CN109534636B - 一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产***，该***将废弃生物质秸秆处理装置和畜禽粪污处理装置结合并综合利用，废弃生物质秸秆处理装置将废弃生物质秸秆经裂解炭化处理，得到生物炭、木焦油、木醋液，以及伴生燃气；畜禽粪污处理装置将畜禽粪污分离出固体粪渣和粪污液体；固体粪渣进入发酵制肥装置添加生物炭，接入伴生燃气热源烘干制成炭基生物有机肥；粪污液体经生物炭吸附，固状物返送到发酵制肥装置，液状物接入伴生燃气加热的热水，液状物进入污水生化处理装置，排出达标尾水。该***高效资源化利用畜禽粪污，高效处理废弃生物质秸秆，降低了整体处理成本，产生双重经济效益，循环再利用，改善生态环境。

Description

一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产***
技术领域
本发明属于有机肥处理领域，涉及农村废弃物资源化综合利用及***性处理，具体地涉及一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产***。
背景技术
目前，我国以生猪养殖为代表的畜禽养殖规模不断扩大与集中，畜禽粪污因为体量庞大而且集中，因而越来越成为环境污染的重要污染源。现有的畜禽粪污的处理方式，已经不再适合现有的大规模工业化集中养殖的生产模式。
现有的畜禽粪污的处理方式，一般分为以下两种：一种是进行厌氧发酵制沼气的资源化利用模式。这种模式只有在沼气发电并入电网***，才能产生经济效益。而且厌氧发酵后的沼液沼渣的处理，更是非常令人头疼的问题。虽然沼渣可以发酵制肥，沼液也可以处理后作为液态肥。但一般而言，沼液的生产量巨大，需要的土地消纳面积相当的大，并且，常年施用沼液液态肥，也会导致土壤酸化板结，形成二次污染。
另一种是将粪污进行干湿分离后，粪渣进行高温好氧发酵后，制成各类有机肥料；粪水进行生化处理，是处理后的水质达到排放标准，由养殖厂加以回收使用，以及用于农林蔬果的灌溉。这种方式的好处是，在稳定运行的情况下，处理成本低廉，处理量大，土地面积占用不大，且出水水质稳定可靠。但这类处理方式的最大缺点是，在生化处理处理中，进行水质处理的微生物菌会在低温（<10℃）时休眠或死亡，从而导致污水处理***失效、崩溃，而微生物菌群的重新培育耗时很长。因此，寻找成本较低的、对环境友好的处理方式相当重要。
同时，我国农、林业存在农作物秸秆、谷壳、林业废弃物等生物质，这些废弃资源中，有被直接遗弃，或就地焚烧，没有有效的将这些可利用资源合理利用，出现这些可再生资源的浪费，故而，如何将这些废弃的生物质资源进行合理的资源再利用是需迫切解决的问题。
按照农业循环经济以减量化(Reduce)、再利用(Reuse)、资源化( Recycle)的3R原则为指导，改变传统“资源→产品→废弃物排放”物质单向流动线性资源利用方式，取而代之的是“资源→产品→二次资源”的物质闭环流动型态的资源利用方式，是21世纪农业发展的重要方向。
因此，如何将农、林业存在的农作物秸秆、谷壳、林业废弃物和畜禽粪便及废粪水综合一起进行处理，做到废弃资源高效处理综合利用，解决这些物质对环境的影响，且创造一定的经济价值，具有较为现实的意义。
发明内容
本发明要解决的问题是现有畜禽粪污体量庞大集中，处理方式不适合生态环境保护，而农作物秸秆生物质废弃资源未得到合理利用的双重问题，提供一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产***，在畜禽粪污的处理工艺中，引入了秸秆综合利用的秸秆炭化技术，从而既能高效资源化利用畜禽粪污，又能够高效处理废弃生物质秸秆，通过两者结合，降低了整理处理成本，产生双重经济效益，同时，经过两者结合的循环再利用，能够改善生态环境。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产***，其特征在于：该***包括废弃生物质秸秆处理装置和畜禽粪污处理装置及其综合利用生产；其生产工艺步骤如下：
1）所述废弃生物质秸秆处理装置将废弃生物质秸秆经裂解炭化处理，得到生物炭、木焦油、木醋液，以及伴生燃气；
