CN117843405A - 粪污无害化液体有机肥生产新工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是一种粪污无害化液体有机肥生产新工艺，其步骤是：将浆化后的粪污送到消毒搅拌池添加消毒剂进行消毒，以消杀大肠杆菌和蛔虫卵；干湿分离，对消毒后粪浆进行筛分过滤得粪渣和粪液，粪渣堆肥处理得固体有机肥，粪液送到曝气池通入空气搅拌，除去残留的氯和减少氨氮；将曝气后的粪液送入缺氧池加入菌种发酵，池中放置立式填料作为反硝化细菌附着载体；将经过缺氧处理后的粪液送到好氧发酵池加菌种发酵，池中设置填料，通气搅拌；将上步得到的粪液送到下一曝气池进一步加菌种发酵，调质处理得成品液体有机肥。本发明工序精简，处理成本低，工效高，资源利用水平高绿色环保，有机肥肥力持久，肥效快，种出来的蔬菜和水果品质优良，口感好。

Description

粪污无害化液体有机肥生产新工艺

技术领域

本发明涉及动物粪污的处理及高效有机肥的生产技术，特别是针对牲畜和人类粪污的无害化液体有机肥生产新工艺。

背景技术

对于规模化的牲畜养殖场，如养猪场，养鸡场，以及城市居民，每天产生的粪便等排泄物，数量是惊人的，这些粪污如果不能及时有效地处理，将会给环境造成灾难性的危害。对于以居民排泄物为主的城市粪污，在城市周边都建有相应的污水处理厂，通过地下管道连接方式使之流进污水处理厂处理，处理后得到符合排放标准的清水和固废物。对于规模化的养猪场，一年出栏上万头生猪，每天会排泄大量的粪便，为了避免污染环境，养猪场就得花费很大一部分钱来进行处理。

对于养猪场粪污的处理方式，现有技术中有的是将粪污集中发酵后搅拌成浆，固液分离后得到固废物和过滤污水，固废物进行堆沤发酵得到固体有机肥，对于过滤污水侧进一步进行清洁化处理得到清洁水返回使用。例如CN114230090B的发明专利公开的一种禽畜粪污处理方法就是这样，将粪污简单地分成清洁水和固体有机肥了事。在该专利中，其第一道工序用200-300目的筛网对粪污进行过滤得到固相一和液相一，接着对液相一进行絮凝除臭处理得到清洁水，将固相一和后续得到的固体物混合集中堆肥发酵得到固体有机肥。这种技术虽然有其先进性，但同时也存在不足，首先是用200-300目的滤网过滤，因为滤网的孔径才有0.048-0.074mm，如此细小的孔径，过滤效率是很非常低的，无形中不仅降低了处理效率，还增加了处理成本。同时也不能充分利用其中的有用成分。另外，该专利的处理步骤中还进行除臭过滤网通电除臭，给生产环境带一定的安全隐患。

从所周知，固体有机肥的肥效较慢，一般用作作物的基肥，对于追肥大多不用有机肥，而是采用化肥，但化肥种出来的蔬菜水果，甚至粮食都没有有机肥种出来的好吃。为了获得优质的口感，许多水果种植户都会高价购买高效和特效有机肥进行追施，但市场上的高效和特效有机肥数量却很少，很难买到或者价格太高。

