CN208995352U - 一种畜禽粪污循环利用处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种畜禽粪污循环利用处理系统。本申请提供的畜禽粪污循环利用处理系统包括:初始处理子系统、沼气处理子系统、沼渣处理子系统以及沼液处理子系统。畜禽粪便通过初始处理子系统、沼气处理子系统、沼渣处理子系统以及沼液处理子系统的生物和机械处理后转化为电能、供农田灌溉的灌溉水以及有机肥料,由此能够实现畜禽粪便的再利用,节省成本。有机肥料用于禽畜养殖后以及水产养殖所产生的畜禽粪便再次进入初始处理子系统,进而通过畜禽粪污循环利用处理系统进行再次处理,实现畜禽粪便的循环利用,进而保持生态平衡,做到畜禽粪便的零排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及农业技术领域,尤其涉及一种畜禽粪污循环利用处理系统。
背景技术
畜牧业是农业的组成部分之一,其与种植业并列为农业生产的两大支柱。畜牧业能够为人们生活提供肉、奶、蛋类等动物性食品,为工业提供羊毛、皮、鬃以及兽骨等原料,以及为农作物生产提供有机肥料等,因而畜牧业在国民经济中有着重要的地位。
随着畜禽养殖规模的发展,畜禽产生大量的畜禽粪便。由于畜禽粪便中富含农作物生长所需要的氮、磷等养分,因此,通常将畜禽粪便作为土壤肥料的来源。但过于集中的畜牧养殖导致大量的畜禽粪便集中堆积,畜禽粪便产量过大。而大多数养殖业主没有与饲养规模相配套的消纳土地,大量堆放易对大气、土壤和水环境造成严重的污染。另外,养殖业区域化及精准化农业的发展,加大了畜禽粪污直接资源化利用的难度。
目前,现有的畜禽粪便处理方法采用“处理-达标-排放”直线技术。然而“处理-达标-排放”直线技术存在能源消耗多,占地面积大以及浪费资源的缺点。
实用新型内容
本实用新型提供一种畜禽粪污循环利用处理系统,以解决现有处理方法浪费资源的问题。
本实用新型提供一种畜禽粪污循环利用处理系统,包括:初始处理子系统、沼气处理子系统、沼渣处理子系统以及沼液处理子系统;其中,
所述初始处理子系统包括依次连接的混浆池、挤压分离机、发酵池、污水无害化处理池、第一提升泵、第一沉淀池以及第一多介质滤池;
所述沼气处理子系统包括依次连接的螺旋进料器、复合厌氧反应罐、气水分离器、脱硫塔、气柜、阻火器以及沼气发电组,所述螺旋进料器还与所述挤压分离机相连接;
所述沼渣处理子系统包括依次连接的沼渣输送泵以及固液分离机;所述沼渣输送泵还与所述复合厌氧反应罐相连接;
所述沼液处理子系统包括依次连接的沼液无害化处理池、第二提升泵、第二沉淀池以及第二多介质滤池;所述沼液无害化处理池还与所述固液分离机相连接;
所述沼渣处理子系统以及所述沼液处理子系统处理后的畜禽粪便应用于农田、有机肥料制造以及水产养殖,且有机肥料用于禽畜养殖以及水产养殖产生的畜禽粪便再次进入所述初始处理子系统。
优选地,所述发酵池包括发酵池体以及设置在所述发酵池体上的发酵池进口和发酵池出口;所述发酵池进口与所述挤压分离机相连接,所述发酵池出口与所述污水无害化处理池相连接;
所述发酵池体内部设有竖直方向的折流板和导流板,所述折流板和所述导流板依次交替设置。
优选地,所述折流板的一端与所述发酵池体的顶部相连接,另一端的端部倾斜设置,所述折流板端部的倾斜角度为120-130°。
优选地,所述污水无害化处理池包括污水处理池体以及设置在所述污水处理池体上的处理池入口和处理池出口;所述处理池入口与所述发酵池相连接,所述处理池出口与所述第一提升泵相连接;
所述污水处理池体内部由下往上依次水平设有第一钢丝网、聚氨酯填料以及第二钢丝网;所述污水处理池体内部还设有第一进气管,所述第一进气管的一端位于所述聚氨酯填料处,另一端连接位于所述污水处理池体外部的第一曝气机。
优选地,所述第一沉淀池包括沉淀池体,位于所述沉淀池体同一侧壁底部的沉淀池入口和排渣管,以及位于所述沉淀池体另一侧壁顶部的沉淀池出口;
所述沉淀池体内部设有斜管支架以及位于所述斜管支架上的斜管,所述斜管相对于所述沉淀池体的底部呈45-75°。
优选地,所述第一多介质滤池包括滤池本体以及位于所述滤池本体上的滤池出口,所述滤池本体内部由下往上依次水平设有配水板、承托层、石英砂滤料、沸石滤料以及活性炭滤料;所述活性炭滤料的上方设置所述滤池出口。
优选地,所述复合厌氧反应罐包括罐体,位于所述罐体侧壁底部的进料管和沼渣排出管,以及位于所述罐体侧壁顶部的沼气管和出液管;
所述罐体内部由下往上依次水平设有酸化颗粒污泥层、甲烷发酵颗粒污泥层、悬浮污泥层以及生物填料床反应层;所述生物填料床反应层的上方设置所述沼气管和所述出液管。
优选地,所述沼液无害化处理池包括沼液处理池体以及设置在所述沼液处理池体上的沼液进管以及沼液出管;所述沼液进管与所述固液分离机相连接,所述沼液出管与所述第二提升泵相连接;
