CN215365147U - 一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统，包括格栅池、调节池、固液分离装置、酸化池、产甲烷池、脱氮装置和鸟粪石结晶装置，格栅池的一端设有污水进管，调节池的一端与格栅池的另一端相管道连接，另一端与固液分离池的一端相管道连接，酸化池的一端与固液分离装置的另一端相管道连接，另一端与产甲烷池的一端相管道连接，脱氮装置的一端与产甲烷池的另一端相管道连接，另一端与鸟粪石结晶装置相管道连接。本实用新型通过降低投资成本、运行成本，实现对猪场污水的资源回收、充分循环利用，减少猪场的投入，解决猪场现有污水处理中存在的成本高、投入大的问题。

Description

一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统

技术领域

本实用新型涉及动物养殖技术领域，特别是涉及一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统。

背景技术

养殖废弃物污染已经成为制约我国畜禽养殖业可持续发展的瓶颈。2015年中国化学需氧量、氨氮排放总量分别为2223.50万吨、229.91万吨，其中农业分别占48.06％、31.58％，而农业化学需氧量、氨氮排放量中，畜禽养殖业分别占95.04％、76.05％。因此，开展猪场废弃物处理及资源回用对减少环境污染，保护生态环境、实现资源化循环利用等都具有重要的意义。

处理成本高、处理效率低、资源回收小成为现阶段我国规模化畜禽养殖废弃物处理与资源利用面临的首要难题。据测算，目前全国年产畜禽粪污量约为38亿吨，其中生猪粪便产生量占比在三分之一，有效处理利用率不到50％。为此，国家发展改革委员会会同农业部制定了《全国畜禽粪污资源化利用整县推进项目工作方案(2018-2020年)》，总结并提出7种畜禽粪污资源化利用的主推技术模式，以期为全国各大养殖场提供借鉴。然而，对于利润偏低的畜禽养殖行业，建造和维护粪污处理设施首先增加了企业的生产成本；其次由于某些地区处理技术不成熟，处理效果不达标，粪污利用不充分，环保成本难以回收，造成企业参与和行动的积极性不高。因此，在养殖效益低、历史欠账多、推进难度大的情况下，积极探索处理成本低、处理效率高、资源回收大，兼顾效益、资源和生态的切实可行的畜禽粪污处理模式就显得尤为迫切。

目前国内外畜禽粪污资源化处理以沼气和生物天然气等能源化利用为主要处理方向，其中对沼液后处理技术研究较多，主要有以资源化利用为目的的蒸发浓缩和膜分离工艺，以及以回用或者排放为目的的A/O、人工湿地、吹脱法、高级氧化等生物组合或物理化学工艺。但是由于沼气工程的副产物沼液，多数不能就地消纳，缺乏能源和资源循环利用的综合技术途径，成为制约养殖场沼气工程发展的主要因素。因此，开发一套投资成本低、运行成本低、资源回收及其循环利用的模化猪场污水处理及资源循环利用系统尤为迫切。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统，包括格栅池、调节池、固液分离装置、酸化池、产甲烷池、脱氮装置和鸟粪石结晶装置，格栅池的一端设有污水进管，调节池的一端与格栅池的另一端相管道连接，另一端与固液分离池的一端相管道连接，酸化池的一端与固液分离装置的另一端相管道连接，另一端与产甲烷池的一端相管道连接，脱氮装置的一端与产甲烷池的另一端相管道连接，另一端与鸟粪石结晶装置相管道连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过设置格栅池初步清理污水中的杂物，通过调节池将污水的pH值调节到中性，通过固液分离装置将固体部分即含水量75％的猪粪分离出来，作为有机肥进行发酵，其余的液体部分进入酸化池、产甲烷池进行厌氧发酵产生沼气，产生的沼气可以用于回收发电。脱氮装置对产甲烷池排出的液体进行脱氮处理，除去污水中的部分氮，再经过鸟粪石结晶装置进一步除去污水中的氮磷，结晶的鸟粪石沉淀可以作为化肥原料进行利用，其余液体达到农灌用水的标准，可以用于灌溉需水量较大的草本植物如皇竹草，收割后的皇竹草可以作为粗饲料添加到猪饲料中，实现进一步回收氮磷的目的。本实用新型通过降低投资成本、运行成本，实现对猪场污水的资源回收、充分循环利用，减少猪场的投入，解决猪场现有污水处理中存在的成本高、投入大的问题。

在一些实施方式中，格栅池包括第一池体和格栅，格栅安装在第一池体内，格栅与水平面之间夹角的角度为45～60°，格栅设有栅条，栅条为多个，多个栅条之间的间距为50～100mm。格栅将污水中的较大的不能分解的杂物挡住，避免这些杂物进入后续处理，格栅与水平面之间夹角的角度为45～60°，便于清理被格栅挡住的杂物。

