CN113499665A - 一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭方法、装置及*** - Google Patents

一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭方法、装置及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭方法、装置及***，包括臭气收集单元、喷雾加湿单元、吸附‑氧化耦合处理单元以及排放单元，这四个单元组成，本发明涉及粪污处理臭气减排技术领域。该技术中原材料为畜禽粪，来源广泛且价格低廉，可以达到以废治废的目的。该除臭工艺，很好的解决了现有活性炭吸附技术存在的填料成本高、需频繁再生等问题，提供了一种成本低廉、制备简单的粪基生物炭填料及工艺，利用粪基生物炭的吸附作用和臭氧氧化的分解作用，实现养殖场畜禽粪便堆肥除臭的同时，有效延长了填料的运行寿命，从而极大地提高环境效益和经济效益。

Description

一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭方法、装置及***
技术领域
本发明涉及生物废弃物资源利用及臭气减排技术领域，具体为一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭方法、装置及***。
背景技术
规模畜禽养殖场的大量兴建，作为养殖场附属产品的臭气，以及相应的臭气处理也越来越受到人们的关注。畜禽养殖场产生的臭气主要集中在粪污处理区和畜禽舍内以及排风口，其中粪便堆肥处理过程产生的臭味最浓，这些致臭物质主要有氨、硫化氢等无机物和胺类、酚类、脂肪酸类、硫醇类等挥发性有机物（VOCs），据分析，成分中氨的浓度最高，其次是H2S，VOCs中酚类和硫醇类等臭气强度较大，这些污染物具有易挥发、嗅阈值低等特点，不仅严重污染周边空气环境，危害人体健康，而且对畜禽养殖厂的金属材料、设备和管道具有强烈腐蚀性，因此采取减臭措施非常必要。
另外，随着中国农村经济的快速发展、农业生产水平的不断提高和农民环境意识的日益增强，畜禽养殖场的恶臭污染也就成为亟待解决的环境问题，因此在建设规模畜禽养殖场的过程中，除了设置必要的养殖污水、粪便处理与处置***外，还需针对粪污处理区臭气物质的成分和臭气的浓度，选择合适的除臭技术，设置经济有效的除臭***。
针对不同臭气组分，对臭气进行处理的时候，一定要合理选择出最适合的解决办法和相关技术，以下为常用除臭方法。
活性炭吸附法，其利用活性炭能吸附臭气中致臭物质的特点，达到脱臭目的，活性炭吸附除臭，需首先对臭气进行收集，然后进入活性炭吸附塔，处理后洁净气体排放。
臭氧氧化法，其利用臭氧作为氧化剂，使臭气中的致臭物质氧化去除，达到脱臭目的，臭氧除臭，需首先对臭气进行收集，然后进行臭氧氧化，处理后洁净气体排放，其中臭氧需配置臭氧发生器。活性炭吸附技术存在易吸附饱和、需频繁再生或更换等问题，常用的活性炭填料一般为木质炭、果壳炭、煤质炭等，但这些材料价格较高，因此选择具有稳定除臭效率、成本低廉的新型填料，并构建有效的除臭***成为其中的关键。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭方法、装置及***。通过对畜禽粪便进行资源化再利用，制得粪基生物炭，并结合臭氧同步氧化吸附，将粪基生物炭用于畜禽粪便堆肥除臭并具有较好的效果，对缓解养殖场空气环境以及周边环境具有重要意义。
本发明的第一目的在于提供一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭方法，所述方法为：收集畜禽粪便堆肥产生的臭气并喷雾加湿，随后将所述臭气通入装有粪基生物炭填料的容器，同时向所述容器内通入臭氧气体和/或臭氧水；所述臭气经反应分解后达标排放。
本发明提供的一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭方法，进一步设置为，方法具体步骤如下：
(1)粪基生物炭的制备，先将畜禽粪便制备成粪基生物炭，再将所述粪基生物炭制备成粪基生物炭填料备用；
(2)臭气收集，将粪便堆肥区臭气收集并通过臭气管道输送；
(3)喷雾加湿，将步骤（2）收集起来的臭气实施喷雾加湿处理；
