一种畜禽养殖场粪便的无害化处理方法与流程

文档序号:25544064发布日期:2021-06-18 20:42

本发明公开了一种畜禽养殖场粪便的无害化处理方法,属资源环境工程技术领域。



背景技术:

目前规模化畜禽养殖,养殖场区及其周边环境的改善,特别是畜禽粪便的无害化处置已经成为该行业健康发展的瓶颈;

一部分人将畜禽粪便囤积在场区附近,在雨季到来之时便偷排在江河湖泊中;也有一部分人将粪便直接倾倒在鱼塘中,这样直接给水体造成了严重的污染;还有一部分人将其直接还田,但未经发酵的粪便不仅没有给农作物生长带来益处,反而给农作物生长造成障碍。应当指出,规模养殖使用抗生素已是众所周知的事情,而未经处理的粪便而按上述方法处置从而导致水体及其整个食物链有抗生素超标的风险,所以我们常常说的病菌的耐药性、耐抗性及其变异性也就不奇怪了;

近期新建设的规模养殖场也有的配备了粪便发酵处理装置,但养殖如猪、牛的粪便其尿液占比80%以上,加上清洗场地的水混入,其液体部分高达90%以上,使得处理数量庞大,后续工艺复杂,投入发酵、烘干等庞大的设备,使其运行成本高昂,经济上没有任何效益,所以尽管有几个大型的示范工程,但一直处于负效益运行,近期也不得关停。



技术实现要素:

为克服上述规模畜禽养殖场粪便处理的弊端,本发明的目的是提供一种畜禽养殖场粪便的无害化处理方法,用以将收集的粪便进行科学处理,解决现有规模养殖粪便的处理投资大、气味扰民、面源污染、综合利用效益低下的难题。

为解决其技术问题,本发明采用的技术方案是:先将集中在粪池中的粪便进行化验,检测其水分、固含量、重金属镉、铬、铅、汞、砷的含量,再根据其结果配入腐殖酸和磷酸盐,随即搅拌10~30分钟后实现固液分离;然后将分离出的溶液分别加入大、中、微量元素水溶肥后可以用于旱地滴灌或喷灌,也可以直接用于水稻灌溉时混合施用;分离出来的滤渣经发酵配入不同的大、中、微量元素复合肥可以制造出各种优质高效专用肥,如烟草专用肥、水稻专用肥、优质高效农业富硒、钼、锌农产品专用肥;当滤渣发酵时产生的副产品沼气可以用于腐熟滤渣时的热源,还可以作为养殖场的生活、生产能源。

所述一种畜禽养殖场粪便的无害化处理方法,包括如下步骤:

步骤一.取样分析:在粪便集中池取样,分析其水分、固形物的比例、重金属镉、铬、汞、铅、砷的含量,特别是抗生素的含量;

步骤二.配方搅拌:根据分析结果确定添加腐殖酸、磷酸盐即土壤调理剂的添加量并将其撒入粪池中搅拌10~30分钟使之均匀;

步骤三.固液分离:将步骤二所得粪便送入固液分离机可得滤液和滤渣。常用螺杆分离机、板框压滤机、压带式过滤机实施分离,具体设备选型可根据水分的控制、场地的限制及其投资成本综合考虑;

步骤四.分离物处理:

4.1.1滤液

滤液部分主要是尿液及其冲洗场地的水分,其有益养分偏少,可直接配入大量元素水溶肥:尿素、硝酸铵、氯化铵、氯化钾、硫酸钾、磷酸铵用于补充作物或土壤中的氮、磷、钾;同时也可以配入中量元素水溶肥:硝酸钙、硝酸镁、硅酸钾用于补充作物或土壤中的钙、镁、硅;还可以配入微量元素水溶肥:亚硝酸硒、钼酸铵、硝酸锌、硼酸、硼砂用于补充作物或土壤中微量元素硒、钼、锌、硼等;

将上述配合液经搅拌10~30分钟充分溶解后,送入旱地具有滴灌或喷灌水肥一体化设备的地方直接就可以施用,当用于水田时直接结合灌溉按一定比例施入水田中即可;

4.2.1滤渣,

所得的滤渣主要是一些纤维素和未消化的蛋白质和氨基酸,甚至含有一些重金属和抗生素,直接施用不仅没有多大肥效,甚至给作物生长造成障碍,因此将滤渣发酵后复配势在必行;

将滤渣送入发酵罐后用沼气燃烧加热至150℃~200℃,保温1~2小时使其充分腐熟,当滤渣温度低于50℃后,按料:菌=100:0.1~0.3的比例投入高温发酵菌,保持30℃~50℃不停搅拌3~5小时随后卸料至扩繁车间在20℃~30℃继续扩繁24~72小时,经检验滤渣呈黑色并已密布白色的菌丝,且蓬松、气味芳香(无腐臭味)即发酵合格送入复配包装车间;

4.2.2沼气,

在滤渣发酵的过程中会产生一定量的沼气,将其收集后可以直接用于加热滤渣和作为养殖场的供热、生活所需的燃料;