2）所述畜禽粪污处理装置接入废弃生物质秸秆处理装置产生的木醋液进行除臭，同时将畜禽粪污经过固液分离后，分离出固体粪渣和粪污液体；
3）所述固体粪渣进入发酵制肥装置，添加由废弃生物质秸秆处理装置生产的生物炭，并接入废弃生物质秸秆处理装置生产的伴生燃气热源烘干制成炭基生物有机肥；
4）所述粪污液体经所述生物炭吸附其中的悬浮物后，固状物返送到所述发酵制肥装置，液状物接入所述伴生燃气加热的热水，并控制液状物温度，所述液状物进入污水生化处理装置，排出达标尾水。
作为优选，所述废弃生物质秸秆处理装置包括炭化炉、旋分分离器、洗涤塔、冷凝器、除焦器，将废弃生物质秸秆经粉碎后用螺旋输送机送入炭化炉内，在燃烧层在400℃~700℃进行炭化2~4小时，裂解炭化过程中将挥发出混合气体，通过洗涤、冷凝，并得到木醋液和焦油及伴生燃气，炭化炉底生成生物炭。
作为优选，所述生物炭混配中药材，制成饲料添加剂。
作为优选，所述畜禽粪污处理装置包括发酵制肥装置、挤压螺旋分离机、热水锅炉、污水生化处理装置。
作为优选，所述固体粪渣加入所述生物炭混合，进入发酵制肥装置，接入伴生燃气加热热水锅炉的热能，加快发酵，接入伴生燃气产生的热源烘干造粒制成炭基生物有机肥。
作为优选，所述固体粪渣加入适量氮、磷、钾等原料及发酵用生物菌种，添加5%~10%的生物炭混合，并升温进行好氧发酵7~14天；再进入陈化阶段二次发酵20~40天，加入5~10%的生物炭，接入伴生燃气产生的热源烘干造粒制成炭基生物有机肥。
所述粪污液体与所述木醋液及营养液调配成液态肥。
作为优选，污水生化处理装置包括如下工艺步骤：将污水进入预沉池、调节池，经酸化水解处理并导入伴生燃气加热热水锅炉的热水，使微生物菌群保持活性；再进入一级A/O池、二级A/O池，然后进入二沉池沉降；经所述生物炭吸附除色，加入所述木醋液消毒，达标尾水一部分送养殖厂回用，余下尾水，用于农林果蔬灌溉。
本发明具有的优点和积极效果是：
1、本发明生产***采用废弃生物质秸秆处理装置和畜禽粪污处理装置的联合综合处理，既能高效处理废弃生物质秸秆，又能够高效资源化利用畜禽粪污，废弃生物质秸秆经裂解炭化处理得到生物炭、木焦油、木醋液以及伴生燃气，而畜禽粪污处理装置可有效利用木醋液进行除臭，同时固体粪渣进入发酵制肥装置可利用生物炭制成炭基生物有机肥，粪污液体可利用生物炭进行吸附，液状物污水生化处理装置排出达标尾水；通过两者结合，降低了整理处理成本，产生双重经济效益，经过两者结合的循环再利用，能够改善生态环境，具有较高的社会效应。
2、本发明生产***采用废弃生物质秸秆处理装置和畜禽粪污处理装置的联合综合处理，废弃生物质秸秆经裂解炭化过程产生的生物炭具有改良土壤、固定碳汇、吸附重金属的特性，在粪污处理过程中，其与粪渣耦合发酵制肥时，所得的炭基有机肥、炭基生物有机肥，与常规的有机肥和同生物有机肥相比，具有较大的比较优势：营养平衡，促进作物生长、增产明显，肥效高；改善农产品品质；抑制病原苗，减轻病虫害；改良土壤，减少土壤中硝酸盐的污染；增加作物对水份的吸收、增强作物抗旱及抗倒伏能力；生物炭在粪水处理过程中，可以作活性炭使用，对污水中的各污染物进行吸附。
3、本发明生产***采用废弃生物质秸秆处理装置和畜禽粪污处理装置的联合综合处理，废弃生物质秸秆经裂解炭化过程产生的伴生燃气，可用于加热产生热能，在畜禽粪污处理装置中固体粪渣进入发酵制肥装置，接入伴生燃气加热热水锅炉的热能加快发酵，同时伴生燃气产生的热源烘干造粒制成炭基生物有机肥；同样伴生燃气燃烧，通过热水锅炉生成的热水，在污水生化处理装置的酸化水解处理并导入热水锅炉的热水，作为污水处理的保温热源，使微生物菌群保持活性。
4、本发明生产***采用废弃生物质秸秆处理装置和畜禽粪污处理装置的联合综合处理，废弃生物质秸秆经裂解炭化过程产生的木醋液，畜禽粪污处理装置接入木醋液进行除臭；木醋液还可以与粪污液体及营养液调配成液态肥；进入生化处理装置，可以用作杀菌剂、消毒剂，效果良好，用途广泛。
