CN107117782B - 一种用于畜禽养殖业零污染排放的处理***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于畜禽养殖业零污染排放的处理***及方法，包括依序设置的畜禽舍、收集池、沼气池、浓缩分离装置、吹脱装置、压滤装置、高压蒸汽锅炉、烘干装置和碳化炉，本发明方案通过对畜禽舍的冲洗液和粪便进行依序处理后，将处理所得的清澈料液回用作为畜禽舍的冲洗液，使得畜禽舍的冲洗成本降低，处理的固相物料最终由碳化炉进行碳化处理，其所得的碳化物料可作为水质净化剂、土壤改良剂、肥料或固体燃料进行使用，创造了二次经济价值，也实现了畜禽舍养殖过程中的所有废弃物回用，达到了零污染排放的目的。
Description
技术领域
本发明涉及养殖环境技术领域，尤其是一种用于畜禽养殖业零污染排放的处理***及方法。
背景技术
畜禽养殖业的环境问题是目前广大人民群众热点关注的一个问题，其中关于养殖废水和畜禽粪便的处理问题也是一直困扰养殖户的两大问题，其中随着养殖规模的不断变大，养殖过程中的饲料残渣、畜禽粪便的产生量也是随之不断变大的，而目前大部分的做法是将其回收作为沼气发酵原料来进行处理，对于大规模的养殖场来说，由于需要定期定时的清洗畜禽舍，因此会产生大量的废水，若是单单将其作为沼气发酵原料进行利用，那么需要一个极为庞大的沼气处理池才可以完成，而且还会产生大量的产地费用投入，极为不便利和经济，因此目前急需一种多元化处理的养殖***进行配合畜禽大规模养殖的生态循环处理。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的技术目的为提供一种实施可靠、处理效果好且经济有效的用于畜禽养殖业零污染排放的处理***及方法。
为了实现上述的技术目的，本发明的技术方案为：
一种用于畜禽养殖业零污染排放的处理***，其包括依序设置的畜禽舍、收集池、沼气池、浓缩分离装置、吹脱装置、压滤装置、高压蒸汽锅炉、烘干装置和碳化炉，所述畜禽舍的排污口通过管路与收集池的进料口连接，所述收集池的出料口与沼气池的进料口连接，经沼气池发酵后的料液由沼气池的出料口经管路被输送至浓缩分离装置的进料口并进入浓缩分离装置内，所述浓缩分离装置的液相出口与吹脱装置的进料口连接，浓缩分离装置的固相出口与压滤装置的进料口连接，所述压滤装置的固相出口与高压蒸汽锅炉的进料口连接，压滤装置的液相出口与吹脱装置的进料口连接，所述高压蒸汽锅炉的液相出口与吹脱装置的进料口连接，所述吹脱装置的出料口与畜禽舍的冲洗液入口连接，所述高压蒸汽锅炉的固相出口与烘干装置的进料口连接，所述烘干装置的出料口与碳化炉的进料口连接。
进一步，所述收集池的出料口上设置有固液分离装置，所述经固液分离装置分离后的液相物质由收集池的出料口经管路输送至沼气池的进料口，经固液分离装置分离后的固相物质经传送装置被输送至烘干装置的进料口并进入烘干装置。
进一步，所述的沼气池与浓缩分离装置之间的连接管路上还设置有一级沉淀池，所述一级沉淀池的进料口与沼气池的出料口连接，一级沉淀池的出料口与浓缩分离装置的进料口连接，所述收集池与沼气池连接的管路上还设有与一级沉淀池的进料口连接的支路。
进一步，所述浓缩分离装置的固相出口与压滤装置的进料口之间还设有二级沉淀池，所述二级沉淀池的进料口与浓缩分离装置的固相出口连接，二级沉淀池的出料口与压滤装置的进料口连接。
