CN111704335A - 一种零排放模式处理养殖废弃物系统及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种零排放模式处理养殖废弃物系统及工作方法，包括具有漏缝地面的养殖舍及用于收集粪污的粪尿废液管、用于将粪尿废液管粪污固液分离的固液分离装置，用于收集固液分离后的废液进行发酵产生沼液的黑膜沼气池及用于实现固定体粪便发酵的异位发酵池，异位发酵池具有进出料口，进出料口处设置有能封闭料口的挡板，异位发酵池底部设置有通气管道，异位发酵池内垫料的上方布设有沼液喷淋管，异位发酵池的侧部布设有透明卷帘，顶部布设有透光顶棚，本发明通过异位发酵床对粪便和废液进行同时处理，既解决了粪便污染问题，又对其进行了废物再利用，节能环保。

Description

一种零排放模式处理养殖废弃物系统及工作方法
技术领域
本发明涉及一种零排放模式处理养殖废弃物系统及工作方法。
背景技术
近年来，我国规模化养殖业发展很快，而畜禽养殖污染产生的环境问题也日益突出，不少养殖场粪便随地堆积，污水任意排放，严重污染了周围的环境，也直接影响着养殖场本身的卫生防疫，降低了畜产品的质量，导致一些疫病的发生和传播。畜禽养殖集约化排出的粪污水未加有效处理而直接排放，严重地污染了养殖周边的地表水、地下水和空气，全国七大水系近一半的河段污染严重，86%的城市河段水质超标，各地污染纠纷不断。据统计，2017年，全国年产生畜禽粪污总量近40亿吨，畜禽养殖业排放物化学需氧量达到1268万吨，占农业源排放总量的96%，是造成农业面源污染的重要原因。一边是畜禽粪污大量排放污染环境，一边是耕地有机质不断流失、绿色农产品短缺；一边是畜牧业一“臭”的处理难题，一边是种植业一“香”的产出难题。如何通过畜禽粪污资源化利用，或种养结合、农牧循环、综合利用，是当前主要发展之路。
当前，畜禽粪污主要有两大类资源化利用方式。肥料化利用是目前主要推行的方式，但受种养脱节等多重因素制约，还田利用通道未完全打通。能源化利用是今后重要的发展方向，潜力较大，但专业化生产起步晚，产品市场推广制约因素多，沼渣沼液得不到合理利用，也容易导致污染。因此，业内人士认为，解决畜禽粪污问题，越来越需要统筹养殖、种植以及农村能源等各环节，需要整建制系统考虑。
发明内容
本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是现有的畜禽粪污利用方式沼渣沼液得不到合理利用，也容易导致污染。
本发明的具体实施方案是：一种零排放模式处理养殖废弃物系统，括具有漏缝地面的养殖舍及用于收集粪污的粪尿废液管、用于将粪尿废液管粪污固液分离的固液分离装置，用于收集固液分离后的废液进行发酵产生沼液的黑膜沼气池及用于实现固定体粪便发酵的异位发酵池，所述异位发酵池具有进出料口，所述进出料口处设置有能封闭料口的挡板，异位发酵池底部设置有通气管道，所述异位发酵池内垫料的上方布设有沼液喷淋管，异位发酵池的侧部布设有透明卷帘及风机，异位发酵池顶部布设有透光顶棚。
进一步的，所述黑膜沼气池具有沼液排出管及沼气排出管，所述沼液排出管与沼液喷淋管连接，所述沼液喷淋管沿异位发酵池宽度方向布设且异位发酵池内具有驱动沼液喷淋管移动的驱动电机，所述驱动电机的输出端设置有沿异位发酵池长度方向布设的螺杆，所述沼液喷淋管端部具有与螺杆螺纹配合的滑块，所述异位发酵池内还具有限位滑块沿螺杆轴向移动的导轨，所述沼气排出管与锅炉连接作为燃料，锅炉余烟具有热交换器，所述热交换器具有与余烟热进行热交换的冷空气进口，所述冷空气输出端与通气管道联通。
