CN206046638U - 一种规模化养猪场养殖污染综合治理系统 - Google Patents
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Abstract
一种规模化养猪场养殖污染综合治理系统,包括源头分离猪舍、冲栏水处理系统、固液分离系统、固体高温好氧发酵系统、液体高温好氧发酵系统、臭气烟气处理系统、锅炉系统、检测控制系统;源头分离猪舍设计成粪尿与雨水、冲栏水、饮用余水分离的猪舍,污泥泵将粪尿泵送到固液分离装置,固液分离装置分离出来的固体输往固体高温好氧发酵系统,固液分离装置分离出来的液体输往液体高温好氧发酵系统,固体高温好氧发酵系统和液体高温好氧发酵系统的发酵臭气排气口以及锅炉系统的排烟气通过管道连接臭气烟气处理系统;锅炉系统包括锅炉、循环泵、热水管道和回水管道,检测控制系统的各传感器设置在上述各系统内,检测控制系统对上述系统进行连接控制。本实用新型使规模化养猪场污染得到综合治理,实现规模化养猪场污染物的“零排放、零污染、资源化利用”。
Description
技术领域
本实用新型属于环境保护技术领域,具体涉及一种规模化养猪场养殖污染综合治理系统。
背景技术
畜禽养殖业的集约化、规模化发展为市场提供了丰富而优质畜禽产品的同时,也面临着大量畜禽污染物带来的巨大环境压力。2009年中国畜禽粪便排放量为32.64亿吨鲜重,是同期工业固体废物排放总量的1.6倍(中华人民共和国统计局,2010),畜禽粪便一是带来严重恶臭污染空气,畜禽粪便在通风不良的情况下会分解成氨、硫酸、乙烯醇、二甲基硫醚、硫化氢、甲胺和三甲胺等恶臭气体,有腐烂洋葱臭、腐败蛋臭和鱼臭等臭味,这些气体危害人类健康,加剧空气污染;二是对水体造成污染,畜禽粪便的任意排放极易造成水体的富营养化,使水质恶化,粪便、污水渗入地下还可造成地下水中的硝酸盐含量过高;三是传播人畜共患病,由动物传染给人的人畜共患病有90余种,这些人畜共患病的载体主要是畜禽粪便及排泄物,这些畜禽粪尿如果不加以妥善处理和合理利用,不仅对生态环境造成巨大的负面影响,严重影响人们身体健康,而且制约畜禽养殖业良性发展。
当前,国内外规模化养猪场普遍采用的清粪方式主要有水泡粪、水冲粪和干清粪工艺方式,目前常见的是水泡粪清粪方式,缺点是粪便长时间在猪舍内停留,在粪沟中部分厌氧发酵,产生氨气、硫化氢、甲烷等大量的有害气体,使猪只食欲下降,危害猪只的健康,人们被迫以高能耗的强制通风来解决毒气污染问题,但在冬季,强制通风使猪舍无法保暖,猪只易患流感等传染性疾病,同时,大量有毒有害气体也影响饲养人员的工作,危害饲养人员的健康。水冲粪清粪方式也是常见的一种清粪方式,其缺点是耗水量大,水资源浪费严重;后期粪污处理过程中,固液分离后,干物质中养分含量低,肥料价值降低;污水量大,污水中的大部分可溶性有机物仍然很高,增加了处理难度。而干清粪方式,即粪便一经产生便分流,干粪由机械或人工收集、清扫、运走,尿及冲栏水则从下水道流出,并分别进行处理,干清粪工艺分为人工清粪和机械清粪两种,人工清粪的弊端是人畜容易产生交叉感染,劳动量大,工作环境差,生产率低,机械清粪的优点是可以减轻劳动强度,节约劳动力,提高工效,但目前国内生产的清粪设备在使用可靠性方面还存在欠缺,设备复杂,故障发生率较高,维修困难,不管是人工清粪方式,还是机械清粪方式,尿液与冲栏水、猪饮用余水混合,冲栏水中污染物浓度大,增加冲栏水处理量和处理难度。
总体来说,上述的清粪方式主要存在如下问题:(1)猪饮用余水无单独收集、输送系统,猪饮用余水直接与粪便、尿液和冲栏水混合,增加污染量和处理成本。据统计,每天因猪在用鸭嘴式饮水器饮水漏掉的水约占冲栏水总量的20~40%;(2)冲栏水未与粪便、尿液分离,冲栏水直接与粪便、尿液混合进行后续处理,处理方法通常是用沼气池厌氧发酵后进行固液分离,分离得到的固体部分去制作固体有机肥,液体部分按照污水进行处理并“达标排放”,该方法的弊端是大量养分溶解在液体中,生产的固体有机肥养分低、质量差;而液体中由于富含有机质和氮磷钾,COD和氨氮浓度高,常见的污水治理技术很难使其达到排放标准,即使按照现行的畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596—2001)中限定值COD400 mg/L、氨氮80mg/L和总磷8 mg/L,其分别是城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918—2002,一级A标准)中限定值的8倍、16倍和16倍,所谓的“达标排放”实际是造成水体富营养化的根源,“达标排放”的污水继续污染着环境。
好氧发酵(堆肥)可以通过微生物降解有机物,使有机废弃物实现减量化,无害化、资源化处理。目前广泛采用的场地堆肥发酵技术,主要存在:占地面积大,发酵时间长(一般一次发酵时间需要15~30天左右),在低温天气时发酵速度下降甚至停止,臭气难以收集处理而污染环境等一系列问题。目前大多数研究是槽式堆肥,通过通风强制输氧、翻堆或搅拌等手段提高好氧堆肥的效率或效果,该方式存在的问题有基建、翻堆设备等投资成本高,且发酵产生的热量及臭气则一般任其排往大气,造成严重的二次污染;而著名的达诺(Dano)滚筒式好氧反应器,相对场地发酵具有发酵效率高、占用场地面积小等特点,但发酵效果取决于滚筒长度等因素,为延长发酵原料在滚筒反应器中的停留时间以保证发酵效果,滚筒的长度通常设计成滚筒直径的10以上甚至达20倍以上,因此占地面积仍然很大,设备制造成本高昂,同时还存在新进的发酵原料(有机废弃物)跟已发酵原料接触面积过小、新进的发酵原料缺乏充分的发酵菌母因而反应速度较慢等缺点。
目前养猪场生猪病死率一般为3~5%,一旦遇到疫情比例还会更大,时常发生因处理不当造成饮用水源污染的事件,更有不良商贩倒卖病死猪,从中牟取暴利,直接威胁老百姓的食品安全,这部分携带有害病菌的病死动物尸体的隔离和处理问题亟待解决。目前,病死猪无害化处理的方法主要有高温焚烧、填埋和高温堆肥等,高温焚烧方式对设备要求极高,且一次性投资成本较高,大部分规模养殖场都不具备高温焚烧的条件,且集中焚烧也存在排放污染,收集、转运流程繁琐,监管措施不易到位等一系列问题,另外处理过程造成的二次污染问题也十分严重。目前应用较多是填埋方式,其缺点是运输、填埋成本高,病死猪补贴远低于填埋成本,且大部分养殖场员工由于卫生安全知识缺乏,并未做到卫生填埋,造成严重的二次污染。高温堆肥也是病死猪无害化处理的一种,其缺点是病死猪打碎等预处理过程中,机械损耗、能耗和设备清洁都将增加处理成本,操作者在病死猪打碎,设备清洁,以及更换易损件等过程中易产生交叉感染,增加疫情传播的风险,而且堆肥占地面积大、时间长、易受气候条件的影响,病死猪中携带大量致病微生物,传统发酵方式难以将这些致病微生物彻底杀死。种猪场在繁殖仔猪过程中产生大量的胎盘等污物,因其营养丰富,极易腐败,若不及时处理,极易造成污染,目前常见的处理方式是填埋,存在与病死猪处理同样的问题。
规模化养猪场污染物不仅包括猪粪尿、冲栏水、而且还包括病死猪、胎盘,以及治理过程中产生的臭气、烟气等,目前还没有一种合适的方法同时治理上述污染物。中国专利CN203568937公布了一种畜禽粪污处理系统,包括雨污分离系统、干湿分离系统、固液分离系统和生态净化系统,存在的问题是将粪尿与冲栏水、饮用余水混合后再进固液分离,固液分离后的液体中含有大量有机质和养分,COD和氨氮含量显著升高,不仅导致资源浪费,而且增加后续污水处理的处理量和难度,增加处理成本。分离后的固体物料发酵采用自然堆肥方式,该方式占用产地面积大,发酵效率低,有机肥品质差,易受环境因素影响,易产生二次污染,另外,该系统也未涉及畜禽养殖场病死畜禽尸体和胎盘等的处理。
中国专利CN201520168695.4公布了一种封闭式生物降解病死畜禽无害化处理装置,该专利通过添加生物降解化尸菌剂等辅料降解病死畜禽尸体,通过厌氧发酵杀灭寄生虫、虫卵、病菌及病毒,弊端是在固态条件下病死畜禽尸体腐解效率远比液体条件下低,厌氧发酵并不能完全杀死病死畜禽尸体中有害致病菌,存在二次污染的风险。
专利CN102964149公布了一种畜禽养殖场污染治理方法,该方法未对病死畜禽尸体和胎盘等进行处理,锅炉燃烧的含热烟气和发酵热的利用该专利也未涉及,且采用SBR反应器治理冲栏水,在出栏旺季冲栏水排放量大时达标难度大等问题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是:解决上述背景技术存在的问题,而提供一种规模化养猪场养殖污染综合治理系统,对猪粪便、尿液、冲栏水、饮用余水、病死猪尸体、胎盘,以及臭气、烟气等,在源头分别进行处置,将猪粪便、尿液、病死猪和胎盘等资源化利用,并将臭气和烟气中的热量得到综合利用,使规模化养猪场污染得到综合治理,真正实现规模化养猪场污染物的“零排放、零污染、资源化利用”。
本实用新型采用的技术方案是:
一种规模化养猪场养殖污染综合治理系统,包括源头分离猪舍、冲栏水处理系统、固液分离系统、固体高温好氧发酵系统、液体高温好氧发酵系统、臭气烟气处理系统、锅炉系统、检测控制系统;源头分离猪舍设计成粪尿与雨水、冲栏水、饮用余水分离的猪舍,雨水、饮用余水排往室外的沟渠,粪尿输往固液分离系统的集粪池,冲栏水排往冲栏水处理系统的冲栏水池;固液分离系统由安装在集粪池池底的污泥泵、固液分离装置及输送设备组成,污泥泵将粪尿泵送到固液分离装置,固液分离装置分离出来的固体输往固体高温好氧发酵系统的进料口,固液分离装置分离出来的液体输往液体高温好氧发酵系统的进液口,固体高温好氧发酵系统和液体高温好氧发酵系统的发酵臭气排气口以及锅炉系统的排烟气口通过管道连接臭气烟气处理系统;锅炉系统包括锅炉、循环泵、热水管道和回水管道,锅炉的热水管道连接固体高温好氧发酵系统的换热夹套或盘管以及液体高温好氧发酵系统的夹套或盘管,循环泵安装在回水管道中;检测控制系统的各传感器设置在上述各系统内,对各关键参数进行检测,检测控制系统对上述系统进行连接控制。
上述技术方案中,所述的源头分离猪舍是把猪舍设计成雨污分离、饮污分离、粪尿与冲栏水分离的装置及系统,猪舍挡住雨水并经猪舍外的沟渠排放,使得雨水不混入粪尿中;饮用余水及时排往猪舍外的沟渠,使得饮用余水不混入粪尿中;冲栏水不混入粪尿中,冲栏时先排空粪尿,再进行冲栏,冲栏水汇集到冲栏水池中,粪尿液体汇集到集粪池中。
上述技术方案中,所述的冲栏水处理系统由冲栏水池、一个ABR反应器和多个并联的SBR反应器组成;冲栏水池上部设置有溢水口,冲栏水池进水外侧、出水内侧分别安装大、小格栅,溢水口出水侧经溢出管连接ABR反应器的进水口,ABR反应器的出水口经管道分别连接并联的SBR反应器的进水口,在每个SBR反应器的进水口前安装有电磁阀,各SBR反应器的出水口经管道连接到生态湿地;冲栏水池、ABR反应器和SBR反应器中的沉淀污泥送往固体高温好氧发酵反应器的进料口,跟粪便混合发酵,制成固体有机肥。
上述技术方案中,当源头分离猪舍冲栏时,冲栏水经粗格栅进入冲栏水池,并经细格栅和溢水管流往ABR反应器,冲栏水经过ABR反应器的污泥沉降和厌氧发酵,发酵液进入第一个SBR反应器,当第一个SBR反应器的液位达到SBR反应器的设计液位后,检测控制系统对SBR反应器前面的电磁阀进行控制,关闭第一个SBR反应器前的电池阀,打开第二个SBR反应器前的电磁阀,使各SBR反应器分别达到设计液位;检测控制系统对各SBR反应器按SBR的工艺,通过控制间歇曝气实现好氧-厌氧交替的工艺过程,当SBR反应器完成完整的SBR处理工艺后,上清液经输送设备输送至生态湿地排放;
上述技术方案中,固体高温好氧发酵系统包括1~X个固体高温好氧发酵反应器,X≥1;固体高温好氧发酵反应器由倾斜卧置的滚筒、进料侧封盖迷宫密封装置、出料侧封盖迷宫密封装置、动力托轮组、搅拌防粘装置和整体基座组成,卧置滚筒外具有水套,进料侧高于出料侧,卧置滚筒与进料侧封盖、出料侧封盖及两侧的迷宫密封装置组成一个密闭的发酵空间,进料侧封盖上部设置有进料孔和排气孔,出料侧封盖上部设置有进气孔,出料侧封盖下部设置有出料孔,出料孔上安装有出料闸门;搅拌防粘装置位于卧置滚筒内,卧置滚筒置于动力托轮组上,动力托轮组、进料侧封盖和出料侧封盖都固定在斜置的整体基座上,形成一个整体。
上述技术方案中,卧置滚筒外部的水套,被滚圈分隔成几部分,这几部分通过水套连接管连接成一整体;水套通过水套引出管引至卧置滚筒封盖的轴心处,再通过安装在封盖轴心处的旋转接头与外部循环水管连接。
上述技术方案中,卧置滚筒外部装有的水套的外面包裹有保温层,保温层由保温隔热材料组成。
上述技术方案中,动力托轮组主要由托轮组、动力驱动装置等组成,动力驱动采用多轮驱动,动力驱动装置结构为:电动机、减速器、联轴器、或者电动机、减速器、链传动装置或带传动装置、依次与每个托轮相连,并依次连接传动,使每个托轮均是主动轮,通过控制托轮协调驱动卧置滚筒转动,动力托轮组至少有两组,动力托轮组的数量依滚筒长度而定。
