CN114212958A - 一种畜禽养殖水泡粪处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及畜禽养殖的领域，具体涉及一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，包括如下步骤：新鲜水泡粪直接进行第一次固液分离，分离得到的液相中加入固氮絮凝剂进行絮凝反应即可。本发明的水泡粪在第一次固液分离得到的液相中加入固氮絮凝剂进行絮凝反应，有效的降低了粪水中化学需氧量的含量，从而降低了温室气体的排放，具有环保的效果。

Description

一种畜禽养殖水泡粪处理工艺
技术领域
本发明涉及畜禽养殖的领域，具体涉及一种畜禽养殖水泡粪处理工艺。
背景技术
畜禽养殖过程中会排出大量粪便，该粪便的处理工艺通常包括水冲粪工艺、水泡粪工艺、干清粪工艺等，其中水泡粪工艺是在排粪沟中注入一定量的水，粪尿、冲洗和饲养管理用水一并排放到排粪沟中，存储一段时间，待排粪沟中装满后打开闸门将水泡粪排出。
在水泡粪工艺的存储过程中(存储时间一般为1-2个月)，将会产生大量的甲烷、氧化亚氮等温室气体和氨气、硫化氢等恶臭气体。其中甲烷、氧化亚氮等温室气体的排放，会吸收红外线，使得全球变暖。排放的氨气虽然不是直接的温室气体，但是与大气中的羟基反应形成氮氧化物、与大气中的硫酸根反应生成气溶胶，会造成酸雨、土壤酸化和地下水的污染。
而随着奶牛、猪和家禽的饲养需求量的迅速增加，粪便存储过程中产生的温室气体排放量也迅猛增加。因此解决畜禽养殖中温室气体排放的问题迫在眉睫。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中畜禽养殖中温室气体排放较多的缺陷，从而提供一种畜禽养殖水泡粪处理工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
新鲜水泡粪直接进行第一次固液分离，分离得到的液相中加入固氮絮凝剂进行絮凝反应即可。
进一步的，畜禽养殖水泡粪处理工艺还包括将絮凝反应后的液相进行第二次固液分离，并将第一次固液分离和第二次固液分离的固相进行烘干。
进一步的，所述固氮絮凝剂选自酸性添加剂和/或固体吸附剂。
进一步的，所述酸性添加剂选自硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氯化铁、硫酸铁、过磷酸钙中的一种或多种。优选的，所述酸性添加剂选自磷酸。
进一步的，所述固体吸附剂为秸秆和/或木屑和/或多孔材料。优选的，所述固体吸附剂为多孔材料。
进一步的，所述多孔材料选自沸石、膨润土、生物炭、蛭石中的一种或多种。
进一步的，畜禽养殖水泡粪处理工艺还包括杀菌步骤，所述杀菌步骤位于所述絮凝反应之前，具体为：收集所述水泡粪并加入杀菌剂进行杀菌。
进一步的，所述杀菌剂选自漂白粉和/或生石灰。
进一步的，所述固相烘干步骤中的烘干温度为80-150℃。
进一步的，所述固氮絮凝步骤、第二次固液分离步骤和固相烘干步骤之间水泡粪的输送均在密闭环境中进行。进一步的，所述第二次固液分离步骤中得到的液相进行生物处理。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，将新鲜水泡粪直接进行处理，第一次固液分离后加入固氮絮凝剂进行絮凝反应，有效的降低了粪水中化学需氧量的含量，从而降低了温室气体的排放，具有环保的效果。
2.本发明提供的一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，固氮絮凝剂选自酸性添加剂和/或固体吸附剂。酸性添加剂选自硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氯化铁、硫酸铁、过磷酸钙，此类酸性添加剂能够通过控制粪水pH影响氮素的转化，同时通过形成化合物或络合作用等固氮，减少氨气的挥发与产生。固体吸附剂选自秸秆、木屑、多孔材料，该类吸附剂能够吸附甲烷、二氧化碳和氧化亚氮等温室气体，对氨气也有一定的吸附作用，能够减少畜禽养殖中温室气体和有害气体的排放。
3.本发明提供的一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，在固氮絮凝步骤之前对水泡粪进行杀菌处理，杀菌后可以有效的抑制水泡粪中微生物活动，减少由于微生物反应释放出的甲烷、氧化亚氮等温室气体的排放，也能够减少氨气的排放。
4.本发明提供的一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，将水泡粪中的固相在80-150℃下进行烘干。烘干后的固相可以作为燃料进行使用，不但节省了能耗而且避免了在发酵过程中产生温室气体。另外，固相粪便烘干后，能够进一步杀死固相粪便中的微生物，减少微生物活动，从而减小温室气体排放。