5、本发明生产***采用废弃生物质秸秆处理装置可将生物炭混配中药材，制成饲料添加剂，用于畜禽喂养，该饲料添加剂具有强体抗病，提高免疫；促进生长，提高增重；杀菌排毒，改善肉质；祛除臭味，净化环境优异特性，能够使养殖体生猪所排粪便无恶臭味，并能减少排便，从而从源头上减少污染源的生成；同时本发明***生产制成商品如生物炭、木醋液、炭基肥料、液态肥、饲料添加剂为绿色无污染产品。
附图说明
图1是本发明一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产***流程方框图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例对本发明进行进一步的描述。
参见图1，本发明提供一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产***。该***包括废弃生物质秸秆处理和畜禽粪污处理装置及其结合的综合利用生产；图1中废弃生物质秸秆处理装置用工艺装置A表示，畜禽粪污处理装置用工艺装置B表示；包括B1：固体粪渣发酵制肥装置和B2：污水生化处理装置。
废弃生物质秸秆处理装置A包括炭化炉、旋分分离器、洗涤塔、冷凝器、除焦器等，废弃生物质秸秆处理装置将农林废弃物秸秆包括稻草、谷壳、棉杆、树皮、树枝、麦秆、玉米杆、玉米芯等粉碎后用螺旋输送机送入炭化炉内，经炭化炉在400℃~700℃条件下，进行炭化2~4小时限氧裂解，得到产品：生物炭、木醋液，以及伴生燃气。
伴生燃气，通过热水锅炉生成的热源及热水，作为后续污水处理的保温热源，肥料发酵装置的保温热源，以及肥料烘干用的热源也由伴生燃气燃烧提供；木醋液可与粪污液体及营养液调配成液态肥，也用作除臭剂、杀菌剂、消毒剂。
畜禽粪污处理装置B包括发酵制肥装置、挤压螺旋分离机、热水锅炉、污水生化处理装置等；畜禽粪污处理装置将畜禽养殖厂收集到的粪污含水率，储存于粪污储存池，加入木醋液进行除臭；将畜禽粪污用固液分离机进行固液分离，分离出固体粪渣，余下粪污液体。粪污液体与木醋液及营养液调配成液态肥。
固体粪渣添加富含有机质的物质，如蘑菇渣、糠醛渣、腐殖酸等，补充的氮、磷、钾等原料，以及发酵用生物菌种，并添加5%~10%的生物炭，在发酵槽中，进行好氧发酵，在发酵槽中设置热水地热装置，用于发酵装置的升温、保温，加快发酵进程，经过7~14天的发酵后，进入陈化阶段二次发酵，经过20~40天的陈化，再次混合5%~10%的生物炭，制成炭基肥有机肥，或再补充生物菌剂，制成炭基生物有机肥。
固体粪渣加入生物炭混合，进入发酵制肥装置，加入所述木醋液，接入伴生燃气加热热水锅炉的热能，加快发酵，接入伴生燃气产生的热源烘干造粒制成炭基生物有机肥。
粪污液体经生物炭类似活性炭的多孔特性做为过滤层进行过滤，拦截、吸附部分固状物，固状物返送到发酵制肥装置，制成炭基生物有机肥；液状物进入固液挤压螺旋分离机处理排出含水45~50%粪污加入生物炭粉吸附制成炭基生物有机肥，余下污水进入污水生化处理装置，将污水进入预沉池、调节池，经酸化水解处理并导入伴生燃气加热热水锅炉的热水，保持水体温度，使得水体中的微生物菌群保持活性；再进入一级A/O池、二级A/O池沉降；沉降污泥返送发酵制肥装置，制成炭基生物有机肥，尾水经生物炭吸附除色，加入木醋液消毒，达标尾水一部分送养殖厂回用，余下尾水，用于农林果蔬灌溉。
一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产***，工作原理如下：
工艺装置A废弃生物质秸秆通过裂解炭化处理，得到生物炭、木醋液，以及裂解炭化过程中的伴生燃气。
工艺装置B畜禽粪污利用工艺装置A产生的木醋液进行除臭。
将畜禽粪污经过固液分离后，固体粪渣进入发酵制肥装置，在发酵制肥过程中，添加入工艺装置A所生产生物炭，并在后期制成各功能性有机肥、生物有机肥时再次添加，利用生物炭的多孔保水特性、重金属固定特性等，对所制肥料进行加成，制成为炭基有机肥、炭基生物有机肥等，同时，在发酵制肥生产过程中，可以将热水锅炉的热能导入，以促进发酵，缩短发酵时间，提升制肥效率；
畜禽粪污分离的液体，一部分，与木醋液以及其它原料调配制成液态肥；剩余部分，经过使用生物炭吸附其中的悬浮物后，拦截的固体返到发酵制肥装置B1，液体进入污水生化处理装置B2，在生化装置的A/O池的前端，接入热水锅炉的热水控制水体温度。