进一步的，所述固液分离装置包括与粪尿废液管输出端连接的固液分离机、与固液分离机液体出料口连接的固液分离池，与固液分离池经管路连接用于进一步过滤由固液分离池排出物料的过滤池。
进一步的，所述过滤池包括多个连续设置的过滤分池，各个过滤分池之间设置有过水筛孔，所述侧部开设有能起闭的活动插门以利于清理沉淀，所述的过滤池输出端具有收集过滤液的废液收集池，所述废液收集池与黑膜发酵池经管路连接将废液收集池内的废液输出值黑膜沼气池。
进一步的，所述废液收集池内设置有搅拌机。
本发明还包括一种零排放模式处理养殖废弃物系统的使用方法，包括利用如上所述的一种零排放模式处理养殖废弃物系统，其特征在于，包括以下步骤：
1）收集粪便，先利用固液分离机将大部分粪渣从养殖排泻物分离出来，再将滤液排放到过滤池对粪便进行再过滤，使粪便固液分离较为完全，得到固体粪便堆撒到异位发酵池进行发酵；
2）将通过过滤池层层过滤的废液收集池内的废液通入黑膜发酵池，将黑膜发酵池内的废水温度调节为 55 ～ 62°C，PH调节为 5～6，采用高温厌氧发酵，得到沼气，发酵出料经脱水成沼渣和沼液，大部分沼液浇灌到异位发酵池进行发酵，小部分返混至沼气发酵池；
3）所述异位发酵池内布设有发酵基质，发酵原料包括发酵基质和发酵菌，将发酵基质一次性装填到异位发酵池内，装填完毕后按每立方米发酵基质喷淋粪污量不超过30千克/天测算，将暂贮在喷淋池中的粪污通过喷淋机一次或多次均匀地喷淋到发酵池槽表面。
进一步的，发酵基质装填高度占2.8-3米，多个异位发酵池可轮换错开喷淋时间：粪污与发酵基质混合后的水分含量以45％-50％为宜，
进一步的，粪污喷淋后经过24小时发酵之后，异位发酵池表面以下35厘米处的温度应上升至45℃左右，48小时后应升至60℃以上，在此温度下保持24小时后，再进行下一次粪污喷淋，发酵周期约为3天，当发酵池槽内发酵基质的高度沉降15-20厘米时，应及时补充发酵基质，以维持池内发酵基质的总量。
进一步的，当发酵基质达到使用期限后，应将其从发酵池槽中全部清出，并重新放入新的发酵基质。
进一步的，所述异位发酵池透光顶棚由透明的膜覆盖，透光顶棚高8米，异位发酵池高3米，底部每隔1.5分布一条通气管，通气管每隔10cm，钻0.25cm的通气孔，通气管上布设有上盖一层砖块，下通气管的材料我PPR管，通气管正对着砖缝，透光顶棚棚的侧边由罗氏风机组件分布，异位发酵池的四周是用透明膜做成的卷帘。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过异位发酵床对粪便和废液进行同时处理，既解决了粪便污染问题，又对其进行了废物再利用，节能环保。
附图说明
图1为本发明系统整体示意图。
图2为本发明图1局部结构示意图一。
图3为本发明图1局部结构示意图二。
图4为本发明异位发酵池底部布局结构示意图。
图中，10-养殖舍, 20-固液分离池,30-过滤池, 310-过水筛孔,320-活动插门，过滤池,40-黑膜沼气池，410-沼液排出管，420-沼气排出管，430-锅炉， 50-异位发酵池，510-透光顶棚，520-卷帘，530-风机，540-沼液喷淋管，550-通气管，551-通气孔，552-砖块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1～4所示，一种零排放模式处理养殖废弃物系统，括具有漏缝地面的养殖舍及用于收集粪污的粪尿废液管、用于将粪尿废液管粪污固液分离的固液分离装置，用于收集固液分离后的废液进行发酵产生沼液的黑膜沼气池及用于实现固定体粪便发酵的异位发酵池，所述异位发酵池具有进出料口，所述进出料口处设置有能封闭料口的挡板，异位发酵池底部设置有通气管道，所述异位发酵池内垫料的上方布设有沼液喷淋管，异位发酵池的侧部布设有透明卷帘及风机，异位发酵池顶部布设有透光顶棚。
