一種分散式養(yǎng)豬戶糞便和秸稈混合發(fā)酵資源化利用技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種分散式養(yǎng)豬戶糞便和秸稈混合發(fā)酵資源化利用技術(shù)，主要針對(duì)農(nóng)村地區(qū)分散式養(yǎng)豬戶糞便的處理難題，以及廢棄農(nóng)作物秸稈的處置問(wèn)題，將分散式養(yǎng)豬戶糞便收集后添加粉碎的廢棄農(nóng)作物秸稈和混合菌劑(產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌)用于發(fā)酵產(chǎn)沼氣，產(chǎn)生的沼氣用熱水鍋爐燒制熱水，沼渣和沼液回田用于農(nóng)作物種植。本處理技術(shù)不僅使分散式養(yǎng)豬戶糞便和廢棄農(nóng)作物秸稈得到了處置，而且產(chǎn)生的沼氣燒制的熱水供銷售，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)沼渣和沼液用于農(nóng)田消納，還提高了農(nóng)作物產(chǎn)量，具有良好的環(huán)境社會(huì)效益。
【專利說(shuō)明】一種分散式養(yǎng)豬戶糞便和秸稈混合發(fā)酵資源化利用技術(shù)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種分散式養(yǎng)豬戶糞便和秸桿混合發(fā)酵資源化利用技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國(guó)在豬場(chǎng)糞便資源化利用方面大多采用成熟的厭氧發(fā)酵技術(shù)。如上海市早在1999年就建成102個(gè)豬場(chǎng)污水治理工程；福建省福清市建成的治理養(yǎng)豬場(chǎng)污水工程成功率和運(yùn)行率達(dá)100% ;江蘇省靖江市為解決農(nóng)村能源及畜禽糞便污染環(huán)境問(wèn)題，有16家養(yǎng)豬戶建起沼氣生物鏈工程。盡管如此，該技術(shù)在分散式中小型養(yǎng)豬戶糞便實(shí)際應(yīng)用中仍存在很多問(wèn)題，甚至難以應(yīng)用。例如:①分散式中小型養(yǎng)豬戶養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞便多為糞尿和沖洗水的混合物，糞便濃度較稀，經(jīng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣率低厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼液、沼渣、沼氣得不到充分的使用，造成資源浪費(fèi)，直接排放的環(huán)境中甚至造成二次污染。
[0003]現(xiàn)今，我國(guó)農(nóng)村地區(qū)仍然分散著大大小小的非規(guī)?；B(yǎng)豬戶，存欄量一般多為幾十至幾百頭不等。這個(gè)種分散型養(yǎng)豬戶由于規(guī)模小，均采用非標(biāo)準(zhǔn)化豬舍，沒(méi)有大型養(yǎng)殖戶的完整消毒體系，每天僅通過(guò)清水沖洗養(yǎng)殖場(chǎng)達(dá)到凈化的目的，導(dǎo)致產(chǎn)生的豬糞濃度非常低，不具備用發(fā)酵罐發(fā)酵產(chǎn)沼氣的條件。因而大多隨意排放，流入農(nóng)田、溝渠、河道，使周邊農(nóng)田不堪重負(fù)、雜草叢生、病原菌傳播、臭味遠(yuǎn)揚(yáng)、蚊蠅滋生。因此，尋求一種有效解決分散式養(yǎng)豬戶糞便的資源化利 用難問(wèn)題的技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的是:針對(duì)分散式養(yǎng)豬戶糞便處置難題，提出一種能夠?qū)⒎稚⑹金B(yǎng)豬戶糞便集中收集和秸桿混合發(fā)酵資源化利用的技術(shù)。
