一種畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理及循環(huán)利用的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理及循環(huán)利用的方法，畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞污通過地下排污管網(wǎng)進入1號沉淀井，通過固液分離、潛水泵設(shè)備，分離出固體部分通過翻拋機加工成有機肥，用于牧草及農(nóng)作物種植：分離出污水部分進入污水管網(wǎng)，與生產(chǎn)、生活污水進入2號沉淀井，所得液體進入污水厭氧發(fā)酵罐處理系統(tǒng)，沼泥用于加工有機肥，沼液用于光伏大棚內(nèi)水藻池塘浮萍養(yǎng)殖，沼氣用作燃料；沼液經(jīng)浮萍養(yǎng)殖池塘的浮萍凈化后，出水泵入凈水存儲利用池內(nèi)，用于牧草及農(nóng)作物種植用水，或利用中水處理設(shè)備再凈化通過凈水管網(wǎng)用于畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)用水及太陽能溫水飲用系統(tǒng)。本發(fā)明實現(xiàn)畜禽生產(chǎn)資源的循環(huán)再利用，糞污實現(xiàn)“零排放”，達到清潔、安全、高效生產(chǎn)的目標。
【專利說明】一種畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理及循環(huán)利用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境保護及資源利用領(lǐng)域，公開了一種畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理及循環(huán)利用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著畜牧業(yè)越來越向著集約化、規(guī)模化發(fā)展的趨勢，畜禽養(yǎng)殖糞污污染問題越來越成為一個重大的環(huán)境問題。例如，奶牛采食飼料中25~35%氮轉(zhuǎn)化成牛奶中的氮，剩余的氮幾乎都由糞和尿排出。糞便中氮轉(zhuǎn)化成氨和硝酸鹽對空氣、地表水和地下水的污染造成嚴重生態(tài)和社會問題。糞便中磷的過量排放，污染地表水并向周邊水體、海洋排放，促進藻類的大量生長，造成魚類的死亡。
[0003]目前，我國蛋白質(zhì)飼料原料進口超過70 %，每年進口大豆約4000萬噸、魚粉120萬噸以及其他蛋白質(zhì)飼料幾十萬噸，是全球蛋白質(zhì)原料的最大進口國。我國磷礦資源雖儲量較大，但分布不均、品位較低，據(jù)礦業(yè)協(xié)會報道，若只利用品位大于30%的富礦，僅可滿足到2028年需要。畜禽糞污氮磷過量排放不僅對環(huán)境造成嚴重污染，而且造成我國緊缺的蛋白飼料資源和不可再生磷礦資源的浪費。畜禽糞便既是污染源，又是有價值的資源，它包括農(nóng)作物必需的各種營養(yǎng)成分。畜禽糞便是良好的有機肥源，其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有以下優(yōu)點:1)適于作物生長的需要。有機肥從組成和性質(zhì)上都與作物相類似，其具有不偏肥、不缺素、穩(wěn)供、長效等特點。能夠活化并改善土壤的養(yǎng)分狀況，提高土壤供肥能力；2)提供作物生長所需要的刺激性物質(zhì)。有機肥料含有大量的有機物質(zhì)，經(jīng)過微生物分解轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的降解物如維生素，腐殖酸，激素等有刺激作用，能促進作物生長發(fā)育；3)增強作物的抗逆性。有機肥含有生物物質(zhì)，抗生素等， 能增強作物的抗逆性和對不良環(huán)境的適應(yīng)能力；4)提高作物產(chǎn)量和改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。由于施用有機肥可以改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤肥力，同時可以提高作物全面的營養(yǎng)物質(zhì)，因此可以達到提高產(chǎn)量的目的。