本实施例中，所述异位发酵池透光顶棚由透明的膜覆盖，每个异位发酵池面积以100-200平方为宜，同时留一个3米m宽的进出料口，透光顶棚高8米，异位发酵池高3米，底部每隔1.5分布一条通气管，通气管每隔10cm，钻0.25cm的通气孔，通气管上布设有上盖一层砖块，下通气管的材料我PPR管，通气管正对着砖缝，透光顶棚棚的侧边由风机组件分布，异位发酵池的四周是用透明膜做成的卷帘。
本实施例中，所述黑膜沼气池具有沼液排出管及沼气排出管，所述沼液排出管与沼液喷淋管连接，所述沼液喷淋管沿异位发酵池宽度方向布设且异位发酵池内具有驱动沼液喷淋管移动的驱动电机，所述驱动电机的输出端设置有沿异位发酵池长度方向布设的螺杆，所述沼液喷淋管端部具有与螺杆螺纹配合的滑块，所述异位发酵池内还具有限位滑块沿螺杆轴向移动的导轨，所述沼气排出管与锅炉连接作为燃料，锅炉余烟具有热交换器，所述热交换器具有与余烟热进行热交换的冷空气进口，所述冷空气输出端与通气管道联通。
本实施例中，所述固液分离装置包括与粪尿废液管输出端连接的固液分离机、与固液分离机液体出料口连接的固液分离池，与固液分离池经管路连接用于进一步过滤由固液分离池排出物料的过滤池。
本实施例中，所述过滤池包括多个连续设置的过滤分池，各个过滤分池之间设置有过水筛孔，所述侧部开设有能起闭的活动插门以利于清理沉淀，所述的过滤池输出端具有收集过滤液的废液收集池，所述废液收集池与黑膜发酵池经管路连接将废液收集池内的废液输出值黑膜沼气池，通过固液分离机的初步分离再利用相邻过滤分池内的多级过滤能够保证过滤的效果和质量提高，之后通入黑膜沼气池进行高温厌氧发酵，得到沼气和沼液。本实施例中，所述的沼液排出管上设置有控制沼液输出的计量阀，利用锅炉燃烧发电从而满足沼气的资源化利用，而沼液通过沼液喷淋管在异位发酵池内进行发酵。
本实施例中，所述废液收集池内设置有搅拌机，使内部收集的液体更为均匀。
本发明还包括一种零排放模式处理养殖废弃物系统的使用方法，包括利用如上所述的一种零排放模式处理养殖废弃物系统，其特征在于，包括以下步骤：
1）收集粪便，先利用固液分离机将大部分粪渣从养殖排泻物分离出来，再将滤液排放到过滤池对粪便进行再过滤，使粪便固液分离较为完全，得到固体粪便堆撒到异位发酵池进行发酵；
2）将通过过滤池层层过滤的废液收集池内的废液通入黑膜发酵池，将黑膜发酵池内的废水温度调节为 55 ～ 62°C，PH调节为 5～6，采用高温厌氧发酵，得到沼气，发酵出料经脱水成沼渣和沼液，大部分沼液浇灌到异位发酵池进行发酵，小部分返混至沼气发酵池；
3）所述异位发酵池内布设有发酵基质，发酵原料包括发酵基质和发酵菌，将发酵基质一次性装填到异位发酵池内，装填完毕后按每立方米发酵基质喷淋粪污量不超过30千克/天测算，将暂贮在喷淋池中的粪污通过喷淋机一次或多次均匀地喷淋到发酵池槽表面。
发酵原料包括发酵基质和发酵菌。发酵基质可选用谷壳、木屑、椰子壳粉、花生壳粉等，如以谷壳、木屑为原料，两者的重量比为1比2：发酵基质每年补充量约为三分之一。