上述技术方案中,所述进料侧封盖迷宫密封装置与出料侧封盖迷宫密封装置结构及原理完全相同,都是在封盖的内侧垂直焊接固定两个或多个直径不等的同心圆筒罩,圆筒罩的高度一致,与之相对应,在卧置滚筒端部的滚筒内壁焊接固定滚筒径向的内衬环,内衬环外周与滚筒内壁密封焊接固定,在内衬环上垂直焊接有一个、两个或多个直径不等的同心圆筒体,同心圆筒体的高度一致,并且同心圆筒体的高度与封盖上同心圆筒罩高度相等,封盖内侧的同心圆筒罩与卧置滚筒端部内衬环上的同心圆筒体迷宫式交错套合密封;迷宫密封的效果靠封盖内侧与卧置滚筒端面的间隙保证,封盖内侧与卧置滚筒端面的间隙越小漏料越少,因此可以通过调节两侧端盖的位置,使滚筒转动灵活而达到漏料最少的密封效果;
在封盖的内侧增加同心圆筒罩的数量,与此相对应,在卧置滚筒端部的内侧增加同心圆筒体的数量来增加迷宫的数量,以增大迷宫的长度并减少漏料。
上述技术方案中,根据卧置滚筒的长度,搅拌防粘装置可由一个或一个以上的笼型结构组成,卧置滚筒较短时,搅拌防粘装置可只由一个笼型结构组成,而卧置滚筒较长时,搅拌防粘装置可由多个笼型结构组成,每个笼型结构由两个同轴的支撑板和多个抄板组成,支撑板的形状为圆环,多个抄板两端分别与两个同轴的支撑板连接固定,与之相对应,在卧置滚筒内壁设置有碰块;多个抄板与笼型结构轴线平行,或者多个抄板与笼型结构轴线成倾斜角度,或者多个抄板呈螺旋曲线型,当卧置滚筒旋转时,内壁上的碰块带动搅拌防粘装置转动。
上述技术方案中,发酵原料在卧置滚筒内从进料侧向出料侧的移动,可以通过卧置滚筒与水平面形成一定角度来实现,也可以通过搅拌防粘装置的抄板与卧置滚筒轴线倾斜成一定的角度形成螺旋并由卧置滚筒的反转来实现。
由于抄板有一定的宽度,搅拌防粘装置带动卧置滚筒内底部的物料向上运动,物料在自身的重力作用下脱离抄板被抛下,落回卧置圆筒的底部,从而起到抛料的作用,当搅拌防粘装置的抄板与其轴线成一定的角度或螺旋线时,滚筒正向旋转,借助于固体高温好氧发酵反应器内笼型结构螺旋抄板的作用,正转的滚筒将物料被抄起的同时将发酵原料被向出料侧输送,用于反应器进料和出料时,当滚筒反向旋转时,借助于固体高温好氧发酵反应器内笼型结构螺旋抄板的作用,反转的滚筒将物料被抄起的同时将发酵原料被向进料侧输送,使发酵物料不会压实在出料侧封盖上;由于搅拌防粘装置的笼型结构是在滚筒内与不同的碰块碰撞,在碰块的带动下旋转的,笼型结构和滚筒内壁间会产生相对滑动,使发酵原料无法与固体高温好氧发酵反应器的滚筒内壁产生黏壁。
上述技术方案中,整体基座与水平面成0~5度的夹角可调,通过调节这一夹角的大小使滚筒斜卧,以调节被发酵原料向出料端的输送速度。
上述技术方案中,在整体基座上还设置有止挡轮,止挡轮通过螺栓的方式联接在整体基座上,在止档轮座上有腰形孔槽,通过腰形孔槽调节止档轮,使止档轮与滚圈侧面线接触,止挡轮挡住卧置滚筒的轴向分力,以避免滚筒沿轴线发生窜动。
上述技术方案中,液体高温好氧发酵系统主要由1~N个液体高温好氧发酵反应器组成,N≥1;液体高温好氧发酵反应器主要包括顶盖、罐体、起吊装置和吊篮,顶盖上有进料口、罐体底部有出料口,罐内装有换热盘管,换热盘管通过安装在罐体上的进水法兰、出水法兰跟外部的热水管道连接;罐内还装有曝气装置,曝气装置通过安装在罐体上的进气法兰跟曝气管道及风机连接;罐体顶盖上还装有排气口法兰,以排出曝气废气;出料口经管道连接至沼气池,曝气装置通过进气管道连接到外部风机;所述的起吊装置用于顶盖部件和吊篮的起吊和转运;吊篮由吊篮主体、吊篮门和锁扣组成,吊篮门能单边侧开,用于将病死畜禽或胎盘放入吊篮,吊篮主体上部、底部和侧壁焊接钢网,吊篮承载病死畜禽和胎盘,沉浸在粪尿发酵液中发酵。如果某些养殖场具备焚化或其他卫生处理病死畜禽及胎盘的条件,则上述吊篮可以不配备。
上述技术方案中,液体高温好氧发酵反应器的罐体、顶盖均是由外壳、保温层、内层组成,其中内层的材质由耐腐蚀材料组成,保温层由保温隔热材料组成。
上述技术方案中,所述的液体高温好氧发酵系统的原料来源主要包括哺乳期、保育期仔猪粪尿的混合物以及育肥猪、种猪和母猪粪尿经固液分离装置出来的液体部分,而育肥猪、种猪和母猪粪尿经固液分离出来的固体部分送往固体高温好氧发酵反应器。
上述技术方案中,臭气烟气处理系统包括臭气换热冷凝器、烟气换热冷凝器、生物除臭滤塔、引风机、温度传感器、三通电调阀及电磁阀,所述的换热冷凝器包括依次连接固定的上端盖、罐体、下端盖,上端盖的上端具有臭气进气法兰,臭气收集管道与臭气进气法兰连接固定;在罐体侧壁上,下部设有新鲜空气进气法兰,上部设有热空气排气法兰;在罐体上部安装有上管板,下部安装下管板,上、下管板上均匀布置有若干孔,穿过上、下管板的对应孔之间用换热管连接,换热管两端分别固定在上、下管板上,使上、下管板、换热管外侧和罐体外壁之间形成一个密闭腔体,并通过新鲜空气进气法兰和热空气排气法兰与外界连通;在下管板上均匀固定多根拉杆,在罐体内的新鲜空气进气法兰和热空气排气法兰之间的空间内均匀布置有多块隔板,隔板固定在拉杆上;换热管内腔连通上、下端盖;下盖板底部设置有U形管;下端盖的侧壁上设有臭气排气法兰。
上述技术方案中,换热冷凝器的下端盖的的容积大于或等于上端盖的容积;隔板为切边的圆形结构,隔板的直径等于罐体的内径,隔板沿轴线方向错落、均匀地分布于罐体内,隔板固定在拉杆上,使得新鲜空气走向为“Z”字型,以增加空气的路径,增大空气与换热管的接触面积。
上述技术方案中,所述的下端盖出水口位于下端盖的最低处,下端盖出水口连接U型管的进水口,U型管的最高液位低于臭气排气法兰的最低点。
上述技术方案中,臭气烟气处理系统包括下述的处理系统:
(1)固体高温好氧发酵系统的臭气处理系统:固体高温好氧发酵反应器的排气口连接臭气换热冷凝器A的换热进气口,臭气换热冷凝器A的换热排气口连接引风机的输入端,在臭气换热冷凝器A的进气管道上设置有电磁阀,并设有旁通支路,臭气换热冷凝器A旁通支路设置有电磁阀,引风机的的输出端连接生物除臭滤塔的进气口,并在生物除臭滤塔的干路进气管道上安装有温度传感器,生物除臭滤塔内装有生物除臭填料,而臭气换热冷凝器A的空气进气口连接大气,空气输出口经管道连到接固体高温好氧发酵反应器的进气口;
(2)高温好氧发酵系统的臭气和锅炉系统的烟气处理系统:锅炉的排烟口连接三通电调阀的一个进气输入端,三通电调阀的另一个进气输入端联通大气,三通电调阀的输出端连接曝气风机的输入端,曝气风机的输出端连接液体高温好氧发酵反应器的进气法兰,液体高温好氧发酵反应器的排气法兰连接臭气换热冷凝器B的换热进气口,臭气换热冷凝器B的换热排气口连接引风机的输入端,在臭气换热冷凝器B的进气管道上设置有电磁阀,并设有旁通支路,臭气换热冷凝器B旁通支路设置有电磁阀,引风机的的输出端连接生物除臭滤塔的进气口,并在生物除臭滤塔的干路进气管道上安装有温度传感器,生物除臭滤塔内装有生物除臭填料;而臭气换热冷凝器B的空气进气口连接大气,空气输出口经管道连到锅炉的进气口。
上述技术方案中,臭气烟气处理系统的处理方法包括如下:
(1)固体高温好氧发酵系统的臭气处理方法:固体高温好氧发酵反应器经排气口排出的臭气经臭气换热冷凝器A冷却,再经生物除臭滤塔吸收、转化,达标后排放,而经臭气换热冷凝器A换热的热空气经固体高温好氧发反应器的进气口进入固体高温好氧发酵反应器,为固体高温好氧发酵反应器提供新鲜的热空气;
(2)高温好氧发酵系统的臭气和锅炉系统的烟气处理方法:曝气风机根据液体高温好氧发酵反应器内物料的需氧量,调节三通电调阀的开度,对液体高温好氧发酵反应器进行曝气,使锅炉炉膛和三通电调阀的空气输入端始终处于负压状态,使锅炉产生的烟气与部分新鲜空气经三通电调阀混合后进入液体高温好氧发酵反应器内,液体高温好氧发酵反应器经排气口排出的臭气经臭气换热冷凝器B冷却,再经生物除臭滤塔吸收、转化,达标后排放,而经臭气换热冷凝器B换热的热空气进入锅炉的炉膛,为锅炉提供新鲜的热空气;
上述技术方案中,当锅炉承担焚烧垃圾、病死猪等易使曝气头堵塞的焚烧物时,臭气烟气处理系统采用如下的连接方式:
(1)固体高温好氧发酵系统的臭气处理系统:固体高温好氧发酵反应器的排气口连接臭气换热冷凝器A的换热进气口,臭气换热冷凝器A的换热排气口连接引风机的输入端,在臭气换热冷凝器A的进气管道上设置有电磁阀,并设有旁通支路,臭气换热冷凝器A旁通支路设置有电磁阀,引风机的的输出端连接生物除臭滤塔的进气口,并在生物除臭滤塔的干路进气管道上安装有温度传感器,生物除臭滤塔内装有生物除臭填料,而臭气换热冷凝器A的空气进气口连接大气,空气输出口经管道连到接固体高温好氧发酵反应器的进气口;
(2)液体高温好氧发酵系统的臭气处理系统:液体高温好氧发酵反应器的排气法兰连接臭气换热冷凝器C的换热进气口,臭气换热冷凝器C的换热排气口连接引风机的输入端,在臭气换热冷凝器C的进气管道上设置有电磁阀,并设有旁通支路,臭气换热冷凝器C旁通支路设置有电磁阀,引风机的的输出端连接生物除臭滤塔的进气口,并在生物除臭滤塔的干路进气管道上安装有温度传感器,生物除臭滤塔内装有生物除臭填料,而臭气换热冷凝器C的空气进气口连接大气,空气输出口经管道连接曝气风机的进气口,曝气风机的出气口连接液体高温好氧发酵反应器的进气口;
(3)锅炉系统的烟气处理系统:热水锅炉的排烟口连接烟气换热冷凝器的热换进气口,烟气换热冷凝器的热换排气口连接引风机的输入端,引风机的的输出端连接生物除臭滤塔的进气口,生物除臭滤塔内装有生物除臭填料,而烟气换热冷凝器的空气进气口连接大气,空气输出口经管道连接到锅炉的进气口。
上述技术方案中,臭气烟气处理系统的处理方法包括如下:
(1)固体高温好氧发酵系统的臭气处理方法:固体高温好氧发酵反应器经排气口排出的臭气经臭气换热冷凝器A冷却,再经生物除臭滤塔吸收、转化,达标后排放,而经臭气换热冷凝器A换热的热空气经固体高温好氧发反应器的进气口进入固体高温好氧发酵反应器,为固体高温好氧发酵反应器提供新鲜的热空气;
(2)液体高温好氧发酵系统的臭气处理方法:液体高温好氧发酵反应器经排气口排出的臭气经臭气换热冷凝器C冷却,再经生物除臭滤塔吸收、转化,达标后排放,而经臭气换热冷凝器C换热的热空气经曝气风机鼓入液体高温好氧发酵反应器,为液体高温好氧发酵反应器提供新鲜的热空气;
(3)热水锅炉排出的烟气经烟气换热冷凝器冷却,再经生物除臭滤塔吸收、转化,达标后排放,,冷空气被烟气换热冷凝器加热后,进入热水锅炉的炉膛内,为热水锅炉提供新鲜的热空气;
更进一步地,当检测控制系统检测安装在生物除臭滤塔的干路进气管道上的温度传感器检测到臭气温度大于40度时,检测控制系统打开臭气换热冷凝器A、B和C的进气管道上的电磁阀,关闭旁通支路电磁阀,使进入生物除臭滤塔的臭气经臭气换热冷凝器A、B和C冷却;而当检测控制系统检测安装在生物除臭滤塔的干路进气管道上的温度传感器检测到臭气温度小于15度时,检测控制系统关闭臭气换热冷凝器A、B和C的进气管道上的电磁阀,打开旁通支路电磁阀,使臭气不进入臭气换热冷凝器A、B和C降温,使生物除臭滤塔在15度~40度温度区间工作,既保证除臭效果,又使生物除臭滤塔中的微生物不至于休眠和死亡;
上述技术方案中,含热臭气和冷空气在臭气换热冷凝器A、B和C中进行热交换,以及含热烟气和冷空气在烟气换热冷凝器中进行热交换时,产生的冷凝水被臭气换热冷凝器A、B和C和烟气换热冷凝器排出经管道排往猪舍外的沟渠。
上述技术方案中,锅炉系统主要包括锅炉、循环泵、压力水箱、三通电调阀和电磁阀,锅炉的出水管道连接到三通电调阀的输入端,三通电调阀的两个输出端,通过出水管道分别连接并联的液体高温好氧发酵反应器和并联的固体高温好氧发酵反应器的的进水法兰,而在各液体高温好氧发酵反应器和固体高温好氧发酵反应器的出水管道上连接有电磁阀,电磁阀的出水口与锅炉的回水管道连接,在锅炉的出水管道和回水管道上分别设置有温度传感器,回水管道上还安装有循环泵,使循环水形成回路。
上述技术方案中,在高温好氧发酵反应进行过程中,检测控制系统根据各高温好氧发酵反应器内物料的温度自动控制循环水三通电调阀的开度,使发酵物料的温度始终恒定在设定温度:当第一个发酵对象的高温好氧发酵反应器的物料温度低于设定值时,三通电调阀在该回路的开度为100%,向其它高温好氧发酵反应器回路的开度为0;当第一个发酵对象物料温度接近设定值时,检测控制系统控制打开第二个高温好氧发酵反应器回路中的电磁阀,三通电调阀做PID调节,使热循环水部分流经第二个高温好氧发酵反应器,使第一个高温好氧发酵反应器物料温度恒定在设定值的同时,加热第二个高温好氧发酵反应器;由于好氧发酵的过程是放热的过程,随着发酵的进行,高温好氧发酵反应器中物料的温度将继续升高,当第一个发酵对象物料温度高于设定值时,检测控制系统降低或者关闭锅炉的加热,循环水在循环泵的作用下,使第一个发酵对象和第二个发酵对象的循环水产生混合,结果是第一个发酵对象的物料温度下降,第二个发酵对象的物料温度被提升;三通电调阀、电磁阀在检测控制系统的协调控制下,使前一个高温好氧发酵反应器的发酵反应热和锅炉加热的热量被送到第二个,或第M或N个高温好氧发酵反应器,使得各高温好氧发酵反应器内物料的温度稳定在设定值且发酵反应产生的热能得到资源性利用。