(4)吸附氧化耦合处理，将经步骤（2）加湿后的臭气通入装有所述粪基生物炭填料的容器内，同时向容器内通入臭氧气体和/或喷淋臭氧水，经过粪基生物炭的吸附和臭氧氧化分解作用；
(5)达标排放：臭气经过所述处理后达标排放。
本发明提供的一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭方法，进一步设置为，所述粪基生物炭填料由猪粪基生物炭、牛粪基生物炭、羊粪基生物炭、鸡粪基生物炭和鸽粪基生物炭中的一种或多种组合而成。
本发明提供的一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭方法，进一步设置为，所述喷雾加湿所使用的液体为酸性、中性或碱性液体的一种或多种。
本发明的第二目的在于提供一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭装置，所述除臭装置包括至少一个喷雾加湿单元和至少一个吸附氧化耦合单元；
喷雾加湿单元，至少包括一个喷洒除臭液体的喷雾反应腔体；
吸附氧化耦合单元，至少包括一个所述容器，所述容器内设有所述粪基生物炭填料，所述粪基生物炭填料的顶部设有臭氧水喷淋器，底部设有臭氧气体入口。
本发明提供的一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭装置，进一步设置为，所述容器底部设有臭氧水回流池，所述臭氧水回流池内设有喷淋泵，所述臭氧水喷淋泵通过喷淋管与所述臭氧水喷淋器连通。
本发明提供的一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭装置，进一步设置为，所述臭氧水回流池的一端连接气液混合器及臭氧发生器。所述臭氧发生器还通过管道与所述臭氧水回流池底部或所述臭氧气体入口连通。
本发明的第三目的在于提供一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭***，包括如上所述的除臭装置，还包括：
臭气收集单元，其包括通风设备，用于将粪便堆肥区的臭气收集，收集后的臭气通过管道输送到所述除臭装置；
排放单元，其包括排放塔；
控制装置，其分别连接并控制所述除臭装置、所述排放单元、所述臭气收集单元。
本发明提供的一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭装置，进一步设置为，所述装置包括1个喷雾加湿单元和至少3个依次串联的吸附氧化耦合单元。
本发明提供的一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭装置，进一步设置为，所述装置包括1个喷雾加湿单元和1个吸附氧化耦合单元串联而成的处理模组，多个处理模组并联相接。
有益效果
本发明提供了一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭方法、装置及***，具有以下优点：
1. 采用粪便有机肥作为原料生产粪基生物炭，原料在畜禽场易得且廉价，实现了以废治废，且绿色环保经济；
2. 吸附氧化耦合处理单元实现了在生物炭吸附的同时，可连续不断地通入臭氧气体或喷淋臭氧水，将吸附与氧化分解过程同步进行，生物炭在大量吸附氨气、硫化氢等无机气体的同时，臭氧氧化可大幅度氧化降解有机VOCs，相对于臭氧氧化法等现有技术，极大地提高了除臭的效果和效率；
3. 臭氧氧化降解有机VOCs的同时，还可氧化分解生物炭上吸附的可降解VOCs，即相当于对生物炭进行同步再生，避免了活性炭吸附等现有技术中填料需频繁再生或更换的重大缺陷。
4. 生物炭表面多孔且官能团丰富特性的利用，可对臭氧氧化降解VOCs发挥催化氧化作用，有效提高了降解VOCs的能力。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的串联式流程图。
图3为本发明的并联式流程图。
图4为本发明的喷雾加湿单元结构示意图。
图5为本发明的吸附氧化耦合单元示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子对本发明做进一步的详细描述。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供三种技术方案：一种粪基生物炭用于畜禽粪便堆肥除臭的工艺，具体包括以下实施例：
