CN217265685U - 一种牛粪与玉米秸秆协同厌氧消化处理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型属于农业生产设备技术领域，具体涉及一种牛粪与玉米秸秆协同厌氧消化处理***，处理***包括破碎机、皮带传输机、有机肥发酵罐、两个螺旋输送机、厌氧消化反应器、沼渣沼液分离机、均质机、和集气袋；破碎机和有机肥发酵罐通过皮带传输机传输物料，有机肥发酵罐的出料口与第一螺旋输送机的进料口连通，第一螺旋输送机的出料口与厌氧消化反应器的进料口连通；均质机的出料口与第二螺旋输送机的进料口连通，第二螺旋输送机的出料口与厌氧消化反应器的另一个进料口连通；集气袋的进气口通过橡胶管与厌氧消化反应器的排气口连通，厌氧消化反应器的出料口与沼渣沼液分离机进料口连通。该***提高了农业废弃物中生物质能源的利用效率。

Description

一种牛粪与玉米秸秆协同厌氧消化处理***

技术领域

本实用新型属于农业生产设备技术领域，具体涉及一种牛粪与玉米秸秆协同厌氧消化处理***。

背景技术

我国作为农业大国，每年都有大量的农业废弃物产生，农业废弃物的处理需求极大，截至2020年我国秸秆理论产生量为7.97亿吨，可收集资源量约为 6.67亿吨。秸秆品种以水稻、玉米、小麦等粮食作物为主。农业废弃物未被及时和科学的处理是造成农业废弃物污染的主要原因。同时，随着奶牛养殖业规模化、集约化的迅速发展，奶牛场粪便集中排放造成的环境污染问题日益凸显。

玉米秸秆和牛粪等农业废弃物都是可生物降解的物质，且含有大量的有机质。牛粪含氮量髙，水分适中，含有较多的腐殖质。玉米秸秆主要由碳、氢、氧等元素组成的一系列有机物，且富含大量纤维素、半纤维素和木质素。由于牛粪各种养分含量丰富，经过适当处理后，可提高蛋白质的消化率和代谢能，同时还可杀死病原菌和改善适口性，可作为饲料来利用。玉米秸秆中富含大量难降解的纤维素、木质素，在单独进行厌氧消化过程中，这些难降解物质会降低产气速率，延长消化周期，增大成本投入。而畜禽粪便则不具有这一缺点，因此成为农村户用沼气的主要原料。但实际上，这些农业废弃物并没有得到有效的利用，大多数农作物秸秆被焚烧或丢弃，仅有少数用于生产沼气。农作物秸秆的焚烧会使土壤表层瞬间出现高温，抑制微生物活性，从而降低农作物中营养物质的降解速率，造成部分有机质流失，而且农作物秸秆在焚烧过程中，会产生浓烟，使焚烧地周边的空气质量降低。此外，畜禽粪便中含有一定的重金属、病原菌和寄生虫，长期堆放，会发生自然降解，产生大量有害物质和臭气。这些有害物质进入土壤后，改变了土壤自身营养结构，破坏土壤微生物的生长环境，同时，臭气会吸引大量虫蝇，导致病毒快速传播，疾病蔓延，威胁人类健康。因此，利用厌氧消化技术处理秸秆与粪便既能产生能源物质沼气，又能减少环境污染，有效的实现了有机固废的资源化、减量化和无害化。

由单一原料的厌氧消化会造成营养元素不均衡，且极易造成反应体系出现酸化现象，致使体系中pH下降，抑制产甲烷菌的生长。畜禽粪便的甲烷产量较低。畜禽粪便和其他基质的混合厌氧消化已经被应用作为一种提高工艺效率同时经济可行的替代选择。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决单一秸秆消化速率低下、单一粪便原料不足的问题，提高农业废弃物中生物质能源的利用效率，进而提供一种牛粪与玉米秸秆协同厌氧消化处理***。

本实用新型采用的技术方案为：一种牛粪与玉米秸秆协同厌氧消化处理***，处理***包括破碎机、皮带传输机、有机肥发酵罐、第一螺旋输送机、厌氧消化反应器、沼渣沼液分离机、均质机、第二螺旋输送机和集气袋；所述破碎机和有机肥发酵罐通过皮带传输机传输物料，有机肥发酵罐的出料口与第一螺旋输送机的进料口连通，第一螺旋输送机的出料口与厌氧消化反应器的进料口连通；所述均质机的出料口与第二螺旋输送机的进料口连通，第二螺旋输送机的出料口与厌氧消化反应器的另一个进料口连通；所述集气袋的进气口通过橡胶管与厌氧消化反应器顶部的排气口连通，厌氧消化反应器的出料口与沼渣沼液分离机进料口连通输料。

进一步的，所述厌氧消化反应器中物料的反应温度为35℃2-37℃，其pH 值为7-8。

进一步的，所述厌氧消化反应器中物料的反应时间为15-20天。

进一步的，所述破碎机为剪切式破碎机，用于对玉米秸秆进行破碎细化处理。

进一步的，所述均质机为高速均质搅拌机，用于对牛粪进行均质化处理。

本新型的有益效果：为了提高农业废弃物中生物质能源的利用效率，提供一种牛粪与玉米秸秆协同厌氧消化处理***。利用玉米秸秆和牛粪进行混合厌氧消化，既能处理作物秸秆和牛粪这两种污染物，而且还能获得绿色燃料甲烷。整个处理过程中***运行基本稳定，同时节能环保，能够较大程度实现废物资源化利用与可持续发展，有利于厌氧消化技术的推广。