[0004]因此，開發(fā)一種既能夠防止污染，又能夠?qū)崿F(xiàn)資源循環(huán)利用的糞污處理技術(shù)，是實現(xiàn)畜牧業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的必然要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理及循環(huán)利用的方法。本發(fā)明利用這種新方法對奶牛、生豬、家禽養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的糞便、污水進行無害化處理，使得畜禽養(yǎng)殖對環(huán)境的污染程度大大降低。本發(fā)明還利用該技術(shù)實現(xiàn)糞便、污水的循環(huán)利用，變廢為寶，具有重要的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用價值。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0007]畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞污通過地下排污管網(wǎng)進入I號沉淀井，通過固液分離、潛水泵設(shè)備，分離出固體部分通過翻拋機加工成有機肥，用于牧草及農(nóng)作物種植；分離出污水部分進入污水管網(wǎng)，與生產(chǎn)、生活污水進入2號沉淀井，所得液體進入污水厭氧發(fā)酵處理系統(tǒng)，沼泥用于加工有機肥，沼液用于光伏大棚內(nèi)水藻池塘浮萍養(yǎng)殖，沼氣用作燃料；沼液經(jīng)浮萍養(yǎng)殖池塘的浮萍凈化后，出水泵入凈水存儲利用池內(nèi)，用于牧草及農(nóng)作物種植用水，或利用中水處理設(shè)備再凈化通過凈水管網(wǎng)用于畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)用水及太陽能溫水飲用系統(tǒng)。光伏大棚在棚頂安裝薄膜太陽能電池板，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過太陽能存儲利用系統(tǒng)，可用于有機肥加工、水藻養(yǎng)殖、畜禽生產(chǎn)等用電需求，同時可用于維持大棚內(nèi)部環(huán)境控制系統(tǒng)，保障浮萍養(yǎng)殖對環(huán)境溫濕度的要求。所得浮萍可用作畜禽飼料原料，也可以用來提取生物能源級淀粉。此外，對浮萍凈化后的污水進行COD、BOD、NH3-N、總P、大腸菌群數(shù)、蛔蟲卵個數(shù)等相關(guān)指標測定，符合《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》(GB18596)。
[0008]通過以上過程，實現(xiàn)畜禽生產(chǎn)資源的循環(huán)再利用，糞污實現(xiàn)“零排放”，達到清潔、安全、高效生產(chǎn)的目標。該系統(tǒng)運行流程見圖1。
[0009]具體而言，本發(fā)明提供一種畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理及循環(huán)利用的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0010]I)畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞污通過地下排污管網(wǎng)進入I號沉淀井，通過固液分離、潛水泵設(shè)備，分離出固體部分和污水部分；
[0011]2)步驟I)所得的固體部分通過翻拋機和篩選機加工成有機肥，用于牧草及農(nóng)作物種植；步驟I)所得的污水部分進入污水管網(wǎng)，與生產(chǎn)、生活污水進入2號沉淀井得到液體，所述的翻拋機用于有機肥加工過程中的堆肥發(fā)酵、翻拋、粉碎，篩選機用于有機肥加工過程中的堆料輸送、物料篩選；
[0012]3)步驟2)所得液體進入污水厭氧發(fā)酵處理系統(tǒng)，獲得的沼泥用于加工有機肥，沼液用于光伏大棚內(nèi)水藻池塘浮萍養(yǎng)殖，沼氣用作燃料；
[0013]4)步驟3)的沼液經(jīng)浮萍養(yǎng)殖池塘的浮萍凈化后，出水泵入凈水存儲利用池內(nèi)，用于牧草及農(nóng)作物種植用水，或利用中水處理設(shè)備再凈化通過凈水管網(wǎng)用于畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)用水及太陽能溫水飲用系統(tǒng)。