上述技术方案中,所述的压力水箱通过阀门与补水管连接,补水管另一端连接锅炉,压力水箱通过补水阀与外供水管相连,压力水箱的作用是对循环水系统进行补水;
更进一步地,在循环泵的进水管道上安装排气阀和压力表,当循环水系统中参杂空气时,可经排气阀排出。
上述技术方案中,所述的检测控制系统包括安装在系统设备中的传感器、控制器和数据网关,控制器通过传感器采集系统设备各方面的关键数据,并根据采集到的数据对系统的各部分进行协调控制,控制器还与数据网关通讯,控制器将系统的关键数据通过数据网关发送到云端或远端的服务器备查和管理。
有益效果:
本实用新型的规模化养猪场污染综合治理系统及方法,对规模化养猪场养殖过程中产生的粪便、尿液、冲栏水、猪饮用余水、病死尸体和胎盘,以及臭气烟气等污染物进行综合处理,并对粪便、尿液、病死猪和胎盘等进行资源化治理,同时,利用臭气和烟气的热量,提高热效率,减少污染,本实用新型不仅治理了规模化养猪场养殖过程中所有污染物,而且还将有机废弃物转化成可利用的资源,符合自然界物质的循环规律,减轻环境负担的同时为修复环境提供了资源,对保护环境,畜牧业良性发展和实施能源可持续发展战略都有着重要意义。
采用源头分离猪舍设计,使粪尿在源头上与冲栏水、饮用余水、雨水分离,提高清粪效率,减少用水,保留固体粪便和液体的养分,提高有机肥肥效,同时固液分离得到固体部分可直接发酵制得固体有机肥料,也简化堆肥预处理等步骤,省去大量干辅料的添加,降低处理成本。因未将冲栏水与粪尿混合,且冲栏水未掺入饮用余水,冲栏水处理量大大降低,冲栏水中含有的COD和氨氮浓度也大大降低,本实用新型将冲栏水与粪尿分离后经格栅除杂,再经ABR反应器和SBR反应器处理后送至生态湿地排放,因粪尿与冲栏水分离后冲栏水中COD和氨氮浓度较低,经上述处理后可使冲栏水真正达到排放标准,而将ABR反应器和SBR反应器结合治理冲栏水,不仅大大减少占地面积,降低基建成本,而且使污水在SBR中有足够的处理时间,使得冲栏水治理易于达标排放,显著地降低了冲栏水处理的成本。
本实用新型在卧置滚筒内设置有搅拌防粘装置,既有抛料的作用,又可防止滚筒内的物料粘结在滚筒内壁上,当搅拌防粘装置的抄板与其轴线成一定的角度时,还有导料的作用,滚筒反转可以防止连续发酵中物料压实在出料侧封盖处,而滚筒正转时,方便进料和出料。搅拌防粘装置损坏时,可将其移出维修或更换,使用维护方便。
本实用新型在卧置滚筒与进料侧、出料侧封盖之间的缝隙处设置迷宫式密封装置,通过调节进料侧、出料侧封盖的腰形孔槽与整体基座的相对位置,来调节进料侧、出料侧封盖与斜卧滚筒之间的间隙,以避免从进料侧、出料侧封盖与斜卧滚筒两端之间的缝隙处漏料。迷宫式密封结构简单,没有接触面,因此不存在磨损问题,它不受筒体窜动、震动的影响。
在本实用新型中,固体高温好氧发酵反应器设置整体基座,托轮组、止挡轮、动力驱动装置、进料侧封盖和出料侧封盖都固定在整体基座上,这样就形成了一个标准面,各个部件的相对位置就能准确定位,能保证部件与部件之间的间隙在合理的范围内,而所有动力托轮组都是主动的驱动轮,动力托轮组既是托轮组又是驱动滚筒旋转的摩擦轮,降低了传动成本,又使固体高温好氧发酵反应器的卧置滚筒流畅转动而不卡滞,以保证固体高温好氧发酵反应器高效运行。
用固体高温好氧发酵反应器高温好氧发酵有机废弃物,使好氧反应始终在相对恒定的高温环境下进行,有利于驯化并大量繁殖高温嗜热菌种,使发酵效率大大提高,恒定的高温环境使得病虫卵杀死彻底,有机肥料品质高,而且反应臭气集中处理后再排放,不产生二次污染,总之,该方法具有占地面积小,不受环境因素及低温条件影响,发酵效率高,不产生二次污染,无臭气及热量外排,环保效果好等诸多优势。
在本实用新型中,利用长时间、持续高温杀灭猪粪尿和病死猪及胎盘等中的致病菌和虫卵,使其达到无害化治理的目标。将猪粪尿和病死猪残体装入液体高温好氧反应器内,60℃以上条件下持续发酵3天以上,液体中的有害微生物的检测如图26所示。由图可知,粪大肠菌群值、蛔虫卵死亡率、吸血虫卵死亡率和钩虫卵死亡率都达到标准525—2012《有机肥料》和GB7959—1987《粪便无害化卫生标准》相关指标要求,液体肥料中的重金属(Cr、Cd、As、Hg和Pb)含量都在525—2012《有机肥料》限定范围内。由表可知,猪粪尿和病死猪尸体等在60℃以上条件下持续发酵3天以上,猪粪尿和病死猪残体所携带的绝大部分致病微生物均可被杀死,所以,利用长时间、持续高温杀灭猪粪尿和病死猪中的致病菌和虫卵,使其达到无害化治理,液体肥料中的重金属含量未超过农用限定标准,上述发酵方法及检测指标表明,发酵后的液体达到无害化治理要求,并达到农用标准。
在本实用新型中,利用猪粪尿增殖嗜热微生物,在高温条件下高速腐解病死猪尸体及胎盘等,将病死猪尸体、胎盘等中的脂肪、蛋白质和糖类等迅速转化成可溶的小分子有机物,溶入粪尿中,这不仅使病死猪尸体及胎盘经治理后达到无害化、减量化处理目的,而且提高了液体肥料中有机质和养分含量,增强肥效,也达到资源化利用的目的。利用经高温好氧发酵的发酵液中携带的大量热量,进行中温或高温厌氧发酵,不仅使得高温好氧发酵的发酵液中携带的热量得到利用,而且使得厌氧发酵的发酵效率大大提高,发酵时间大大缩短,同时中温或高温厌氧发酵比传统常温厌氧发酵的产沼气率高,沼气资源还可以利用,经过厌氧发酵后,使有机质进一步稳定化,同时消除猪粪尿中的臭味,提高液体肥料的品质,改善液体有机肥料的使用性。腐解剩余的残渣经焚烧得到的灰烬送固体高温好氧发酵反应器内发酵,生产固体有机肥料,真正实现“零污染、零排放、资源化利用”的目的。
图27为液体有机肥肥料分析检测报告。本实用新型充分考虑有机废弃物发酵臭气热量高、湿度大的特点,创造性地设计一种换热冷凝器,换热冷凝器管的内含热臭气与管外的新鲜空气对流,进行充分地热交换,该方式与传统换热方式相比,换热比表面积大,换热效率高,同时,新鲜空气经换热冷凝器加热成热空气,热空气可以作为有机废弃物的热源和氧气来源,对有机废弃物进行加热、供氧,缩短有机废弃物发酵升温时间,提高发酵效率。
由于有机废弃物发酵臭气湿度大,在经换热冷凝器降温的同时,也产生了大量大量冷凝水,这些冷凝水经换热管自然汇集到换热冷凝器的下端盖内,当冷凝水液位达到一定高度时,由于压差的作用,冷凝水自然外排至沟渠中,这种方式操作简单易行,同时利用冷凝水密封下端盖冷凝水排水口,防止冷凝后的臭气经下端盖冷凝水排水口排向大气造成二次污染。
本实用新型利用臭气换热冷凝器吸收发酵臭气中的热量,降低臭气温度,同时,又通过旁通支路控制进入生物除臭滤塔的臭气的温度范围,避免因进入生物除臭滤塔的臭气过高或过低,导致微生物失效,减低除臭效果,本实用新型既保证除臭效果,又使生物除臭滤塔中的微生物不至于休眠和死亡,同时,利用换热冷凝器吸收发酵臭气或锅炉烟气中的热量,以加热新鲜空气,加热的空气送入固体高温好氧发酵反应器、液体高温好氧发酵反应器或锅炉内,为高温好氧发酵反应器内物料或锅炉提供新鲜的热空气,提高效率,降低能耗。本实用新型利用锅炉燃烧产生的含热烟气对猪粪尿曝气,一方面锅炉燃烧产生的烟气中含有的大量热量被猪粪尿吸收,对猪粪尿加热、保温,提高发酵效率,降低能耗,另一方面,烟气中含有大量的如硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、一氧化氮和二氧化氮等成分等酸性气体,与猪粪尿中的水分结合,释放出H+,与猪粪尿液体中的OH—发生中和反应,降低畜禽粪尿的pH,减少氨气的释放,降低畜禽粪尿减少营养元素的损失,同时也提高了发酵效率。
本实用新型提供的一种规模化养猪场污染综合治理系统及方法,既综合治理养殖场的污染,把污染转化成可供利用的资源,又将转化过程中产生的能量进行综合利用,实现生态效益和经济效益的结合和统一。
附图说明
图1为规模化养猪场养殖污染综合治理系统示意图;
图2为污染物源头分离猪舍结构示意图;
图3为图2的A-A剖面示意图;
图4为冲栏水处理系统示意图;
图5为固体高温好氧发酵反应器整体结构示意图;
图6为固体高温好氧发酵反应器具体结构示意图;
图7为动力托轮组侧面结构示意图;
图8为动力托轮组截面结构示意图;
图9为平行抄板笼型结构示意图;
图10为倾斜抄板笼型结构示意图;
图11为密封装置结构实施例1示意图;
图12为图11中A放大视图;
图13为密封装置结构实施例2示意图;
图14为图13中C放大视图;
图15为止挡轮结构示意图;
图16为液体高温好氧发酵反应器结构示意图;
图17为液体高温好氧发酵反应器顶盖部件结构示意图;
图18为吊篮结构示意图;
图19为臭气烟气处理系统实施例1示意图;
图20为臭气烟气处理系统实施例2示意图;
图21为臭气烟气处理系统实施例3示意图;
图22 为臭气烟气处理系统实施例4示意图;
图23为臭气烟气处理系统实施例5示意图;
图24为冷凝换热器结构示意图;
图25为锅炉系统示意图;
图26为猪粪尿、病死猪畜禽携带的主要病原微生物至死温度/时间表;
图27为液体有机肥肥料分析检测报告。
图中编号:201—源头分离猪舍、202—冲栏水处理系统、203—集粪池、204—沼气池、205—固液分离系统、206—液体高温好氧发酵系统、207—固体高温好氧发酵系统、208—锅炉系统、209—臭气烟气处理系统、210—检测检测控制系统、211—云端或远端的服务器; 101-舍外排水沟、102-漏缝地板、103-纵梁、104-横梁、105-倒八字坡面、106-清粪沟、107-驱动装置、108-刮粪器、108A-限位卡、108B-刮板、109-刮粪控制系统、110-驱动绳、111-位置传感器及安装座、112-污泥泵、203-集粪池;301—冲栏水池、302—ABR反应器、303A—SBR反应器、303B—SBR反应器、303X—SBR反应器、304—生态湿地、305A-电磁阀、305B-电磁阀、305X-电磁阀;701—动力托轮组、801—进料侧封盖、808—进料侧密封装置、815—出料侧密封装置、822—出料侧封盖、823—整体基座;802—物料温度传感器、803—进料侧水套旋转接头、804—固体高温好氧发酵反应器出水法兰、805—进料侧水套引出管、806—固体高温好氧发酵反应器排气孔、807—固体高温好氧发酵反应器进料孔、809—搅拌防粘装置、810—进料侧滚圈、811—水套、812—保温层、813—出料侧滚圈、814—卧置滚筒、816—固体高温好氧发酵反应器进气孔、817—出料侧水套引出管、818—固体高温好氧发酵反应器进水法兰、819—出料侧水套旋转接头、820—出料闸门、821—固体高温好氧发酵反应器出料孔、824—混凝土基础;903A—托轮、903B—托轮、904A—联轴器、904B—联轴器、905A—电动机、905B—电动机、906A—减速器、906B—减速器;1001—碰块、903C—托轮;1101—平行抄板左侧笼型结构、1102—平行抄板中侧笼型结构、1103—平行抄板右侧笼型结构、1104—平行抄板中侧笼型结构左支撑板、1105—平行抄板中侧笼型结构右支撑板、1106—平行抄板;1201—倾斜抄板左侧笼型结构、1202—倾斜抄板中侧笼型结构、1203—倾斜抄板右侧笼型结构、1204—倾斜抄板中侧笼型结构左支撑板、1205—倾斜抄板、1206—倾斜抄板中侧笼型结构右支撑板;1801-封盖外罩、1802-封盖内罩A、1803-滚筒环罩A、1804—滚筒内衬环、1805-封盖内罩B、1806-滚筒环罩B;1301—止挡轮;1401—顶盖、1402—罐体、1403—支撑立柱、1404—顶盖部件、1405—起吊装置、1406—扶梯、1407-排液口、1408-排液阀门;1501—吊环、1502—顶盖、1503—密封门、1504—支架、1505—换热盘管出水法兰、1506—换热盘管进水法兰、1507—安全阀,1508—进料法兰、1509—排气法兰、1510—进气法兰、1511—换热盘管、1512—曝气装置、1513—立架、1514—联接板、1515—曝气头;1601—吊篮主体、1602—吊篮门、1603—锁扣、1604—病死猪;A—臭气换热冷凝器、402A—引风机、403A—生物除臭滤塔、405A—电磁阀、405B—电磁阀、406A—温度传感器;B—臭气换热冷凝器、402B—引风机、403B—生物除臭滤塔、404—曝气风机、405C—电磁阀、405D—电磁阀、406B—温度传感器;407—三通电调阀、C—臭气换热冷凝器;601—烟气换热冷凝器、602—引风机、403C—生物除臭滤塔;1701—上端盖、1702—上管板、1703—换热管、1704—隔板、1705—拉杆、1706—新鲜空气进气法兰、1707—下端盖、1708—臭气排气法兰、1709—臭气进气法兰、1710—热空气排气法兰、1711—罐体、1712—下管板、1713—U型管;206A—液体高温好氧发酵反应器、206B—液体高温好氧发酵反应器、206N—液体高温好氧发酵反应器、207A—固体高温好氧发酵反应器、207B—固体高温好氧发酵反应器、207M—固体高温好氧发酵反应器、501—压力水箱、502—锅炉进水阀、503—锅炉进水管道、504—补水阀、505—补水管、506—三通电调阀、507A—温度传感器、507B—温度传感器、508—锅炉回水管道、509—排气阀、510—压力表、511—锅炉出水管道、512—锅炉、513—循环泵。