由于现有对养猪场粪污的处理方式成本较高，使得许多养猪场不得不将此项处理外包给其他专门的企业来做，以尽可能降低生产成本。

鉴于如此种种问题，有必要对现有粪污的处理技术进行新的研发，以寻求更加高效更加合理和更加环保的技术，以提高粪污的处理和资源化利用的水平。

发明内容

为此，本发明提出一种粪污无害化液体有机肥生产新工艺，使之能够大幅度降低粪污处理成本，提高效率，同时提高粪污资源化无害化利用的水平，以此解决现有技术的不足。

本发明提出的这种粪污无害化液体有机肥生产新工艺，其特征在于有如下步骤：

(1)消毒处理，将浆化后的粪污送到消毒搅拌池添加消毒剂进行消毒，以消杀其中的大肠杆菌和蛔虫卵等有害生物；

(2)干湿分离与首次曝气，对消毒后的粪污浆液进行筛分过滤得到筛上物固体和筛下物液体(粪液)，筛上物固体进行堆肥处理得固体有机肥，对筛下物液体(粪液)送到曝气池(1号曝气池)，通入空气搅拌，使之与空气接触，以除去残留的氯和减少氨氮；

(3)缺氧发酵，将曝气后的粪液送入缺氧池加入菌种发酵，池中放置立式填料作为反硝化细菌附着载体，以除去氮、磷、硫化物和亚硝酸盐；

(4)好氧发酵，将经过缺氧处理后的粪液送到好氧发酵池(2号曝气池)加菌种发酵，池中设置悬浮球填料和流化床填料，通气搅拌，使液体与空气接触，让生物菌附着于填料上并截留悬浮物降解转化；

(5)曝气调质得成品，将上步得到的粪液送到下一曝气池(3号曝气池)进一步加菌种发酵，调质处理得成品液体有机肥。

步骤(1)所述消毒剂为化合物制剂或生物杀菌剂，生物杀菌剂为苏云金芽孢杆菌，结合乳酸菌、EM菌群通过扩培后入原液进行静置一天，达到杀灭大肠杆菌和蛔虫卵的目的，化合物制剂是次氯酸钠或三氯异氰尿酸中的一种或多种。为三氯异氰尿酸时，按每5吨粪水1000克比例添加。

步骤(2)所述筛分过滤采用圆筒筛进行，将消毒后粪污浆液泵送到圆筒筛自动分离，筛上物固体按常规方式就地堆沤处理得固体有机肥，筛下物液体(粪液)自动流进1号曝气池。

步骤(3)的缺氧发酵池和步骤(4)的好氧发酵池中均设置填料阵，即在池中分散性设置填料，以作为生物菌群载体充分发酵，减少菌种投放量，降低处理成本。

所述填料用塑料制作而成，形状可以是盘网状、球笼状等多比表面积的物件，池子的同一个横断面上用多条绳子垂直或/和水平平行扯紧，每条绳子上固定多个填料，池子沿粪液流动方向多个横断面上作同样设置，形成填料点阵。

步骤(4)氧化发酵池中设置的填料为球笼填料时称为悬浮球填料，每个球笼内可以有多层球笼，以增加表面积，盘网填料称为流化床填料，盘上的网孔顺着粪液流动方向设置。

悬浮球填料和流化床填料也为立体点阵式设置，池子同一个横断面上用多条绳子垂直或/和水平平行扯紧，每条绳子上固定多个填料，池子沿粪液流动方向多个横断面上作同样设置，形成填料点阵。

球笼与盘网填料在同一条绳子上可以任意排列，但填料间须有间隙，以保证粪液流动。

好氧发酵池有潜水泵和返流管连通缺氧池，将好氧发酵的部分粪液泵送返回缺氧发酵池进行再次缺氧发酵。

首次曝气池、缺氧发酵池、好氧发酵和成品曝气池之间有管道或壁洞串联连通，以便粪液依序流动，后液推动前液流过池子。

首次曝气池、氧化发酵和成品曝气池的池底设置日曝气盘并有气管与风机连接通气，通气搅拌采用间隙式作业方式，每隔一定时间通气搅拌一次。

步骤(5)所述的成品调质指按照NY/T2596-2014标准控制质量指标。

在质量达标基础上，添加用豆粕、油经生物发酵制成液体，增加氨基酸肥素。

成品液体经过网过滤，除去残留悬浮物后供作滴灌追肥，以免堵塞滴管。

本发明成品采用桶装或罐装供用户使用，特别是菜农和果农最为适合。副产品固体肥料(粪渣)可供作底肥使用。本发明的处理设施可以依养猪场、养鸡场而建，对于有粪污处理初步处理设施的养殖场，发本发明可以从其粪浆做起，对于没有初步处理能力的，可以建前置处理设施，以便把粪污处理成粪浆。