[0014]進一步的，步驟3)所述的光伏大棚為在棚頂安裝薄膜太陽能電池板，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過太陽能存儲利用系統(tǒng)，保持光伏大棚的溫度31-32°C。
[0015]進一步的，步驟3)所得浮萍用作畜禽飼料原料，或用于提取生物能源級淀粉。
[0016]進一步的，步驟3)所述的水藻池塘浮萍養(yǎng)殖的步驟為:污水厭氧發(fā)酵罐處理系統(tǒng)獲得的沼液進入緩沖池，分別經(jīng)過I號浮萍養(yǎng)殖池4天、2號浮萍養(yǎng)殖池5天、3號浮萍養(yǎng)殖池6天后進入蓄水池，獲得凈化后的沼液。
[0017]進一步的，步驟I)和步驟2)的經(jīng)過沉淀井的沉淀時間為24-48小時。
[0018]進一步的，步驟3)經(jīng)過光伏大棚內(nèi)水藻池塘浮萍養(yǎng)殖15天后，總氮去除率達到85-87%，總磷去除率達到95-97%，浮萍中淀粉含量高達52.9%。
[0019]進一步的，步驟2)的污水厭氧發(fā)酵處理步驟為:向液體中加入1.5% NaOH，靜置2天后加鹽酸調(diào)節(jié)PH至7.2后，投入污水厭氧發(fā)酵罐中，以厭氧活性污泥為接種物，接種量為35% (體積)，形成厭氧發(fā)酵液，按厭氧發(fā)酵液總量的10% (體積)接入復(fù)合菌液，15-35°C厭氧發(fā)酵48小時;所述菌液是將4種菌株在如下按重量配比的培養(yǎng)基中培養(yǎng)得到:葡萄糖2%、蛋白胨2%、瓊脂2 %、維生素B0.1%、磷酸二氫鉀0.15%、磷酸氫二鈉0.1%, pH7.0 ；所述的4種菌株為，按細菌數(shù)含量計:糞肥纖維單胞菌35%，沼澤紅假單胞菌40%，綠色木霉菌20%，酵母菌5%。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了資源循環(huán)利用。本發(fā)明的目的在于，將公益化技術(shù)轉(zhuǎn)換成產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，以產(chǎn)業(yè)化帶動公益化，保護環(huán)境，增加收益，助力畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
[0021]與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點:
[0022]1、糞污實現(xiàn)“零排放”，既能夠處理畜禽糞便，又能夠處理生活污水，既不排放廢水，又不排放廢氣。
[0023]2、糞污處理物實現(xiàn)“全利用”，得到的有機肥可用于牧草及農(nóng)作物種植，得到的沼氣可用作燃料，得到的浮萍可用作飼料原料或提取淀粉，得到的凈水可用作畜禽生產(chǎn)用水。
[0024]3、優(yōu)化了污水厭氧發(fā)酵工藝，極大提高了累積產(chǎn)沼氣量，提高了物料被微生物降解的利用率。
[0025]4、引入光伏大棚，利用太陽能來維持糞污處理過程所需動力，以最大程度減少糞污處理對于不可再生能源的消耗，從而間接地減少環(huán)境污染。
[0026]5、對浮萍養(yǎng)殖的條件進行了優(yōu)化，浮萍養(yǎng)殖水體為900噸的情況下，所得浮萍經(jīng)過清洗、煮沸烘干后可以作為優(yōu)質(zhì)飼料，每天可以處理20噸污水，經(jīng)過該系統(tǒng)處理的污水可以循環(huán)利用。浮萍污水處理系統(tǒng)設(shè)計方案運行流程見圖2。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理及循環(huán)利用
[0028]圖2浮萍污水處理 系統(tǒng)設(shè)計方案運行流程示意圖
【具體實施方式】
[0029]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作出詳盡的說明。本發(fā)明的實施例均已奶牛場糞污的處理為例來說明本發(fā)明的效果，當(dāng)然，本發(fā)明同樣適用于其他畜禽養(yǎng)殖場糞污的處理及循環(huán)利用。以下實施例中所使用的技術(shù)，除非特別說明，均為本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的常規(guī)技術(shù)；所使用的儀器設(shè)備、試劑等，除非是本說明書特別說明，均為本領(lǐng)域的研究和技術(shù)人員可以通過公共途徑獲得的。