所述沼液处理池体内部由下往上依次水平设有第一填料支架、笼式填料以及第二填料支架;所述沼液处理池体内部还设有第二进气管,所述第二进气管的一端位于所述笼式填料处,另一端连接位于所述沼液处理池体外部的第二曝气机。
本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
本实用新型提供一种畜禽粪污循环利用处理系统。在本申请提供的系统中,畜禽粪便经由初始处理子系统中的混浆池进行混合,混合后的畜禽粪便通过挤压分离机进行固液分离。其中,液体物料进入发酵池中发酵,粪渣经由进入螺旋进料器进入复合厌氧反应罐中进行厌氧反应。液体物料经发酵池发酵后形成的发酵液经过污水无害化处理池、第一提升泵、第一沉淀池以及第一多介质滤池处理后,形成第一沉淀物、第一排放水和第一滤渣。粪渣经复合厌氧反应罐反应后,形成沼气和分解沉淀物。其中,沼气经过气水分离器、脱硫塔、气柜以及阻火器后进入沼气发电组进行发电,转化成电能。分解沉淀物经沼渣输送泵进入固液分离机进行固液分离,得到沼渣和沼液,沼渣备用。沼液经过沼液无害化处理池、第二提升泵、第二沉淀池以及第二多介质滤池处理后形成第二沉淀物、第二排放水和第二滤渣。第一沉淀物、第一滤渣、第二沉淀物、第二滤渣以及沼渣能够应用于农田以及有机肥料制造,而第一排放水和第二排放水能够应用于农田、以及水产养殖,由此能够实现畜禽粪便的再利用。另外,有机肥料用于禽畜养殖以及水产养殖所产生的畜禽粪便能够再次进入初始处理子系统,进而重复初始处理子系统、沼气处理子系统、沼渣处理子系统以及沼液处理子系统的操作,实现畜禽粪便的循环利用,进而保持生态平衡。本申请提供的畜禽粪污循环利用处理系统中,通过对畜禽粪便进行有机处理,形成可利用的电能、有机肥和灌溉水,实现畜禽粪便的循环利用,做到畜禽粪便的零排放。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本实用新型。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的畜禽粪污循环利用处理系统的结构示意图;
图2为本实用新型实施例提供的发酵池的结构示意图;
图3为本实用新型实施例提供的污水无害化处理池的结构示意图;
图4为本实用新型实施例提供的第一沉淀池的结构示意图;
图5为本实用新型实施例提供的第一多介质滤池的结构示意图;
图6为本实用新型实施例提供的复合厌氧反应罐的结构示意图;
图7为本实用新型实施例提供的沼液无害化处理池的结构示意图;
图8为本实用新型实施例提供的畜禽粪便处理方法的流程示意图;
图9为本实用新型实施例提供的有机肥料厂的结构划分图;
符号表示:
1-混浆池,2-挤压分离机,3-发酵池,4-污水无害化处理池,5-第一提升泵,6-第一沉淀池,7-第一多介质滤池,8-螺旋进料器,9-复合厌氧反应罐,10-气水分离器,11-脱硫塔,12-气柜,13-阻火器,14-沼气发电组,15-沼渣输送泵,16-固液分离机,17-沼液无害化处理池,18-第二提升泵,19-第二沉淀池,20-第二多介质滤池,21-铲车,22-有机肥料厂,23-人工湿地,24-农田,25-青贮房;
301-发酵池体,302-发酵池进口,303-发酵池出口,304-折流板,305-导流板;
401-污水处理池体,402-处理池入口,403-处理池出口,404-第一钢丝网,405-聚氨酯填料,406-第二钢丝网,407-第一进气管,408-第一曝气机,409-立柱,410-折流管;
601-沉淀池体,602-沉淀池入口,603-排渣管,604-沉淀池出口,605-斜管支架,606-斜管;
701-滤池本体,702-滤池出口,703-配水板,704-承托层,705-石英砂滤料,706-沸石滤料,707-活性炭滤料;
901-罐体,902-进料管,903-沼渣排出管,904-沼气管,905-出液管,906-酸化颗粒污泥层,907-甲烷发酵颗粒污泥层,908-悬浮污泥层,909-生物填料床反应层;
1701-沼液处理池体,1702-沼液进管,1703-沼液出管,1704-第一填料支架,1705-笼式填料,1706-第二填料支架,1707-第二进气管,1708-第二曝气机,1709-支架,1710-隔墙配水孔。
具体实施方式
请参考附图1,附图1示出了本申请实施例提供的畜禽粪污循环利用处理系统的结构示意图,其中,箭头表示物料流向。由附图1可见,本申请实施例提供的畜禽粪污循环利用处理系统包括初始处理子系统、沼气处理子系统、沼渣处理子系统以及沼液处理子系统。其中,初始处理子系统用于对畜禽粪便进行初步处理,初步处理后的物料分别由沼气处理子系统、沼渣处理子系统以及沼液处理子系统进一步处理,进而将处理后的物料用于发电、农田以及水产养殖等。