本发明相对于现有技术，具有工序精简，处理成本低，工效高，资源利用水平高绿色环保等优点，所生产出来的液体有机肥，符合行业标准，肥力持久，肥效快，种出来的蔬菜和水果品质优异，口感好，深受消费者欢迎。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

图2是本发明一个具体实施例的池子设置平面图。

图3是本发明一个具体实施例的设备平面布置示意图。

图4是厌氧池填料设置示意图(横断面图)。

图5是盘网状流化床填料的结构示意之主视图。

图6是图5之左视图。

图7是球笼填料之主视图。

图8是图7之俯视图。

图1-8中，各零部件的标号如下：

1-池底；2-下横线；3-池壁；4-竖线；5-填料；6-上横线；5(01)-盘网填料；5011-盘网孔；5012-盘筋条；5(02)-球笼填料；5021-经条；5022-笼孔；5023纬条；5024-串穿孔。

图1-3中，厌氧池与缺氧池为同义词，1号曝气池也称除氯池。各个曝气池也称好氧池或氧化池。

具体实施方式

下面结合实例和附图进一步说明本发明的有益技术效果。

某养猪场年出栏3万头肥猪，最大日排放粪浆约200立方，粪污由养猪场自行搅拌成粪浆。如图1-6所示，依据本发明的方案在养猪场旁建立污水处理池，总容积2400立方，反应时间5-14天，峰值处理量为400立方每天。处理池的平面布置如图2所示。消毒搅拌池容积300立方(m³，上下文同义)，进水口孔径160mm，流量为每小时150立方，进水时间二小时，消毒搅拌池按照TJ14-74标准的规范不小于30分钟，本例消毒时间设置为24小时。消毒剂采用生物菌群消毒液。这种生物杀菌剂为苏云金芽孢杆菌，结合乳酸菌、EM菌群通过扩培后入原液进行静置一天，达到杀灭大肠杆菌和蛔虫卵的目的。

经检测，原粪浆大肠杆菌含量3.5×MPN/L，试验得出，200克消毒剂可以杀完10吨粪浆里含有的大肠杆菌，每公斤消毒剂可以处理50吨原粪浆。消毒池每天可消毒300立方粪浆，最大日处理量为300立方，大于养猪场的日最大排污量。这种生物杀菌剂较之原先使用的无机盐(次氯酸钠、三氯异尿酸)的消杀效果更好，无机盐消毒剂在杀灭大肠杆菌和蛔虫卵的同时也杀死其他有益细菌，对后来的发酵和除臭效果不利。

1号曝气池紧邻消毒池，容积也为300立方，紧邻的缺氧池(也称厌氧池)、2号曝气池(好氧池)和3号曝气池(成品池)容积各为600立方。

经消毒池消毒处理后的粪浆泵送至池边的圆筒筛进行固液分离(干湿分离)。本例采用两台筒筛分机(1号和2号干湿分离机)进行筛分，每小时最大处理量50吨，日工作时间6-8小时，日最大处理量300吨。固液分离后，筛上物固体(粪渣)用车拉走进行堆肥处理得到固体有机肥。筛下物液体(粪液)自动流进1号曝气池(也称除氯池)，该曝气池通过曝气供氧(泵入空气同时进行搅拌)加快氯的反应速度，达到除余氯的效果。

缺氧池与1号曝气池间有口径160mm的壁孔连通，流量为每小时50立方，进水时间4-6个小时，停留时间12小时。主要作用是配合池中反硝化细菌作用，达到脱磷、脱氮、降盐的目的。