将发酵基质一次性装填到异位发酵池内，装填高度占2.8-3米，装填完毕后，按每立方米发酵基质喷淋粪污量不超过30千克/天测算，将暂贮在喷淋池中的粪污通过喷淋机一次或多次均匀地喷淋到发酵池槽表面，多个异位发酵池的可轮换错开喷淋时间：粪污与发酵基质混合后的水分含量以45％-50％为宜。
翻抛及其频率粪污喷淋后3-4小时，完全渗入基质内部后，可开动钩机进行翻抛，1-2天翻抛1次。
进一步的，粪污喷淋后经过24小时发酵之后，异位发酵池表面以下35厘米处的温度应上升至45℃左右，48小时后应升至60℃以上，在此温度下保持24小时后，再进行下一次粪污喷淋，发酵周期约为3天，当发酵池槽内发酵基质的高度沉降15-20厘米时，应及时补充发酵基质，以维持池内发酵基质的总量。
当发酵基质达到使用期限后，应将其从异位发酵池槽中全部清出，并重新放入新的发酵基质，发酵基质原料一般可连续使用3年：腐熟后的固态粪污混合物可就地加工成有机肥并对外销售。
实际设计中，应用减少量方法如全场铺设雨污分流管道、采用全漏缝免冲洗清粪工艺，安装水位计饮水器或碗式饮水器代替鸭嘴式饮水器，并配备高压220Pa左右水枪，从源头上最大限度地减少粪污产量。然后运用刮粪设备收集粪、尿，然后用固液分离机使粪便固液分离，得到固体粪便和废水，废水通入沼气膜发酵，得到沼气，发酵出料经脱水成沼渣和沼液，沼渣和沼液分别喷洒和分布到全密闭的异位发酵池发酵，沼气一部分通入锅炉进行燃烧，燃烧产生的余烟通入异位发酵池发酵，此外，再增加风机，促进异位发酵的升温和发酵。
具体系统的日常使用管理如下
1、粪污的喷淋
畜禽猪场粪污暂存在喷淋池中，通过喷淋机均匀的喷洒在发酵池槽的发酵基质上。喷淋频率为每1-3天1次，喷淋量控制在每立方米发酵基质30升粪污。
2、发酵基质的翻抛
粪污喷淋约2-3小时，粪污完全渗入发酵基质后，开动钩机对发酵基质进行翻耙，使粪污与发酵基质混合均匀，同时为发酵基质内的微生物生长提供充分的氧气。
3、发酵基质湿度控制
发酵基质与粪污混合物的含水率应在45％～60％，湿度不足时应增加喷淋，温度过高时应适当减少喷淋次数或添加干发酵基质。
4、发酵基质温度控制
发酵基质与粪污混合物的发酵温度应保持在57℃以上。
5、发酵基质的补充。在使用过程中发酵基质会自然损耗，应根据相关的发酵情况补充的新发酵基质应与发酵池槽上的发酵基质均匀，并调节好水分。
6、菌种的补充
按初始比例随发酵基质一起补充。
7、发酵基质的更新。发酵池槽发酵基质的使用寿命一般为2年左右。当发酵基质达到使用期限后，应将其从发酵池槽中全部清出，并重新放入新的发酵基质。
(1)高温段上移，发酵池槽发酵基质的最高温度段由床体的中部偏下段，向发酵池槽表面位移，即使再加大有机物含量小的发酵基质如锯末加以混合后，高温段还是在上段：
(2)发酵舍出现臭味，并逐渐加重；
8、每日密切监测发酵池槽的运行状况，尤其是发酵温度变化，并做好相关记录。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种零排放模式处理养殖废弃物系统，其特征在于，包括具有漏缝地面的养殖舍及用于收集粪污的粪尿废液管、用于将粪尿废液管粪污固液分离的固液分离装置，用于收集固液分离后的废液进行发酵产生沼液的黑膜沼气池及用于实现固定体粪便发酵的异位发酵池，所述异位发酵池具有进出料口，所述进出料口处设置有能封闭料口的挡板，异位发酵池底部设置有通气管道，所述异位发酵池内垫料的上方布设有沼液喷淋管，异位发酵池的侧部布设有透明卷帘及风机，异位发酵池顶部布设有透光顶棚。