在一些实施方式中，调节池包括第二池体、第一pH值传感器、自动加药器和提升泵，自动加药器与第一pH值传感器相信号连接，第一pH值传感器安装在第二池体内，自动加药器安装在第二池体上，提升泵安装在第二池体外侧，并与第二池体相联通。调节池起到搅拌和调节污水PH的作用，由于非洲猪瘟疫情期间，猪场投放的消毒剂以烧碱居多，造成猪场污水的pH值偏高，呈现碱性。调节池中的pH值传感器实时监测污水的酸碱度变化，并通过自动加药器实现对池内污水pH值调节的作用。

在一些实施方式中，固液分离装置设有出液口和出渣口，出液口与酸化池相连通，固液分离装置为设有轮旋挤压装置的固液分离机。固液分离装置与调节池的提升泵相连通，调节池内的污水通过提升泵，流入固液分离装置内，经过固液分离装置分离，固体部分为含水率在75％的猪粪，从出渣口排出，用作有机肥发酵。液体部分从出液口流出进入酸化池。

在一些实施方式中，酸化池包括第三池体、第一底膜和第一顶膜，第一底膜覆盖在第三池体内侧壁上，第一顶膜覆盖在第三池体开口上方，第一底膜和第一顶膜均为HDPE膜，酸化池为厌氧池。酸化池对污水中的有机物进行分解，酸化池的容积为猪场每天排污量的3-4倍，即污水在酸化池内停留时间为3-4天。

在一些实施方式中，产甲烷池包括第四池体、出沼液管、第二顶膜、第二底膜和回流管，回流管的一端与出沼液管相连通，另一端与第三池体相连通，第二底膜覆盖在第三池体内侧壁上，第二顶膜覆盖在第二池体开口上方，第二顶膜和第二底膜均为HDPE膜，产甲烷池为厌氧池。产甲烷池用于厌氧发酵产生沼气，产生的沼气可用于回收发电。产甲烷池的容积为猪场每天排污量的10-11倍，即污水在产甲烷池内停留时间为10-11天。流出的沼液其中一部分回流到产甲烷池中，对第三池体内的沼液起到搅动作用，使发酵更充分。

在一些实施方式中，脱氮装置包括罐体、间歇曝气装置、DO监测仪、第二pH值传感器和温度传感器，间歇曝气装置、DO监测仪、第二pH值传感器和温度传感器均安装在罐体内。间歇曝气装置和DO监测仪将罐体内溶解氧DO控制在1－1.5mg/L，第二pH值传感器用于检测罐内液体的pH值，并将pH值控制在8-9之间，温度传感器用于检测罐内液体的温度，便于将温度控制在30度以上。罐体内的液体停留时间为16小时，其中好氧停留时间为8小时，缺氧停留时间为8小时。

在一些实施方式中，鸟粪石结晶装置包括容器、进液管、第一泵、加药管、加药箱、第二泵、收集管和出液管，第一泵的一端与脱氮装置相连通，另一端与进液管的一端相连通，进液管的另一端伸入容器内，加药管的一端伸入容器内，另一端与第二泵的一端相联通，第二泵的另一端与加药箱相连通。第一泵将脱氮装置中的液体泵入鸟粪石结晶装置，第二泵将加药箱内的药液泵入鸟粪石装置，加药箱内的药液中镁离子的浓度为2mg/L。结晶的鸟粪石沉淀在容器的底部，通过收集管抽出结晶的鸟粪石沉淀，可作为化肥的原料，进行再利用。而容器上层的液体中氮磷含量降低，达到农灌用水标准，可以用于灌溉饲料用草本植物，收割后的草本植物可以作为粗饲料添加到猪饲料中，实现进一步回收氮磷的目的。

在一些实施方式中，第一泵与第二泵分别位于容器外两侧，并左右对称设置，进液管与加药管左右对称设置。便于液体与药液混合均匀，有助于鸟粪石结晶沉淀。

在一些实施方式中，收集管的一端伸入容器底部，出液管位于进液管的上方。便于对鸟粪石沉淀的收集，同时避免未经处理的污水液体流出，而造成环境污染。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施方式的一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统的结构示意图。

图2为本实用新型的一种实施方式的一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统的格栅的结构示意图。

图3为本实用新型的一种实施方式的一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统的方框图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型作进一步详细的说明。

参考图1～图3，本实用新型提供了一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统，包括依次相连接的格栅池1、调节池2、固液分离装置3、酸化池4、产甲烷池5、脱氮装置6和鸟粪石结晶装置7。