具体实施方式
本实用新型所涉及的综合治理系统如图1所示,主要包括源头分离猪舍201、冲栏水处理系统202、固液分离系统205、液体高温好氧发酵系统206、固体高温好氧发酵系统207、锅炉系统208、臭气烟气处理系统209和检测控制系统210;源头分离猪舍201将粪尿与雨水、冲栏水、饮用余水分离,雨水、饮用余水排往舍外的排水沟101中,粪尿输往固液分离系统205的集粪池203,冲栏水排往冲栏水系统202的冲栏水池301;固液分离系统205由安装在集粪池池底的污泥泵、固液分离装置及输送设备组成,污泥泵将粪尿泵送到固液分离装置,固液分离装置分离出来的固体输往固体高温好氧发酵系统207的进料口,固液分离装置分离出来的液体输往液体高温好氧发酵系统206的进液口,高温好氧发酵系统206的排液口经输送设备及管道连接沼气池204的进液口;固体高温好氧发酵系统207和液体高温好氧发酵系统206产生的发酵臭气,以及锅炉系统208产生的烟气输往臭气烟气处理系统209;锅炉系统208通过热水管道向固体高温好氧发酵系统207的换热夹套或盘管以及液体高温好氧发酵系统206的夹套或盘管输送热水以提供热量,在循环泵513的驱动下通过回水管道回到锅炉512完成循环;检测检测控制系统210是将传感器设置在上述各系统内,对各关键参数进行检测,由检测控制系统210对上述系统进行协调控制。
实用新型所涉及的污染物源头分离猪舍如图2、图3所示,包括雨污分离、饮污分离,以及粪尿与冲栏水分离、收集,饮污分离主要由猪用自动饮水器、U型集水腔、排水管道和舍外排水沟组成,U型集水腔设置在猪用自动饮水器出水嘴正下方,U型集水腔底部的排水口与排水管道连接,排水管道出水口连接舍外排水沟。猪粪尿与冲栏水分离、收集装置主要由猪舍和漏缝地板102、倒八字坡面105、清粪沟106、刮粪系统和集粪池203组成,猪舍漏缝地板102下面设置倒八字坡面105和清粪沟106,倒八字坡面105位于清粪沟106的两侧,在清粪沟106内设置刮粪器108。本实用新型所涉及的刮粪系统示意图如图1所示,刮粪系统主要包括驱动装置107、驱动绳110、刮粪器108、传感器111和刮粪控制系统109,刮粪器108上设置有限位卡108A和刮板108B驱动装置107通过驱动绳110连接刮粪器108,传感器111设置在清粪沟106的两端,驱动装置107通过驱动绳110带动刮粪器108沿清粪沟106底面,从最高端到最低端来回移动,当刮粪器108向集粪池203一侧移动时,限位卡108A卡住刮板108B,刮板108B带动粪尿向前移动,使粪尿最后汇集于集粪池203中,当传感器111检测到刮粪器108到达清粪沟106的两端时,刮粪控制系统109控制刮粪驱动装置107停止运行,延时后再反向运行,当刮粪器108反向运行时,无限位卡108A限制,刮板108B被驱动绳110抄起,粪尿不会逆行。
本实用新型所涉及的冲栏水处理系统示意图如图4所示,主要由冲栏水池301、ABR反应器302、多个SBR反应器(303A、303B和....303X)、生态湿地304和多个电磁阀(305A、305B和....305X)组成,在冲栏水池301进水口外侧、溢水口内侧设有大、小格栅,冲栏水池溢水口出水外侧经出水管道连接ABR反应器302的进水口,ABR反应器302的出水口经管道分别连接至并联的SBR反应器(303A、303B和....303X)的进水口,每个SBR反应器(303A、303B和....303X)的进水管道上安装有电磁阀(305A、305B和....305X),SBR反应器(303A、303B和....303X)的出水口经管道连接生态湿地304的进水口。当源头分离猪舍201冲栏时,冲栏水经粗格栅进入冲栏水池301,并经细格栅和溢水管流往ABR反应器302,冲栏水经过ABR反应器302的污泥沉降和厌氧发酵,发酵液进入第一个SBR反应器303A,当第一个SBR反应器303A的液位达到SBR反应器的设计液位后,检测控制系统210对SBR反应器303A前面的电磁阀305A进行控制,关闭第一个SBR反应器303A前的电池阀305A,打开第二个SBR反应器303B前的电磁阀305B,使各SBR反应器分别达到设计液位;检测控制系统210对各SBR反应器(303A、303B和....303X)按SBR的工艺,通过控制间歇曝气实现好氧-厌氧交替的工艺过程,当SBR反应器(303A、303B和....303X)完成完整的SBR处理工艺后,上清液经输送设备输送至生态湿地排放304。
固体高温好氧发酵反应器结构示意图如图5和图6所示,固体高温好氧发酵反应器由倾斜卧置的滚筒814、进料侧封盖801及密封装置808、出料侧封盖822及密封装置815、动力托轮组701、搅拌防粘装置809和整体基座823组成,进料侧高于出料侧,卧置滚筒814与进料侧封盖801、出料侧封盖822及两侧的密封装置(808和815)组成一个密闭的发酵空间,进料侧封盖801上部设置有进料孔807和排气孔806,出料侧封盖822上部设置有进气孔816,出料侧封盖822下部设置有出料孔821,出料孔上安装有出料闸门820。进料侧封盖801下部设置有温度传感器802,温度传感器802温度探头伸入到卧置滚筒814内部。
卧置滚筒814 的外部焊有水套811,水套811被卧置滚筒814上的进料侧滚圈810和出料侧滚圈813分成了几部分,水套811通过水套连接管连通成一个整体。水套811由进料侧水套引出管805通过设置在进料侧封盖801中心处的进料侧水套旋转接头803与固体高温好氧发酵反应器进水法兰818相连接,水套811由出料侧水套引出管817通过设置在出料侧封盖822中心处的出料侧水套旋转接头819与固体高温好氧发酵反应器出水法兰804相连接,固体高温好氧发酵反应器的进水法兰818和出水法兰804与锅炉系统208的出水管道511连接,形成循环回路。水套811外设置保温层812,可以减少热能的辐射浪费。
搅拌防粘装置809位于卧置滚筒814内,卧置滚筒814置于动力托轮组701上,动力托轮组701、进料侧封盖801和出料侧封盖822都固定在斜置的整体基座823上,形成一个整体。整体基座823通过二次浇灌固体在倾斜的混凝土基础824上,混凝土基础824的基础面与水平面的倾斜度成0~5度的夹角可调,通过调节这一夹角的大小,可以调节被发酵原料向出料端的输送速度。
动力托轮组701侧面结构示意图和截面结构示意图分别如图7和图8所示,动力托轮组701由两组托轮及其动力驱动装置等组成,动力驱动采用四轮驱动,在侧面结构示意图6中,第一个动力驱动装置结构为:电动机905A、减速器906A、联轴器904A、依次与托轮903A相连,并依次连接传动,第二动力驱动装置结构为:电动机905B、减速器906B、联轴器904B、依次与托轮903B相连,并依次连接传动,这样使每个托轮均是主动轮,两组托轮与卧置滚筒814的滚圈901线接触,通过控制动力托轮组协调驱动卧置滚筒814转动。
碰块结构示意图如图8所示,在卧置滚筒814的内壁不设置通常的抄板结构,在内壁上,相对于搅拌防粘装置的笼型结构809之间的空隙位置,均匀固定多个碰块1001。当卧置滚筒814转动时,内壁上的碰块1001带动平行抄板左侧笼型结构1101、平行抄板中部笼型结构1102和平行抄板右侧笼型结构1103三个笼型结构同时转动,由于笼型结构的抄板1106有一定的宽度,三个笼型结构(1101、1102和1103)带动卧置滚筒814底部的物料向上运动,物料在自身的重力作用下脱离抄板被抛下,落至卧置滚筒814底部,从而起到了抛料搅拌的作用;由于平行抄板左侧笼型结构1101、平行抄板中部笼型结构1102和平行抄板右侧笼型结构1103三个笼型结构的外径小于卧置滚筒814的内径,碰块1001与三个笼型结构(1101、1102和1103)间也均存在间隙,当卧置滚筒814转动时,三个笼型结构(1101、1102和1103)与卧置滚筒814间产生相对运动,借助于三个笼型结构(1101、1102和1103)的左支撑板和右支撑板、抄板与卧置滚筒814内壁间的碰撞、刮擦,可将卧置滚筒814筒体内表面有可能粘附的物料清理干净,从而起到防止卧置滚筒814内的物料粘结在其内壁上的作用。
搅拌防粘系统809是由一个或一个以上的笼型结构组成,根据笼型结构的轴线与抄板是否平行,笼型结构分为平行抄板笼型结构和倾斜抄板笼型结构两种,平行抄板笼型结构示意图如图9所示,搅拌防粘系统是由平行抄板左侧笼型结构1101、平行抄板中部笼型结构1102和平行抄板右侧笼型结构1103三个笼型结构组成,每个笼型结构由左支撑板、右支撑板和多个抄板组成,左、右支撑板均为圆环,左支撑板和右支撑板同轴,支撑板间设置有多个抄板,如图11所示,平行抄板中部笼型结构1102由平行抄板中侧笼型结构左支撑板1104、平行抄板中侧笼型结构右支撑板1105和多个抄板1106组成,左支撑板1104和右支撑板1105同轴,左支撑板1104和右支撑板1105之间设置有多个平行的抄板1106,抄板1106与卧置滚筒814轴线平行。
倾斜抄板笼型结构示意图如图10所示,搅拌防粘系统809是由倾斜抄板左侧笼型结构1201、倾斜抄板中侧笼型结构1202和倾斜抄板右侧笼型结构1203三个笼型结构组成,每个笼型结构由左支撑板、右支撑板和多个倾斜抄板组成,左、右支撑板均为圆环,左支撑板和右支撑板同轴,支撑板间设置有多个倾斜抄板,倾斜抄板与其轴线倾斜成一定的角度。倾斜抄板中侧笼型结构1202由左支撑板1204、右支撑板1205和多个倾斜抄板1206组成。当卧置滚筒902转动时,内壁上的碰块1001带动倾斜抄板左侧笼型结构1201、平行抄板中部笼型结构1202和平行抄板右侧笼型结构1203三个笼型结构同时转动,由于笼型结构的抄板1206有一定的宽度,三个笼型结构(1201、1202和1203)带动卧置滚筒814底部的物料向上运动,物料在自身的重力作用下脱离抄板被抛下,落至卧置滚筒814底部,物料被被抛下的同时,由于三个笼型结构(1201、1202和1203)的抄板与其轴线倾斜成一定的角度,物料被被抛下的同时,产生向前的推力,使得物料从进料侧向出料侧移动,而起到了抛料搅拌和导料的作用。
本实用新型所涉及的迷宫密封装置结构示意图如图11、图12所示,密封装置结构采用迷宫式密封,滚筒814与进料侧封盖801,以及滚筒814与出料侧封盖822之间的密封采用迷宫式密封,这个迷宫式密封是在两个封盖的内侧(进料侧封盖801和出料侧封盖822),如图10所示,在出料侧封盖822内侧,垂直焊有同轴的外罩1801和内罩1802,与之相对应,在滚筒814两边的筒内,焊有同轴的内衬环1804,垂直内衬环1804焊有同轴的,外径小于滚筒814内径的环罩1803,其中,封盖外罩1801的内径大于滚筒814的外径,封盖内罩1802的内径大于环罩1803的外径,封盖内罩1802外径小于滚筒814的内径,而封盖内罩1802的深度等于环罩1803的深度,迷宫密封的效果靠封盖(进料侧封盖801和出料侧封盖822)内侧与滚筒814端面的间隙保证,封盖(进料侧封盖801和出料侧封盖822)内侧与滚筒814端面的间隙越小漏料越少,因此可以通过调节两侧端盖(进料侧封盖801和出料侧封盖822)的位置,使滚筒814转动灵活而达到漏料最少的密封效果。
更进一步的,通过增加迷宫的数量,以增大迷宫的长度并减少漏料,如图13、图14所示,在出料侧封盖822内侧,垂直焊有同轴的外罩1801和内罩A1802、内罩B1805,与之相对应,在滚筒814两边的筒内,焊有同轴的内衬环1804,垂直内衬环1804焊有同轴的、且外径小于滚筒814内径的环罩A1803、环罩B1806,其中,封盖外罩1801的内径大于滚筒814的外径,封盖内罩A1802的内径大于环罩A1803的外径,封盖内罩A1802外径小于滚筒814的内径,封盖内罩B1805的内径大于环罩B1803的外径,环罩A1802内径大于封盖内罩B1805的外径,而封盖内罩A1802的深度等于封盖内罩B1805、环罩A1803、环罩B1806的深度,四者深度一致,迷宫密封的效果靠封盖(进料侧封盖801和出料侧封盖822)内侧与滚筒814端面的间隙保证,封盖(进料侧封盖801和出料侧封盖822)内侧与滚筒814端面的间隙越小漏料越少,因此可以通过调节两侧端盖(进料侧封盖801和出料侧封盖822)的位置,使滚筒814转动灵活而达到漏料最少的密封效果。
止挡轮结构示意图如图15所示,止挡轮1301通过螺栓的方式联接在整体基座823上,在止档轮座上有腰形孔槽,通过腰形孔槽调节止档轮1301,使止档轮1301与出料侧滚圈813侧面线接触,止挡轮1301挡住卧置滚筒814 的轴向分力,以避免卧置滚筒814 沿轴线发生窜动。