具体地,初始处理子系统包括依次连接的混浆池1、挤压分离机2、发酵池3、污水无害化处理池4、第一提升泵5、第一沉淀池6以及第一多介质滤池7。其中,混浆池1用于将各处收集的畜禽粪便混合均匀,因而,混浆池1内部设置有搅拌机类的搅拌装置。挤压分离机2为本申请中将混匀后的畜禽粪便通过挤压形成干湿分离的部件。在本申请实施例中,挤压分离机2采用螺旋挤压分离机。
发酵池3为利用微生物进行发酵的部件。如附图2所示,本申请实施例中的发酵池3包括发酵池体301以及设置在发酵池体301上的发酵池进口302和发酵池出口303。其中,发酵池进口302与挤压分离机2相连接,以便于通过挤压分离机2分离出的液体物料经由发酵池进口302进入发酵池体301内部。发酵池出口303与污水无害化处理池4相连接,以便于通过发酵池3处理后的物料经由发酵池出口303进入污水无害化处理池4进行再处理。
发酵池体301内部设有竖直方向的折流板304和导流板305,且折流板304和导流板305依次交替设置。发酵池体301内部还填充有微生物。为便于液体物料充分与微生物接触,折流板304的一端与发酵池体301的顶部相连接,另一端的端部倾斜设置,且与发酵池体301的底部之间存在一定距离;而导流板305的一端与发酵池体301的底部相连接,另一端未与发酵池体301的顶部相连接。在本申请实施例中,折流板304的端部与发酵池体301底部之间的距离为200mm,且折流板304端部的倾斜角度为120-130°。导流板305与发酵池体301顶部之间的距离为300mm。由于折流板304和导流板305依次交替设置,折流板304位于发酵池体301的顶部,且导流板305位于发酵池体301的底部,因而液体物料从发酵池进口302进入发酵池体301后,通过往返折流的形式在发酵池体301内流动,形成亚厌氧环境。亚厌氧环境的形成,有利于微生物对液体物料的水解酸化处理,继而将难以降解的大分子结构水解酸化为可溶性小分子,提高液体物料的BOD/COD(BOD:Biochemical Oxygen Demand,生化需氧量;COD:Chemical Oxygen Demand,化学需氧量)比,进而提高后续污水无害化处理池4的处理效果。发酵后形成的发酵液经由发酵池出口303进入污水无害化处理池4内。
污水无害化处理池4为对发酵液进行再处理的部件。如附图3所示,本申请实施例中的污水无害化处理池4包括污水处理池体401以及设置在污水处理池体401上的处理池入口402和处理池出口403。其中,处理池入口402与发酵池3相连接,以便于通过发酵池3处理后形成的发酵液经由发酵池出口303、处理池入口402进入污水无害化处理池4。处理池出口403与第一提升泵5相连接,以便于通过第一提升泵5将发酵液提升至第一沉淀池6内。
污水处理池体401内部由下往上依次水平设有第一钢丝网404、聚氨酯填料405以及第二钢丝网406。水平设置的第一钢丝网404和第二钢丝网406将污水处理池体401内部形成一个空间,该空间内填充聚氨酯填料405,且聚氨酯填料405为大孔隙的聚氨酯。聚氨酯填料405具有孔隙率高、比表面积大以及池内充氧条件好的特点,因而污水无害化处理池4内单位容积的生物固体量较高,这能够增强对有机物、氨氮的去除效果。
在本申请实施例中,第一钢丝网404与污水处理池体401底部之间的距离优选为500mm,第二钢丝网406与污水处理池体401顶部之间的距离优选为300mm。聚氨酯填料405的规格为40mm立方体,其比表面积为3.6×103m2/m3,容积负荷2-5kgBOD5/m3·d,聚氨酯填料405在第一钢丝网404和第二钢丝网406内的填料率为50%。这样的设置方式能够避免聚氨酯填料405堆积在污水处理池体401底部而造成堵塞的问题,还能够解决污水处理池体401内部的高活性污泥脱氮效率差、容积负荷低以及产泥量大的问题。
污水处理池体401内还设置有好氧微生物,以便于通过好氧微生物的生命活动将发酵液中的有机物、N、P等污染物质进一步去除,形成第一微生物处理液。为给污水处理池体401内的微生物提供氧气,污水处理池体401内部还设有第一进气管407,且污水处理池体401外部设有第一曝气机408。具体地,第一进气管407的一端位于聚氨酯填料405处,另一端连接第一曝气机408,以便通过第一曝气机408、第一进气管407给污水处理池体401内部供氧。
进一步,由于污水处理池体401体积较大,因而不便于水平设置体积较大的第一钢丝网404和第二钢丝网406,为此,在本申请实施例中,在污水处理池体401内部设置有多根立柱409,以通过立柱409的形式将污水处理池体401隔成多个处理单元,各个处理单元之间通过折流管410实现连通。