附图说明

图1是实施例一中厌氧消化处理***的结构示意图；

图2是实施例一中使用厌氧消化处理***处理牛粪和玉米秸秆的工艺流程图。

具体实施方式

实施例一

参照图1，一种牛粪与玉米秸秆协同厌氧消化处理***，处理***包括破碎机1、皮带传输机2、有机肥发酵罐3、第一螺旋输送机4、厌氧消化反应器 5、沼渣沼液分离机6、均质机7、第二螺旋输送机8和集气袋9；所述破碎机1 和有机肥发酵罐3通过皮带传输机2传输物料，有机肥发酵罐3的出料口与第一螺旋输送机4的进料口连通，第一螺旋输送机4的出料口与厌氧消化反应器5的进料口连通；所述均质机7的出料口与第二螺旋输送机8的进料口连通，第二螺旋输送机8的出料口与厌氧消化反应器5的另一个进料口连通；所述集气袋9的进气口通过橡胶管与厌氧消化反应器5顶部的排气口连通，厌氧消化反应器5的出料口与沼渣沼液分离机6进料口连通输料；所述厌氧消化反应器 5中物料的反应温度为36℃，其pH值为7.5，厌氧消化反应器5中物料的反应时间为18天；所述破碎机1为剪切式破碎机；所述均质机7为高速均质搅拌机。

先用破碎机对玉米秸秆进行破碎细化处理，其中可以加入其它有机废弃物，再将破碎后的秸秆通过有机肥发酵罐进行好氧腐熟预处理，一部分玉米秸秆可直接回田处理。最后将均质化处理后的牛粪与预处理后的玉米秸秆按照一定的总固体浓度(TS)混匀后投入厌氧消化反应器中。经过破碎机破碎细化后的玉米秸秆便于微生物对原料的更高效利用。牛粪均质化处理时，均质器将粪液混合均匀，使其质地细腻，可提高蛋白质的消化率和代谢率。预处理后的牛粪与玉米秸秆按照总固体浓度(TS)值为12％混匀加入厌氧消化反应器中。该浓度下，消化过程中半纤维素最易于分解，***的营养元素较为均衡，厌氧消化***能稳定运行。厌氧消化反应器消化温度设定在37±2℃。可以保证在较低能耗的前提下得到相对较高的污染物去除率和能量回收率。集气袋的进气口通过气体输送橡胶管与厌氧消化反应器的出气口相连，用于收集气体。厌氧消化反应结束后，所得到的沼渣与沼液通过沼渣沼液分离机进行处理。分离的沼渣大多数进入了焚烧或填埋设施，沼液则是进入污水处理***，处理后进行回用或者达标排放。对沼渣沼液的细化处理，处理后的残余物可用于制备土壤改良剂，与土壤掺混改良。

由于秸秆中含有大量的纤维素、半纤维素和木质素等高分子聚合物，难以降解，在单独进行厌氧消化过程中，这些难降解物质会降低产气速率，延长消化周期，增大成本投入。而畜禽粪便则不具有这一缺点，因此成为农村户用沼气的主要原料。另外，由于畜禽粪便中碳氮比较低，导致***启动时间较长，反应速率低下等问题出现，影响产气性能。因此，将两种原料进行协同厌氧消化，多原料混合发酵技术是多种物料在同一容器中共同发酵的过程，可以通过保持发酵底物中营养元素、碳氮比、pH值等的平衡，增强发酵液的缓冲能力，提高微生物的协同作用，降低有害物质对发酵过程的抑制，从而有效提高沼气生产效率。同时，对消化后的残余物进行资源化处理，防止对环境造成二次污染。并且可用于制备土壤改良剂，形成有机肥，实现玉米秸秆与牛粪的资源化利用最大化。同时避免了由于单一原料厌氧消化的缺陷，提高农业废弃物中有机质的转化效率，能较大程度实现秸秆与牛粪的资源化利用。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种牛粪与玉米秸秆协同厌氧消化处理***，其特征在于：处理***包括破碎机(1)、皮带传输机(2)、有机肥发酵罐(3)、第一螺旋输送机(4)、厌氧消化反应器(5)、沼渣沼液分离机(6)、均质机(7)、第二螺旋输送机(8)和集气袋(9)；所述破碎机(1)和有机肥发酵罐(3)通过皮带传输机(2)传输物料，有机肥发酵罐(3)的出料口与第一螺旋输送机(4)的进料口连通，第一螺旋输送机(4)的出料口与厌氧消化反应器(5)的进料口连通；所述均质机(7)的出料口与第二螺旋输送机(8)的进料口连通，第二螺旋输送机(8)的出料口与厌氧消化反应器(5)的另一个进料口连通；所述集气袋(9)的进气口通过橡胶管与厌氧消化反应器(5)顶部的排气口连通，厌氧消化反应器(5)的出料口与沼渣沼液分离机(6)进料口连通输料。

2.根据权利要求1所述的一种牛粪与玉米秸秆协同厌氧消化处理***，其特征在于：所述破碎机(1)为剪切式破碎机。

3.根据权利要求1所述的一种牛粪与玉米秸秆协同厌氧消化处理***，其特征在于：所述均质机(7)为高速均质搅拌机。

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