5.本发明提供的一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，所述固氮絮凝步骤、第二次固液分离步骤和固相烘干步骤之间水泡粪的输送均在密闭环境中进行，能够进一步减少温室气体的排放。
6.本发明提供的一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，所述第二次固液分离步骤中得到的液相进行生物处理，生物处理后的液相一般为洁净水，能够作为灌溉用水进行农田灌溉，节约了水资源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种畜禽养殖水泡粪处理工艺流程图。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
本发明实施例所用水泡粪来自蒙牛集团山东临沂牧场；
本发明实施例所用磷酸为AR分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司生产；
本发明实施例所用盐酸为AR分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司生产；
本发明实施例所用生物炭的型号为DK-4530，购自河南达康净水材料有限公司；
本发明实施例所用漂白粉的货号为018，购自山东奈斯化学有限公司。
实施例1
本实施例提供一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，包括如下步骤：
杀菌：收集新鲜水泡粪至粪水池中，在其中投入漂白粉并搅拌均匀，投加的漂白粉的量为水泡粪的10wt％；
固氮絮凝：将杀菌后的水泡粪输送至固液分离装置中进行第一次固液分离，分离后将液相密闭输送至反应罐中，在反应罐中加入磷酸和沸石，搅拌均匀进行絮凝反应，絮凝反应天数为10天；磷酸的投加量为水泡粪液相的4wt％，沸石的投加量为水泡粪液相的5wt％；
第二次固液分离：将絮凝反应后的液相密闭输送至下一级固液分离装置中进行第二次固液分离，接着将第二次固液分离后的液相生物处理后作为灌溉用水储藏；
固相烘干：将第一次固液分离步骤和第二次固液分离步骤中的固相密闭输送至烘干系统在150℃下进行烘干即可。
实施例2
本实施例提供一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，包括如下步骤：
杀菌：收集新鲜水泡粪至粪水池中，在其中投入生石灰并搅拌均匀，生石灰的投加量为水泡粪的10wt％；
固氮絮凝：将杀菌后的水泡粪输送至固液分离装置中进行第一次固液分离，分离后将液相密闭输送至反应罐中，在反应罐中加入磷酸和沸石，搅拌均匀进行絮凝反应，絮凝反应天数为10天；磷酸的投加量为水泡粪液相的5wt％，沸石的投加量为水泡粪液相的6wt％；
第二次固液分离：将絮凝反应后的液相密闭输送至下一级固液分离装置中进行第二次固液分离，接着将第二次固液分离后的液相生物处理后作为灌溉用水储藏；
固相烘干：将第一次固液分离步骤和第二次固液分离步骤中的固相密闭输送至烘干系统在150℃下进行烘干即可。
实施例3
本实施例提供一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，包括如下步骤：
杀菌：收集新鲜水泡粪至粪水池中，在其中投入漂白粉并搅拌均匀，漂白粉的投加量为水泡粪的12wt％；
固氮絮凝：将杀菌后的水泡粪输送至固液分离装置中进行第一次固液分离，分离后将液相密闭输送至反应罐中，在反应罐中加入磷酸和沸石，搅拌均匀进行絮凝反应，絮凝反应天数为10天；磷酸的投加量为水泡粪液相的5wt％，沸石的投加量为水泡粪液相的6wt％；
第二次固液分离：将絮凝反应后的液相密闭输送至下一级固液分离装置中进行第二次固液分离，接着将第二次固液分离后的液相生物处理后作为灌溉用水储藏；
固相烘干：将第一次固液分离步骤和第二次固液分离步骤中的固相密闭输送至烘干系统在80℃下进行烘干即可。
实施例4
本实施例提供一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，包括如下步骤：
杀菌：收集新鲜水泡粪至粪水池中，在其中投入漂白粉并搅拌均匀，漂白粉的投加量为水泡粪的15wt％；
固氮絮凝：将杀菌后的水泡粪输送至固液分离装置中进行第一次固液分离，分离后将液相密闭输送至反应罐中，在反应罐中加入磷酸和沸石，搅拌均匀进行絮凝反应，絮凝反应天数为10天；磷酸的投加量为水泡粪液相的6wt％，沸石的投加量为水泡粪液相的6wt％；
第二次固液分离：将絮凝反应后的液相密闭输送至下一级固液分离装置中进行第二次固液分离，接着将第二次固液分离后的液相生物处理后作为灌溉用水储藏；
固相烘干：将第一次固液分离步骤和第二次固液分离步骤中的固相密闭输送至烘干系统在100℃下进行烘干即可。
实施例5
