CN103395956A - 一种储气式厌氧池及应用其处理禽畜粪污的方法 - Google Patents

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王大勇
陈国东
王兵凯
胡丁今
王利平
童龙燕
邰晓辉
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Abstract

一种储气式厌氧池及应用其处理禽畜粪污的方法，本发明涉及一种处理禽畜粪污的装置及应用该装置处理禽畜粪污的方法，它要解决现有畜禽粪污处理装置成本高和处理禽畜粪污效果差的问题。储气式厌氧池由混凝土池体、底膜、顶膜和沼气收集管道组成，在池壁和池底铺有底膜，池顶覆盖上顶膜，混凝土池体的内顶部设置环形的沼气收集管道。处理方法：一、粪污充入厌氧池中，在搅拌作用下进行厌氧发酵反应，得到混合液和沼气；二、混合液流入沉淀池进行泥水分离；三、部分沼渣回流，沼液则用作液态肥料排出，完成禽畜粪污的处理。本发明储气式厌氧池结构简单，无需另建存储设施，节约投资，处理禽畜粪污的效果好。

Description

一种储气式厌氧池及应用其处理禽畜粪污的方法
技术领域
本发明涉及一种处理禽畜粪污的装置及应用该装置处理禽畜粪污的方法。
背景技术
近20多年来，我国养殖业发展迅速，取得了可喜的业绩，肉、蛋、禽总产量连续保持世界第一，对改善人民生活水平，调整人们膳食结构、提高农民收入做出了巨大的贡献。但养殖业的发展不可避免地产生了大量的“畜产公害”，畜禽粪污、养殖污水任意堆弃、排放现象普遍存在，养殖场集中地区环境恶化，间接地对水源、土壤、空气等产生污染。按粪污***量计算，1头猪的排粪量相当于2个人的排粪量，而按BOD5（生化需氧量）的排放量计，则1头猪相当于13个人。如今对禽畜***物的处理已成为集约化养殖业的负担，对养殖场环境的控制到了迫在眉睫的地步。
为了维护城市周边的环境，对城市郊区的规模养殖场实行限养、禁养后，大城市养殖场又往农村迁移，养殖污染又从城郊向农村转移。畜禽养殖特别是规模化畜禽养殖是加剧农村和农业环境污染的重大环境问题。据国家环保局的调查，全国经过环境影响评价的规模化养殖场不到总数的10%，由于现有粪污处理技术投资大、推广难，80%左右的规模养殖场缺少必要的污染治理措施。因此，本发明提出了一种效果好、投资小、占地少的禽畜粪污处理方法，有利于在农村推广应用。
发明内容
本发明的目的是解决现有畜禽粪污处理装置成本高和处理禽畜粪污效果差的问题，而提供一种储气式厌氧池及应用其处理禽畜粪污的方法。
本发明储气式厌氧池由混凝土池体、底膜、顶膜和沼气收集管道组成，在混凝土池体的内壁和内底铺设有底膜，底膜的顶部翻转固定在混凝土池体的顶部外沿，在混凝土池体的池顶覆盖有顶膜，顶膜与底膜一同固定在池体顶部的外沿上，在混凝土池体的内顶部设置环形的沼气收集管道，在混凝土池体的内壁与内底连接处设置有腋角；其中底膜和顶膜采用的是聚乙烯膜。
本发明应用储气式厌氧池处理禽畜粪污的方法按下列步骤实现：
一、将预处理后的液态粪污充入储气式厌氧池，液态粪污与来自沉淀池的回流污泥进行混合和吸附，在水力搅拌作用下进行厌氧发酵反应，得到混合液和沼气；
二、将步骤一得到的混合液流入沉淀池进行泥水分离，得到沼渣和沼液；
三、将步骤二得到的一部分沼渣作为回流污泥回流至储气式厌氧池，另一部分沼渣排出，沼液则用作液态肥料排出，完成禽畜粪污的处理。
本发明应用储气式厌氧池处理禽畜粪污的过程是通过设置在厌氧池池底的水力搅拌器使储气式厌氧池中的液态粪污处于悬浮混合状态，并利用底膜和顶膜保证储气式厌氧池处于无分子氧条件，以适应处理水质的厌氧微生物（包括兼氧微生物）逐步成为优势种群，其中的有机物通过水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段、产甲烷阶段被分解成甲烷、二氧化碳等物质，部分大分子有机物被分解成小分子有机物。通过厌氧反应，有机污染物含量降低，并产生大量沼气（甲烷）储存于顶膜形成的沼气储存室中。沉淀池进行泥水分离后的沼液可用作液态肥料或进入生化处理环节继续进行处理，沼渣可用作农肥。
综上本发明储气式厌氧池及应用其处理禽畜粪污的方法具有以下优点：
1、本发明储气式厌氧池集沼气存储于一体，无需另建沼气存储设施，***流程简洁，节约占地及投资。厌氧池内采用水力搅拌，为完全混合式反应模式，池内无三相分离器，构造简单，运行管理方便，制造成本低。
2、应用储气式厌氧池处理禽畜粪污的效果良好，产甲烷速率达到0.5m3沼气/kgVSS·d以上，沼气含甲烷65～70%。本发明针对中小型养殖场禽畜粪污处理，其池容较小，单池容积小于2000m3。
附图说明
图1是本发明应用储气式厌氧池处理禽畜粪污的工艺流程图；