格栅池1包括第一池体11和格栅12，格栅12安装在第一池体11内，格栅12与水平面之间夹角的角度为45～60°，格栅12设有栅条121，栅条121为多个，多个栅条121之间的间距为50～100mm。格栅池1的一端设有污水进管13，猪场产生的污水通过污水进管13进入格栅池1内，污水中的杂物，例如塑料袋、胎衣等被格栅12挡住，留在格栅池1内。

调节池2包括第二池体21、第一pH值传感器22、自动加药器23和提升泵24，自动加药器23与第一pH值传感器22相信号连接，第一pH值传感器22安装在第二池体21内，自动加药器23安装在第二池体21上，提升泵24安装在第二池体外侧，并与第二池体21相联通。

固液分离装置3设有出液口31和出渣口，出液口31与酸化池4相连通，固液分离装置3为设有轮旋挤压装置的固液分离机。固液分离装置3与调节池2的提升泵24相连通，调节池2内的污水通过提升泵24，流入固液分离装置3内，经过固液分离装置3分离，固体部分为含水率在75％的猪粪，从出渣口排出，用作有机肥发酵。液体部分从出液口31流出进入酸化池4。

酸化池4包括第三池体41、第一底膜42和第一顶膜43，第一底膜42覆盖在第三池体41内侧壁上，第一顶膜43覆盖在第三池体41开口上方，第一底膜42和第一顶膜43均为HDPE膜，酸化池4为厌氧池。酸化池4对污水中的有机物进行分解，酸化池4的容积为猪场每天排污量的3-4倍，即污水在酸化池4内停留时间为3-4天。

产甲烷池5包括第四池体51、出沼液管52、第二顶膜53、第二底膜54和回流管55，回流管55的一端与出沼液管52相连通，另一端与第三池体51相连通，第二底膜54覆盖在第三池体51内侧壁上，第二顶膜53覆盖在第二池体51开口上方，第二顶膜53和第二底膜54均为HDPE膜，产甲烷池5为厌氧池。产甲烷池5用于厌氧发酵产生沼气，产生的沼气可用于回收发电。产甲烷池5的容积为猪场每天排污量的10-11倍，即污水在产甲烷池5内停留时间为10-11天。

脱氮装置6包括罐体61、间歇曝气装置62、DO监测仪63、第二pH值传感器64和温度传感器65。间歇曝气装置62、DO监测仪63、第二pH值传感器64和温度传感器65均安装在罐体61内。脱氮装置的底部设有进水口，顶部设有出水口。间歇曝气装置62和DO监测仪63将罐体61内溶解氧DO控制在1－1.5mg/L，第二pH值传感器64用于检测罐内液体的pH值，并将pH值控制在8-9之间，温度传感器65用于检测罐内液体的温度，便于将温度控制在30度以上。罐体61内的液体停留时间为16小时，其中好氧停留时间为8小时，缺氧停留时间为8小时。

鸟粪石结晶装置7包括容器71、进液管72、第一泵73、加药管74、加药箱75、第二泵76、收集管77和出液管78。第一泵73的一端与脱氮装置6相连通，另一端与进液管72的一端相连通，进液管72的另一端伸入容器71内，加药管74的一端伸入容器71内，另一端与第二泵76的一端相联通，第二泵76的另一端与加药箱75相连通。第一泵73与第二泵76分别位于容器71外两侧，并左右对称设置，进液管72与加药管74左右对称设置。第一泵73将脱氮装置6中的液体泵入容器71内，第二泵76将加药箱75内的药液泵入容器71内，加药箱75内的药液中镁离子的浓度为2mg/L。

收集管77的一端伸入容器71底部，出液管78位于进液管72的上方。结晶的鸟粪石沉淀在容器71的底部，通过收集管77抽出结晶的鸟粪石沉淀，可作为化肥的原料，进行再利用。而容器71上层的液体中氮磷含量降低，达到农灌用水标准，可以用于灌溉饲料用草本植物，收割后的草本植物可以作为粗饲料添加到猪饲料中，实现进一步回收氮磷的目的。

在某些实施例中，本实用新型还包括控制器8，控制器8分别与第一pH值传感器22、自动加药器23、间歇曝气装置62、DO监测仪63、第二pH值传感器64和温度传感器65相信号连接。控制器8收集到第一pH值传感器22、自动加药器23、间歇曝气装置62、DO监测仪63、第二pH值传感器64和温度传感器65采集到的信号，并将相对应的信息反馈给操作人员，操作人员根据反馈的信息进行相应的技术操作。