第一提升泵5为将第一微生物处理液从污水无害化处理池4提升至第一沉淀池6的部件。由于污水无害化处理池4内在处理发酵液的过程中会产生沉淀,因而为防止产生的沉淀阻塞第一提升泵5,第一提升泵5采用无堵塞潜水泵。
第一沉淀池6为将第一微生物处理液进行沉淀的部件。如附图4所示,本申请实施例中的第一沉淀池6包括沉淀池体601、沉淀池入口602、排渣管603和沉淀池出口604,其中,沉淀池入口602和排渣管603位于沉淀池体601同一侧壁的底部,沉淀池出口604位于沉淀池体601另一侧壁的顶部。沉淀池入口602与第一提升泵5的出料口相连接,以便于第一提升泵5将第一微生物处理液提升至沉淀池入口602处。
第一微生物处理液经由沉淀池入口602进入第一沉淀池6后,在重力作用下沉淀,为防止沉淀的物料从位于沉淀池体601另一侧壁的顶部的沉淀池出口604进入第一多介质滤池7,沉淀池体601的内部设有斜管支架605以及位于斜管支架605上的斜管606,且斜管606相对于沉淀池体601的底部呈45-75°。同时,沉淀池出口604位于斜管支架605的上方。第一微生物处理液在第一沉淀池6中沉淀形成第一沉淀物和第一清液,第一沉淀物通过排渣管603排出,第一清液通过沉淀池出口604排出。
在本申请实施例中,斜管支架605采用∠50×5mm角钢,斜管606采用直径为80mm、长度为1000mm的塑料管。
第一多介质滤池7为第一沉淀池6沉淀后的第一清液进行过滤的装置。在本申请实施例中。第一沉淀池6和第一多介质滤池7采用合建式结构,即第一沉淀池6和第一多介质滤池7共用一个沉淀池出口604,也就是,第一沉淀池6的出料口即为第一多介质滤池7的进料口,具体请参考附图5。
第一多介质滤池7包括滤池本体701以及位于滤池本体701上的滤池出口702。滤池本体701内部由下往上依次水平设有配水板703、承托层704、石英砂滤料705、沸石滤料706以及活性炭滤料707。其中,活性炭滤料707的上方设置滤池出口702。
在本申请实施例中,配水板703上安装有多个滤头,且多个滤头之间的间距为120mm。第一清液经由配水板703上的滤头进入承托层704。承托层704采用鹅卵石,且鹅卵石的粒径为4-8mm,鹅卵石的层铺厚度为200mm。第一清液经承托层704过滤后进入石英砂滤料705中。石英砂滤料705由粒径为2-4mm的石英砂组成,且石英砂的层铺厚度为350mm。第一清液经石英砂滤料705过滤后进入沸石滤料706中。沸石滤料706由粒径为1-2mm的沸石组成,且沸石的层铺厚度为350mm。沸石具有独特的孔隙结构,通过渗透作用能够实现离子交换,以实现对第一清液的处理。沸石滤料706处理后的第一清液排入活性炭滤料707中。活性炭滤料707由粒径为0.95-1.35mm的果壳活性炭组成,且果壳活性炭的层铺厚度为300mm。果壳活性炭具有耐磨强度好、空隙发达、吸附性能高、强度高、易再生以及经济耐用等优点,因而本申请实施例中采用果壳活性炭吸附第一清液中的杂质、总氮、总磷以及其他有机污染物等。通过第一多介质滤池7处理后的第一清液形成第一排放水和第一滤渣,其中,第一排放水能够达到《农田灌溉水质标准》GB5084-2005中的农田灌溉水质基本控制项目标准值,因而处理后的第一清液能够直接排放到农田中,实现农田的灌溉。第一滤渣则排入农田中。
沼气处理子系统包括依次连接的螺旋进料器8、复合厌氧反应罐9、气水分离器10、脱硫塔11、气柜12、阻火器13以及沼气发电组14,螺旋进料器8还与挤压分离机2相连接。其中,螺旋进料器8为将挤压分离机2挤出的粪渣排入复合厌氧反应罐9的装置。螺旋进料器8采用现有的螺旋进料器。
复合厌氧反应罐9为粪渣进行复合厌氧反应的装置。如附图6所示,本申请实施例中的复合厌氧反应罐9包括罐体901、进料管902、沼渣排出管903、沼气管904和出液管905。其中,进料管902和沼渣排出管903均位于罐体901侧壁的底部,且进料管902和沼渣排出管903位于罐体901不同的侧壁上。沼气管904和出液管905均位于罐体901侧壁的顶部,且沼气管904位于出液管905的上方。
罐体901内部由下往上依次水平设有酸化颗粒污泥层906、甲烷发酵颗粒污泥层907、悬浮污泥层908以及生物填料床反应层909,且生物填料床反应层909的上方设置出液管905。酸化颗粒污泥层906内填充有酸化颗粒,用于使粪渣处于酸性条件。甲烷发酵颗粒污泥层907内填充有甲烷发酵菌,在酸性条件下将粪渣进行发酵处理,进而分解形成分解沉淀物和沼气。悬浮污泥层908能够将悬浮状的分解沉淀物进行厌氧生物处理。生物填料床反应层909内部填充组合填料,填料上附着微生物,进而通过填料上附着的微生物对分解沉淀物进一步处理。