图2是本发明储气式厌氧池的构造示意图，1—混凝土池体，2—底膜，3—顶膜，4—沼气收集管道，5—液态粪污液面，其中虚线代表未产生沼气时顶膜3浮于液态粪污液面；
图3是本发明储气式厌氧池的俯视构造示意图，4—沼气收集管道。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图2所示，本实施方式储气式厌氧池由混凝土池体1、底膜2、顶膜3和沼气收集管道4组成，在混凝土池体1的内壁和内底铺设有底膜2，底膜2的顶部翻转固定在混凝土池体1的顶部外沿，在混凝土池体1的池顶覆盖有顶膜3，顶膜3与底膜2一同固定在池体顶部的外沿上，在混凝土池体1的内顶部设置环形的沼气收集管道4，在混凝土池体1的内壁与内底连接处设置有腋角；其中底膜2和顶膜3采用的是聚乙烯膜。
本实施方式储气式厌氧池采用混凝土水池作为结构支撑，在池体内壁及内底附有高强度聚乙烯膜形成底膜，顶膜也由高强度聚乙烯膜焊接制成，其上可以铺设保温材料用于保温，底膜与顶膜构成密闭空间，下部为粪污反应空间，顶膜可以上下浮动，形成沼气存储空间，无需另建沼气贮存设施，同时储气式厌氧池为完全混合的反应方式，液态粪污与回流污泥充分混合，停留时间长，反应充分，处理效率高。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是储气式厌氧池的容积为500～2000m3。其它装置与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是所述的聚乙烯膜厚度为2mm。其它装置与具体实施方式一或二相同。
本实施方式厌氧池采用高强度不透水的聚乙烯膜作为膜体附于池体内壁，避免因混凝土池体渗漏使粪污渗入到土壤中，污染地下水。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是所述腋角的坡度为1:1。其它装置与具体实施方一至三之一相同。
本实施方式腋角的设置利于聚乙烯膜的焊接，提高底膜的使用寿命。
具体实施方式五：本实施方式应用储气式厌氧池处理禽畜粪污的方法按下列步骤实施：
一、将预处理后的液态粪污充入储气式厌氧池，液态粪污与来自沉淀池的回流污泥进行混合和吸附，在水力搅拌作用下进行厌氧发酵反应，得到混合液和沼气；
二、将步骤一得到的混合液流入沉淀池进行泥水分离，得到沼渣和沼液；
三、将步骤二得到的一部分沼渣作为回流污泥回流至储气式厌氧池，另一部分沼渣排出，沼液则用作液态肥料排出，完成禽畜粪污的处理。
本实施方式步骤一所述的预处理是指将禽畜粪污依次进行格栅机、固液分离机以及砂水分离器设施进行常规处理。
混凝土池底可设有污水收集管路，若膜体有破损泄露，可及时发现，厌氧池放空后对膜体进行修补。
本实施方式池内的液态粪污进行厌氧发酵，粪污中有机污染物被降解，分解成甲烷、二氧化碳和小分子有机物，气态分解物进入顶膜，顶膜可随着膜内气体压力的变化而上下浮动，当膜内气体压力为零时，顶膜浮于水面上。当膜内气体压力大于零时，顶膜离开水面，形成存储气体的空间（沼气储存室），用于存储厌氧反应产生的沼气。储气式厌氧池产生的沼气经由设置在池内顶部的沼气收集管道收集后经管道出口输送至沼气处理及利用***进行资源化利用。其工艺流程图如图1所示。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤三所述的沼渣回流比为50%。其它步骤与具体实施方式五相同。
实施例一：本实施例储气式厌氧池由混凝土池体1、底膜2、顶膜3和沼气收集管道4组成，在混凝土池体1的内壁和内底铺设有底膜2，底膜2的顶部翻转固定在混凝土池体1的顶部外沿，在混凝土池体1的池顶覆盖有顶膜3，顶膜3与底膜2一同固定在池体顶部的外沿上，在混凝土池体1的内顶部设置环形的沼气收集管道4，在混凝土池体1的内壁与内底连接处设置有腋角；其中底膜2和顶膜3采用的是聚乙烯膜。
其中本实施例储气式厌氧池的长为13m，宽为10m，高度为6m，所用的聚乙烯膜厚度为2mm，腋角的坡度为1:1，腋角斜长为1.5m。
实施例二：应用实施例一的储气式厌氧池处理禽畜粪污的方法按下列步骤实现：
一、将预处理后的液态粪污充入储气式厌氧池，液态粪污与来自沉淀池的回流污泥进行混合和吸附，在水力搅拌作用下进行厌氧发酵反应，得到混合液和沼气；
二、将步骤一得到的混合液流入沉淀池进行泥水分离，得到沼渣和沼液；
三、将步骤二得到的一部分沼渣作为回流污泥回流至储气式厌氧池，另一部分沼渣排出，沼液则用作液态肥料排出，完成禽畜粪污的处理。
本实施例步骤三沼渣的回流比为50%，步骤一预处理后的液态粪污ss含量小于等于20000mg/L。得到的沼液中SS小于等于300mg/L，COD小于2000mg/L。厌氧反应10d可产生沼气，产甲烷速率达到0.5m3沼气/kgVSS·d，沼气含甲烷65～70%，从而显示出良好的处理效果。