[0005]本發(fā)明的主要原理是:用收糞車收集一定區(qū)域的分散式養(yǎng)豬戶豬糞，存放于儲(chǔ)糞池中，用泥漿泵抽送至調(diào)漿池中，按照一定比例加入由粉碎機(jī)粉碎后的廢棄農(nóng)作物秸桿，而由于不同的農(nóng)作物秸桿在發(fā)酵罐停留時(shí)間不同，再向調(diào)漿池中加入市購(gòu)混合菌劑強(qiáng)化發(fā)酵效率以提高沼氣產(chǎn)氣量，用攪拌裝置將糞便、秸桿、混合菌劑攪拌均勻，采用目前比較成熟的全混式連續(xù)流攪拌槽式反應(yīng)器(CSTR)發(fā)酵工藝，將混合均勻后的糞便再用污泥泵抽送至厭氧發(fā)酵罐經(jīng)微生物厭氧發(fā)酵處理，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)干式脫硫塔和氣水分離器脫硫脫水后存儲(chǔ)于沼氣儲(chǔ)存罐，用于沼氣熱水鍋爐燒制熱水，供市場(chǎng)銷售，獲得利益。發(fā)酵后的副產(chǎn)物沼渣和沼液經(jīng)收集在儲(chǔ)存池中，回田消納，用于春夏季節(jié)棉花、夏秋季節(jié)水稻、冬春季節(jié)小麥的種植。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟:
[0007]I)用收糞車收集一定區(qū)域的分散式養(yǎng)豬戶豬糞，存放于儲(chǔ)糞池中。
[0008]2)粉碎機(jī)將廢棄農(nóng)作物秸桿粉碎。
[0009]3)用泥漿泵抽送I)中的豬糞至調(diào)漿池中，同時(shí)按比例加入2)中粉碎后的秸桿和市購(gòu)混合菌劑(產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌)，用攪拌裝置攪拌均勻。[0010]4)將3)中的混合豬糞用污泥泵抽送至厭氧發(fā)酵罐經(jīng)微生物厭氧發(fā)酵處理，產(chǎn)生沼氣。
[0011]5)將4)產(chǎn)生的沼氣經(jīng)干式脫硫塔和氣水分離器脫硫脫水后存儲(chǔ)于沼氣儲(chǔ)存罐。
[0012]6)將5)中產(chǎn)生的沼氣用熱水鍋爐燒制熱水，供市場(chǎng)銷售。
[0013]7)將4)中發(fā)酵后的副產(chǎn)物沼渣和沼液經(jīng)收集在儲(chǔ)存池中，回田利用。
[0014]本發(fā)明所用糞便為從分散式養(yǎng)豬戶的糞便，其TS質(zhì)量百分比為8%，秸桿可用水稻、小麥、玉米、芝麻、黃豆的秸桿(即It糞便添加16.7kg水稻秸桿、18.0kg小麥秸桿、20.0kg玉米秸桿、25.0kg芝麻秸桿、32.0kg黃豆秸桿)，也可使用幾種秸桿混合，可獲得較大的沼氣產(chǎn)生率。
[0015]本發(fā)明所用市購(gòu)混合菌劑為產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌混合菌劑，投加量為糞便總質(zhì)量的0.01-0.02%, Bp It糞便投加0.1-0.2kg混合菌劑。
[0016]本發(fā)明所用粉碎機(jī)為專用的秸桿粉碎機(jī)，秸桿破碎碎片長(zhǎng)度為l-4cm。
[0017]本發(fā)明采用全混式CSTR發(fā)酵工藝,在其厭氧發(fā)酵罐裝有攪拌機(jī),其轉(zhuǎn)速為25rpm,用于攪拌使發(fā)酵原料和微生物處于完全混合的狀態(tài)。發(fā)酵罐罐體采用搪瓷鋼板結(jié)構(gòu)，預(yù)制鋼板采用栓接方式拼裝，栓接處加特制密封材料防漏。
[0018]本發(fā)明采用所用攪拌裝置為攪拌機(jī)。
[0019]本發(fā)明所選沼氣熱水鍋爐為It的沼氣熱水鍋爐，每小時(shí)可將lt20°C的冷水加熱成90°C的熱水。小部分熱水用于冬季加熱以維持發(fā)酵罐發(fā)酵溫度，其余供市場(chǎng)銷售。
[0020]本發(fā)明產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)干式脫硫塔和氣水分離器脫硫脫水處理后儲(chǔ)存于沼氣儲(chǔ)存罐，用于燒制熱水供市場(chǎng)銷售。