本实用新型在使用过程中，猪场产生的污水通过污水进管13流入格栅池1，在格栅池1中污水被初步过滤，除去较大的不易被分解的杂物，然后流入调节池2，污水的pH值在调节池2中被调整到中性，提升泵24将pH值为中性的污水泵入固液分离装置3内，进过固液分离装置3的处理，分离得到含水量75％的固体部分，作为有机肥原料被排出，余下的液体部分进入酸化池4进行初步发酵。发酵后的污水进入产甲烷池5内进行厌氧发酵产生沼气，产甲烷池5排出的沼液一部分通过回流管55回流到产甲烷池5内，对产甲烷池5内的沼液进一步扰动，提高产气效率。产甲烷池5排出的污水进入脱氮装置6内，进行初步脱氮处理。溶解氧DO控制在1－1.5mg/L，pH值控制在8-9之间，温度控制在30度以上，好氧停留8小时，缺氧停8小时处理后，污水流入鸟粪石结晶装置7内。在鸟粪石结晶装置7内，加入含2mg/L镁离子的药液，与污水反应，降低污水中的氮磷含量，产生鸟粪石结晶，鸟粪石结晶沉淀在容器71底部，通过收集管77将鸟粪石结晶取出，作为化肥原料。反应后的液体中氮磷含量降低，符合农灌用水标准，用于饲料用草本植物的种植。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统，其特征在于，包括格栅池、调节池、固液分离装置、酸化池、产甲烷池、脱氮装置和鸟粪石结晶装置，所述格栅池的一端设有污水进管，所述调节池的一端与所述格栅池的另一端相管道连接，另一端与所述固液分离池的一端相管道连接，所述酸化池的一端与所述固液分离装置的另一端相管道连接，另一端与所述产甲烷池的一端相管道连接，所述脱氮装置的一端与所述产甲烷池的另一端相管道连接，另一端与所述鸟粪石结晶装置相管道连接。

2.根据权利要求1所述的一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统，其特征在于，所述格栅池包括第一池体和格栅，所述格栅安装在所述第一池体内，所述格栅与水平面之间夹角的角度为45～60°，所述格栅设有栅条，所述栅条为多个，多个所述栅条之间的间距为50～100mm。

3.根据权利要求1所述的一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统，其特征在于，所述调节池包括第二池体、第一pH值传感器、自动加药器和提升泵，所述自动加药器与所述第一pH值传感器相信号连接，所述第一pH值传感器安装在所述第二池体内，所述自动加药器安装在所述第二池体上方，所述提升泵安装在所述第二池体外侧，并与所述第二池体相联通。

4.根据权利要求1所述的一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统，其特征在于，所述固液分离装置设有出液口和出渣口，所述出液口与所述酸化池相连通，所述固液分离装置为设有轮旋挤压装置的固液分离机。

5.根据权利要求1所述的一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统，其特征在于，所述酸化池包括第三池体、第一底膜和第一顶膜，所述第一底膜覆盖在所述第三池体内侧壁上，所述第一顶膜覆盖在所述第三池体开口上方，所述第一底膜和第一顶膜均为HDPE膜，所述酸化池为厌氧池。

6.根据权利要求1所述的一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统，其特征在于，所述产甲烷池包括第四池体、出沼液管、第二顶膜、第二底膜和回流管，所述回流管的一端与所述出沼液管相连通，另一端与所述第三池体相连通，所述第二底膜覆盖在所述第三池体内侧壁上，所述第二顶膜覆盖在所述第二池体开口上方，所述第二顶膜和第二底膜均为HDPE膜，所述产甲烷池为厌氧池。

7.根据权利要求1所述的一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统，其特征在于，所述脱氮装置包括罐体、间歇曝气装置、DO监测仪、第二pH值传感器和温度传感器，所述间歇曝气装置、DO监测仪、第二pH值传感器和温度传感器均安装在所述罐体内。

8.根据权利要求1所述的一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统，其特征在于，所述鸟粪石结晶装置包括容器、进液管、第一泵、加药管、加药箱、第二泵、收集管和出液管，所述第一泵的一端与所述脱氮装置相连通，另一端与所述进液管的一端相连通，所述进液管的另一端伸入所述容器内，所述加药管的一端伸入所述容器内，另一端与所述第二泵的一端相联通，所述第二泵的另一端与所述加药箱相连通。

9.根据权利要求8所述的一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统，其特征在于，所述第一泵与第二泵分别位于所述容器外两侧，并左右对称设置，所述进液管与所述加药管左右对称设置。

10.根据权利要求8所述的一种规模化猪场污水处理及资源循环利用系统，其特征在于，所述收集管的一端伸入所述容器底部，所述出液管位于所述进液管的上方。

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