复合厌氧反应罐9处理后生成的产物进一步通过气水分离器10进行分离,形成气体物料和沼渣。气体物料经脱硫塔11脱除硫类化合物后形成沼气。该沼气进入气柜12,以实现沼气的稳定和贮存。沼气经过阻火器13后进入沼气发电组14进行发电,实现气体转化为电能,实现资源的再利用。
沼渣处理子系统包括依次连接的沼渣输送泵15以及固液分离机16,其中,沼渣输送泵15还与复合厌氧反应罐9相连接。沼渣输送泵15用于将气水分离器10分离出的分解沉淀物传输至固液分离机16中,进而便于固液分离机16对分解沉淀物的处理。
固液分离机16为对分解沉淀物进行处理的部件。本申请实施例中的固液分离机16采用斜板筛式固液分离机,其由均料箱、不锈钢筛网、筛板箱和机架等部件组成。分解沉淀物通过固液分离机16分离形成沼渣和沼液。沼渣运送至有机肥料厂进行肥料制造,进而施用于农田。固液分离机16分离出的沼液则运送至沼液无害化处理池17进行进一步处理。
沼液处理子系统包括依次连接的沼液无害化处理池17、第二提升泵18、第二沉淀池19以及第二多介质滤池20;沼液无害化处理池17还与固液分离机16相连接。
沼液无害化处理池17为将固液分离机16分离出的沼液进行好氧微生物在处理的部件,以形成第二微生物处理液。如附图7所示,沼液无害化处理池17包括沼液处理池体1701以及设置在沼液处理池体1701上的沼液进管1702以及沼液出管1703。其中,沼液进管1702与固液分离机16相连接,以便于固液分离机16分离出的沼液经由沼液进管1702进入沼液无害化处理池17内。沼液出管1703与第二提升泵18相连接,以便于通过第二提升泵18将处理后的物料提升至第二沉淀池19内。
沼液处理池体1701内部由下往上依次水平设有第一填料支架1704、笼式填料1705以及第二填料支架1706。水平设置的第一填料支架1704和第二填料支架1706将沼液处理池体1701内部形成一个空间,笼式填料1705悬挂在第一填料支架1704和第二填料支架1706上。这样的设置方式能够使得沼液进入笼式填料1705时产生涡流,有利于沼液的再分布以及提高氧利用率。在本申请实施例中,笼式填料1705的理论比表面积为1900m2/m3·池。笼式填料1705具有微生物附着性好、易挂膜、不堵塞以及比表面积大的特点,因而能够提高填料的总体结构水平,改善微生物的栖息代谢环境。沼液与微生物接触的过程中,在微生物的作用下能够有效去除沼液中的有机物、剩余营养源N、P等,同时还能够去除抗生素以及激素等。
为给沼液处理池体1701内的微生物提供氧气,沼液处理池体1701内部还设有第二进气管1707,且沼液处理池体1701外部设有第二曝气机1708。具体地,第二进气管1707的一端位于笼式填料1705处,另一端连接第二曝气机1708,以便通过第二曝气机1708、第二进气管1707给沼液处理池体1701内部供氧。
进一步,由于沼液处理池体1701体积较大,因而不便于水平设置体积较大的第一填料支架1704和第二填料支架1706,为此,在本申请实施例中,在沼液处理池体1701内部设置有多根支架1709,以通过支架1709的形式将沼液处理池体1701隔成多个处理单元,各个处理单元之间通过设置在支架1709上的隔墙配水孔1710实现连通。
第二提升泵18为将第二微生物处理液从沼液无害化处理池17提升至第二沉淀池19的部件。由于沼液无害化处理池17内在处理第二微生物处理液的过程中会产生沉淀,因而为防止产生的沉淀阻塞第二提升泵18,第二提升泵18采用无堵塞潜水泵。
第二沉淀池19的结构、作用均与第一沉淀池6相同,此处不再赘述。第二微生物处理液经过第二沉淀池19的处理后形成第二沉淀物和第二清液。第二多介质滤池20的结构、作用均与第一多介质滤池7相同,此处不再赘述。第二清液经过第二多介质滤池20的处理后形成第二排放水和第二滤渣。第一排放水和第二排放水通过人工湿地处理后进行田地浇灌和水产养殖,养殖产生的畜禽粪便重新进入混浆池,以实现资源循环利用。
如附图8所示,本申请实施例提供的畜禽粪污循环利用处理系统的处理方法具体包括:
S01:畜禽粪便进入混浆池中混匀,混匀后的畜禽粪便进入挤压分离机进行固液分离,得到液体物料和粪渣。
将各处收集的畜禽粪便进入混浆池1中,通过启动搅拌机将畜禽粪便混合均匀。畜禽粪便混合均匀后进入挤压分离机2。畜禽粪便在挤压分离机2的挤压作用下进行固液分离,形成液体物料和粪渣。
S02:液体物料进入发酵池中进行亚厌氧折流酸化发酵,形成发酵液。
将经过挤压分离机2固液分离得到的液体物料通过发酵池进口302输送入发酵池3中进行亚厌氧折流酸化发酵。液体物料进入发酵池3后,沿发酵池体301内部竖直方向设置的折流板304和导流板305前进,进而与发酵池体301内部的微生物接触,从而去除液体物料中的有机物。在本申请实施例中,发酵池3的控制条件为:水温为18-35℃,pH值为7-8,溶解氧DO≤0.2mg/L,液体物料的停留时间为24h,液体物料进料时的COD为9000-10000mg/L,出料时的COD为1500-2000 mg/L。
