CN209338341U - 一种适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统，属于污水处理技术领域。其技术方案为：包括预处理单元、粪渣处理单元、粪水增温处理单元、沼气利用单元和沼液利用单元；所述预处理单元分别与粪渣处理单元与粪水增温处理单元连接；所述粪水增温处理单元分别与沼气利用单元和沼液利用单元连接。本实用新型在对粪水处理之前，先对其进行增温，可显著提高粪水的温度，避免了在寒冷地区的冬季，粪水温度降低导致的微生物活性下降、发酵效率和污染物去除率降低的问题。同时，多方面实现了粪污水的资源化利用，不仅提高了畜禽粪便的利用率，避免了资源的浪费，也利于环保。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统。
背景技术
近年来，随着我国农业结构的调整和产业化推进，畜禽养殖业规模化、集约化程度越来越高，与此同时，畜禽养殖成为我国农村污染的主要来源。养猪场粪污水主要来源于猪粪尿和清理猪舍所产生的污水，如不妥善处理会破坏周边的生态环境，造成土壤和浅层地下水的污染，并可通过食物链危害人类的身体健康。
针对高浓度的猪场粪污水，厌氧技术是最常用和有效的处理技术，常用的厌氧处理工艺有上流式厌氧污泥床反应器（UASB）、厌氧折流板反应器（ABR）、黑膜沼气池、厌氧滤池等。
其中，温度是影响厌氧发酵的重要因素，在寒冷地区的冬季，粪污水温度的降低会导致微生物活性下降、发酵效率和污染物去除率降低。
此外，由于现代农业生产主要依赖化学肥料，畜禽粪便的利用率低，许多养殖场将粪污水中的粪渣随意堆放，不仅造成资源的浪费，也严重污染环境。
实用新型内容
本实用新型提供了一种适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统，在对粪水处理之前，先对其进行增温，可显著提高粪水的温度，避免了在寒冷地区的冬季，粪水温度降低导致的微生物活性下降、发酵效率和污染物去除率降低的问题。同时，多方面实现了粪污水的资源化利用，不仅提高了畜禽粪便的利用率，避免了资源的浪费，也利于环保。
本实用新型的技术方案为：
一种适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统，包括预处理单元、粪渣处理单元、粪水增温处理单元、沼气利用单元和沼液利用单元；所述预处理单元分别与粪渣处理单元与粪水增温处理单元连接；所述粪水增温处理单元分别与沼气利用单元和沼液利用单元连接。
优选地，所述预处理单元包括顺序连接的集污池和固液分离机。优选地，所述粪渣处理单元包括堆肥发酵系统。
优选地，所述粪水增温处理单元包括顺序连接的增温预处理池、厌氧反应器和黑膜沼气池。
优选地，所述增温预处理池包括池体和保温棚；所述保温棚包括位于池体四周的棚板；所述棚板顶部设有顶棚；所述棚板及顶棚均为阳光板；所述增温预处理池还包括增温装置。
优选地，所述增温装置包括位于池底的增温盘管；所述增温盘管的进水端连接有增温进水管，出水端连接有增温回水管；所述增温进水管与增温回水管分别与储水箱连接；所述储水箱通过管道连接有太阳能集热装置。
优选地，所述黑膜沼气池包括沼气池体；所述沼气池体的一端设有第一进水管；所述第一进水管的进水端与厌氧反应器出水口连接，出水端与进水井的进水口连接；所述进水井的出水口通过第二进水管与沼气池体连接；所述沼气池体的另一端设有第一出水管；所述第一出水管的进水端与沼气池体连接，出水端与出水井的进水口连接；所述出水井的出水口通过第二出水管与沼液利用单元连接；所述沼气池体的底部设有排泥管；所述沼气池体的顶部设有储气顶膜；所述储气顶膜上设有出气管；所述出气管与沼气利用单元连接；所述沼气池体的底部设有防渗底膜；所述储气顶膜和防渗底膜分别由沼气池体外围的锚固沟固定。
优选地，所述沼气利用单元包括顺序连接的沼气净化系统、稳压系统和沼气发电装置。
优选地，所述沼气净化系统包括顺序连接的气水分离器和脱硫装置。
优选地，所述沼液利用单元包括顺序连接的氧化塘和灌溉还田装置。
本实用新型的有益效果为：
1. 本实用新型中，养猪场产生的粪污水经预处理单元预处理后，分别进入粪水增温处理单元和粪渣处理单元，粪水经粪水增温处理单元处理后作为液态肥料还田，过程中产生的沼气经沼气利用单元转化为电力输出；粪渣经粪渣处理单元处理后可加工成有机肥，供农田或大棚使用，多方面实现粪污水的资源化利用，不仅提高了畜禽粪便的利用率，避免了资源的浪费，也利于环保。
