CN111217492A - 一种规模化养殖场粪污资源化利用方法与系统 - Google Patents
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Abstract
一种规模化养殖场粪污资源化利用方法与系统，养殖场的粪污经过格栅池、固液分离机处理，去除大量悬浮物和干粪等固体物质后，污水进入厌氧发酵罐厌氧发酵去除COD、SS等污染物；分离出的固体物质脱水后进行堆肥处理；污水接着进入管式微滤膜、两级RO装置、DTRO装置，进一步去除废水中的COD和SS等物质，后浓缩液调配制作成液态肥，清水经过消毒处理后回用于厂区的冲栏用水。本发明解决了养殖场粪污处理不合理造成的一系列弊端以及对环境造成的污染问题，做到了粪污零排放，实现了资源的循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及粪污处理技术领域，特别是涉及一种规模化养殖场粪污资源化利用方法与系统。
背景技术
我国畜禽养殖业呈现散养户—专业户—规模化的梯度发展，根据2016年中国统计年鉴，我国2015年大牲畜年底养殖量数为12195.7万头，其中牛养殖量为10817.3万头，占88.7％；生猪年出栏量达到70825万头，年末存栏量45112.5万头，禽蛋产量达到2999.2万吨。但规模化的发展带来的环境污染问题也日渐突出，根据第一次全国污染源普查公报结果显示，规模化畜禽养殖粪便产生量2.43亿吨，尿液产生量1.63亿吨，畜禽粪便污染已居农业源污染之首。
目前畜禽养殖粪污采用工业化治理受养殖低利润与高风险的约束，难于稳定正常运行；畜禽养殖粪污的不合理排放造成环境污染，但如粪污作为农业种植施肥利用时就是一种资源。我国既是养殖大国，也是种植业大国，但因种养分离，养殖粪污资源化利用受阻，一方面大量排放的粪污对环境造成污染，另一方面农业种植时大量施用化肥造成土壤有机质下降，农业面源污染加剧。畜禽粪污是提供土壤有机质的重要来源，畜禽粪污肥料化利用既可有效解决养殖污染问题，同时也可提高土壤有机质含量、减少种植氮磷流失。因此，发明一种规模化养殖场粪污资源化利用方法与系统很重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种规模化养殖场粪污资源化利用方法与系统，解决养殖场粪污处理不合理造成的一系列弊端以及对环境造成的污染问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种规模化养殖场粪污资源化利用方法，其步骤为：
先将收集的粪污输送至格栅池内去除杂物，出水流入集水池中收集，并泵入固液分离机进行固液分离，分离后的液体输送到调节池进行少许时间的停留，均衡水质水量；
然后将调节池出水泵入厌氧发酵罐，在一定温度下进行厌氧消化一段时间后，消化液流入沼液池进行一定程度的固液分离；
同时将格栅池拦截的栅渣、固液分离机分离出的干粪、厌氧发酵罐产生的污泥以及沼液池产生的沼渣均收集于沼渣池后，进入离心式脱水机进行脱水处理，然后进行堆肥处理，制作固态有机肥；
然后将沼液池的出水泵入管式微滤膜，过滤后的浓缩液通过循环泵回流于沼液池，过滤后的产水泵入第一产水池；
接着将第一产水池的出水泵入一级RO装置，其浓缩液流入一级浓缩池；浓缩池出水泵入二级RO装置，其浓缩液进入二级浓缩池；二级浓缩池的出水泵入DTRO装置，其浓缩液进入三级浓缩池，其出水进入调配池，后续制成液肥产品；
同时一级RO装置、二级RO装置和DTRO装置中收集的产水均泵入第二产水池，并泵入净水RO装置，其产水进入净水池，然后进入消毒池消毒后回用冲栏；同时净水RO装置收集的浓缩液回流至第一产水池再次进行处理；
优选地，为了更好地均衡水质水量，在第一个步骤中调节池的水力停留时间为8～12小时。
优选地，为了能让粪污在厌氧发酵罐中经厌氧微生物较为彻底的发酵分解，并降解废水中COD、SS等物质，在第二个步骤中厌氧消化温度为30～35℃，水力停留时间为5天；同时为保证厌氧罐内的微生物均匀分布并提高其活性，从而提高对有机物的去除效率，所述厌氧发酵罐罐体内的上升流速保持在0.5～1.0m/s。
优选地，为了保证过滤速度和过滤效果，污水在0.1～1.8kg/cm2压力的驱动下流过管式微滤膜。
优选地，为了让管式微滤膜更高效地截留污水中的微粒，提高管式微滤膜的产水率及过滤效率，在第四个步骤中所述管式微滤膜产生的浓缩液以400％倍的回流比回流至沼液池。