本实施例提供一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，包括如下步骤：
杀菌：收集新鲜水泡粪至粪水池中，在其中投入漂白粉并液搅拌均匀，漂白粉的投加量为水泡粪的18wt％；
固氮絮凝：将杀菌后的水泡粪输送至固液分离装置中进行第一次固液分离，分离后将液相密闭输送至反应罐中，在反应罐中加入磷酸，搅拌均匀进行絮凝反应，絮凝反应天数为10天；磷酸的投加量为水泡粪液相的4wt％；
第二次固液分离：将絮凝反应后的液相密闭输送至下一级固液分离装置中进行第二次固液分离，接着将第二次固液分离后的液相生物处理后作为灌溉用水储藏；
固相烘干：将第一次固液分离步骤和第二次固液分离步骤中的固相密闭输送至烘干系统在150℃下进行烘干即可。
实施例6
本实施例提供一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，包括如下步骤：
杀菌：收集新鲜水泡粪至粪水池中，在其中投入漂白粉并搅拌均匀，漂白粉的投加量为水泡粪的20wt％；
固氮絮凝：将杀菌后的水泡粪输送至固液分离装置中进行第一次固液分离，分离后将液相密闭输送至反应罐中，在反应罐中加入盐酸，搅拌均匀进行絮凝反应，絮凝反应天数为10天；盐酸的投加量为水泡粪液相的6wt％；
第二次固液分离：将絮凝反应后的液相密闭输送至下一级固液分离装置中进行第二次固液分离，接着将第二次固液分离后的液相生物处理后作为灌溉用水储藏；
固相烘干：将第一次固液分离步骤和第二次固液分离步骤中的固相密闭输送至烘干系统在150℃下进行烘干即可。
实施例7
本实施例提供一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，包括如下步骤：
杀菌：收集新鲜水泡粪至粪水池中，在其中投入漂白粉并搅拌均匀，漂白粉的投加量为水泡粪的14wt％；
固氮絮凝：将杀菌后的水泡粪输送至固液分离装置中进行第一次固液分离，分离后将液相密闭输送至反应罐中，在反应罐中加入磷酸钙，搅拌均匀进行絮凝反应，絮凝反应天数为10天；磷酸钙的投加量为水泡粪液相的7wt％；
第二次固液分离：将絮凝反应后的液相密闭输送至下一级固液分离装置中进行第二次固液分离，接着将第二次固液分离后的液相生物处理后作为灌溉用水储藏；
固相烘干：将第一次固液分离步骤和第二次固液分离步骤中的固相密闭输送至烘干系统在150℃下进行烘干即可。
实施例8
本实施例提供一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，包括如下步骤：
杀菌：收集新鲜水泡粪至粪水池中，在其中投入漂白粉并搅拌均匀，漂白粉的投加量为水泡粪的16wt％；
固氮絮凝：将杀菌后的水泡粪输送至固液分离装置中进行第一次固液分离，分离后将液相密闭输送至反应罐中，在反应罐中加入沸石，搅拌均匀进行絮凝反应，絮凝反应天数为10天；沸石的投加量为水泡粪液相的6wt％；
第二次固液分离：将絮凝反应后的液相密闭输送至下一级固液分离装置中进行第二次固液分离，接着将第二次固液分离后的液相生物处理后作为灌溉用水储藏；
固相烘干：将第一次固液分离步骤和第二次固液分离步骤中的固相密闭输送至烘干系统在150℃下进行烘干即可。
实施例9
本实施例提供一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，包括如下步骤：
杀菌：收集新鲜水泡粪至粪水池中，在其中投入漂白粉并搅拌均匀，漂白粉的投加量为水泡粪的13wt％；
固氮絮凝：将杀菌后的水泡粪输送至固液分离装置中进行第一次固液分离，分离后将液相密闭输送至反应罐中，在反应罐中加入生物炭，搅拌均匀进行絮凝反应，絮凝反应天数为10天；生物炭的投加量为水泡粪液相的9wt％；
第二次固液分离：将絮凝反应后的液相密闭输送至下一级固液分离装置中进行第二次固液分离，接着将第二次固液分离后的液相生物处理后作为灌溉用水储藏；
固相烘干：将第一次固液分离步骤和第二次固液分离步骤中的固相密闭输送至烘干系统在150℃下进行烘干即可。
实施例10
本实施例提供一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，包括如下步骤：
固氮絮凝：收集新鲜水泡粪至粪水池中，将水泡粪输送至固液分离装置中进行第一次固液分离，分离后将液相密闭输送至反应罐中，在反应罐中加入磷酸和沸石，搅拌均匀进行絮凝反应，絮凝反应天数为10天；磷酸的投加量为水泡粪液相的4wt％，沸石的投加量为水泡粪液相的5wt％；
第二次固液分离：将絮凝反应后的液相密闭输送至下一级固液分离装置中进行第二次固液分离，接着将第二次固液分离后的液相生物处理后作为灌溉用水储藏；
固相烘干：将第一次固液分离步骤和第二次固液分离步骤中的固相密闭输送至烘干系统在150℃下进行烘干即可。
对比例1