液体高温好氧发酵反应器采用立式结构,如图16所示,每个液体高温好氧发酵反应器1407主要包括罐体1402、支撑立柱1403、顶盖部件1404、起吊装置1405和吊篮等组成,液体高温好氧发酵反应器的顶盖部件1404结构图如图14所示,顶盖部件1404主要包括吊环1501、顶盖1502、密封门1503、换热盘管出水法兰1505、换热盘管进水法兰1506、安全阀1507、进料法兰1508、排气法兰1509、进气法兰1510、换热盘管1511和曝气装置1512,吊环1502固定在顶盖1501上,用于起吊顶盖部件1404,进料法1508兰、进水法兰1506、出水法兰1505,以及曝气装置1512和进气法兰1510、排气法兰1509都固定在顶盖1401上,换热盘管1511通过联接板1514和立架1513固定在顶盖1502上的下侧,并沉浸在被发酵的液体中。顶盖1502由支撑立柱1403支撑并固定在液体高温好氧发酵反应器1407上部,并与罐体1402构成一个密闭的空间;罐体1402底部有排液口1407,排液口1407经管道连接至沼气池212,排液管道上设有排液阀门1408,曝气装置1512通过进气管道连接到外部的曝气风机,曝气管道上均匀布置有若干个曝气头1515。
吊篮的结构如图18所示,吊篮是用来盛装病死猪1604和胎盘的工具,吊篮主要由吊篮主体1601、吊篮门1602和1603锁扣等组成。
本实用新型所涉及的臭气烟气系统示意图如图19、图20和图21、图22、图23所示,臭气烟气处理系统主要包括臭气换热冷凝器(A、B和C)、引风机(402A和402B)、生物除臭滤塔(403A和403B)、曝气风机404、电磁阀405、三通电磁阀407、烟气换热冷凝器601和引风机602,固体高温好氧发酵系统的臭气处理系统示意图19示,固体高温好氧发酵反应器207的排气口连接臭气换热冷凝器A的换热进气口,臭气换热冷凝器A的换热排气口连接引风机402A的输入端,在臭气换热冷凝器A的进气管道上设置有电磁阀405A,并设有旁通支路,臭气换热冷凝器A旁通支路设置有电磁阀405B,引风机402A的输出端连接生物除臭滤塔403A的进气口,并在生物除臭滤塔403A的干路进气管道上安装有温度传感器406A,生物除臭滤塔403A内装有生物除臭填料,固体高温好氧发酵反应器207排出的臭气经臭气换热冷凝器A冷却,再经生物除臭滤塔403A吸收、转化,达标后排放,而臭气换热冷凝器A的空气进气口连接大气,空气输出口经管道连到接固体高温好氧发酵反应器207的进气口,冷空气被臭气换热冷凝器A加热后,为固体高温好氧发酵反应器207提供新鲜的热空气。
液体高温好氧发酵系统的臭气和锅炉系统的烟气处理系统如图20所示,热水锅炉512的排烟口连接三通电调阀407的一个进气输入端,三通电调阀407的另一个进气输入端联通大气,三通电调阀407的输出端连接曝气风机404的输入端,曝气风机404的输出端连接液体高温好氧发酵反应器206的进气法兰,液体高温好氧发酵反应器206的排气法兰连接臭气换热冷凝器B的换热进气口,臭气换热冷凝器B的换热排气口连接引风机402B的输入端,在臭气换热冷凝器B的进气管道上设置有电磁阀405C,并设有旁通支路,臭气换热冷凝器B旁通支路设置有电磁阀405D,引风机402B的的输出端连接生物除臭滤塔403B的进气口,并在生物除臭滤塔403B的干路进气管道上安装有温度传感器406B,生物除臭滤塔403B内装有生物除臭填料,曝气风机404根据液体高温好氧发酵反应器206内物料的需氧量,调节三通电调阀407的开度,对液体高温好氧发酵反应器206进行曝气,使热水锅炉512炉膛和三通电调阀407的空气输入端始终处于负压状态,热水锅炉512产生的烟气和部分新鲜空气经三通电调阀407混合后,进入液体高温好氧发酵反应器206,液体高温好氧发酵反应器206排出的臭气经臭气换热冷凝器B冷却,再经生物除臭滤塔403B吸收、转化,达标后排放,而臭气换热冷凝器B的空气进气口连接大气,空气输出口经管道连到热水锅炉512的鼓风机的进气口,冷空气被臭气换热冷凝器B加热后,为热水锅炉512提供新鲜的热空气。
当锅炉承担焚烧垃圾、病死猪等易使曝气头堵塞的焚烧物时,臭气烟气处理系统如图21、图22和图23所示,固体高温好氧发酵系统的臭气处理系统示意图如图17-1中,固体高温好氧发酵反应器207的排气口连接臭气换热冷凝器A的换热进气口,臭气换热冷凝器A的换热排气口连接引风机402A的输入端,在臭气换热冷凝器A的进气管道上设置有电磁阀405A,并设有旁通支路,臭气换热冷凝器A旁通支路设置有电磁阀405B,引风机402A的输出端连接生物除臭滤塔403A的进气口,并在生物除臭滤塔403A的干路进气管道上安装有温度传感器406A,生物除臭滤塔403A内装有生物除臭填料,固体高温好氧发酵反应器207排出的臭气经臭气换热冷凝器A冷却,再经生物除臭滤塔403A吸收、转化,达标后排放,而臭气换热冷凝器A的空气进气口连接大气,空气输出口经管道连到接固体高温好氧发酵反应器207的进气口,冷空气被臭气换热冷凝器A加热后,为固体高温好氧发酵反应器207提供新鲜的热空气。
液体高温好氧发酵系统的臭气处理系统示意图如图22中,液体高温好氧发酵反应器206的排气法兰连接臭气换热冷凝器C的换热进气口,臭气换热冷凝器C的换热排气口连接引风机402B的输入端,在臭气换热冷凝器C的进气管道上设置有电磁阀405C,并设有旁通支路,臭气换热冷凝器C旁通支路设置有电磁阀405D,引风机402B的的输出端连接生物除臭滤塔403B的进气口,并在生物除臭滤塔403B的干路进气管道上安装有温度传感器406B,生物除臭滤塔403B内装有生物除臭填料,液体高温好氧发酵反应器206排出的臭气经臭气换热冷凝器C冷却,再经生物除臭滤塔403B吸收、转化,达标后排放,而臭气换热冷凝器C的空气进气口连接大气,空气输出口经管道连接曝气风机404的进气口,曝气风机404的出气口连接液体高温好氧发酵反应器206的进气口,冷空气被臭气换热冷凝器B加热后,经曝气风机404鼓入液体高温好氧发酵反应器206内,为液体高温好氧发酵反应器206提供新鲜的热空气。
锅炉系统的烟气处理系统示意图如图23中,热水锅炉512的排烟口连接烟气换热冷凝器601的热换进气口,烟气换热冷凝器601的热换排气口连接引风机602的输入端,引风机602的输出端连接生物除臭滤塔403C的进气口,生物除臭滤塔403C内装有生物除臭填料,热水锅炉512排出的烟气经烟气换热冷凝器601冷却,再经生物除臭滤塔403C吸收、转化,达标后排放,而烟气换热冷凝器601的的空气进气口连接大气,空气输出口经管道连接到热水锅炉512的鼓风机的进气口,冷空气被烟气换热冷凝器601加热后,经热水锅炉512的鼓风机鼓入热水锅炉512的炉膛内,为热水锅炉512提供新鲜的热空气。
本实用新型所涉及的换热冷凝器结构示意图如图24所示,换热冷凝器包括依次连接固定的上端盖1701、罐体1711、下端盖1707,上端盖1701的上端具有臭气进气法兰1709,臭气收集管道与臭气进气法兰1709连接固定;在罐体1711侧壁上,下部设有新鲜空气进气法兰1706,上部设有热空气排气法兰1710;在罐体1711上部安装有上管板1702,下部安装下管板1712,上管板1702和下管板1712上均匀布置有若干孔,穿过上管板1702、下管板1712的对应孔之间用换热管1703连接,换热管1703两端分别焊接在上管板1702、下管板1712上,使上管板1702、下管板1712、换热管1703外侧和罐体1711外壁之间形成一个密闭腔体,并通过新鲜空气进气法兰1706和热空气排气法兰1710与外界连通;在下管板上均匀固定多根拉杆1705,在罐体内的新鲜空气进气法兰1706和热空气排气法兰1710之间的空间内均匀布置有多块隔板1704,隔板1704固定在拉杆1705上;换热管内腔连通上端盖1701、下端盖1707;下端盖1707底部设置有U形管1713。
锅炉系统示意图如图25所示,液体高温好氧发酵系统206包含液体高温好氧发酵反应器206A、液体高温好氧发酵反应器206B和液体高温好氧发酵反应器206N,共计N个液体高温好氧发酵反应器(N≥1),固体高温好氧发酵系统207包含固体高温好氧发酵反应器207A、固体高温好氧发酵反应器207B和固体高温好氧发酵反应器207M,共计M个固体高温好氧发酵反应器(M≥1),锅炉512的进水管道503与压力水箱501的出水口连接,进水管道503上设置有进水阀502,压力水箱501的进水口连接补水管505,补水管505上设置有补水阀504,锅炉512的出水管道511连接到三通电调阀506的输入端,三通电调阀506的两个输出端,经出水管道511分别连接多个液体高温好氧发酵反应器(206A、206B和...206N)的进水法兰和固体高温好氧发酵反应器(207A、207B和...207M)的进水口,各液体高温好氧反应器206的出水法兰和固体高温好氧发酵反应器207的出水口与锅炉512回水管道508连接,各液体高温好氧发酵反应器206和固体高温好氧发酵反应器207的出水管道上均设置有电磁阀507,锅炉512的出水管道511上安装有温度传感器507A,锅炉512回水管道508上还设置有温度传感器507B、循环泵513、排气阀509和压力表510。
实施方式一:
(1)猪舍挡住雨水,雨水及时通过舍外排水沟101排走,实现雨污分离;猪饮水时,从猪用自动饮水器和嘴缝中漏出的水跌落入U型集水腔中,并通过排水管道及时外排至舍外排水沟101中,现实饮污分离;猪每天的排泄物(粪便和尿液)由漏缝地板102漏下,并跌落在倒八字坡面105上或清粪沟106内,跌落在倒八字坡面105上的粪尿在重力的作用下,自然滑入清粪沟106内,每天定时启动刮粪系统,驱动装置107通过驱动绳110带动刮粪器108沿清粪沟106底面,从最高端到最低端来回移动,当刮粪器108向集粪池203移动时,限位卡108A卡住刮板,刮板108B带动粪尿向前移动,最后使粪尿汇集到集粪池203中。当刮粪器108向集粪池203反方向运行时,无限位卡108A限制,刮板108B被驱动绳110抄起,粪尿不会逆行,当传感器111检测到刮粪器108到达清粪沟106两端时,刮粪控制系统109控制刮粪驱动装置107停止运行,延时后再反向运行,当有猪出栏时,首先启动刮粪系统,将跌落在倒八字坡面105上或清粪沟106内的粪尿清理干净,再控制给水冲栏。冲栏时,刮粪系统停止运行,冲栏水透过漏缝地板102流入清粪沟106中,最后流入冲栏水池301中;
(2)当源头分离猪舍201冲栏时,冲栏水经粗格栅进入冲栏水池301,并经细格栅和溢水管流往ABR反应器302,冲栏水经过ABR反应器302的污泥沉降和厌氧发酵,发酵液进入第一个SBR反应器303A,当第一个SBR反应器303A的液位达到SBR反应器的设计液位后,检测控制系统210对SBR反应器303A前面的电磁阀305A进行控制,关闭第一个SBR反应器303A前的电池阀305A,打开第二个SBR反应器303B前的电磁阀305B,使各SBR反应器分别达到设计液位;检测控制系统210对各SBR反应器(303A、303B和....303X)按SBR的工艺,通过控制间歇曝气实现好氧-厌氧交替的工艺过程,当SBR反应器(303A、303B和....303X)完成完整的SBR处理工艺后,上清液经输送设备输送至生态湿地排放304;冲栏水池301格栅除杂产生的滤渣、以及ABR反应器302和SBR反应器303产生的污泥送至固体高温好氧发酵反应器207内,与粪便混合进行高温好氧发酵处理,制得固体有机肥料;
(3)仔猪舍猪粪尿经输送设备送至液体高温好氧发酵反应器206内。育肥猪、种猪和母猪粪尿经固液分离装置205分离出来的液体部分经输送装置送至液体高温好氧发酵反应器206内,分离出来的固体部分经输送装置送至固体高温好氧发酵反应器207内;
(4)通过输送设备将辅料,以及高温好氧菌剂送入固体高温好氧发酵反应器207内,在加料的同时,检测控制系统210同时启动所有的动力驱动装置使各动力托轮组701同时启动旋转,驱动固体高温好氧发酵反应器207的卧置滚筒814正向旋转,借助于固体高温好氧发酵反应器207内螺旋搅拌防粘装置809的作用,发酵原料被向出料侧输送,同时有机废弃物被抄起-跌落,使有机废弃物得以跟氧气充分搅拌混合,扩大了发酵原料跟氧气的接触面积;
(5)用叉车或其它转运设备将病死猪和胎盘1604放入吊篮中,起吊装置1405将吊篮吊入液体高温好氧发酵反应器206内,使整个吊篮浸泡在液体中,同时向液体高温好氧发酵反应器206内接种适量的复合微生物发酵菌剂;