2. 粪水增温处理单元在对粪水处理之前，先对其进行增温，可显著提高粪水的温度，避免了在寒冷地区的冬季，粪水温度降低导致的微生物活性下降、发酵效率和污染物去除率降低的问题，有利于提高后续厌氧发酵处理的效率，提高污染物去除率。
3. 在黑膜沼气池的进水处和出水处分别设置进水井和出水井，一方面对黑膜沼气池的进出水起缓冲作用，另一方面可保证黑膜沼气池内的水位恒定，不会在沼气压力增大时发生倒流现象。
4. 采用厌氧反应器和黑膜沼气池对粪水进行两级厌氧发酵处理，有利于粪水中有机物的充分降解，无害化处理更彻底。
5. 采用氧化塘对厌氧发酵处理出水进行暂存处理，经一定时间的自然氧化、微生物降解、植物吸附等作用后，净化后的沼液可直接用于农田灌溉。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为增温预处理池的结构示意图。
图3为增温装置的结构示意图。
图4为黑膜沼气池的结构示意图。
附图标记说明：1-集污池、2-固液分离机、3-堆肥发酵系统、4-增温预处理池、5-厌氧反应器、6-黑膜沼气池、7-沼气净化系统、8-稳压系统、9-沼气发电装置、10-氧化塘、11-灌溉还田装置、12-池体、13-棚板、14-顶棚、15-增温盘管、16-增温进水管、17-增温回水管、18-储水箱、19-管道、20-太阳能集热装置、21-沼气池体、22-第一进水管、23-进水井、23.1-第一进水井、23.2-第二进水井、24-第二进水管、25-第一出水管、26-出水井、26.1-第一出水井、26.2-第二出水井、27-第二出水管、28-排泥管、29-储气顶膜、30-出气管、31-防渗底膜、32-锚固沟、33-护栏。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面用具体实施方式来详细说明本实用新型的技术方案，但是本实用新型并不局限于此。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统，包括预处理单元、粪渣处理单元、粪水增温处理单元、沼气利用单元和沼液利用单元；所述预处理单元分别与粪渣处理单元与粪水增温处理单元连接；所述粪水增温处理单元分别与沼气利用单元和沼液利用单元连接。
其中，所述预处理单元包括顺序连接的集污池1和固液分离机2；所述粪渣处理单元包括堆肥发酵系统3；所述沼气利用单元包括顺序连接的沼气净化系统7、稳压系统8和沼气发电装置9；所述沼气净化系统7包括顺序连接的气水分离器和脱硫装置。
养猪场产生的粪污水首先收集到集污池1中，随后由泵提升至固液分离机2内进行固液分离。
固液分离后产生的固体粪渣进入到粪渣处理单元中的堆肥发酵系统3中，经堆肥发酵系统3处理后可加工成有机肥，供农田或大棚使用。
固液分离后的粪水进入粪水增温处理单元，先经过增温再进行处理，在寒冷地区的冬季，可显著提高粪水的温度，避免了粪水温度降低导致的微生物活性下降、发酵效率和污染物去除率降低，提高了粪水后续厌氧发酵处理的效率，以及污染物去除率。
在粪水增温处理单元处理粪水的过程中，产生的沼气经沼气净化系统7中的气水分离器和脱硫装置处理后，经过稳压系统8进入沼气发电装置9用于发电；产生的沼液经沼液利用单元处理后，作为液态肥料还田。
本实施例的适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统，通过对粪污水处理过程中产生的粪渣、沼气、沼液处理后再利用，实现粪污水多方面的资源化利用，不仅提高了畜禽粪便的利用率，避免了资源的浪费，也利于环保。
实施例2
在实施例1的基础上，所述粪水增温处理单元包括顺序连接的增温预处理池4、厌氧反应器5和黑膜沼气池6。
其中，如图2和3所示，增温预处理池4包括池体12和保温棚；所述保温棚包括位于池体12四周的棚板13；所述棚板13顶部设有顶棚14；所述棚板13及顶棚14均为阳光板；所述增温预处理池4还包括增温装置。
增温装置包括位于池底的增温盘管15；所述增温盘管15的进水端连接有增温进水管16，出水端连接有增温回水管17；所述增温进水管16与增温回水管17分别与储水箱18连接；所述储水箱18通过管道19连接有太阳能集热装置20。
本实施例中，在厌氧反应器5之前设置增温预处理池4，粪污水经过固液分离后的粪水先进入增温预处理池4中，增温预处理池4的保温棚使增温预处理池4形成一个密闭的空间，其中，增温预处理池4的池体12位于地下，池体12四周的棚板13及棚板13顶部的顶棚14则位于地上。
