10％以下；微波干化过程中产生的气体先进入冷凝单元进行冷凝，将水汽去除后进入臭气处理单元进行脱臭处理，电渗析单元和微波干化单元可共用一个臭气处理单元以节省成本；经过两级组合工艺处理后的物料进入储料储存单元进行收集，可用作燃料使用。通过以上流程可实现连续杀菌、除臭及深度脱水处理高含水的畜禽粪便。
所述电渗析单元主要由凸轮泵、滚筒、储存装置、履带、刮板、滤布、反冲洗水泵和循环水泵等部件组成，将含水率为80～90％畜禽粪便通过储粪池，经凸轮泵加压后，输送到电渗析储存装置里，进入电渗析粪便履带上，使畜禽粪便均匀地分布在滚筒与履带之间的滤布上，滚筒带正极，履带带负极，产生电位差，经过滚筒转动，使得畜禽粪便颗粒向正极移动，水流向负极履带，粪便颗粒在征集极得到浓缩，实现畜禽粪便脱水，使得含水率降至50～60％左右，最后由刮板刮出。履带、滤布由反冲洗水泵提供冲洗水，冲洗掉履带、滤布上的附着畜禽粪便。循环水泵提供滚筒的冷却水，使滚筒在运转过程保持低温。在电渗析过程中，畜禽粪便中颗粒表面毛细结构被破坏，毛细水析出，同时，活细胞体被破坏，颗粒吸附水和内部水析出，有机物溶于水中，大分子分解成小分子，提高了畜禽粪便的营养价值，可杀灭多种细菌。
所述微波干化单元主要由磁控管、电机、螺旋推杆、给料斗、引风机、进出气口等部分组成，将一级脱水后含水率为60％的畜禽粪便输送进入给料斗进入微波干化单元，电机作为螺旋推杆的动力源，带动螺旋推杆转动，通过螺旋推杆将给料斗中的物料输送进入干燥腔内，干燥腔周围设有磁控管提供微波能，该单元设有进出气口，将干燥气体通过引风机引入，产生的热气排出，加强气体交换，提高干燥效率，干化完成的物料通过螺旋推杆输出送至储料斗中收集。该单元控制其温度等于或低于100度，防止其在高温下燃烧,可将畜禽粪便含水率降至10％以下，同时可对物料进行二次杀菌，具有操作灵活，工作效率高，可控性强的优点，也可根据目标产物的要求，调节不同的工艺条件，得到最终的目标产物。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种畜禽粪便两级组合连续杀菌、除臭及深度脱水处理工艺，其特征在于：包括储粪池、电渗析单元、废液处理单元、微波干化单元、冷凝单元、臭气处理单元和出料存储单元，该工艺具体步骤如下：
(1)收集来的畜禽粪便集中放入储粪池存储，由储粪池开始输入后续各个单元；
(2)将储粪池内的畜禽粪便输入电渗析单元，进行一级脱水、一级杀菌；
(3)经电渗析单元脱水后的废液进入废液处理单元进行处理，处理后的废液用作液体肥料；
(4)电渗析单元产生的臭气进入臭气处理单元进行处理；
(5)一级脱水后的物料进入微波干化单元进行二次脱水、二次灭菌；
(6)微波干化单元微波干化过程中产生的气体先进入冷凝单元进行冷凝，将水汽去除后进入臭气处理单元进行脱臭处理；
(7)微波干化单元二次脱水处理后的物料进入出料储存单元，用作燃料使用；
所述步骤(2)中电渗析单元包括凸轮泵、滚筒、储存装置、履带、刮板、滤布、反冲洗水泵和循环水泵，凸轮泵加压后，将高含水的畜禽粪便输送到储存装置里，进入履带上，使畜禽粪便均匀地分布在滚筒与履带之间的滤布上，滚筒带正极，履带带负极，产生电位差，经过滚筒转动，使得畜禽粪便颗粒向正极移动，水流向负极履带，粪便颗粒在正极得到浓缩，实现畜禽粪便一级脱水及一级灭菌过程，使含水率降至50～60％，最后由刮板刮出；履带、滤布由反冲洗水泵提供冲洗水，冲洗掉履带、滤布上附着的畜禽粪便；循环水泵提供滚筒的冷却水，使滚筒在运转过程保持低温；
所述步骤(5)中微波干化单元包括磁控管、电机、螺旋推杆、给料斗、引风机、进气口、出气口和微波抑制器，磁控管用于产生并发射微波能，电机作为螺旋推杆的动力源，带动螺旋推杆转动，螺旋推杆将给料斗中的物料输送进入干燥腔内进行干燥和灭菌，干燥气体通过引风机从进气口引入，产生的热气由出气口排出，微波干化单元布有微波抑制器，防止微波泄露；在微波干化过程中控制温度不高于100℃；
所述电渗析单元和微波干化单元共用一个臭气处理单元。
2.根据权利要求1所述的畜禽粪便两级组合连续杀菌、除臭及深度脱水处理工艺，其特征在于：所述步骤(2)中进入电渗析单元的畜禽粪便含水率为80～90％。
3.根据权利要求1所述的畜禽粪便两级组合连续杀菌、除臭及深度脱水处理工艺，其特征在于：所述步骤(5)中二次脱水后的物料含水率低于10％。
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