进一步，所述的吹脱装置与畜禽舍之间还设置有石英砂滤塔，所述石英砂滤塔的进水口与吹脱装置的出料口连接，石英砂滤塔的出水口与畜禽舍的冲洗液入口连接。
优选的，所述的石英砂滤塔位于进水口的同一端还设有与碳化炉的进料口管路连接的反冲洗出水口，石英砂滤塔位于出水口的同一端设有反冲洗进水口，所述的反冲洗进水口与外部供水管路连接。
优选的，所述的吹脱装置与石英砂滤塔之间还设置有活性炭过滤塔，所述活性炭过滤塔的进水口与吹脱装置的出料口连接，活性炭过滤塔的出水口与石英砂滤塔的进水口连接。
进一步，所述的烘干装置和碳化炉之间还设有造粒装置，所述造粒装置的进料口与烘干装置的出料口连接，造粒装置的出料口与碳化炉的进料口连接。
一种用于畜禽养殖业零污染排放的处理***的处理方法，其包括如下步骤：
（1）往畜禽舍中接入冲洗液对畜禽舍中的畜禽粪便和饲料残渣进行冲洗并从畜禽舍的排污口经管路输送至收集池，在收集池中的混合液经初步固液分离后，液相物料由收集池的出料口输送至沼气池的进料口或着根据沼气池的容量情况将液相物料直接从收集池的出料口输出后进行加药絮凝处理，然后再将絮凝沉淀后的物料输送至浓缩分离装置中进行固液分离，在收集池内经初步固液分离后的混合液中，含水率在60%～70%的固相物质被输送至烘干装置进行烘干；
（2）进入沼气池的液相物料在20～30℃条件下，经过40～60天的厌氧发酵后，往沼液中加入絮凝剂进行絮凝反应，使沼液中的悬浮物、磷以及重金属物质被反应沉淀，然后将经絮凝反应后的沼液和沼渣输送至浓缩分离装置中进行固液分离；
（3）进入固液分离装置中的物料经过分离得到的上清液由浓缩分离装置的液相出口输送至吹脱装置的进料口并进入吹脱装置，浓缩分离装置中的悬浊液和固相物料由浓缩分离装置的固相出口排出并再次加入絮凝剂进行反应后，将物料输送至压滤装置中进行压滤，经压滤装置压滤得到的清澈溶液由压滤装置的液相出口输送至吹脱装置的进料口并进入吹脱装置，压滤装置压滤得到的固相物料由压滤装置的固相出口输送至高压蒸汽锅炉的进料口并进入高压蒸汽锅炉；
（4）高压蒸汽锅炉以0.5Mpa、160～170℃的运行参数对进入高压蒸汽锅炉的物料进行处理20min后，将产生的高压蒸汽经高压蒸汽锅炉上端的液相出口输送至吹脱装置的进料口，高压蒸汽锅炉处理后的固相物质经其下部的固相出口被输送至烘干装置的进料口；所述进入吹脱装置的物料经过高温沸腾后，再利用MAP法对吹脱装置中的物料进行滴定处理以去除物料中的氨氮，再由吹脱装置的出料口进行出料，并依序经过紫外灯照射处理、活性炭过滤、石英砂过滤后将处理所得的溶液输送回畜禽舍的冲洗液入口进行回用，其中石英砂过滤的反冲洗液通过管路输送至碳化炉的进料口；
（5）进入烘干装置的物料经过烘干后，由烘干装置的出料口输送至造粒装置中进行造粒，然后被输送至碳化炉中以800℃的温度进行碳化处理，最后下料所得的碳化物料可作为水质净化剂、土壤改良剂、肥料或固体燃料进行使用。
进一步，所述步骤（2）和步骤（3）中的絮凝剂为无机铝盐或无机铁盐。