生化处理装置B2产生的粪污返送到工艺装置B，进行制肥；处理好的达标尾水，一部分送养殖厂回用；剩余的尾水，用于农林果蔬灌溉；特别的，为适应环保要求，可将尾水用氧化塘处理，或送污水处理厂处理，以达到更高的水质标准。
实施例中，可将工艺装置A中的生物炭混配中药材，制成饲料添加剂，用于畜禽喂养，该饲料添加剂能够使养殖体生猪所排粪便无恶臭味，并能减少排便，从而从源头上减少污染源的生成。
实施例中，本发明***生产制成商品如生物炭、木醋液、炭基肥料、液态肥、饲料添加剂为绿色无污染产品。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产***，其特征在于：该***包括废弃生物质秸秆处理装置和畜禽粪污处理装置及其综合利用生产；其生产工艺步骤如下：
1）所述废弃生物质秸秆处理装置将废弃生物质秸秆经裂解炭化处理，得到生物炭、木焦油、木醋液，以及伴生燃气；
2）所述畜禽粪污处理装置接入废弃生物质秸秆处理装置产生的木醋液进行除臭，同时将畜禽粪污经过固液分离后，分离出固体粪渣和粪污液体；
3）所述固体粪渣进入发酵制肥装置，添加由废弃生物质秸秆处理装置生产的生物炭，并接入废弃生物质秸秆处理装置生产的伴生燃气热源烘干制成炭基生物有机肥；
4）所述粪污液体经所述生物炭吸附其中的悬浮物后，固状物返送到所述发酵制肥装置，液状物接入所述伴生燃气加热的热水，并控制液状物温度，所述液状物进入污水生化处理装置，排出达标尾水。
2.根据权利要求1所述一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产***，其特征在于：所述废弃生物质秸秆处理装置包括炭化炉、旋分分离器、洗涤塔、冷凝器、除焦器，将废弃生物质秸秆经粉碎后用螺旋输送机送入炭化炉内，在燃烧层在400℃~700℃进行炭化2~4小时，裂解炭化过程中将挥发出混合气体，通过洗涤、冷凝，并得到木醋液和木 焦油及伴生燃气，炭化炉底生成生物炭。
3.根据权利要求1所述一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产***，其特征在于：所述生物炭混配中药材，制成饲料添加剂。
4.根据权利要求1所述一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产***，其特征在于：所述畜禽粪污处理装置包括发酵制肥装置、挤压螺旋分离机、热水锅炉、污水生化处理装置。
5.根据权利要求1所述一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产***，其特征在于：所述固体粪渣加入所述生物炭混合，进入发酵制肥装置，接入伴生燃气加热热水锅炉的热能，加快发酵，接入伴生燃气产生的热源烘干造粒制成炭基生物有机肥。
6.根据权利要求1所述一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产***，其特征在于：所述固体粪渣加入适量氮、磷、钾等原料及发酵用生物菌种，添加5%-10% 的生物炭混合，并升温进行好氧发酵7~14天；再进入陈化阶段二次发酵20~40天，加入5-10% 的生物炭，接入伴生燃气产生的热源烘干造粒制成炭基生物有机肥。
7.根据权利要求1所述一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产***，其特征在于：所述粪污液体与所述木醋液及营养液调配成液态肥。
8.根据权利要求4所述一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产***，其特征在于：污水生化处理装置包括如下工艺步骤：将污水进入预沉池、调节池，经酸化水解处理并导入伴生燃气加热热水锅炉的热水，使微生物菌群保持活性；再进入一级A/O池、二级A/O池，然后进入二沉池沉降；经所述生物炭吸附除色，加入所述木醋液消毒，达标尾水一部分送养殖厂回用，余下尾水，用于农林果蔬灌溉。
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