对比例1公开了一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，包括如下步骤：
杀菌：收集新鲜水泡粪至粪水池中，在其中投入漂白粉并搅拌均匀，投加后漂白粉的浓度为10wt％；
第一次固液分离：将杀菌后的水泡粪输送至固液分离装置中进行固液分离；
第二次固液分离：将固液分离得到的液相密闭输送至下一级固液分离装置中进行第二次固液分离，接着将二次固液分离后的液相生物处理后作为灌溉用水储藏；
固相烘干：将第一次固液分离步骤和二次固液分离步骤中的固相密闭输送至烘干系统在150℃下进行烘干即可。
对比例2
对比例2公开了一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，包括如下步骤：
第一次固液分离：将新鲜水泡粪输送至固液分离装置中进行第一次固液分离；
第二次固液分离：将第一次固液分离得到的液相密闭输送至下一级固液分离装置中进行第二次固液分离，接着将二次固液分离后的液相生物处理后作为灌溉用水储藏；
固相烘干：将第一次固液分离步骤和第二次固液分离步骤中的固相密闭输送至烘干系统在150℃下进行烘干即可。
试验例
按照实施例1-10、对比例1-2的操作进行水泡粪的处理，使用采样瓶分别收集杀菌、第一次固液分离、固氮絮凝、第二次固液分离、烘干处理节点产生的气体。气体收集方法为：
对采样瓶真空处理：在实验室内，用真空排气处理系统将采样瓶排气至瓶内压力接近负1.0*105Pa；
采样及样品保存：采样时打开采样瓶塞，使样品气体充入采样瓶内至常压后盖好瓶塞，避光运回实验室，24小时内测定。
测定时使用氨气和硫化氢二合一测试仪HD-P800、甲烷检测仪FIX800、笑气检测仪TD500S分别对采样瓶氨气、硫化氢、甲烷和氧化亚氮浓度进行检测。
检测后取各个测试节点同一气体的测量值的平均值，测试时发现实施例1-10中甲烷和氧化亚氮测试不到，其浓度接近为0；氨气和硫化氢检测结果见表1：
表1氨气、硫化氢、甲烷、氧化亚氮检测结果
Figure BDA0003396737890000121
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
新鲜水泡粪直接进行第一次固液分离，分离得到的液相中加入固氮絮凝剂进行絮凝反应即可。
2.根据权利要求1所述的一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，其特征在于，还包括将絮凝反应后的液相进行第二次固液分离，并将第一次固液分离和第二次固液分离的固相进行烘干。
3.根据权利要求1或2所述的一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，其特征在于，所述固氮絮凝剂选自酸性添加剂和/或固体吸附剂。
4.根据权利要求3所述的一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，其特征在于，所述酸性添加剂选自硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氯化铁、硫酸铁、过磷酸钙中的一种或多种。
5.根据权利要求3或4所述的一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，其特征在于，所述固体吸附剂为秸秆和/或木屑和/或多孔材料。
6.根据权利要求5所述的一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，其特征在于，所述多孔材料选自沸石、膨润土、生物炭、蛭石中的一种或多种。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，其特征在于，还包括杀菌步骤，所述杀菌步骤位于所述絮凝反应之前，具体为：收集所述水泡粪并加入杀菌剂进行杀菌。
8.根据权利要求7所述的一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，其特征在于，所述杀菌剂选自漂白粉和/或生石灰。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，其特征在于，所述固相烘干步骤中的烘干温度为80-150℃。
10.根据权利要求9所述的一种畜禽养殖水泡粪处理工艺，其特征在于，所述固氮絮凝步骤、第二次固液分离步骤和固相烘干步骤之间水泡粪的输送均在密闭环境中进行。
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梁英等: "不同酸化剂对畜禽养殖粪水无机氮形态转化的影响", 中国农业科技导报, vol. 23, no. 8, pages 142 - 153 *

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