采用上述的技术方案，本发明的有益效果为：通过将畜禽舍中的畜禽粪便和饲料残渣进行冲洗并从畜禽舍的排污口经管路输送至收集池进行初步汇集，然后再将收集池中的混合液进行初步固液分离，使部分含固率较高的废渣送入烘干装置中进行烘干，另外的液相混合液被送至沼气池中进行沼气发酵利用，并通过将发酵过的沼液和沼渣进行加入絮凝剂进行沉淀使得沼液和沼渣中的大部分悬浮物和重金属物质被沉淀处理成沉淀物，在通过浓缩分离装置将部分清澈的混合液进行分离出，并通过吹脱装置进行高温处理，使得分离出的清澈混合液中的微生物得以杀灭，在通过紫外灯照射处理、活性炭过滤、石英砂过滤后将处理所得的溶液输送回畜禽舍的冲洗液入口进行回用，使得畜禽舍的冲洗成本获得大大降低，另外经过浓缩分离出的固相物质依序经过高压蒸汽炉、烘干装置、造粒装置和碳化炉后所得的碳化物料可作为水质净化剂、土壤改良剂、肥料或固体燃料进行使用，创造了二次经济价值，也实现了畜禽舍养殖过程中的所有废弃物回用，达到了零污染排放的目的。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的阐述：
图1为本发明处理***的简要示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括依序设置的畜禽舍1、收集池2、沼气池3、浓缩分离装置5、吹脱装置9、压滤装置7、高压蒸汽锅炉8、烘干装置13和碳化炉12，所述畜禽舍1的排污口通过管路与收集池2的进料口连接，所述收集池2的出料口与沼气池3的进料口连接，经沼气池3发酵后的料液由沼气池3的出料口经管路被输送至浓缩分离装置5的进料口并进入浓缩分离装置5内，所述浓缩分离装置的液相出口与吹脱装置9的进料口连接，浓缩分离装置5的固相出口与压滤装置7的进料口连接，所述压滤装置7的固相出口与高压蒸汽锅炉8的进料口连接，压滤装置7的液相出口与吹脱装置9的进料口连接，所述高压蒸汽锅炉8的液相出口与吹脱装置9的进料口连接，所述吹脱装置9的出料口与畜禽舍1的冲洗液入口连接，所述高压蒸汽锅炉8的固相出口与烘干装置13的进料口连接，所述烘干装置13的出料口与碳化炉12的进料口连接。
为了避免收集池2中的沉淀固相物质积压过多和为了能够及时将这部分沉淀的固相物质进行及早利用，进一步，所述收集池2的出料口上设置有固液分离装置21，所述经固液分离装置21分离后的液相物质由收集池2的出料口经管路输送至沼气池3的进料口，经固液分离装置21分离后的固相物质经传送装置被输送至烘干装置13的进料口并进入烘干装置13。
为了使沼气发酵后的沼液中的重金属物质和悬浮物能够被沉淀分离出来，进一步，所述的沼气池3与浓缩分离装置5之间的连接管路上还设置有一级沉淀池4，所述一级沉淀池4的进料口与沼气池3的出料口连接，一级沉淀池4的出料口与浓缩分离装置5的进料口连接，另外，所述收集池2与沼气池3连接的管路上还设有与一级沉淀池4的进料口连接的支路，操作个工人可以根据需要选择性关闭沼气池3的进料口，使收集池2的冲洗液直接进入到一级沉淀池4中进行加药絮凝，也可以根据沼气池3的情况将收集池2与沼气池3连接的管路上与一级沉淀池4的进料口连接的支路进行关闭，使收集池2内的畜禽粪便和饲料残渣及冲洗液送入沼气池3中。
进一步，所述浓缩分离装置5的固相出口与压滤装置7的进料口之间还设有二级沉淀池6，所述二级沉淀池6的进料口与浓缩分离装置5的固相出口连接，二级沉淀池6的出料口与压滤装置7的进料口连接。