实施例一
一种粪基生物炭用于畜禽粪便堆肥除臭的工艺，包括臭气收集单元、喷雾加湿单元、吸附氧化耦合单元以及排放单元，这四个单元组成，其处理方法具体包括以下步骤：
S1、臭气收集单元：将粪便堆肥区臭气通过通风设备收集，并且将收集的臭气通入喷雾加湿单元内进行处理，通风设备采用的是负压风机；
S2、喷雾加湿单元：将步骤S1收集起来的臭气通过喷雾将臭气中可溶于水的成分去除，并将臭气加湿，该液体的水相为酸性盐酸水溶液；
S3、吸附氧化耦合单元：将加湿后的臭气通入装有粪基生物炭填料的容器内，同时向容器内通入臭氧气体，经过生物炭的吸附和臭氧氧化分解作用后，使排放气达到排放标准要求，粪基生物炭为猪粪基生物炭，通入的臭氧气体为氧气源臭氧发生器产生；
S4、排放单元：臭气经过上述处理后通过排放塔进行排放，排放塔为塔架式排放塔。
实施例二
一种粪基生物炭用于畜禽粪便堆肥除臭的工艺，包括臭气收集单元、喷雾加湿单元、吸附氧化耦合单元以及排放单元，这四个单元组成，其处理方法具体包括以下步骤：
S1、臭气收集单元：将粪便堆肥区臭气通过通风设备收集，并且将收集的臭气通入喷雾加湿单元内进行处理，通风设备采用的是离心风机；
S2、喷雾加湿单元：将步骤S1收集起来的臭气通过喷雾将臭气中可溶于水的成分去除，并将臭气加湿，该水相为中性水溶液；
S3、吸附氧化耦合单元：将加湿后的臭气通入装有粪基生物炭填料的容器内，同时向容器内通入臭氧气体，经过生物炭的吸附和臭氧氧化分解作用后，使排放气达到排放标准要求，粪基生物炭为羊粪基生物炭，通入的臭氧气体为空气源臭氧发生器产生；
S4、排放单元：臭气经过上述处理后通过排放塔进行排放，排放塔为套筒式排放塔。
实施例三
一种粪基生物炭用于畜禽粪便堆肥除臭的工艺，包括臭气收集单元、喷雾加湿单元、吸附氧化耦合单元以及排放单元，这四个单元组成，其处理方法具体包括以下步骤：
S1、臭气收集单元：将粪便堆肥区臭气通过通风设备收集，并且将收集的臭气通入喷雾加湿单元内进行处理，通风设备采用的是旋风除尘器；
S2、喷雾加湿单元：将步骤S1收集起来的臭气通过喷雾将臭气中可溶于水的成分去除，并将臭气加湿，该水相为碱性氢氧化钠水溶液；
S3、吸附氧化耦合单元：将加湿后的臭气通入装有粪基生物炭填料的容器内，同时向容器内通入臭氧气体，经过生物炭的吸附和臭氧氧化分解作用后，使排放气达到排放标准要求，粪基生物炭为鸽粪基生物炭，通入的臭氧气体为氧气源臭氧发生器产生；
S4、排放单元：臭气经过上述处理后通过排放塔进行排放，排放塔为内衬式排放塔。
实施例四
结合实施例1-3
一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭装置，所述除臭装置包括至少一个喷雾加湿单元和至少一个吸附氧化耦合单元；
喷雾加湿单元，至少包括一个喷洒除臭液体的喷雾反应腔体；
吸附氧化耦合单元，至少包括一个所述容器，所述容器内设有所述粪基生物炭填料7，所述粪基生物炭填料7的顶部设有臭氧水喷淋器4，底部设有臭氧气体入口5。所述容器底部设有臭氧水回流池8，所述臭氧水回流池内设有喷淋泵6，所述臭氧水喷淋泵6通过喷淋管与所述臭氧水喷淋器4连通。所述臭氧水回流池的一端连接气液混合器9及臭氧发生器10。所述臭氧发生器还通过管道与所述臭氧水回流池底部或所述臭氧气体入口连通。图5中11为进口，12为出口，或者两者交换均可。
还包括：臭气收集单元，其包括通风设备，用于将粪便堆肥区的臭气收集，收集后的臭气通过管道输送到所述除臭装置；
排放单元，其包括排放塔；
控制装置，其分别连接并控制所述除臭装置、所述排放单元、所述臭气收集单元。
实施例五
结合图2和图4，一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭装置，所述装置包括1个喷雾加湿单元和至少3个依次串联的吸附氧化耦合单元。图4中，喷雾加湿单元的喷雾反应腔体包括依次连通的酸喷雾加湿腔1、碱喷雾加湿腔2、中性喷雾加湿腔3。
实施例六