[0021]本發(fā)明中豬糞和秸桿厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣和沼液用于農(nóng)田消納，主要用于春夏季節(jié)棉花、夏秋季節(jié)水稻、冬春季節(jié)小麥的種植。
[0022]本發(fā)明的效益是:既實(shí)現(xiàn)了分散式農(nóng)戶低TS豬場(chǎng)糞便的無(wú)害化處理，又實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)豬場(chǎng)糞便和農(nóng)作物秸桿的資源化利用，同時(shí)燒制的熱水作為商品銷售也產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益，并且沼渣和沼液用于農(nóng)田消納，提高了農(nóng)作物產(chǎn)量。
[0023]以本發(fā)明的實(shí)施地——江蘇省常州市某鎮(zhèn)90戶分散養(yǎng)豬戶為例，存欄量15000頭，年出欄數(shù)36000頭，其育肥豬所產(chǎn)生的糞便經(jīng)本項(xiàng)目無(wú)害化有效治理，年產(chǎn)90°C熱水
3.65 X IO4噸，每年可以減少COD排放近500t，碳減排總量近1000Ot，集約化承包2100畝農(nóng)田，用于種植水稻、棉花和小麥等作物，消納了全部沼液和沼渣。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明的分散式養(yǎng)豬戶糞便資源化利用工藝，其工藝流程圖如附圖所示。用收糞車I收集一定區(qū)域的分散式養(yǎng)豬戶糞便，儲(chǔ)存于儲(chǔ)糞池2中，用泥漿泵3抽送至調(diào)漿池4中，按照一定比例加入由粉碎機(jī)粉碎后的廢棄農(nóng)作物秸桿，而由于不同的農(nóng)作物秸桿在發(fā)酵罐停留時(shí)間不同，再向調(diào)漿池中加入市購(gòu)的產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌混合菌劑強(qiáng)化發(fā)酵效率以提高沼氣產(chǎn)氣量，用攪拌機(jī)將糞便、秸桿、混合菌劑攪拌均勻，混合使其TS濃度(質(zhì)量百分比)為7% _10%，采用目前比較成熟的全混式連續(xù)流攪拌槽式反應(yīng)器(CSTR)發(fā)酵工藝，將混合均勻后的糞便再用污泥泵5抽送至厭氧發(fā)酵罐6經(jīng)微生物厭氧發(fā)酵處理，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)干式脫硫塔7和氣水分離 器8脫硫脫水后存儲(chǔ)于沼氣儲(chǔ)存罐9，用于沼氣熱水鍋爐10燒制熱水，供市場(chǎng)銷售，獲得利益。發(fā)酵后的副產(chǎn)物沼液和沼渣分別收集在沼液儲(chǔ)存池11和沼渣儲(chǔ)存池12中，用于農(nóng)田消納，主要用于春夏季節(jié)棉花、夏秋季節(jié)水稻、冬春季節(jié)小麥的種植。
[0025]厭氧發(fā)酵罐內(nèi)裝有攪拌機(jī)，罐體外用IOOmm聚苯板保溫，板外加0.6mm彩鋼板維護(hù)用以隔潮、防水，液態(tài)糞便滯留期為10-12天，固形物滯留期控制在60天，滿足發(fā)酵工藝要求。脫硫裝置定期更換脫硫劑。
[0026]所用糞便為從分散式養(yǎng)豬戶糞便，其TS質(zhì)量百分比為8%。Ikg養(yǎng)豬戶糞便(TS)平均產(chǎn)沼氣0.3m3, Ikg秸桿平均產(chǎn)沼氣0.2m3。Im3沼氣可以加熱0.067t初始溫度為20°C的冷水至90°C (熱水)。
[0027]下面將通過(guò)5個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的效果給予進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0028]實(shí)施例1