本发明还提供一种实现上述方法的规模化养殖场粪污资源化利用系统，包括格栅机、集水池、固液分离机、调节池、厌氧发酵罐、沼渣池、沼液池、离心脱水机、管式微滤膜、第一产水池、一级RO装置、一级浓缩池、二级RO装置、二级浓缩池、DTRO装置、三级浓缩池、调配池、第二产水池、净水RO装置、净水池、消毒池，所述格栅机的一出口连接至集水池，另一出口连接至沼渣池；所述的集水池的出口通过泵连接至固液分离机，所述固液分离机的一出口连接至调节池，另一出口连接至沼渣池；所述的调节池通过泵连接至厌氧发酵罐，所述的厌氧发酵罐一出口连接至沼渣池，另一出口连接至沼液池；所述的沼液池一出口连接至沼渣池，所述沼渣池的出口连接至离心脱水机，所述的沼液池另一出口通过泵连接至管式微滤膜；所述管式微滤膜的一个出口通过泵回连至沼液池，所述管式微滤膜的另一出口连接至第一产水池；
所述的第一产水池通过泵与一级RO装置连接；所述一级RO装置的一出口通过泵连接至第二产水池，另一出口连接至一级浓缩池；所述的一级浓缩池连接至二级RO装置，所述二级RO装置的一出口通过泵连接至第二产水池，另一出口连接至二级浓缩池；所述的二级浓缩池通过泵连接至DTRO装置，所述的DTRO装置一出口通过泵连接至第二产水池，另一出口连接至三级浓缩池；所述的三级浓缩池连接至调配池；
所述的第二产水池通过泵连接至净水RO装置，所述的净水RO装置一出口连接至第一产水池，另一出口连接至进水池；所述的净水池连接至消毒池。
进一步地，所述的厌氧发酵罐采用USR厌氧工艺，采用布水器分管式布水，同时设置厌氧污水循环装置。
进一步地，为了更有效地截留污水中的悬浮颗粒、胶体、有机大分子、细菌、微生物，所述的管式微滤膜的孔径为0.1um。
使用本发明提供的方法与系统，可实现畜禽废弃物处理无污染、零排放的目标，且对废弃物的所有污染物有完整的处理和再利用系统，从而实现物质能量的资源化利用，减轻对环境的污染。粪污经过该工艺处理后，将污染物分别转化为液态肥、固态肥和清水分别进入农田和厂区回用系统，即产生的清水用于厂区的猪舍冲栏，液态和固态肥应用于农田作物、蔬菜、果树、林木等浇灌处理。该过程中畜禽污染物均转化为可利用的资源、能源，实现了就地消纳、能量循环、综合利用的农业废弃物资源化利用的有效治理理念，具有很高的经济和环保价值。
附图说明
图1为本发明一种规模化养殖场粪污资源化利用方法与系统流程示意图。
具体实施方式
以下将结合附图和实施例，以及结合本发明系统与方法，对本发明进行较为详细的说明。
如图1所示的一种规模化养殖场粪污资源化利用方法与系统，
先将收集的粪污输送至格栅池内去除杂物，出水流入集水池中收集，然后泵入到固液分离机中进行固液分离，为了更好地均匀水质水量，分离后的液体输送到调节池进行8～12小时的停留；
然后将调节池出水泵入厌氧发酵罐，在最佳温度为30～35℃的环境下进行厌氧消化，水力停留时间为5天；该厌氧发酵罐采用USR(升流式固体厌氧反应器)厌氧工艺，布水采用布水器分管式布水，同时设置厌氧污水循环装置，且罐体内的上升流速保持在0.5～1.0m/s。厌氧消化完毕后，再将消化液流入沼液池进行一定程度的固液分离；
在上述实施步骤中，同时可将格栅池拦截的栅渣、固液分离机分离出的干粪、厌氧发酵罐产生的污泥以及沼液池产生的沼渣均收集于沼渣池后，进入离心式脱水机进行脱水处理，该离心式脱水机能离心含固相物粒度大于0.005mm，浓度范围为2～40％的悬浮液，在全速运转下，能连续进料、分离、洗涤和卸料，具有结构紧凑、连续操作、运转平稳、适应性强、生产能力大、维修方便等特点。然后将分离出来的固态物质进行堆肥处理，制作固态有机肥可用于农田作物、蔬菜、果树、林木等浇灌处理；分离出的压滤液进入格栅池前端再次处理。
下一步将沼液池的出水泵入管式微滤膜，该管式微滤膜是由超高分子聚合物制成的多孔膜，孔径为0.1um，结合微絮凝技术，污水在0.1～1.8kg/cm2压力的驱动下流过滤膜，可将原水中的悬浮颗粒、胶体、有机大分子、细菌、微生物等分离出来。将管式微滤膜产生的浓缩液以400％的回流比泵回至沼液池循环过滤，过滤后的产水泵入第一产水池。
然后将第一产水池的出水通过扬程范围为1.5～2.0MPa的高压泵入一级RO装置，其浓缩液流入一级浓缩池；浓缩池出水泵入二级RO装置，其浓缩液进入二级浓缩池；二级浓缩池的出水泵入DTRO(碟管式反渗透膜)装置，其浓缩液进入三级浓缩池。上述一级RO装置、二级RO装置内均采用抗污染膜(如陶氏FILMTECTM抗污染膜)，DTRO膜装置内设DTRO膜，DTRO膜膜片表面光滑，且具有较宽的流体通道，不易堵塞，可承受高浓度的有机负荷。经过一级RO装置出水可得到原液的5倍浓缩液，二级RO装置的出水浓液可在一级RO浓液的基础上再浓缩3.3倍，DTRO装置可将二级RO装置的浓液再浓缩2倍。其出水进入调配池，加入辅料或菌剂后计量包装，使用液肥生产装置制成液肥产品。