结合图3，一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭装置，所述装置包括1个喷雾加湿单元和1个吸附氧化耦合单元串联而成的处理模组，多个处理模组并联相接。本发明公开了一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭方法、装置及***，包括臭气收集单元、喷雾加湿单元、吸附-氧化耦合处理单元以及排放单元，这四个单元组成，本发明技术中原材料为畜禽粪，来源广泛且价格低廉，可以达到以废治废的目的。该除臭工艺，很好的解决了现有活性炭吸附技术存在的填料成本高、需频繁再生等问题，提供了一种成本低廉、制备简单的粪基生物炭填料及工艺，利用粪基生物炭的吸附作用和臭氧氧化的分解作用，实现养殖场畜禽粪便堆肥除臭的同时，有效延长了填料的运行寿命，从而极大地提高环境效益和经济效益。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭方法，其特征在于，所述方法
为：收集畜禽粪便堆肥产生的臭气并喷雾加湿，随后将所述臭气通入装有粪基生物炭填料的容器，同时向所述容器内通入臭氧气体和/或臭氧水；所述臭气经反应分解后达标排放。
2.根据权利要求1所述的一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭方法，
其特征在于，步骤如下：
粪基生物炭的制备，先将畜禽粪便制备成粪基生物炭，再将所述粪基生物炭制备成粪基生物炭填料备用；
臭气收集，将粪便堆肥区臭气收集并通过臭气管道输送；
喷雾加湿，将步骤（2）收集起来的臭气实施喷雾加湿处理；
吸附氧化耦合处理，将经步骤（2）加湿后的臭气通入装有所述粪基生物炭填料的容器内，同时向容器内通入臭氧气体和/或喷淋臭氧水，经过粪基生物炭的吸附和臭氧氧化分解作用；
达标排放：臭气经过所述处理后达标排放。
3.根据权利要求2所述的一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭方法，
其特征在于，所述粪基生物炭填料由猪粪基生物炭、牛粪基生物炭、羊粪基生物炭、鸡粪基生物炭和鸽粪基生物炭中的一种或多种组合而成。
4.根据权利要求2所述的一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭方法，
其特征在于，所述喷雾加湿所使用的液体为酸性、中性或碱性液体的一种或多种。
5.一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭装置，其特征在于，所述除臭
装置包括至少一个喷雾加湿单元和至少一个吸附氧化耦合单元；
喷雾加湿单元，至少包括一个喷洒除臭液体的喷雾反应腔体；
吸附氧化耦合单元，至少包括一个所述容器，所述容器内设有所述粪基生物炭填料，所述粪基生物炭填料的顶部设有臭氧水喷淋器，底部设有臭氧气体入口。
6.根据权利要求4所述的一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭装置，
其特征在于，所述容器底部设有臭氧水回流池，所述臭氧水回流池内设有喷淋泵，所述臭氧水喷淋泵通过喷淋管与所述臭氧水喷淋器连通。
7.根据权利要求5所述的一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭装置，
其特征在于，所述臭氧水回流池的一端连接气液混合器及臭氧发生器；所述臭氧发生器还通过管道与所述臭氧水回流池底部或所述臭氧气体入口连通。
8.一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭***，其特征在于，包括如权
利要求4所述的除臭装置，还包括：
臭气收集单元，其包括通风设备，用于将粪便堆肥区的臭气收集，收集后的臭气通过管道输送到所述除臭装置；
排放单元，其包括排放塔；
控制装置，其分别连接并控制所述除臭装置、所述排放单元、所述臭气收集单元。
9.根据权利要求4所述的一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭装置，其特征在于，所述装置包括1个喷雾加湿单元和至少3个依次串联的吸附氧化耦合单元。
10.根据权利要求4所述的一种利用粪基生物炭的畜禽粪便堆肥除臭装置，其特征在于，所述装置包括1个喷雾加湿单元和1个吸附氧化耦合单元串联而成的处理模组，多个处理模组并联相接。
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