S03:粪渣经由螺旋进料器进入复合厌氧反应罐进行分解,形成沼气和分解沉淀物
将经过挤压分离机2固液分离得到的粪渣经过螺旋进料器8进入复合厌氧反应罐9进行分解。粪渣沿进料管902进入复合厌氧反应罐9后,经过由下往上依次水平设有酸化颗粒污泥层906、甲烷发酵颗粒污泥层907、悬浮污泥层908以及生物填料床反应层909进行厌氧甲烷化反应,进而将粪渣中的有机物分解转化为有机酸,最终转化形成沼气和分解沉淀物。
S04:发酵液进入污水无害化处理池进行微生物处理,形成第一微生物处理液。
发酵液由发酵池出口303、处理池入口402进入污水无害化处理池4。发酵液在污水无害化处理池4内微生物的作用下处理形成第一微生物处理液。发酵液在形成第一微生物处理液的过程中,污水无害化处理池4的控制条件为:水温为18-35℃,pH值为6.5-7.5,溶解氧DO为2~3mg/L,发酵液的污水停留时间为48h,发酵液进料时的COD为1500-2000mg/L,发酵液出料时的COD为250-300 mg/L。
S05:第一微生物处理液经过第一提升泵提升至第一沉淀池沉淀,形成第一沉淀物和第一清液。
第一微生物处理液经过第一提升泵5提升至第一沉淀池6。第一微生物处理液在第一沉淀池6中进行沉淀处理,形成第一沉淀物和第一清液。第一微生物处理液在第一沉淀池6中优先沉淀24h。
S06:第一清液进入第一多介质滤池进行过滤,得到第一排放水和第一滤渣。
第一沉淀池6沉淀形成的第一清液进入第一多介质滤池7中,通过由下往上依次水平设置的配水板703、承托层704、石英砂滤料705、沸石滤料706以及活性炭滤料707实现第一清液的多层吸附,进而深度去除第一清液中的杂质、总氮、总磷以及其他有机污染物等,得到第一排放水和第一滤渣。其中,第一排放水能够达到《农田灌溉水质标准》GB5084-2005中的农田灌溉水质基本控制项目标准值。第一清液在第一多介质滤池7进行多层吸附的过程中,第一多介质滤池7的控制条件为:第一清液进料时的COD为150-200mg/L,第一清液出料时的COD<120mg/L;第一多介质滤池7的过滤速度为5-8m/h。
S07:分解沉淀物经沼渣输送泵进入固液分离机进行固液分离,得到沼渣和沼液。
步骤S02中产生的分解沉淀物经过沼渣输送泵15输送至固液分离机16中。分解沉淀物在固液分离机16中进行固液分离,得到沼渣和沼液。
S08:沼液进入沼液无害化处理池进行微生物处理,形成第二微生物处理液。
固液分离机16进行固液分离得到的沼液通过沼液无害化处理池17进行微生物处理,形成第二微生物处理液。
S09:第二微生物处理液经过第二提升泵提升至第二沉淀池沉淀,形成第二沉淀物和第二清液。
第二微生物处理液经过紫外光线灭菌后通过第二提升泵18提升至第二沉淀池19。第二微生物处理液在第二沉淀池19中进行沉淀处理,形成第二沉淀物和第二清液。
S10:第二清液进入第二多介质滤池进行过滤,得到第二排放水和第二滤渣。
第二沉淀池19沉淀形成的第二清液进入第二多介质滤池20中,通过由下往上依次水平设置的配水板703、承托层704、石英砂滤料705、沸石滤料706以及活性炭滤料707实现第二清液的多层吸附,进而深度去除第一清液中的杂质、总氮、总磷以及其他有机污染物等,得到第二排放水和第二滤渣。其中,第二排放水也能够达到《农田灌溉水质标准》GB5084-2005中的农田灌溉水质基本控制项目标准值。
S11:沼气经气水分离器、脱硫塔、气柜、阻火器以及沼气发电组后进行发电。
步骤S02中产生的沼气经过气水分离器10、脱硫塔11、气柜12以及阻火器13处理后进入沼气发电组进行发电,从而将沼气转化为电能,实现资源利用。
S12:第一沉淀物、第二沉淀物、第一滤渣、第二滤渣和沼渣用于农作物种植。
第一沉淀池6沉淀形成的第一沉淀物、第一多介质滤池7过滤形成的第一滤渣、第二沉淀池19沉淀形成的第二沉淀物、第二多介质滤池20过滤形成的第二滤渣以及固液分离机16分离得到的沼渣能够用于农田24中的农作物种植,实现资源利用。
另外,第一沉淀物、第二沉淀物、第一滤渣、第二滤渣和沼渣还可以通过铲车21运送至有机肥料厂22进行加工处理,进而产出有机肥。
S13:第一排放水和第二排放水通过人工湿地处理后进行田地浇灌和水产养殖。
第一多介质滤池7过滤形成的第一排放水和第二多介质滤池20过滤形成的第二排放水可以利用第一多介质滤池7和第二多介质滤池20的高位优势排入农田24中灌溉农作物。农田24收获后的农产品以及秸秆等可以送去有机肥料厂22进行加工处理,进而产出有机肥。