好氧发酵池有两个进水口与缺氧池连通，每个进水口孔径110mm，流量为每小时50立方，进水时间6小时，停留时间24个小时以上。主要作用是配合池中填料和微生物对粪液中高浓度有机物降解，达到快速发酵的目的。池中的填料为悬浮球填料和流化床填料，均用塑料制成，结构如前所述。悬浮球填料主要起生物菌载体作用，同时兼有截留悬浮物的作用，具有生物附着力强、比表面积大、孔隙率高、化学和生物稳定性好、经久耐用、不溶出有害物、不引起二次污染、防紫外线、抗老化、亲水性强等特点。是其他软性、半软性、组合弹性填料无法实现的。好氧池配套气管曝气盘，并与风机相连，间歇作业，让粪水在生化池内不断循环，充分地与填料上的微生物接触，达到有机物迅速降解作用。

池中安装一套格栅栏，以阻隔悬浮球和流化床填料和大的悬浮物流入成品池。

在氧化池与缺氧池间配套一台潜水回流泵一台，流量为每小时25立方，每日工作2-4小时，回流量为50-100立方，主要作用是把氧化池中的粪水抽到缺氧池进行二次处理，确保系统的处理效果，达到缺氧池和氧化池的水流循环作用，以解磷和除盐为主要目的。

成品池(3号曝气池)与好氧池的结构、大小和设备配置与氧化池(2号曝气池)的相同。也有两个进水孔与好氧池连通，流量为每小时50立方，进水时间6小时。主要作用是存放成品沼液肥，同时补充曝气以保证微生物活性。

成品沼液对照前述产品标准进行定期检验，有指标特别是其中的氨基酸含量不达标时，便用池边设置的豆粕、油发酵得来的液体进行补充。达标后即可供应用户。

本例中，厌氧池、好氧发酵池(2号池)和成品池(3号池)添加的菌种为市售产品，具体是：枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、苏云金芽孢杆菌、拜赖青霉菌、解淀粉、复合酶、EM菌原露，各按重量份1份的比例混合得混合菌种。菌种配比为1：50000，即每50立方粪水加入1公斤生物菌种。

使用方法：按1：20比例进行激活，即每1公斤生物菌种兑水20升(可加入200克以上红糖)，密封48小时以上，激活后得到20升活性菌液。活性菌液按1：2500比例进行投加，即每2.5立方粪水中加入1升活性菌液。

搅拌消毒池中投加的生物消毒液配比1：2500，即每2.5立方粪水加入1公斤激活的生物消毒剂。使用方法：1公斤复合菌种加水20升，加红糖200克，密封48小时，得到生物菌消毒液20公斤。20公斤生物消毒液可以处理50000公斤粪浆。

经对成品液体有机肥的取样检验，各项指标符合上述行业产品质量标准。

具体如下表：

本发明液体有机肥质量检验报表

本例的实施效果：经过一年的生产性试验，证明本发明生产出来的液体有机肥质量，历次检验均符合行业标准NY/T2596-2014的要求。而且，还增加了氨基酸肥的物效肥力。此项特色特别得到葡萄种植户的欢迎，经与采用化肥和其他有机肥的对比，当年用本发明液体有机肥种植的葡萄味道润甜，口感极佳，早被买家采购一空，而化肥和其他有机肥种植的降价也滞销严重。

本例的除臭效果：人不戴口罩，站在1号曝气边，臭气剧烈难耐，站在成品池边，基本闻不到臭气。

其余情况如上所述。

Claims (10)

1.一种粪污无害化液体有机肥生产新工艺，其特征在于有如下步骤：

(1)消毒处理，将浆化后的粪污送到消毒搅拌池添加消毒剂进行消毒，以消杀其中的大肠杆菌和蛔虫卵等有害生物；

(2)干湿分离与首次曝气，对消毒后的粪污浆液进行筛分过滤得到筛上物固体和筛下物液体(粪液)，筛上物固体进行堆肥处理得固体有机肥，对筛下物液体(粪液)送到曝气池(1号曝气池)，通入空气搅拌，使之与空气接触，以除去残留的氯和减少氨氮；