(6)启动循环泵513后,再启动锅炉512,热水进入液体高温好氧发酵反应器206的换热盘管和固体高温好氧发酵反应器207的夹套,分别对液体高温好氧发酵反应器206和固体高温好氧发酵反应器207内的物料进行加热。在启动锅炉系统208的同时启动臭气烟气处理系统209,固体高温好氧发酵反应器207排出的臭气经臭气换热冷凝器A冷却后经引风机402A送至生物除臭滤塔403A吸收、转化,达标后经生物除臭滤塔403A的排气口排放至大气,经臭气换热冷凝器A加热的热空气经引风机402A引入固体高温好氧发酵反应器207中,对固体高温好氧发酵反应器207内物料加热、供氧;曝气风机404根据液体高温好氧发酵反应器206内物料的需氧量,调节三通电调阀407的开度,对液体高温好氧发酵反应器206进行曝气,使热水锅炉512炉膛和三通电调阀407的空气输入端始终处于负压状态,锅炉512排出的烟气,以及部分新鲜空气通过三通电调阀407混合后进入液体高温好氧发酵反应器206内,对粪尿液体进行曝气,液体高温好氧发酵反应器206排出的臭气经臭气换热冷凝器B冷却后经引风机402B送至生物除臭滤塔403B吸收、转化,达标后经生物除臭滤塔403B的排气口排放至大气,经臭气换热冷凝器B加热的热空气经热水锅炉512的鼓风机引入热水锅炉512内,为热水锅炉512提供新鲜的热空气;含热臭气和冷空气在臭气换热冷凝器A和B中进行热交换的时候,产生的冷凝水经臭气换热冷凝器A和B的U型管1713外排至自然沟渠中;
(7)当检测控制系统210检测安装在生物除臭滤塔(403A和403B)的干路进气管道上的温度传感器(406A和406B)检测到臭气温度大于40度时,检测控制系统210打开臭气换热冷凝器(A和B)的进气管道上的电磁阀(405A和405C),关闭旁通支路电磁阀(405B和405D),使进入除臭滤塔(403A和403B)的臭气经臭气换热冷凝器(A和B)冷却;而当检测控制系统210检测安装在生物除臭滤塔(403A和403B)的干路进气管道上的温度传感器(406A和406B)检测到臭气温度小于15度时,检测控制系统210关闭臭气换热冷凝器(A和B)的进气管道上的电磁阀(405A和405C),打开旁通支路电磁阀(405B和405D),使臭气不进入臭气换热冷凝器(A和B)降温,使生物除臭滤塔(403A和403B)在15度~40度温度区间工作,既保证除臭效果,又使生物除臭滤塔(403A和403B)中的微生物不至于休眠或死亡;
(8)在好氧发酵反应过程中,检测控制系统210根据检测到的发酵原料的温度或定时的时间,控制固体高温好氧发酵反应器207的动力驱动装置采用反转-停-反转-停…的周期性间歇运转的方式运行,搅拌防粘装置809的抄板在卧置滚筒814旋转时,搅拌防粘装置809在碰块1001的带动下,卧置滚筒814底部的物料沿滚筒814内壁向上运动,物料在自身的重力作用下脱离抄板被抛下,落至卧置滚筒814的底部,起到搅拌与空气接触的作用,借助于固体高温好氧发酵反应器207内螺旋抄板的作用,反转的滚筒将物料被抄起的同时将发酵原料被向进料侧输送,使发酵物料不会压实在出料侧封盖822上;由于搅拌防粘装置809的笼型结构是在滚筒814内与不同的碰块1001碰撞,在碰块1001的带动下旋转的,笼型结构和滚筒814内壁间会产生相对滑动,使发酵原料无法与固体高温好氧发酵反应器207的滚筒814内壁产生黏壁,使搅拌和热量传导的能耗降到最低;
(9)固体高温好氧发酵反应器207内的固体物料在60℃以上条件下持续发酵24小时以上即完成整个高温好氧发酵过程,制得固体有机肥料,检测控制系统210控制关闭该固体高温好氧发酵反应器207的动力托轮组701和水套811进水管道前端的电磁阀507,同时,打开出料闸门820,然后检测控制系统210控制动力托轮组701采用连续正转,排出部分发酵陈料经外部输送设备送至下一工序处理;
(10)液体高温好氧发酵反应器206内的物料在60℃以上条件下持续发酵3天以上完成整个高温好氧发酵过程,将完成高温好氧发酵的,带有热量的发酵液立即经管道输送至经保温处理的沼气池204中,进行高温或中温厌氧发酵,发酵液在35-60℃条件下持续厌氧发酵15-20天,完成厌氧发酵过程,二次发酵液经稀释后可直接农用,产生的沼气可以用于锅炉系统208或发电;腐解病死猪1604等产生的残渣,如毛发和骨渣送至锅炉512进行焚烧,焚烧产生的灰烬送至固体高温好氧发酵反应器207,与固体粪便混合发酵,制得固体有机肥;
(12)检测控制系统210负责监控、采集综合治理系统各方面的关键数据,并根据采集到的数据对综合治理系统各组成部分进行协调控制:
1) 在高温好氧发酵反应进行过程中,检测控制系统210根据各高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206和固体高温好氧发酵反应器207)内物料的温度自动控制循环水三通电调阀506的开度,使发酵物料的温度始终恒定在设定温度:当第一个发酵对象的高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206或固体高温好氧发酵反应器207)的物料温度低于设定值时,三通电调阀506在该回路的开度为100%,向其它高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206或固体高温好氧发酵反应器207)回路的开度为0;当第一个发酵对象高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206或固体高温好氧发酵反应器207)物料温度接近设定值时,检测控制系统210控制打开第二个高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206或固体高温好氧发酵反应器207)回路中的电磁阀,三通电调阀506做PID调节,使热循环水部分流经第二个高温好氧发酵反应器,使第一个高温好氧发酵反应器物料温度恒定在设定值的同时,加热第二个高温好氧发酵反应器;由于好氧发酵的过程是放热的过程,随着发酵的进行,高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206或固体高温好氧发酵反应器207)中物料的温度将继续升高,当第一个发酵对象高温好氧发酵反应器内物料温度高于设定值时,检测控制系统210降低或者关闭锅炉512的加热,循环水在循环泵水513的作用下,使第一个发酵对象和第二个发酵对象的高温好氧发酵反应器的循环水产生混合,结果是第一个发酵对象的高温好氧发酵反应器内物料温度下降,第二个发酵对象的高温好氧发酵反应器内物料温度被提升;三通电调阀506、电磁阀507在检测控制系统210的协调控制下,使前一个高温好氧发酵反应器的发酵反应热和锅炉加热的热量被送到二个或第M个固体高温好氧发酵反应器(207A、207B和...207M),或第N个液体高温好氧发酵反应器(206A、206B和...206N),使得各高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206和固体高温好氧发酵反应器207)的温度稳定在设定值且发酵反应产生的热能得到资源性利用;
2)检测控制系统210通过与数据网关的通讯,将检测控制系统210中数据区的关键数据上传到云端或远程服务器211进行存储与备份,使治理过程证据链的全部数据得以保存和备查,远端总部的服务人员可以借助于云端的数据发现设备运行的故障和报警,及时进行处置;存储于云端的数据还有利于治理系统的完善和升级。
实施方式二:
(1)猪舍挡住雨水,雨水及时通过舍外排水沟101排走,实现雨污分离;猪饮水时,从猪用自动饮水器和嘴缝中漏出的水跌落入U型集水腔中,并通过排水管道及时外排至舍外排水沟101中,现实饮污分离;猪每天的排泄物(粪便和尿液)由漏缝地板102漏下,并跌落在倒八字坡面105上或清粪沟106内,跌落在倒八字坡面105上的粪尿在重力的作用下,自然滑入清粪沟106内,每天定时启动刮粪系统,驱动装置107通过驱动绳110带动刮粪器108沿清粪沟106底面,从最高端到最低端来回移动,当刮粪器108向集粪池203移动时,限位卡108A卡住刮板,刮板108B带动粪尿向前移动,最后使粪尿汇集到集粪池203中。当刮粪器108向集粪池203反方向运行时,无限位卡108A限制,刮板108B被驱动绳110抄起,粪尿不会逆行,当传感器111检测到刮粪器108到达清粪沟106两端时,刮粪控制系统109控制刮粪驱动装置107停止运行,延时后再反向运行,当有猪出栏时,首先启动刮粪系统,将跌落在倒八字坡面105上或清粪沟106内的粪尿清理干净,再控制给水冲栏。冲栏时,刮粪系统停止运行,冲栏水透过漏缝地板102流入清粪沟106中,最后流入冲栏水池301中;
(2)当源头分离猪舍201冲栏时,冲栏水经粗格栅进入冲栏水池301,并经细格栅和溢水管流往ABR反应器302,冲栏水经过ABR反应器302的污泥沉降和厌氧发酵,发酵液进入第一个SBR反应器303A,当第一个SBR反应器303A的液位达到SBR反应器的设计液位后,检测控制系统210对SBR反应器303A前面的电磁阀305A进行控制,关闭第一个SBR反应器303A前的电池阀305A,打开第二个SBR反应器303B前的电磁阀305B,使各SBR反应器分别达到设计液位;检测控制系统210对各SBR反应器(303A、303B和....303X)按SBR的工艺,通过控制间歇曝气实现好氧-厌氧交替的工艺过程,当SBR反应器(303A、303B和....303X)完成完整的SBR处理工艺后,上清液经输送设备输送至生态湿地排放304;冲栏水池301格栅除杂产生的滤渣、以及ABR反应器302和SBR反应器303产生的污泥送至固体高温好氧发酵反应器207内,与粪便混合进行高温好氧发酵处理,制得固体有机肥料;
(3)仔猪舍猪粪尿经输送设备送至液体高温好氧发酵反应器206内。育肥猪、种猪和母猪粪尿经固液分离装置205分离出来的液体部分经输送装置送至液体高温好氧发酵反应器206内,分离出来的固体部分经输送装置送至固体高温好氧发酵反应器207内;
(4)通过输送设备将辅料,以及高温好氧菌剂送入固体高温好氧发酵反应器207内,在加料的同时,检测控制系统210同时启动所有的动力驱动装置使各动力托轮组701同时启动旋转,驱动固体高温好氧发酵反应器207的卧置滚筒814正向旋转,借助于固体高温好氧发酵反应器207内螺旋搅拌防粘装置809的作用,发酵原料被向出料侧输送,同时有机废弃物被抄起-跌落,使有机废弃物得以跟氧气充分搅拌混合,扩大了发酵原料跟氧气的接触面积;
(5)用叉车或其它转运设备将病死猪1604输送至锅炉512的燃烧炉膛中,同时向液体高温好氧发酵反应器206内接种适量的复合微生物发酵菌剂;
(6)启动循环泵513后,再启动锅炉512,热水进入液体高温好氧发酵反应器206的换热盘管和固体高温好氧发酵反应器207的夹套,分别对液体高温好氧发酵反应器206和固体高温好氧发酵反应器207内的物料进行加热。在启动锅炉系统208的同时启动臭气烟气处理系统209,固体高温好氧发酵反应器207排出的臭气经臭气换热冷凝器A冷却后经引风机402A送至生物除臭滤塔403A吸收、转化,达标后经生物除臭滤塔403A的排气口排放至大气,经臭气换热冷凝器A加热的热空气经引风机402A引入固体高温好氧发酵反应器207中,对固体高温好氧发酵反应器207内物料加热、供氧;液体高温好氧发酵反应器206排出的臭气经臭气换热冷凝器C冷却后经引风机402B送至生物除臭滤塔403B吸收、转化,达标后经生物除臭滤塔403B的排气口排放至大气,经臭气换热冷凝器C加热的热空气经曝气风机404引风、加压送入液体高温好氧发酵反应器206内,对粪尿液体进行加热、曝气;热水锅炉512产生的烟气经烟气换热冷凝器601换热冷却后,经引风机602引入生物除臭滤塔403C吸收、转化,达标后经生物除臭滤塔403C的排气口排放至大气,经烟气换热冷凝器601加热的热空气经热水锅炉512的鼓风机鼓入热水锅炉512的炉膛内,为热水锅炉512燃烧提供新鲜的热空气;臭气换热冷凝器A和C,以及烟气换热冷凝器601换热产生的冷凝水经臭气换热冷凝器A和C,以及烟气换热冷凝器601的U型管1713外排至自然沟渠中;
(7)当检测控制系统210检测安装在生物除臭滤塔(403A和403B)的干路进气管道上的温度传感器(406A和406B)检测到臭气温度大于40度时,检测控制系统210打开臭气换热冷凝器的进气管道上的电磁阀(405A和405C),关闭旁通支路电磁阀(405B和405D),使进入除臭滤塔(403A和403B)的臭气经臭气换热冷凝器(A、B和C)冷却;而当检测控制系统210检测安装在生物除臭滤塔(403A和403B)的干路进气管道上的温度传感器(406A和406B)检测到臭气温度小于15度时,检测控制系统210关闭臭气换热冷凝器(A、B和C)的进气管道上的电磁阀(405A和405C),打开旁通支路电磁阀(405B和405D),使臭气不进入臭气换热冷凝器(A、B和C)降温,使生物除臭滤塔(403A和403B)在15度~40度温度区间工作,既保证除臭效果,又使生物除臭滤塔(403A和403B)中的微生物不至于休眠或死亡;