另外,第一排放水和第二排放水还可以通过人工湿地23处理后进行田地浇灌和水产养殖。在本申请实施例中,人工湿地23采用种植有绿狐尾藻的狐尾藻人工湿地。第一排放水和第二排放水能够给绿狐尾藻的生存、生长提供有利条件。进一步,人工湿地23内种植的绿狐尾藻每间隔1-2个月收割一次,绿狐尾藻收割后运往青贮房25。青贮房25内根据生产需求设置有多个青贮池,青贮池不透气,不漏水,且青贮池的底部具有1%的坡度,以满足青贮条件。绿狐尾藻在适宜条件下在青贮房25内青贮处理,形成青贮饲料。青贮饲料运往养殖场进行畜禽养殖,而畜禽养殖过程中产生的畜禽粪便重新进入混浆池1中进行处理,由此能够实现物料的处理以及循环利用,进而节省资源。狐尾藻人工湿地处理后的水排入农田24以及水产养殖中,实现水资源的循环利用。
请参考附图9,附图9示出了本申请实施例提供的有机肥料厂的结构划分图。由附图9可知,本申请实施例提供的有机肥料厂22包括原材料区2201、混料区2202、发酵区2203、高堆区2204、摊料区2205、包装区2206、成品仓库2207以及通道2208。其中,原材料区2201、混料区2202、发酵区2203以及高堆区2204依次相邻。高堆区2204通过通道2208与摊料区2205、包装区2206以及成品仓库2207相对设置。摊料区2205、包装区2206以及成品仓库2207依次相邻,且成品仓库2207与原材料区2201相邻设置。
将第一沉淀物、第二沉淀物、第一滤渣、第二滤渣和沼渣等运送至原材料区2201。若不进行有机肥料的制备,则第一沉淀物等堆积在原材料区2201。当制备有机肥料时,则将第一沉淀物等运送至混料区2202进行混料。混料时,将第一沉淀物等层状堆叠铺设,且层状堆叠铺设过程中,在层与层之间放置接种剂。第一沉淀物等物料混匀后,将混匀后的物料含水量控制在50~55%内,以便于后期的发酵处理。
混匀后的物料运送至发酵区2203进行发酵处理。物料进入发酵区2203后堆叠设置,且相邻两堆物料紧邻设置,以便于减少散热面。在发酵处理过程中,发酵温度为关键因素。在建堆后的48h内,每堆物料的温度需要达到50℃左右,以保障能够发酵。当环境温度不足20℃时,须采取保温措施,一般采用编织布保温。当每堆物料的温度达到66℃时,则发酵产生二氧化碳,此时需要散热处理。每堆物料经过8天发酵后形成有机肥料,并将有机肥料运送至高堆区2204进行散热。
有机肥料经由发酵区2203转至高堆区2204的过程中会散热。当有机肥料在高堆区2204的温度达到40℃左右,且含水率在35%左右时,将有机肥料运送至摊料区2205摊散物料。当有机肥料的含水量降低30%左右时,将有机肥料运送至包装区2206进行包装。包装后的有机肥料送入成品仓库2207进行存储。成品仓库2207中存储的有机肥料可以送入农田24中,也可以直接成品售卖。
在本申请实施例提供的畜禽粪污循环利用处理系统中,畜禽粪便经由初始处理子系统中的混浆池进行混合,混合后的畜禽粪便通过挤压分离机进行固液分离。其中,液体物料进入发酵池中发酵,粪渣经由进入螺旋进料器进入复合厌氧反应罐中进行厌氧反应。液体物料经发酵池发酵后形成的发酵液经过污水无害化处理池、第一提升泵、第一沉淀池以及第一多介质滤池处理后,形成第一沉淀物、第一排放水和第一滤渣。粪渣经复合厌氧反应罐反应后,形成沼气和分解沉淀物。其中,沼气经过气水分离器、脱硫塔、气柜以及阻火器后进入沼气发电组进行发电,转化成电能。分解沉淀物经沼渣输送泵进入固液分离机进行固液分离,得到沼渣和沼液,沼渣备用。沼液经过沼液无害化处理池、第二提升泵、第二沉淀池以及第二多介质滤池处理后形成第二沉淀物、第二排放水和第二滤渣。第一沉淀物、第一滤渣、第二沉淀物、第二滤渣以及沼渣能够应用于农田以及有机肥料制造,而第一排放水和第二排放水能够应用于农田、以及水产养殖,由此能够实现畜禽粪便的再利用。另外,有机肥料用于禽畜养殖以及水产养殖所产生的畜禽粪便能够再次进入初始处理子系统,进而重复初始处理子系统、沼气处理子系统、沼渣处理子系统以及沼液处理子系统的操作,实现畜禽粪便的循环利用,进而保持生态平衡。本申请提供的畜禽粪污循环利用处理系统中,通过对畜禽粪便进行有机处理,形成可利用的电能、有机肥和灌溉水,实现畜禽粪便的循环利用,做到畜禽粪便的零排放。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里实用新型的公开后,将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (8)
1.一种畜禽粪污循环利用处理系统,其特征在于,包括:初始处理子系统、沼气处理子系统、沼渣处理子系统以及沼液处理子系统;其中,
所述初始处理子系统包括依次连接的混浆池(1)、挤压分离机(2)、发酵池(3)、污水无害化处理池(4)、第一提升泵(5)、第一沉淀池(6)以及第一多介质滤池(7);