Claims (6)

1.一种储气式厌氧池，其特征在于储气式厌氧池由混凝土池体（1）、底膜（2）、顶膜（3）和沼气收集管道（4）组成，在混凝土池体（1）的内壁和内底铺设有底膜（2），底膜（2）的顶部翻转固定在混凝土池体（1）的顶部外沿，在混凝土池体（1）的池顶覆盖有顶膜（3），顶膜（3）与底膜（2）一同固定在池体顶部的外沿上，在混凝土池体（1）的内顶部设置环形的沼气收集管道（4），在混凝土池体（1）的内壁与内底连接处设置有腋角；其中底膜（2）和顶膜（3）采用的是聚乙烯膜。
2.根据权利要求1所述的一种储气式厌氧池，其特征在于储气式厌氧池的容积为500～2000m3。
3.根据权利要求1所述的一种储气式厌氧池，其特征在于所述的聚乙烯膜厚度为2mm。
4.根据权利要求1所述的一种储气式厌氧池，其特征在于所述腋角的坡度为1:1。
5.应用如权利要求1所述的一种储气式厌氧池处理禽畜粪污的方法，其特征在于应用储气式厌氧池处理禽畜粪污的方法按下列步骤实现：
一、将预处理后的液态粪污充入储气式厌氧池，液态粪污与来自沉淀池的回流污泥进行混合和吸附，在水力搅拌作用下进行厌氧发酵反应，得到混合液和沼气；
二、将步骤一得到的混合液流入沉淀池进行泥水分离，得到沼渣和沼液；
三、将步骤二得到的一部分沼渣作为回流污泥回流至储气式厌氧池，另一部分沼渣排出，沼液则用作液态肥料排出，完成禽畜粪污的处理。
6.根据权利要求5所述的一种储气式厌氧池处理禽畜粪污的方法，其特征在于步骤三所述的沼渣回流比为50%。
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