(8)在好氧发酵反应过程中,检测控制系统210根据检测到的发酵原料的温度或定时的时间,控制固体高温好氧发酵反应器207的动力驱动装置采用反转-停-反转-停…的周期性间歇运转的方式运行,搅拌防粘装置809的抄板在卧置滚筒814旋转时,搅拌防粘装置809在碰块1001的带动下,卧置滚筒814底部的物料沿滚筒814内壁向上运动,物料在自身的重力作用下脱离抄板被抛下,落至卧置滚筒814的底部,起到搅拌与空气接触的作用,借助于固体高温好氧发酵反应器207内螺旋抄板的作用,反转的滚筒将物料被抄起的同时将发酵原料被向进料侧输送,使发酵物料不会压实在出料侧封盖822上;由于搅拌防粘装置809的笼型结构是在滚筒814内与不同的碰块1001碰撞,在碰块1001的带动下旋转的,笼型结构和滚筒814内壁间会产生相对滑动,使发酵原料无法与固体高温好氧发酵反应器207的滚筒814内壁产生黏壁,使搅拌和热量传导的能耗降到最低;
(9)固体高温好氧发酵反应器207内的固体物料在60℃以上条件下持续发酵24小时以上即完成整个高温好氧发酵过程,制得固体有机肥料,检测控制系统210控制关闭该固体高温好氧发酵反应器207的动力托轮组701和水套811进水管道前端的电磁阀507,同时,打开出料闸门820,然后检测控制系统210控制动力托轮组701采用连续正转,排出部分发酵陈料经外部输送设备送至下一工序处理;病死猪1604产生的灰烬送至固体高温好氧发酵反应器207,与固体粪便混合发酵,制得固体有机肥;
(10)液体高温好氧发酵反应器206内的物料在60℃以上条件下持续发酵3天以上完成整个高温好氧发酵过程,将完成高温好氧发酵的,带有热量的发酵液立即经管道输送至经保温处理的沼气池204中,进行高温或中温厌氧发酵,发酵液在35-60℃条件下持续厌氧发酵15-20天,完成厌氧发酵过程,二次发酵液经稀释后可直接农用,产生的沼气可以用于锅炉系统208或发电;
(11)检测控制系统210负责监控、采集综合治理系统各方面的关键数据,并根据采集到的数据对综合治理系统各组成部分进行协调控制:
1) 在高温好氧发酵反应进行过程中,检测控制系统210根据各高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206和固体高温好氧发酵反应器207)内物料的温度自动控制循环水三通电调阀506的开度,使发酵物料的温度始终恒定在设定温度:当第一个发酵对象的高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206或固体高温好氧发酵反应器207)的物料温度低于设定值时,三通电调阀506在该回路的开度为100%,向其它高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206或固体高温好氧发酵反应器207)回路的开度为0;当第一个发酵对象高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206或固体高温好氧发酵反应器207)物料温度接近设定值时,检测控制系统210控制打开第二个高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206或固体高温好氧发酵反应器207)回路中的电磁阀,三通电调阀506做PID调节,使热循环水部分流经第二个高温好氧发酵反应器,使第一个高温好氧发酵反应器物料温度恒定在设定值的同时,加热第二个高温好氧发酵反应器;由于好氧发酵的过程是放热的过程,随着发酵的进行,高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206或固体高温好氧发酵反应器207)中物料的温度将继续升高,当第一个发酵对象高温好氧发酵反应器内物料温度高于设定值时,检测控制系统210降低或者关闭锅炉512的加热,循环水在循环泵水513的作用下,使第一个发酵对象和第二个发酵对象的高温好氧发酵反应器的循环水产生混合,结果是第一个发酵对象的高温好氧发酵反应器内物料温度下降,第二个发酵对象的高温好氧发酵反应器内物料温度被提升;三通电调阀506、电磁阀507在检测控制系统210的协调控制下,使前一个高温好氧发酵反应器的发酵反应热和锅炉加热的热量被送到二个或第M个固体高温好氧发酵反应器(207A、207B和...207M),或第N个液体高温好氧发酵反应器(206A、206B和...206N),使得各高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206和固体高温好氧发酵反应器207)的温度稳定在设定值且发酵反应产生的热能得到资源性利用;
2) 测控制系统210通过与数据网关的通讯,将检测控制系统210中数据区的关键数据上传到云端或远程服务器211进行存储与备份,使治理过程证据链的全部数据得以保存和备查,远端总部的服务人员可以借助于云端的数据发现设备运行的故障和报警,及时进行处置;存储于云端的数据还有利于治理系统的完善和升级。
实施方式三:
(1)猪舍挡住雨水,雨水及时通过舍外排水沟101排走,实现雨污分离;猪饮水时,从猪用自动饮水器和嘴缝中漏出的水跌落入U型集水腔中,并通过排水管道及时外排至舍外排水沟101中,现实饮污分离;猪每天的排泄物(粪便和尿液)由漏缝地板102漏下,并跌落在倒八字坡面105上或清粪沟106内,跌落在倒八字坡面105上的粪尿在重力的作用下,自然滑入清粪沟106内,每天定时启动刮粪系统,驱动装置107通过驱动绳110带动刮粪器108沿清粪沟106底面,从最高端到最低端来回移动,当刮粪器108向集粪池203移动时,限位卡108A卡住刮板,刮板108B带动粪尿向前移动,最后使粪尿汇集到集粪池203中。当刮粪器108向集粪池203反方向运行时,无限位卡108A限制,刮板108B被驱动绳110抄起,粪尿不会逆行,当传感器111检测到刮粪器108到达清粪沟106两端时,刮粪控制系统109控制刮粪驱动装置107停止运行,延时后再反向运行,当有猪出栏时,首先启动刮粪控制系统109,将跌落在倒八字坡面105上或清粪沟106内的粪尿清理干净,再控制给水冲栏。冲栏时,刮粪控制系统109停止运行,冲栏水透过漏缝地板102流入清粪沟106中,最后流入冲栏水池301中;
(2)当源头分离猪舍201冲栏时,冲栏水经粗格栅进入冲栏水池301,并经细格栅和溢水管流往ABR反应器302,冲栏水经过ABR反应器302的污泥沉降和厌氧发酵,发酵液进入第一个SBR反应器303A,当第一个SBR反应器303A的液位达到SBR反应器的设计液位后,检测控制系统210对SBR反应器303A前面的电磁阀305A进行控制,关闭第一个SBR反应器303A前的电池阀305A,打开第二个SBR反应器303B前的电磁阀305B,使各SBR反应器分别达到设计液位;检测控制系统210对各SBR反应器(303A、303B和....303X)按SBR的工艺,通过控制间歇曝气实现好氧-厌氧交替的工艺过程,当SBR反应器(303A、303B和....303X)完成完整的SBR处理工艺后,上清液经输送设备输送至生态湿地排放304;冲栏水池301格栅除杂产生的滤渣、以及ABR反应器302和SBR反应器303产生的污泥送至固体高温好氧发酵反应器207内,与粪便混合进行高温好氧发酵处理,制得固体有机肥料;
(3)仔猪舍猪粪尿经污泥泵204及其连接管道送至液体高温好氧发酵反应器206内。育肥猪、种猪和母猪粪尿经固液分离装置205分离出来的液体部分经输送装置送至液体高温好氧发酵反应器206内,分离出来的固体部分经输送装置送至固体高温好氧发酵反应器207内;
(4)通过输送设备将辅料,以及高温好氧菌剂送入固体高温好氧发酵反应器207内,在加料的同时,检测控制系统210同时启动所有的动力驱动装置使各动力托轮组701同时启动旋转,驱动固体高温好氧发酵反应器207的卧置滚筒814正向旋转,借助于固体高温好氧发酵反应器207内螺旋搅拌防粘装置809的作用,发酵原料被向出料侧输送,同时有机废弃物被抄起-跌落,使有机废弃物得以跟氧气充分搅拌混合,扩大了发酵原料跟氧气的接触面积;
(5)用叉车或其它转运设备将病死猪1604输送至锅炉512的燃烧炉膛中,同时向液体高温好氧发酵反应器206内接种适量的复合微生物发酵菌剂;
(6)启动循环泵513后,再启动锅炉512,热水进入液体高温好氧发酵反应器206的换热盘管和固体高温好氧发酵反应器207的夹套,分别对液体高温好氧发酵反应器206和固体高温好氧发酵反应器207内的物料进行加热。在启动锅炉系统208的同时启动臭气烟气处理系统209,臭气烟气处理系统209包括如下的处理方法:1)、2)、3)
固体高温好氧发酵反应器207排出的臭气经臭气换热冷凝器A冷却后经引风机402A送至生物除臭滤塔403A吸收、转化,达标后经生物除臭滤塔403A的排气口排放至大气,经臭气换热冷凝器A加热的热空气经引风机402A引入固体高温好氧发酵反应器207中,对固体高温好氧发酵反应器207内物料加热、供氧;液体高温好氧发酵反应器206排出的臭气经臭气换热冷凝器C冷却后经引风机402B送至生物除臭滤塔403B吸收、转化,达标后经生物除臭滤塔403B的排气口排放至大气,经臭气换热冷凝器C加热的热空气经曝气风机404引风、加压送入液体高温好氧发酵反应器206内,对粪尿液体进行加热、曝气;热水锅炉512产生的烟气经烟气换热冷凝器601换热冷却后,经引风机602引入生物除臭滤塔403C吸收、转化,达标后经生物除臭滤塔403C的排气口排放至大气,经烟气换热冷凝器601加热的热空气经热水锅炉512的鼓风机鼓入热水锅炉512的炉膛内,为热水锅炉512燃烧提供新鲜的热空气;臭气换热冷凝器A和C,以及烟气换热冷凝器601换热产生的冷凝水经臭气换热冷凝器A和C,以及烟气换热冷凝器601的U型管1713外排至自然沟渠中;
(7)当检测控制系统210检测安装在生物除臭滤塔(403A和403B)的干路进气管道上的温度传感器(406A和406B)检测到臭气温度大于40度时,检测控制系统210打开臭气换热冷凝器的进气管道上的电磁阀(405A和405C),关闭旁通支路电磁阀(405B和405D),使进入除臭滤塔(403A和403B)的臭气经臭气换热冷凝器A和C冷却;而当检测控制系统210检测安装在生物除臭滤塔(403A和403B)的干路进气管道上的温度传感器(406A和406B)检测到臭气温度小于15度时,检测控制系统210关闭臭气换热冷凝器A和C的进气管道上的电磁阀(405A和405C),打开旁通支路电磁阀(405B和405D),使臭气不进入臭气换热冷凝器A和C降温,使生物除臭滤塔(403A和403B)在15度~40度温度区间工作,既保证除臭效果,又使生物除臭滤塔(403A和403B)中的微生物不至于休眠或死亡;
(8)在好氧发酵反应过程中,检测控制系统210根据检测到的发酵原料的温度或定时的时间,控制固体高温好氧发酵反应器207的动力驱动装置采用反转-停-反转-停…的周期性间歇运转的方式运行,搅拌防粘装置809的抄板在卧置滚筒814旋转时,搅拌防粘装置809在碰块1001的带动下,卧置滚筒814底部的物料沿滚筒814内壁向上运动,物料在自身的重力作用下脱离抄板被抛下,落至卧置滚筒814的底部,起到搅拌与空气接触的作用,借助于固体高温好氧发酵反应器207内螺旋抄板的作用,反转的滚筒将物料被抄起的同时将发酵原料被向进料侧输送,使发酵物料不会压实在出料侧封盖822上;由于搅拌防粘装置809的笼型结构是在滚筒814内与不同的碰块1001碰撞,在碰块1001的带动下旋转的,笼型结构和滚筒814内壁间会产生相对滑动,使发酵原料无法与固体高温好氧发酵反应器207的滚筒814内壁产生黏壁,使搅拌和热量传导的能耗降到最低;
(9)固体高温好氧发酵反应器207内的固体物料在60℃以上条件下持续发酵24小时以上即完成整个高温好氧发酵过程,制得固体有机肥料,检测控制系统210控制关闭该固体高温好氧发酵反应器207的动力托轮组701和水套811进水管道前端的电磁阀507,同时,打开出料闸门820,然后检测控制系统210控制动力托轮组701采用连续正转,排出部分发酵陈料经外部输送设备送至下一工序处理;病死猪1604产生的灰烬送至固体高温好氧发酵反应器207,与固体粪便混合发酵,制得固体有机肥;
(10)液体高温好氧发酵反应器206内的物料在60℃以上条件下持续发酵3天以上完成整个高温好氧发酵过程,发酵液经稀释后可直接农用;
(11)检测控制系统210负责监控、采集综合治理系统各方面的关键数据,并根据采集到的数据对综合治理系统各组成部分进行协调控制:
1)温好氧发酵反应进行过程中,检测控制系统210根据各高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206和固体高温好氧发酵反应器207)内物料的温度自动控制循环水三通电调阀506的开度,使发酵物料的温度始终恒定在设定温度:当第一个发酵对象的高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206或固体高温好氧发酵反应器207)的物料温度低于设定值时,三通电调阀506在该回路的开度为100%,向其它高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206或固体高温好氧发酵反应器207)回路的开度为0;当第一个发酵对象高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206或固体高温好氧发酵反应器207)物料温度接近设定值时,检测控制系统210控制打开第二个高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206或固体高温好氧发酵反应器207)回路中的电磁阀,三通电调阀506做PID调节,使热循环水部分流经第二个高温好氧发酵反应器,使第一个高温好氧发酵反应器物料温度恒定在设定值的同时,加热第二个高温好氧发酵反应器;由于好氧发酵的过程是放热的过程,随着发酵的进行,高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206或固体高温好氧发酵反应器207)中物料的温度将继续升高,当第一个发酵对象高温好氧发酵反应器内物料温度高于设定值时,检测控制系统210降低或者关闭锅炉512的加热,循环水在循环泵水513的作用下,使第一个发酵对象和第二个发酵对象的高温好氧发酵反应器的循环水产生混合,结果是第一个发酵对象的高温好氧发酵反应器内物料温度下降,第二个发酵对象的高温好氧发酵反应器内物料温度被提升;三通电调阀506、电磁阀507在检测控制系统210的协调控制下,使前一个高温好氧发酵反应器的发酵反应热和锅炉加热的热量被送到二个或第M个固体高温好氧发酵反应器(207A、207B和...207M),或第N个液体高温好氧发酵反应器(206A、206B和...206N),使得各高温好氧发酵反应器(液体高温好氧发酵反应器206和固体高温好氧发酵反应器207)的温度稳定在设定值且发酵反应产生的热能得到资源性利用;
2)控制系统210通过与数据网关的通讯,将检测控制系统210中数据区的关键数据上传到云端或远程服务器211进行存储与备份,使治理过程证据链的全部数据得以保存和备查,远端总部的服务人员可以借助于云端211的数据发现设备运行的故障和报警,及时进行处置;存储于云端211的数据还有利于治理系统的完善和升级。
Claims (11)
1.一种规模化养猪场养殖污染综合治理系统,其特征在于:包括源头分离猪舍、冲栏水处理系统、固液分离系统、固体高温好氧发酵系统、液体高温好氧发酵系统、臭气烟气处理系统、锅炉系统、检测控制系统;源头分离猪舍设计成粪尿与雨水、冲栏水、饮用余水分离的猪舍,雨水、饮用余水排往室外的沟渠,粪尿输往固液分离系统的集粪池,冲栏水排往冲栏水处理系统的冲栏水池;固液分离系统由安装在集粪池池底的污泥泵、固液分离装置及输送设备组成,污泥泵将粪尿泵送到固液分离装置,固液分离装置分离出来的固体输往固体高温好氧发酵系统的进料口,固液分离装置分离出来的液体输往液体高温好氧发酵系统的进液口,固体高温好氧发酵系统和液体高温好氧发酵系统的发酵臭气排气口以及锅炉系统的排烟气口通过管道连接臭气烟气处理系统;锅炉系统包括锅炉、循环泵、热水管道和回水管道,锅炉的热水管道连接固体高温好氧发酵系统的换热夹套或盘管以及液体高温好氧发酵系统的夹套或盘管,循环泵安装在回水管道中;检测控制系统的各传感器设置在上述各系统内,对各关键参数进行检测,检测控制系统对上述系统进行连接控制。
2.根据权利要求1所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统,其特征在于:所述的冲栏水处理系统由冲栏水池、一个ABR反应器和多个并联的SBR反应器组成;冲栏水池上部设置有溢水口,冲栏水池进水外侧、出水内侧分别安装大、小格栅,溢水口出水侧经溢出管连接ABR反应器的进水口,ABR反应器的出水口经管道分别连接并联的SBR反应器的进水口,在每个SBR反应器的进水口前安装有电磁阀,各SBR反应器的出水口经管道连接到生态湿地;冲栏水池、ABR反应器和SBR反应器中的沉淀污泥送往固体高温好氧发酵反应器的进料口,跟粪便混合发酵,制成固体有机肥。
3.根据权利要求1所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统,其特征在于:固体高温好氧发酵系统包括1~X个固体高温好氧发酵反应器,X≥1;固体高温好氧发酵反应器由倾斜卧置的滚筒、进料侧封盖迷宫密封装置、出料侧封盖迷宫密封装置、动力托轮组、搅拌防粘装置和整体基座组成,卧置滚筒外具有水套,进料侧高于出料侧,卧置滚筒与进料侧封盖、出料侧封盖及两侧的迷宫密封装置组成一个密闭的发酵空间,进料侧封盖上部设置有进料孔和排气孔,出料侧封盖上部设置有进气孔,出料侧封盖下部设置有出料孔,出料孔上安装有出料闸门;搅拌防粘装置位于卧置滚筒内,卧置滚筒置于动力托轮组上,动力托轮组、进料侧封盖和出料侧封盖都固定在斜置的整体基座上,形成一个整体。
4.根据权利要求3所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统,其特征在于:所述进料侧封盖迷宫密封装置与出料侧封盖迷宫密封装置结构及原理完全相同,都是在封盖的内侧垂直焊有固定两个或多个直径不等的同心圆筒罩,圆筒罩的高度一致,与之相对应,在卧置滚筒端部的滚筒内壁焊接固定径向的内衬环,内衬环外周与滚筒内壁密封焊接固定,在内衬环上垂直焊接有一个、两个或多个直径不等的同心圆筒体,同心圆筒体的高度一致,并且同心圆筒体的高度与封盖上同心圆筒罩高度相等,封盖内侧的同心圆筒罩与卧置滚筒端部内衬环上的同心圆筒体迷宫式交错套合密封。
5.根据权利要求1所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统,其特征在于:根据卧置滚筒的长度,搅拌防粘装置由一个或一个以上的笼型结构组成,卧置滚筒较短时,搅拌防粘装置只由一个笼型结构组成,而卧置滚筒较长时,搅拌防粘装置由多个笼型结构组成,每个笼型结构由两个同轴的支撑板和多个抄板组成,支撑板的形状为圆环,多个抄板两端分别与两个同轴的支撑板连接固定,与之相对应,在卧置滚筒内壁设置有碰块;多个抄板与笼型结构轴线平行,或者多个抄板与笼型结构轴线成倾斜角度,或者多个抄板呈螺旋曲线型,卧置滚筒,内壁上的碰块带动搅拌防粘装置转动。
6.根据权利要求1所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统,其特征在于:液体高温好氧发酵系统由1~N个液体高温好氧发酵反应器组成,N≥1;液体高温好氧发酵反应器主要包括顶盖、罐体、起吊装置和吊篮,顶盖上有进料口、罐体底部有出料口,罐内装有换热盘管,换热盘管通过安装在罐体上的进水法兰、出水法兰跟外部的热水管道连接;罐内还装有曝气装置,曝气装置通过安装在罐体上的进气法兰跟曝气管道及风机连接;罐体顶盖上还装有排气口法兰,以排出曝气废气;出料口经管道连接至沼气池,曝气装置通过进气管道连接到外部风机;所述的起吊装置用于顶盖部件和吊篮的起吊和转运;吊篮由吊篮主体、吊篮门和锁扣组成,吊篮门能单边侧开,用于将病死畜禽或胎盘放入吊篮,吊篮主体上部、底部和侧壁焊接钢网,吊篮承载病死畜禽和胎盘,沉浸在粪尿发酵液中发酵。
7.根据权利要求1所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统,其特征在于:臭气烟气处理系统包括臭气换热冷凝器、烟气换热冷凝器、生物除臭滤塔、引风机、温度传感器、三通电调阀及电磁阀,所述的换热冷凝器包括依次连接固定的上端盖、罐体、下端盖,上端盖的上端具有臭气进气法兰,臭气收集管道与臭气进气法兰连接固定;在罐体侧壁上,下部设有新鲜空气进气法兰,上部设有热空气排气法兰;在罐体上部安装有上管板,下部安装下管板,上、下管板上均匀布置有若干孔,穿过上、下管板的对应孔之间用换热管连接,换热管两端分别固定在上、下管板上,使上、下管板、换热管外侧和罐体外壁之间形成一个密闭腔体,并通过新鲜空气进气法兰和热空气排气法兰与外界连通;在下管板上均匀固定多根拉杆,在罐体内的新鲜空气进气法兰和热空气排气法兰之间的空间内均匀布置有多块隔板,隔板固定在拉杆上;换热管内腔连通上、下端盖;下盖板底部设置有U形管;下端盖的侧壁上设有臭气排气法兰;换热冷凝器的下端盖的容积大于或等于上端盖的容积;隔板为切边的圆形结构,隔板的直径等于罐体的内径,隔板沿轴线方向错落、均匀地分布于罐体内,隔板固定在拉杆上,使得新鲜空气走向为“Z”字型。
8.根据权利要求7所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统,其特征在于:所述的臭气烟气处理系统包括下述的处理系统:
(1) 固体高温好氧发酵系统的臭气处理系统:固体高温好氧发酵反应器的排气口连接臭气换热冷凝器A的换热进气口,臭气换热冷凝器A的换热排气口连接引风机的输入端,在臭气换热冷凝器A的进气管道上设置有电磁阀,并设有旁通支路,臭气换热冷凝器A旁通支路设置有电磁阀,引风机的输出端连接生物除臭滤塔的进气口,并在生物除臭滤塔的干路进气管道上安装有温度传感器,生物除臭滤塔内装有生物除臭填料,而臭气换热冷凝器A的空气进气口连接大气,空气输出口经管道连到接固体高温好氧发酵反应器的进气口;
(2) 高温好氧发酵系统的臭气和锅炉系统的烟气处理系统:锅炉的排烟口连接三通电调阀的一个进气输入端,三通电调阀的另一个进气输入端联通大气,三通电调阀的输出端连接曝气风机的输入端,曝气风机的输出端连接液体高温好氧发酵反应器的进气法兰,液体高温好氧发酵反应器的排气法兰连接臭气换热冷凝器B的换热进气口,臭气换热冷凝器B的换热排气口连接引风机的输入端,在臭气换热冷凝器B的进气管道上设置有电磁阀,并设有旁通支路,臭气换热冷凝器B旁通支路设置有电磁阀,引风机的输出端连接生物除臭滤塔的进气口,并在生物除臭滤塔的干路进气管道上安装有温度传感器,生物除臭滤塔内装有生物除臭填料;而臭气换热冷凝器B的空气进气口连接大气,空气输出口经管道连到锅炉的进气口。
9.根据权利要求7所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统,其特征在于:当锅炉承担焚烧垃圾、病死猪易使曝气头堵塞的焚烧物时,臭气烟气处理系统采用如下的连接方式:
(1)固体高温好氧发酵系统的臭气处理系统:固体高温好氧发酵反应器的排气口连接臭气换热冷凝器A的换热进气口,臭气换热冷凝器A的换热排气口连接引风机的输入端,在臭气换热冷凝器A的进气管道上设置有电磁阀,并设有旁通支路,臭气换热冷凝器A旁通支路设置有电磁阀,引风机的输出端连接生物除臭滤塔的进气口,并在生物除臭滤塔的干路进气管道上安装有温度传感器,生物除臭滤塔内装有生物除臭填料,而臭气换热冷凝器A的空气进气口连接大气,空气输出口经管道连到接固体高温好氧发酵反应器的进气口;
(2)液体高温好氧发酵系统的臭气处理系统:液体高温好氧发酵反应器的排气法兰连接臭气换热冷凝器C的换热进气口,臭气换热冷凝器C的换热排气口连接引风机的输入端,在臭气换热冷凝器C的进气管道上设置有电磁阀,并设有旁通支路,臭气换热冷凝器C旁通支路设置有电磁阀,引风机的输出端连接生物除臭滤塔的进气口,并在生物除臭滤塔的干路进气管道上安装有温度传感器,生物除臭滤塔内装有生物除臭填料,而臭气换热冷凝器C的空气进气口连接大气,空气输出口经管道连接曝气风机的进气口,曝气风机的出气口连接液体高温好氧发酵反应器的进气口;
(3)锅炉系统的烟气处理系统:锅炉的排烟口连接烟气换热冷凝器的热换进气口,烟气换热冷凝器的热换排气口连接引风机的输入端,引风机的输出端连接生物除臭滤塔的进气口,生物除臭滤塔内装有生物除臭填料,而烟气换热冷凝器的空气进气口连接大气,空气输出口经管道连接到热水锅炉的进气口。
10.根据权利要求1所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统,其特征在于:锅炉系统主要包括锅炉、循环泵、压力水箱、三通电调阀和电磁阀,锅炉的出水管道连接到三通电调阀的输入端,三通电调阀的两个输出端,通过出水管道分别连接并联的液体高温好氧发酵反应器和并联的固体高温好氧发酵反应器的进水法兰,而在各液体高温好氧发酵反应器和固体高温好氧发酵反应器的出水管道上连接有电磁阀,电磁阀的出水口与锅炉的回水管道连接,在锅炉的出水管道和回水管道上分别设置有温度传感器,回水管道上还安装有循环泵,使循环水形成回路。
11.根据权利要求1所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统,其特征在于:所述的检测控制系统包括安装在系统设备中的传感器、控制器和数据网关,控制器通过传感器采集系统设备各方面的关键数据,并根据采集到的数据对系统的各部分进行协调控制,控制器还与数据网关通讯,控制器将系统的关键数据通过数据网关发送到云端或远端的服务器备查和管理。
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