[0030]實施例1 一種畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理及循環(huán)利用的方法
[0031]其工藝流程如圖1及圖2所示。首先，建造兩個容積為100立方米、結(jié)構(gòu)為磚混的沉淀井，奶牛養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞污通過地下排污管網(wǎng)進入I號沉淀井，經(jīng)過沉淀24-48小時之后，下層固體部分用作有機肥，上層液體部分進入污水管網(wǎng)，與生產(chǎn)、生活等污水進入2號沉淀井，繼續(xù)沉淀24-48小時；沉淀所得液體進入污水厭氧發(fā)酵罐處理系統(tǒng)(UASB厭氧反應(yīng)器，高8米，直徑3米，有效容積56立方米，可一次性處理污水5噸，購自青島依維優(yōu)環(huán)境工程設(shè)備有限公司)，15-35°C發(fā)酵48小時后，所得沼泥用于加工有機肥，沼液用于光伏大棚內(nèi)水藻池塘浮萍養(yǎng)殖，沼氣用作場區(qū)生產(chǎn)生活用燃料。有機肥加工使用翻拋機(LYFP280，購自江陰市聯(lián)業(yè)生物科技有限公司)和篩選機(LYSX50)，其中翻拋機用于有機肥加工過程中的堆肥發(fā)酵、翻拋、粉碎，篩選機用于有機肥加工過程中的堆料輸送、物料篩選。
[0032]污水排入浮萍養(yǎng)殖池塘，其中的有機營養(yǎng)成分及重金屬等被浮萍吸收利用凈化后，將所得凈水泵入凈水存儲利用池內(nèi)，用于牧草及農(nóng)作物種植用水，或利用中水處理設(shè)備再凈化通過凈水管網(wǎng)用于畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)用水及太陽能溫水飲用系統(tǒng)。浮萍品種采用中科院青島生物能源與過程研究所已篩選到的2個浮萍品系Lemna Pl和Landoltia OT:培養(yǎng)15天總氮去除率達到85-87%，總磷去除率達到95-97%,浮萍干物質(zhì)中淀粉含量高汰52.9%。
[0033]光伏大棚在棚頂安裝薄膜太陽能電池板(購自青島昌盛日電太陽能科技有限公司)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過太陽能存儲利用系統(tǒng)，可用于有機肥加工、水藻養(yǎng)殖、畜禽生產(chǎn)等用電需求，同時可用于維持大棚內(nèi)部環(huán)境控制系統(tǒng)，保障浮萍養(yǎng)殖對環(huán)境溫濕度的要求。所得浮萍可用作畜禽飼料原料，也可以用來提取生物能源級淀粉。通過以上過程，實現(xiàn)畜禽生產(chǎn)資源的循環(huán)再利用，糞污實現(xiàn)“零排放”，達到清潔、安全、高效生產(chǎn)的目標。該系統(tǒng)運行流程見圖1。浮萍污水處理系統(tǒng)設(shè)計方案運行流程示意圖見圖2。
[0034]實施例2本發(fā)明方法經(jīng)濟效益分析
[0035]本發(fā)明方法所得終產(chǎn)物中的有機肥、沼氣、水電均可用于養(yǎng)殖場的生產(chǎn)生活，浮萍可用作畜禽飼料及淀粉提取，將產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益。本項目以本發(fā)明方法在青島奧特奶牛原種場2013年的實施結(jié)果為例，具體說明本發(fā)明方法所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益。
[0036]I項目增量銷售收入
[0037]2013年增量銷售收入和節(jié)約支出見表1.[0038]表12013年增量銷售收入和節(jié)約支出統(tǒng)計表
【權(quán)利要求】
1.一種畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理及循環(huán)利用的方法，其特征在于，包括以下步驟: 畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞污通過沉淀井分離獲得固體部分和污水部分，污水部分經(jīng)過沉淀井進一步凈化，獲得沼泥、沼液和沼氣；所述的沼液通過凈化后用于種植用水。