(3)缺氧发酵，将曝气后的粪液送入缺氧池加入菌种发酵，池中放置填料作为反硝化细菌附着载体，以除去氮、磷、硫化物和亚硝酸盐；

(4)好氧发酵，将经过缺氧处理后的粪液送到好氧发酵池(2号曝气池)加菌种发酵，池中设置填料，通气搅拌，使液体与空气接触，让生物菌附着于填料上并截留悬浮物降解转化；

(5)曝气调质得成品，将上步得到的粪液送到下一曝气池(3号曝气池)进一步加菌种发酵，调质处理得成品液体有机肥。

2.根据权利要求1所述粪污无害化液体有机肥生产新工艺，其特征在于步骤(1)的消毒剂为化合物制剂或生物杀菌剂，生物杀菌剂为苏云金芽孢杆菌，结合乳酸菌、EM菌群通过扩培后入原液进行静置一天，达到杀灭大肠杆菌和蛔虫卵的目的，化合物制剂是次氯酸钠或三氯异氰尿酸中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述粪污无害化液体有机肥生产新工艺，其特征在于步骤(2)的筛分过滤采用圆筒筛进行，将消毒后粪污浆液泵送到圆筒筛自动分离，筛上物固体堆沤处理得固体有机肥，筛下物液体(粪液)自动流进1号曝气池。

4.根据权利要求1所述粪污无害化液体有机肥生产新工艺，其特征在于步骤(3)的缺氧发酵池和步骤(4)的好氧发酵池中的填料均为填料阵，即在池中分散性设置填料，以作为生物菌群载体充分发酵。

5.根据权利要求4所述粪污无害化液体有机肥生产新工艺，其特征在于所述填料用塑料制作而成，形状是盘网状、球笼状等多比表面积的物件，池子的同一个横断面上用多条绳子垂直或/和水平平行扯紧，每条绳子上固定多个填料，池子沿粪液流动方向多个横断面上作同样设置，形成填料点阵。

6.根据权利要求5所述粪污无害化液体有机肥生产新工艺，其特征在于步骤(4)氧化发酵池中设置的填料为球笼填料时称为悬浮球填料，每个球笼内可以有多层球笼，以增加表面积，盘网填料称为流化床填料，盘上的网孔顺着粪液流动方向设置。

7.根据权利要求6所述粪污无害化液体有机肥生产新工艺，其特征在于悬浮球填料和流化床填料也为立体点阵式设置，池子同一个横断面上用多条绳子垂直或/和水平平行扯紧，每条绳子上固定多个填料，池子沿粪液流动方向多个横断面上作同样设置，形成填料点阵，球笼与盘网填料在同一条绳子上可以任意排列，但填料间须有间隙，以保证粪液流动。

8.根据权利要求1所述粪污无害化液体有机肥生产新工艺，其特征在于好氧发酵池有潜水泵和返流管连通缺氧池，将好氧发酵的部分粪液泵送返回缺氧发酵池进行再次缺氧发酵。

9.根据权利要求1所述粪污无害化液体有机肥生产新工艺，其特征在于首次曝气池、缺氧发酵池、好氧发酵和成品曝气池之间有管道或壁洞串联连通，以便粪液依序流动，后液推动前液流过池子，首次曝气池、氧化发酵和成品曝气池的池底设置日曝气盘并有气管与风机连接通气，通气搅拌采用间隙式作业方式，每隔一定时间通气搅拌一次。

10.根据权利要求1所述粪污无害化液体有机肥生产新工艺，其特征在于步骤(5)所述的成品调质指按照NY/T2596-2014标准控制质量指标，在质量达标基础上，添加用豆粕、油经生物发酵制成液体，增加氨基酸肥素。