步骤五复配包装:

经充分扩繁后的滤渣化验其水分、有机质、氮、磷、钾的总含量、ph值及其重金属镉、铬、铅、汞、砷的含量;

使其水分≤30%,有机质≥45%,氮+磷+钾(即n+p2o5+k2o)≥5%,ph值5.5~8.0,

重金属:

1.总镉(以cd计)≤3mg/kg;

2.总汞(以hg计)≤5mg/kg,

3.总铅(以pb计)≤100mg/kg

4.总铬(以cr计)≤300mg/kg

5.总砷(以as计)≤30mg/kg

符合ny525-2012标准,

由于本方法所采用滤渣作为原料,水分在第一次固液分离时就充分的得到控制,因此经过多次检验其水分≤30%,有机质≥70%,因此至少可以添加30%以上的大、中、微量元素复合肥及其1~2%土壤调理剂,从而可以制造出高含量n+p2o5+k2o≥20%,水分≤20%的高效专用肥,典型的如蔬菜专用肥、花卉专用肥、烟草专用肥、水稻专用肥等;

将经检测合格的滤渣按有机肥按市场及其客户的需求复配成高含量的各类专用肥,测定其水分、有机质、n+p2o5+k2o的含量及其ph的大小,在包装袋上标识其用途及其检测的数据、执行标准等后包装入库即可;

其中所述土壤调理剂是市场购得的,最好是申请日为2014年6月24日,专利申请号为201410285528.8的土壤调理剂。

与现有技术相比,本发明有如下实质性特点和显著地进步:

一、将粪便加入1%~3%的腐殖酸和0.2%~1%的磷酸盐后消除了固液之间的ζ电位,从而使得固液分离,这样使粪便的处理量减少了80%以上,同时也使得固含量的滤渣发酵的场所减少70%,时间加快了至少10倍以上;

二、将发酵产生的沼气用于滤渣发酵时腐熟的能量和养殖场生产、生活的热源,不仅降低了有机肥的成本而且还减少了碳排放(有文献称甲烷也是影响地球温室效应的原因之一);

三、将滤液根据测土配方和种植的品种配入一定量的大、中、微量元素水溶肥,不仅减少了农业用水量(由于滤液中具有一定量的养分)而且还降低了化肥的使用量,使得农业综合效益得到提高;

四、将滤渣高温腐熟,投入高温菌种,快速地获得沼气同时也导致抗生素失活,低温扩繁保持碳素不流失,确保了碳素综合利用的最大化;

五、滤渣有机肥和复合肥复配,添加适量的土壤调理剂后可制造成高含量的各类专用肥,不仅消除了肥料涉重的风险,同时也确保了农产品的安全。

总之,一种畜禽养殖场粪便的无害化处理方法一揽子解决了规模养殖粪便的处理投资大、气味扰民、面源污染、综合利用效益低下的难题,适合全国广泛推广。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步说明:

实施例一,

一种畜禽养殖场粪便的无害化处理方法,包括如下步骤:

步骤一,取样分析:在粪便集中池取样,测得水分80%、固形物20%,重金属镉、铬、铅、汞、砷含量均小于ny525-2012标准,抗生素小于内控标准;

步骤二.配方搅拌:根据分析结果确定添加腐殖酸3%,磷酸盐为0.2%,并将其撒入粪池中搅拌10分钟即可;

步骤三.固液分离:将步骤二所得粪便送入压带式过滤机完成固液分离;

步骤四.分离物处理:

4.l滤液,

经检测滤液中总养分为3%,定向投肥的地点大量元素短缺,确定添加n+p2o5+k2o=1+1+1总含量为50%的复合肥,其添加量为滤液的2%,同时补充硒、钼、锌、硼总量不超过1‰,总有效成分为5%,经稀释300倍后用于蔬菜的滴灌;

4.2.1滤渣:

将所得滤渣送入密封的发酵罐后,用沼气加热至150℃,保温2小时,抽样检验已基本腐熟,将滤渣冷却至50℃时,按料:菌=100:0.1的比例投入高温发酵菌,保持30℃~50℃不停搅拌5小时,随后卸料至扩繁车间在30℃继续扩繁72小时,经检验滤渣呈黑色且已密布白色的菌丝,蓬松且气味芬香,即发酵合格送入复配包装车间。

4.2.2沼气;

在滤渣发酵的过程中产生的沼气,将其收集后直接用于加热滤渣。

步骤五.复配包装;

经充分扩繁后的滤渣,经检测其水分为30%,有机质含量为60%,矿物质为10%,n+p2o5+k2o=5.5,ph=5.8,重金属镉、铬、铅、汞、砷均符合ny525-2012标准,因此可以添加大量元素n+p2o5+k2o=50的复合肥25%(其中k2o由k2so4提供),复配之后水分为23%,有机质为45%,n+p2o5+k2o为18%,ph=6.5,经搅拌、陈腐、检验合格后可以作为高效烟草专用肥。