为了使得经吹脱处理后的清澈溶液能够更为安全可靠的回用作为冲洗液，进一步，所述的吹脱装置9与畜禽舍1之间还设置有石英砂滤塔11，所述石英砂滤塔11的进水口与吹脱装置9的出料口连接，石英砂滤塔11的出水口与畜禽舍1的冲洗液入口连接，当石英砂滤塔11过滤处理一段时间后，会有部分沉淀物或被过滤掉的大颗粒物质积压在石英砂滤塔11内，为了便于冲洗和冲洗液回用，优选的，所述的石英砂滤塔11位于进水口的同一端还设有与碳化炉12的进料口管路连接的反冲洗出水口（未示出），石英砂滤塔11位于出水口的同一端设有反冲洗进水口，所述的反冲洗进水口与外部供水管路连接，。
作为本实施例的另一种附加优选的方案，所述的吹脱装置9与石英砂滤塔11之间还设置有活性炭过滤塔10，所述活性炭过滤塔10的进水口与吹脱装置9的出料口连接，活性炭过滤塔10的出水口与石英砂滤塔11的进水口连接。
进一步，所述的烘干装置13和碳化炉12之间还设有造粒装置14，所述造粒装置14的进料口与烘干装置13的出料口连接，造粒装置14的出料口与碳化炉12的进料口连接，通过造粒后的固相物料能够更为方便碳化炉12的碳化处理。
一种用于畜禽养殖业零污染排放的处理***的处理方法，其包括如下步骤：
（1）往畜禽舍1中接入冲洗液对畜禽舍1中的畜禽粪便和饲料残渣进行冲洗并从畜禽舍1的排污口经管路输送至收集池2，在收集池2中的混合液经初步固液分离后，液相物料由收集池2的出料口输送至沼气池3的进料口或着根据沼气池3的容量情况将液相物料直接从收集池2的出料口输出后进行加药絮凝处理，然后再将絮凝沉淀后的物料输送至浓缩分离装置5中进行固液分离，在收集池内经初步固液分离后的混合液中，含水率在60%～70%的固相物质输送至烘干装置13进行烘干；
（2）进入沼气池3的液相物料在20～30℃条件下，经过40～60天的厌氧发酵后，往沼液中加入絮凝剂进行絮凝反应，使沼液中的悬浮物、磷以及重金属物质被反应沉淀，然后将经絮凝反应后的沼液和沼渣输送至浓缩分离装置5中进行固液分离，其中，絮凝剂可以为无机铝盐或无机铁盐；
（3）进入固液分离装置5中的物料经过分离得到的上清液由浓缩分离装置5的液相出口输送至吹脱装置9的进料口并进入吹脱装置9，浓缩分离装置5中的悬浊液和固相物料由浓缩分离装置5的固相出口排出并再次加入絮凝剂进行反应后，将物料输送至压滤装置7中进行压滤，经压滤装置7压滤得到的清澈溶液由压滤装置7的液相出口输送至吹脱装置9的进料口并进入吹脱装置9，压滤装置压滤得到的固相物料由压滤装置的固相出口输送至高压蒸汽锅炉8的进料口并进入高压蒸汽锅炉8，其中，絮凝剂可以为无机铝盐或无机铁盐；
（4）高压蒸汽锅炉8以0.5Mpa、160～170℃的运行参数对进入高压蒸汽锅炉8的物料进行处理20min后，将产生的高压蒸汽经高压蒸汽锅炉8上端的液相出口输送至吹脱装置9的进料口，高压蒸汽锅炉8处理后的固相物质经其下部的固相出口被输送至烘干装置13的进料口；所述进入吹脱装置9的物料经过高温沸腾后，再利用MAP法对吹脱装置9中的物料进行滴定处理以去除物料中的氨氮，然后再由吹脱装置13的出料口进行出料，还可以依序通过紫外灯照射处理、活性炭过滤、石英砂过滤后将处理所得的溶液输送回畜禽舍1的冲洗液入口进行回用，其中石英砂过滤的反冲洗液通过管路输送至碳化炉的进料口；
（5）进入烘干装置13的物料经过烘干后，由烘干装置13的出料口输送至造粒装置14中进行造粒，然后被输送至碳化炉12中以800℃的温度进行碳化处理，最后下料所得的碳化物料可作为水质净化剂、土壤改良剂、肥料或固体燃料进行使用。