一级RO装置、二级RO装置和DTRO装置(碟管式反渗透装置)中收集的产水均泵入第二产水池，并通过高压泵泵入净水RO装置，其产水进入净水池，然后进入消毒池消毒后回用冲栏。圈舍冲洗的污染物又可回到格栅机进行处理；同时净水RO装置收集的浓缩液回流至第一产水池再次进行循环处理。
以上结合附图对本发明一种规模化养殖场粪污资源化利用方法与系统进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的均落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种规模化养殖场粪污资源化利用方法，其特征在于，步骤为：
(a)将收集的粪污输送至格栅池内去除杂物，出水流入集水池中收集，并泵入固液分离机进行固液分离，分离后的液体输送到调节池进行一段时间的停留，均衡水质水量；
(b)将调节池出水泵入厌氧发酵罐，在一定温度下进行厌氧消化一段时间后，消化液流入沼液池进行一定程度的固液分离；
(c)将格栅池拦截的栅渣、固液分离机分离出的干粪、厌氧发酵罐产生的污泥以及沼液池产生的沼渣均收集于沼渣池后，进入离心式脱水机进行脱水处理，然后进行堆肥处理，制作固态有机肥；
(d)将沼液池的出水泵入管式微滤膜，过滤后的浓缩液通过泵回流沼液池，过滤后的产水泵入第一产水池；
(e)将第一产水池的出水泵入一级RO装置，其浓缩液流入一级浓缩池；浓缩池出水泵入二级RO装置，其浓缩液进入二级浓缩池；二级浓缩池的出水泵入DTRO装置，其浓缩液进入三级浓缩池，其出水进入调配池，后续制成液肥产品；
(f)一级RO装置、二级RO装置和DTRO装置中收集的产水均泵入第二产水池，并泵入净水RO装置，其产水进入净水池，然后进入消毒池消毒后回用冲栏；同时净水RO装置收集的浓缩液回流至第一产水池再次进行处理。
2.根据权利要求1所述的规模化养殖场粪污资源化利用方法，其特征在于，在步骤(a)中调节池的水力停留时间为8～12小时。
3.根据权利要求1所述的规模化养殖场粪污资源化利用方法，其特征在于，在步骤(b)中所述的厌氧发酵罐中，厌氧消化温度为30～35℃，水力停留时间为5天，同时厌氧发酵罐罐体内的上升流速保持在0.5～1.0m/s。
4.根据权利要求1所述的规模化养殖场粪污资源化利用系统，其特征在于，污水在0.1～1.8kg/cm2压力的驱动下流过管式微滤膜。
5.根据权利要求1所述的规模化养殖场粪污资源化利用方法，其特征在于，在步骤(d)中所述管式微滤膜产生的浓缩液以400％的回流比回流至沼液池。
6.一种实现权利要求1所述方法的规模化养殖场粪污资源化利用系统，其特征在于，包括格栅机、集水池、固液分离机、调节池、厌氧发酵罐、沼渣池、沼液池、离心脱水机、管式微滤膜、第一产水池、一级RO装置、一级浓缩池、二级RO装置、二级浓缩池、DTRO装置、三级浓缩池、调配池、第二产水池、净水RO装置、净水池、消毒池，所述格栅机的一出口连接至集水池，另一出口连接至沼渣池；所述的集水池的出口通过泵连接至固液分离机，所述固液分离机的一出口连接至调节池，另一出口连接至沼渣池；所述的调节池通过泵连接至厌氧发酵罐，所述的厌氧发酵罐一出口连接至沼渣池，另一出口连接至沼液池；所述的沼液池一出口连接至沼渣池，所述沼渣池的出口连接至离心脱水机，所述的沼液池另一出口通过泵连接至管式微滤膜；所述管式微滤膜的一个出口通过泵回连至沼液池，所述管式微滤膜的另一出口连接至第一产水池；
所述的第一产水池通过泵与一级RO装置连接；所述一级RO装置的一出口通过泵连接至第二产水池，另一出口连接至一级浓缩池；所述的一级浓缩池连接至二级RO装置，所述二级RO装置的一出口通过泵连接至第二产水池，另一出口连接至二级浓缩池；所述的二级浓缩池通过泵连接至DTRO装置，所述的DTRO装置一出口通过泵连接至第二产水池，另一出口连接至三级浓缩池；所述的三级浓缩池连接至调配池；
所述的第二产水池通过泵连接至净水RO装置，所述的净水RO装置一出口连接至第一产水池，另一出口连接至进水池；所述的净水池连接至消毒池。
7.根据权利要求7所述的规模化养殖场粪污资源化利用系统，其特征在于，所述的厌氧发酵罐采用USR厌氧工艺，采用布水器分管式布水，同时设置厌氧污水循环装置。
8.根据权利要求7所述的规模化养殖场粪污资源化利用系统，其特征在于，所述的管式微滤膜的孔径为0.1um。
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