2.根据权利要求1所述的一种零排放模式处理养殖废弃物系统，其特征在于，所述黑膜沼气池具有沼液排出管及沼气排出管，所述沼液排出管与沼液喷淋管连接，所述沼液喷淋管沿异位发酵池宽度方向布设且异位发酵池内具有驱动沼液喷淋管移动的驱动电机，所述驱动电机的输出端设置有沿异位发酵池长度方向布设的螺杆，所述沼液喷淋管端部具有与螺杆螺纹配合的滑块，所述异位发酵池内还具有限位滑块沿螺杆轴向移动的导轨，所述沼气排出管与锅炉连接作为燃料，锅炉余烟具有热交换器，所述热交换器具有与余烟热进行热交换的冷空气进口，所述冷空气输出端与通气管道联通。
3.根据权利要求2所述的一种零排放模式处理养殖废弃物系统，其特征在于，所述固液分离装置包括与粪尿废液管输出端连接的固液分离机、与固液分离机液体出料口连接的固液分离池，与固液分离池经管路连接用于进一步过滤由固液分离池排出物料的过滤池。
4.根据权利要求3所述的一种零排放模式处理养殖废弃物系统，其特征在于，所述过滤池包括多个连续设置的过滤分池，各个过滤分池之间设置有过水筛孔，所述侧部开设有能起闭的活动插门以利于清理沉淀，所述的过滤池输出端具有收集过滤液的废液收集池，所述废液收集池与黑膜发酵池经管路连接将废液收集池内的废液输出值黑膜沼气池。
5.根据权利要求4所述的一种零排放模式处理养殖废弃物系统，其特征在于，所述废液收集池内设置有搅拌机。
6.一种零排放模式处理养殖废弃物系统的使用方法，包括利用如权利要求4所述的一种零排放模式处理养殖废弃物系统，其特征在于，包括以下步骤：
1）收集粪便，先利用固液分离机将大部分粪渣从养殖排泻物分离出来，再将滤液排放到过滤池对粪便进行再过滤，使粪便固液分离较为完全，得到固体粪便堆撒到异位发酵池进行发酵；
2）将通过过滤池层层过滤的废液收集池内的废液通入黑膜发酵池，将黑膜发酵池内的废水温度调节为 55 ～ 62°C，PH调节为 5～6，采用高温厌氧发酵，得到沼气，发酵出料经脱水成沼渣和沼液，大部分沼液浇灌到异位发酵池进行发酵，小部分返混至沼气发酵池；
3）所述异位发酵池内布设有发酵基质，发酵原料包括发酵基质和发酵菌，将发酵基质一次性装填到异位发酵池内，装填完毕后按每立方米发酵基质喷淋粪污量不超过30千克/天测算，将暂贮在喷淋池中的粪污通过喷淋机一次或多次均匀地喷淋到发酵池槽表面。
7.根据权利要求6所述的一种零排放模式处理养殖废弃物系统的使用方法，其特征在于，发酵基质装填高度占2.8-3米，多个异位发酵池可轮换错开喷淋时间：粪污与发酵基质混合后的水分含量以45％-50％为宜。
8.根据权利要求6所述的一种零排放模式处理养殖废弃物系统的使用方法，其特征在于，粪污喷淋后经过24小时发酵之后，异位发酵池表面以下35厘米处的温度应上升至45℃左右，48小时后应升至60℃以上，在此温度下保持24小时后，再进行下一次粪污喷淋，当发酵池槽内发酵基质的高度沉降15-20厘米时，应及时补充发酵基质，以维持池内发酵基质的总量。
9.根据权利要求6所述的一种零排放模式处理养殖废弃物系统的使用方法，其特征在于，当发酵基质达到使用期限后，应将其从发酵池槽中全部清出，并重新放入新的发酵基质。
10.据权利要求6所述的一种零排放模式处理养殖废弃物系统的使用方法，其特征在于，所述异位发酵池透光顶棚由透明的膜覆盖，透光顶棚高8米，异位发酵池高3米，底部每隔1.5分布一条通气管，通气管每隔10cm，钻0.25cm的通气孔，通气管上布设有上盖一层砖块，下通气管的材料我PPR管，通气管正对着砖缝，透光顶棚棚的侧边由罗氏风机组件分布，异位发酵池的四周是用透明膜做成的卷帘。
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