本发明采用上述的技术方案，通过将畜禽舍中的畜禽粪便和饲料残渣进行冲洗并从畜禽舍的排污口经管路输送至收集池进行初步汇集，然后再将收集池中的混合液进行初步固液分离，使部分含固率较高的废渣送入烘干装置中进行烘干，另外的液相混合液被送至沼气池中进行沼气发酵利用，并通过将发酵过的沼液和沼渣进行加入絮凝剂进行沉淀使得沼液和沼渣中的大部分悬浮物和重金属物质被沉淀处理成沉淀物，在通过浓缩分离装置将部分清澈的混合液进行分离出，并通过吹脱装置进行高温处理，使得分离出的清澈混合液中的微生物得以杀灭，并且利用MAP法对吹脱装置中的物料进行滴定处理以去除物料中的氨氮，其产生的磷酸铵镁本身就可以作为化肥进行利用，只需通过简单的固液分离即可将其分离出来，因此不会造成物料处理过程中的二次污染问题，从吹脱装置的出料口输出的物料再通过紫外灯照射处理、活性炭过滤、石英砂过滤后将处理所得的溶液输送回畜禽舍的冲洗液入口进行回用，使得畜禽舍的冲洗成本获得大大降低，另外经过浓缩分离出的固相物质依序经过高压蒸汽炉、烘干装置、造粒装置和碳化炉后所得的碳化物料可作为水质净化剂、土壤改良剂、肥料或固体燃料进行使用，创造了二次经济价值，也实现了畜禽舍养殖过程中的所有废弃物回用，达到了零污染排放的目的。
以上所述为本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种用于畜禽养殖业零污染排放的处理***，其特征在于：其包括依序设置的畜禽舍、收集池、沼气池、浓缩分离装置、吹脱装置、压滤装置、高压蒸汽锅炉、烘干装置和碳化炉，所述畜禽舍的排污口通过管路与收集池的进料口连接，所述收集池的出料口与沼气池的进料口连接，经沼气池发酵后的料液由沼气池的出料口经管路被输送至浓缩分离装置的进料口并进入浓缩分离装置内，所述浓缩分离装置的液相出口与吹脱装置的进料口连接，浓缩分离装置的固相出口与压滤装置的进料口连接，所述压滤装置的固相出口与高压蒸汽锅炉的进料口连接，压滤装置的液相出口与吹脱装置的进料口连接，所述高压蒸汽锅炉的液相出口与吹脱装置的进料口连接，所述吹脱装置的出料口与畜禽舍的冲洗液入口连接，所述高压蒸汽锅炉的固相出口与烘干装置的进料口连接，所述烘干装置的出料口与碳化炉的进料口连接；
所述收集池的出料口上设置有固液分离装置，经固液分离装置分离后的液相物质由收集池的出料口经管路输送至沼气池的进料口，经固液分离装置分离后的固相物质经传送装置被输送至烘干装置的进料口并进入烘干装置；
所述的沼气池与浓缩分离装置之间的连接管路上还设置有一级沉淀池，所述一级沉淀池的进料口与沼气池的出料口连接，一级沉淀池的出料口与浓缩分离装置的进料口连接，所述收集池与沼气池连接的管路上还设有与一级沉淀池的进料口连接的支路。
2.根据权利要求1所述的一种用于畜禽养殖业零污染排放的处理***，其特征在于：所述浓缩分离装置的固相出口与压滤装置的进料口之间还设有二级沉淀池，所述二级沉淀池的进料口与浓缩分离装置的固相出口连接，二级沉淀池的出料口与压滤装置的进料口连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于畜禽养殖业零污染排放的处理***，其特征在于：所述的吹脱装置与畜禽舍之间还设置有石英砂滤塔，所述石英砂滤塔的进水口与吹脱装置的出料口连接，石英砂滤塔的出水口与畜禽舍的冲洗液入口连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于畜禽养殖业零污染排放的处理***，其特征在于：所述的石英砂滤塔位于进水口的同一端还设有与碳化炉的进料口管路连接的反冲洗出水口，石英砂滤塔位于出水口的同一端设有反冲洗进水口，所述的反冲洗进水口与外部供水管路连接。