[0029]分散式養(yǎng)豬戶糞便用收糞車收集，運(yùn)送至儲(chǔ)糞池中，收集量達(dá)25t時(shí)經(jīng)泥漿泵抽送至調(diào)漿池中，然后將0.8t水稻秸桿粉碎后和2.5kg市購(gòu)產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌混合菌劑加入到25t分散式養(yǎng)豬戶糞便中，用攪拌機(jī)攪拌均勻后，用污泥泵抽送至厭氧發(fā)酵罐中厭氧發(fā)酵，厭氧發(fā)酵罐有效容積為300m3，經(jīng)微生物厭氧發(fā)酵處理，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)干式脫硫塔和氣水分離器處理后于沼氣儲(chǔ)存罐中儲(chǔ)存，其產(chǎn)量為760m3，用沼氣熱水鍋爐燒制初始溫度為20°C冷水至90°C熱水，熱水產(chǎn)量為4.76t。
[0030]實(shí)施例2-5
[0031]實(shí)施例2-5與實(shí)施例1的區(qū)別是原料分散式養(yǎng)豬戶糞便收集量不同、所用農(nóng)作物秸桿種類不同(小麥、玉米、芝麻、水稻)、厭氧發(fā)酵罐有效容積不同、產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌混合菌劑投加量不同，其它工藝參數(shù)和處理方法均相同。表1為分散式養(yǎng)豬戶糞便資源化利用系統(tǒng)處理效果的5個(gè)實(shí)施例。
[0032]表1采用分散式養(yǎng)豬戶糞便資源化利用系統(tǒng)處理效果實(shí)施例
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種分散式養(yǎng)豬戶糞便和秸桿混合發(fā)酵資源化利用技術(shù)，其特征采用如下步驟: 1)用收糞車收集一定區(qū)域的分散式養(yǎng)豬戶豬糞，存放于儲(chǔ)糞池中。 2)粉碎機(jī)將廢棄農(nóng)作物秸桿粉碎。 3)用泥漿泵抽送I)中的豬糞至調(diào)漿池中，同時(shí)按比例加入2)中粉碎后的秸桿和市購(gòu)混合菌劑(產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌)，用攪拌裝置攪拌均勻。 4)將3)中的混合豬糞用污泥泵抽送至厭氧發(fā)酵罐經(jīng)微生物厭氧發(fā)酵處理，產(chǎn)生沼氣。 5)將4)產(chǎn)生的沼氣經(jīng)干式脫硫塔和氣水分離器脫硫脫水后存儲(chǔ)于沼氣儲(chǔ)存罐。 6)將5)中產(chǎn)生的沼氣用熱水鍋爐燒制熱水，供市場(chǎng)銷售。 7)將4)中發(fā)酵后的副產(chǎn)物沼渣和沼液經(jīng)收集在儲(chǔ)存池中，用于農(nóng)田消納。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分散式養(yǎng)豬戶糞便和秸桿混合發(fā)酵資源化利用技術(shù)，其特征是:分散式養(yǎng)豬戶豬糞的特點(diǎn)是TS含量低，質(zhì)量百分比為8%，添加秸桿可用水稻、小麥、玉米、芝麻、黃豆的秸桿或幾種秸桿混合物，可獲得較大的沼氣產(chǎn)生率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分散式養(yǎng)豬戶糞便和秸桿混合發(fā)酵資源化利用技術(shù)，其特征是:本發(fā)明發(fā)酵產(chǎn)生的 沼氣，由熱水鍋爐燒制熱水，供市場(chǎng)銷售。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分散式養(yǎng)豬戶糞便和秸桿混合發(fā)酵資源化利用技術(shù)，其特征是:沼渣和沼液用于農(nóng)田消納，主要用于春夏季節(jié)棉花、夏秋季節(jié)水稻、冬春季節(jié)小麥的種植。
【文檔編號(hào)】C02F11/04GK104004792SQ201410261565
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】張文藝, 陳萍, 馮國(guó)勇, 徐澤鋒, 朱麗娜, 管紅良 申請(qǐng)人:常州大學(xué)