2.一種畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理及循環(huán)利用的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞污通過地下排污管網(wǎng)進入I號沉淀井，通過固液分離、潛水泵設(shè)備，分離出固體部分和污水部分； 2)步驟I)所得的固體部分通過翻拋機和篩選機加工成有機肥，用于牧草及農(nóng)作物種植；步驟I)所得的污水部分進入污水管網(wǎng)，與生產(chǎn)、生活污水進入2號沉淀井得到液體，所述的翻拋機用于有機肥加工過程中的堆肥發(fā)酵、翻拋、粉碎，篩選機用于有機肥加工過程中的堆料輸送、物料篩選； 3)步驟2)所得液體進入污水厭氧發(fā)酵處理系統(tǒng)，獲得的沼泥用于加工有機肥，沼液用于光伏大棚內(nèi)水藻池塘浮萍養(yǎng) 殖，沼氣用作燃料； 4)步驟3)的沼液經(jīng)浮萍養(yǎng)殖池塘的浮萍凈化后，出水泵入凈水存儲利用池內(nèi)，用于牧草及農(nóng)作物種植用水，或利用中水處理設(shè)備再凈化通過凈水管網(wǎng)用于畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)用水及太陽能溫水飲用系統(tǒng)。
3.權(quán)利要求2所述的一種畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理及循環(huán)利用的方法，其特征在于，步驟3)所述的光伏大棚為在棚頂安裝薄膜太陽能電池板，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過太陽能存儲利用系統(tǒng)，保持光伏大棚的溫度31-32°C。
4.權(quán)利要求2所述的一種畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理及循環(huán)利用的方法，其特征在于，步驟3)所得浮萍用作畜禽飼料原料，或用于提取生物能源級淀粉。
5.權(quán)利要求2所述的一種畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理及循環(huán)利用的方法，其特征在于，步驟3)所述的水藻池塘浮萍養(yǎng)殖的步驟為:污水厭氧發(fā)酵罐處理系統(tǒng)獲得的沼液進入緩沖池，分別經(jīng)過I號浮萍養(yǎng)殖池4天、2號浮萍養(yǎng)殖池5天、3號浮萍養(yǎng)殖池6天后進入蓄水池，獲得凈化后的沼液。
6.權(quán)利要求2所述的一種畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理及循環(huán)利用的方法，其特征在于，步驟I)和步驟2)的經(jīng)過沉淀井的沉淀時間為24-48小時。
7.權(quán)利要求2所述的一種畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理及循環(huán)利用的方法，其特征在于，步驟3)經(jīng)過光伏大棚內(nèi)水藻池塘浮萍養(yǎng)殖15天后，總氮去除率達到85-87%，總磷去除率達到95-97%，浮萍干物質(zhì)中淀粉含量高達52.9%。
8.權(quán)利要求2所述的一種畜禽養(yǎng)殖糞污無害化處理及循環(huán)利用的方法，其特征在于，步驟2)的污水厭氧發(fā)酵處理步驟為:向液體中加入1.5%NaOH，靜置2天后加鹽酸調(diào)節(jié)pH至7.2后，投入污水厭氧發(fā)酵罐中，以厭氧活性污泥為接種物，接種量為35 % (體積)，形成厭氧發(fā)酵液，按厭氧發(fā)酵液總量的10% (體積)接入復(fù)合菌液，15-35°C發(fā)酵48小時；所述菌液是將4種菌株在如下按重量配比的培養(yǎng)基中培養(yǎng)得到:葡萄糖2%、蛋白胨2%、瓊脂2%、維生素B0.1 %、磷酸二氫鉀0.15 %、磷酸氫二鈉0.1%, pH7.0 ;所述的4種菌株為，按細菌數(shù)含量計:糞肥纖維單胞菌35 %，沼澤紅假單胞菌40 %，綠色木霉菌20 %，酵母菌5 %。
【文檔編號】C02F11/00GK103951145SQ201410044686
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】趙金山, 王建華, 李和剛, 周功克, 江科 申請人:青島市畜牧獸醫(yī)研究所