实施例二:

一种畜禽养殖场粪便的无害化处理方法,包括如下步骤:

步骤一,取样分析:在粪便集中池取样,测得水分85%、固形物15%,重金属镉、铬、铅、汞、砷含量均小于ny525-2012标准,抗生素小于内控标准;

步骤二.配方搅拌:根据分析结果确定添加腐殖酸2%,磷酸盐为0.6%,并将其撒入粪池中搅拌20分钟即可;

步骤三.固液分离:将步骤二所得粪便送入板框压滤机完成固液分离;

步骤四.分离物处理;

4.1滤液:

经检测滤液中总养分为1.5%,定向投肥的地点大量、中量元素短缺,其大量元素n+p2o5+k2o=1+1+1总含量50%,添加量为6%;确定添加中量元素ca+mg+si=1+1+2总含量为60%,其添加量为4%,同时补充硒、钼、锌、硼总量不超过1‰,大量元素总有效成分为4.5%,经稀释400倍后用于小麦的喷灌;

4.2.1滤渣,

将所得滤渣送入密封的发酵罐后,用沼气加热至180℃,保温1.5小时,抽样检验已基本腐熟,将滤渣冷却至50℃时,按料:菌=100:0.2的比例投入高温发酵菌,保持30℃~50℃不停搅拌4小时,随后卸料至扩繁车间在30℃继续扩繁48小时,经检验滤渣呈黑色且已密布白色的菌丝,蓬松且气味芬香,即发酵合格送入复配包装车间;

4.2.2沼气,

在滤渣发酵的过程中产生的沼气,将其收集后可用于养殖场生产生活燃料;

步骤五.复配包装,

经充分扩繁后的滤渣,经检测其水分为25%,有机质含量为68%,ph值为6.7,矿物质为7%,n+p2o5+k2o=6.3,重金属镉、铬、铅、汞、砷均符合ny525-2012标准,由于可以添加大量元素n+p2o5+k2o=50的复合肥20%(其中k2o由kcl提供)、中量元素ca+mg+si=1+1+1总含量为60,添加量10%,土壤调理剂3%,复配之后水分为18%,有机质为45.5%,n+p2o5+k2o为14.41%,ph值为7.5,中量元素ca+mg+si为6%,经搅拌、陈腐、检验合格后可以作为有涉重风险的水稻种植区专用肥,当施用量达到15吨/公顷时,可减少大米重金属超标的风险。

实施例三:

一种畜禽养殖场粪便的无害化处理方法,包括如下步骤:

步骤一,取样分析:在粪便集中池取样,测得水分90%、固形物10%,重金属镉、铬、铅、汞、砷含量均小于ny525-2012标准,抗生素小于内控标准;

步骤二.配方搅拌:根据分析结果确定添加腐殖酸1%,磷酸盐为1%,并将其撒入粪池中搅拌30分钟即可;

步骤三.固液分离:将步骤二所得粪便送入螺杆式分离机完成固液分离;

步骤四.分离物处理;

4.1滤液,

经检测滤液中总养分为1%,定向投肥的地点中量元素短缺,确定添加ca+mg+si=1+1+3总养分量是60%,混合施用的量为滤液的5%同时补充硒、钼、锌、硼总量不超过1‰,总有效成分为6.01%,用于水稻灌溉时混合施用;

4.2.1滤渣

将所得滤渣送入密封的发酵罐后,用沼气加热至200℃,保温1小时,抽样检验已基本腐熟,将滤渣冷却至50℃时,按料:菌=100:0.3的比例投入高温发酵菌,保持30℃~50℃不停搅拌3小时,随后卸料至扩繁车间在30℃继续扩繁24小时,经检验滤渣呈黑色且已密布白色的菌丝,蓬松且气味芬香,即发酵合格送入复配包装车间;

4.2.2沼气,

在滤渣发酵的过程中产生的沼气,将其收集后可用于加热需蒸煮的生饲料;

步骤五.复配包装,

经充分扩繁后的滤渣,经检测其水分为20%,有机质含量为75%,矿物质为5%,n+p2o5+k2o=7.5,ph=7.0,重金属镉、铬、铅、汞、砷均符合ny525-2012标准,由于可以添加大量元素n+p2o5+k2o=50的复合肥20%(其中k2o由kno3提供)、中量元素ca+mg+si=1+1+1总含量为60%,添加量10%,微量元素硒、钼、锌、硼为1‰。复配之后水分为14%,有机质为51.75%,n+p2o5+k2o为15.18%,中量元素ca+mg+si为6%,微量元素se+mo+zn+b为3‰,ph值为7.5,经搅拌、陈腐、检验合格后可以作为高效特色富硒钼锌农产品专用肥。

以上三个具体实施例对本发明的实质进行了详细的说明,但不能以此来对本发明的保护范围进行限制,但凡依照本发明所做的简单的改进或者等效变换都落在本发明的权利要求保护范围之内。

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