5.根据权利要求3所述的一种用于畜禽养殖业零污染排放的处理***，其特征在于：所述的吹脱装置与石英砂滤塔之间还设置有活性炭过滤塔，所述活性炭过滤塔的进水口与吹脱装置的出料口连接，活性炭过滤塔的出水口与石英砂滤塔的进水口连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于畜禽养殖业零污染排放的处理***，其特征在于：所述的烘干装置和碳化炉之间还设有造粒装置，所述造粒装置的进料口与烘干装置的出料口连接，造粒装置的出料口与碳化炉的进料口连接。
7.根据上述权利要求1至6任一权利要求所述的一种用于畜禽养殖业零污染排放的处理***的处理方法，其特征在于：其包括如下步骤：
（1）往畜禽舍中接入冲洗液对畜禽舍中的畜禽粪便和饲料残渣进行冲洗并从畜禽舍的排污口经管路输送至收集池，在收集池中的混合液经初步固液分离后，液相物料由收集池的出料口输送至沼气池的进料口或着根据沼气池的容量情况将液相物料直接从收集池的出料口输出后进行加药絮凝处理，然后再将絮凝沉淀后的物料输送至浓缩分离装置中进行固液分离，在收集池内经初步固液分离后的混合液中，含水率在60%～70%的固相物质被输送至烘干装置进行烘干；
（2）进入沼气池的液相物料在20～30℃条件下，经过40～60天的厌氧发酵后，往沼液中加入絮凝剂进行絮凝反应，使沼液中的悬浮物、磷以及重金属物质被反应沉淀，然后将经絮凝反应后的沼液和沼渣输送至浓缩分离装置中进行固液分离；
（3）进入固液分离装置中的物料经过分离得到的上清液由浓缩分离装置的液相出口输送至吹脱装置的进料口并进入吹脱装置，浓缩分离装置中的悬浊液和固相物料由浓缩分离装置的固相出口排出并再次加入絮凝剂进行反应后，将物料输送至压滤装置中进行压滤，经压滤装置压滤得到的清澈溶液由压滤装置的液相出口输送至吹脱装置的进料口并进入吹脱装置，压滤装置压滤得到的固相物料由压滤装置的固相出口输送至高压蒸汽锅炉的进料口并进入高压蒸汽锅炉；
（4）高压蒸汽锅炉以0.5Mpa、160～170℃的运行参数对进入高压蒸汽锅炉的物料进行处理20min后，将产生的高压蒸汽经高压蒸汽锅炉上端的液相出口输送至吹脱装置的进料口，高压蒸汽锅炉处理后的固相物质经其下部的固相出口被输送至烘干装置的进料口；所述进入吹脱装置的物料经过高温沸腾后，再利用MAP法对吹脱装置中的物料进行滴定处理以去除物料中的氨氮，再由吹脱装置的出料口进行出料，并依序经过紫外灯照射处理、活性炭过滤、石英砂过滤后将处理所得的溶液输送回畜禽舍的冲洗液入口进行回用，其中石英砂过滤的反冲洗液通过管路输送至碳化炉的进料口；
（5）进入烘干装置的物料经过烘干后，由烘干装置的出料口输送至造粒装置中进行造粒，然后被输送至碳化炉中以800℃的温度进行碳化处理，最后下料所得的碳化物料作为水质净化剂、土壤改良剂、肥料或固体燃料进行使用。
8.根据权利要求7所述的一种用于畜禽养殖业零污染排放的处理***，其特征在于：所述步骤（2）和步骤（3）中的絮凝剂为无机铝盐或无机铁盐。
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