所述沼气处理子系统包括依次连接的螺旋进料器(8)、复合厌氧反应罐(9)、气水分离器(10)、脱硫塔(11)、气柜(12)、阻火器(13)以及沼气发电组(14),所述螺旋进料器(8)还与所述挤压分离机(2)相连接;
所述沼渣处理子系统包括依次连接的沼渣输送泵(15)以及固液分离机(16);所述沼渣输送泵(15)还与所述复合厌氧反应罐(9)相连接;
所述沼液处理子系统包括依次连接的沼液无害化处理池(17)、第二提升泵(18)、第二沉淀池(19)以及第二多介质滤池(20);所述沼液无害化处理池(17)还与所述固液分离机(16)相连接;
所述沼渣处理子系统以及所述沼液处理子系统处理后的畜禽粪便应用于农田、有机肥料制造以及水产养殖,且有机肥料用于禽畜养殖以及水产养殖产生的畜禽粪便再次进入所述初始处理子系统。
2.根据权利要求1所述的畜禽粪污循环利用处理系统,其特征在于,所述发酵池(3)包括发酵池体(301)以及设置在所述发酵池体(301)上的发酵池进口(302)和发酵池出口(303);所述发酵池进口(302)与所述挤压分离机(2)相连接,所述发酵池出口(303)与所述污水无害化处理池(4)相连接;
所述发酵池体(301)内部设有竖直方向的折流板(304)和导流板(305),所述折流板(304)和所述导流板(305)依次交替设置。
3.根据权利要求2所述的畜禽粪污循环利用处理系统,其特征在于,所述折流板(304)的一端与所述发酵池体(301)的顶部相连接,另一端的端部倾斜设置,所述折流板(304)端部的倾斜角度为120-130°。
4.根据权利要求1所述的畜禽粪污循环利用处理系统,其特征在于,所述污水无害化处理池(4)包括污水处理池体(401)以及设置在所述污水处理池体(401)上的处理池入口(402)和处理池出口(403);所述处理池入口(402)与所述发酵池(3)相连接,所述处理池出口(403)与所述第一提升泵(5)相连接;
所述污水处理池体(401)内部由下往上依次水平设有第一钢丝网(404)、聚氨酯填料(405)以及第二钢丝网(406);所述污水处理池体(401)内部还设有第一进气管(407),所述第一进气管(407)的一端位于所述聚氨酯填料(405)处,另一端连接位于所述污水处理池体(401)外部的第一曝气机(408)。
5.根据权利要求1所述的畜禽粪污循环利用处理系统,其特征在于,所述第一沉淀池(6)包括沉淀池体(601),位于所述沉淀池体(601)同一侧壁底部的沉淀池入口(602)和排渣管(603),以及位于所述沉淀池体(601)另一侧壁顶部的沉淀池出口(604);
所述沉淀池体(601)内部设有斜管支架(605)以及位于所述斜管支架(605)上的斜管(606),所述斜管(606)相对于所述沉淀池体(601)的底部呈45-75°。
6.根据权利要求1所述的畜禽粪污循环利用处理系统,其特征在于,所述第一多介质滤池(7)包括滤池本体(701)以及位于所述滤池本体(701)上的滤池出口(702),所述滤池本体(701)内部由下往上依次水平设有配水板(703)、承托层(704)、石英砂滤料(705)、沸石滤料(706)以及活性炭滤料(707);所述活性炭滤料(707)的上方设置所述滤池出口(702)。
7.根据权利要求1所述的畜禽粪污循环利用处理系统,其特征在于,所述复合厌氧反应罐(9)包括罐体(901),位于所述罐体(901)侧壁底部的进料管(902)和沼渣排出管(903),以及位于所述罐体(901)侧壁顶部的沼气管(904)和出液管(905);
所述罐体(901)内部由下往上依次水平设有酸化颗粒污泥层(906)、甲烷发酵颗粒污泥层(907)、悬浮污泥层(908)以及生物填料床反应层(909);所述生物填料床反应层(909)的上方设置所述沼气管(904)和所述出液管(905)。
8.根据权利要求1所述的畜禽粪污循环利用处理系统,其特征在于,所述沼液无害化处理池(17)包括沼液处理池体(1701)以及设置在所述沼液处理池体(1701)上的沼液进管(1702)以及沼液出管(1703);所述沼液进管(1702)与所述固液分离机(16)相连接,所述沼液出管(1703)与所述第二提升泵(18)相连接;
所述沼液处理池体(1701)内部由下往上依次水平设有第一填料支架(1704)、笼式填料(1705)以及第二填料支架(1706);所述沼液处理池体(1701)内部还设有第二进气管(1707),所述第二进气管(1707)的一端位于所述笼式填料(1705)处,另一端连接位于所述沼液处理池体(1701)外部的第二曝气机(1708)。
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