增温预处理池4池底布置增温盘管15，通过在增温盘管15中循环经太阳能集热装置20加热后的适温热水，可显著提高池内粪水的温度，同时，棚板13及顶棚14均采用阳光板，具有增温和保温的效果。因此在增温装置及棚板13、顶棚14的共同作用下，避免了在寒冷地区的冬季，粪水温度降低导致的微生物活性下降、发酵效率和污染物去除率降低的问题。
此外，为了防止溺水事故发生，在保温棚内，位于池体12边缘处设有护栏33，既起到隔离防护作用也能够保证工作人员的安全。
经增温处理后的粪水由提升泵提升后进入立式或卧式的厌氧反应器5中进行一级厌氧发酵，出水再进入黑膜沼气池6中进行二级厌氧发酵。
实施例3
在实施例2的基础上，如图4所示，所述黑膜沼气池6包括沼气池体21；所述沼气池体21的一端设有第一进水管22；所述第一进水管22的进水端与厌氧反应器5出水口连接，出水端与进水井23的进水口连接；所述进水井23的出水口通过第二进水管24与沼气池体21连接；所述沼气池体21的另一端设有第一出水管25；所述第一出水管25的进水端与沼气池体21连接，出水端与出水井26的进水口连接；所述出水井26的出水口通过第二出水管27与沼液利用单元连接；所述沼气池体21的底部设有排泥管28；所述沼气池体21的顶部设有储气顶膜29；所述储气顶膜29上设有出气管30；所述出气管30与沼气利用单元连接；所述沼气池体21的底部设有防渗底膜31；所述储气顶膜29和防渗底膜31分别由沼气池体21外围的锚固沟32固定，储气顶膜29与防渗底膜31均为HDPE材质。
经过厌氧反应器5对粪水进行一次厌氧发酵之后，粪水通过第一进水管22流入进水井23中，进水井23包括第一进水井23.1和第二进水井23.2，粪水经第一进水井23.1溢流至第二进水井23.2，接着由没入沼气池体21液面以下的第二进水管24流入沼气池体21内。
粪水经过黑膜沼气池6进行二级厌氧发酵后产生沼气和沼液，其中，沼气储存于储气顶膜29内，并通过储气顶膜29上的出气管30进入到沼气利用单元进行沼气的再利用。而沼液则通过黑膜沼气池6的第一出水管25流进入到出水井26中。出水井26包括第一出水井26.1和第二出水井26.2，沼液由第一出水井26.1溢流至第二出水井26.2中，随后经第二出水管27排出，进入沼液利用单元实现沼液的再利用。
在黑膜沼气池6的进水处和出水处分别设置进水井23和出水井26，一方面对黑膜沼气池6的进出水起缓冲作用，另一方面可保证黑膜沼气池6内的水位恒定，不会在沼气压力增大时发生倒流现象。
此外，在此过程中，沉积在沼气池体21底部的污泥，可以通过排泥管28排出。通过储气顶膜29及防渗底膜31实现对黑膜沼气池6的密封，使得沼气只能通过出气管30排出。
实施例4
在实施例3的基础上，所述沼液利用单元包括顺序连接的氧化塘10和灌溉还田装置11。
经过一级厌氧发酵和二级厌氧发酵处理后的沼液，通过泵转至氧化塘10暂存，经一定时间的自然氧化、微生物降解、植物吸附等作用后，可直接由灌溉还田装置11输送至周围土地种植区作为液态肥料还田。
以上结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细说明，但本实用新型并不限于上述实施方式的具体细节，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的技术方案范围内所作出的变型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在不矛盾的情况下，本实用新型的各个不同的实施方式之间也可以任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (10)
1.一种适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统，其特征在于：
包括预处理单元、粪渣处理单元、粪水增温处理单元、沼气利用单元和沼液利用单元；
所述预处理单元分别与粪渣处理单元与粪水增温处理单元连接；
所述粪水增温处理单元分别与沼气利用单元和沼液利用单元连接。
2.如权利要求1所述的适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统，其特征在于：所述预处理单元包括顺序连接的集污池和固液分离机。
3.如权利要求1所述的适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统，其特征在于：所述粪渣处理单元包括堆肥发酵系统。
4.如权利要求1所述的适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统，其特征在于：所述粪水增温处理单元包括顺序连接的增温预处理池、厌氧反应器和黑膜沼气池。
5.如权利要求4所述的适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统，其特征在于：
所述增温预处理池包括池体和保温棚；
所述保温棚包括位于池体四周的棚板；
所述棚板顶部设有顶棚；
所述棚板及顶棚均为阳光板；
所述增温预处理池还包括增温装置。
6.如权利要求5所述的适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统，其特征在于：
所述增温装置包括位于池底的增温盘管；
所述增温盘管的进水端连接有增温进水管，出水端连接有增温回水管；
所述增温进水管与增温回水管分别与储水箱连接；
所述储水箱通过管道连接有太阳能集热装置。
7.如权利要求4所述的适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统，其特征在于：
所述黑膜沼气池包括沼气池体；
所述沼气池体的一端设有第一进水管；
所述第一进水管的进水端与厌氧反应器出水口连接，出水端与进水井的进水口连接；
所述进水井的出水口通过第二进水管与沼气池体连接；
所述沼气池体的另一端设有第一出水管；
所述第一出水管的进水端与沼气池体连接，出水端与出水井的进水口连接；
所述出水井的出水口通过第二出水管与沼液利用单元连接；
所述沼气池体的底部设有排泥管；
所述沼气池体的顶部设有储气顶膜；
所述储气顶膜上设有出气管；
所述出气管与沼气利用单元连接；
所述沼气池体的底部设有防渗底膜；
所述储气顶膜和防渗底膜分别由沼气池体外围的锚固沟固定。
8.如权利要求1所述的适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统，其特征在于：所述沼气利用单元包括顺序连接的沼气净化系统、稳压系统和沼气发电装置。
9.如权利要求8所述的适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统，其特征在于：所述沼气净化系统包括顺序连接的气水分离器和脱硫装置。
10.如权利要求1所述的适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统，其特征在于：所述沼液利用单元包括顺序连接的氧化塘和灌溉还田装置。
Priority Applications (1)
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| CN201822237004.8U CN209338341U (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统 |
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| CN201822237004.8U CN209338341U (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种适用于寒冷地区的养猪场粪污水资源化利用系统 |
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| CN (1) | CN209338341U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112913698A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-08 | 江西正合生态农业有限公司 | 一种生猪养殖粪污全量化收储运的方法 |
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2018
- 2018-12-28 CN CN201822237004.8U patent/CN209338341U/zh active Active
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| CN112913698A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-08 | 江西正合生态农业有限公司 | 一种生猪养殖粪污全量化收储运的方法 |
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