一种基于干清粪的畜禽养殖场一体化粪污处理方法及设备与流程

本发明属于畜禽养殖粪污的处理领域。它涉及一种沼气干发酵装置和高效厌氧系统，是一种基于干清粪的畜禽养殖场一体化粪污处理方法及设备，具体是以粪污为原料进行厌氧发酵处理的方法及设备，可实现粪污处理。

背景技术：

近几年，经济的发展加快了畜禽养殖业的发展，由此产生了大量的畜禽粪便，不仅污染环境，也影响养殖业的可持续发展。目前规模化的养殖生产占主要地位，这些养殖场的粪污处理工艺显得尤为重要。

目前，按照养殖场清粪的方式来分，主要有水冲粪和干清粪两种方式。干清粪方式主要是粪便产生后即分流，干粪由机械或人工清扫和收集，尿及冲洗水则从下水道流出，分别进行处理。干清粪方式具有收集的固态粪便含水量低，粪中营养成分损失小，肥料价值高，便于高温堆肥或进行其他方式处理利用；耗水量少，产生的污水量少，且污水中的污染物含量低，易于净化处理等优势，因此已成为我国规模化养殖场清粪的主要方式。

然而，当前所公开的专利分别针对畜禽粪便和污水进行处理。申请号为201610399753.3的专利公开了一种畜禽粪便处理系统，对固液分离的畜禽粪便采用滚筒烘干机进行烘干处理。该方法采用滚筒烘干机处理能耗高，同时未涉及到固液分离后的污水处理。申请号为201510832702.0的专利公开了一种动物粪便处理系统，同样采用烘干的方法处理粪便，同时由于为采用固液分离，其能耗更高。申请号为201210593996.2的专利公开了一种粪便处理装置，涉及了一种好氧发酵罐，粪便上进料下出料，上部设置送风器，同时为提高发酵效率，添加了竖向的搅拌轴，该处理方法采用好氧发酵方法处理粪便，能耗较高，同时由于增加了搅拌轴系统的稳定性不高，另外该方法同样未涉及粪污水的处理方法。申请号为201610635238.0的专利公开了养殖污水处理方法及养殖污水处理系统，采用生化处理与高级氧化相结合的方法处理养殖污水，处理效率高，但处理成本高。

在应用推广中，处理效率高和节约能源是关键，因此如何有效提高粪污处理效率以及如何在处理过程中减少劳动力、高效利用有限资源是亟须解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有规模化养殖场粪污处理效率低、建设运行成本高等问题，提供供针对规模化养殖场干清粪方式下的粪污一体化处理方法与设备，该处理方法中将粪便和粪污联合处理，为规模化养殖场提供粪便和污水一体化处理的技术方案。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供规模化养殖场干清粪方式下的粪污一体化处理方法，其中粪便处理按如下步骤顺序进行：粪便与秸秆混合、进料、厌氧干发酵、出料、堆肥；粪污冲洗水处理按如下步骤顺序进行：固液分离、进水、厌氧发酵、好氧塘、人工湿地、出水。

其中，粪污冲洗水固液分离后的固体部分与粪便混合处理，粪便干发酵产生的渗滤液与粪污冲洗水混合处理，粪污冲洗水厌氧发酵后出水作为喷淋液回流至粪便厌氧干发酵阶段。

其中，在于秸秆与粪便混合前经过粉碎，粉碎粒径在0.5～1.5cm，优选为1cm，秸秆与粪便感干质量混合比例在1:1～1:5(w/w)，优选为1:3(w/w)。

其中，粪便的厌氧干发酵工艺可以是序批式厌氧干发酵和连续厌氧干发酵，优选为连续厌氧干发酵；所述连续厌氧干发酵工艺的发酵温度为30～56℃，优选为35～42℃，固体停留时间(srt)为15～40天，优选为20天，喷淋量为0.1～1l/kgts/天，优选为0.2l/kgts/天；所述连续厌氧干发酵工艺每日排出的沼渣经过固液分离后固体部分作为接种物回流与粪便和秸秆混合，接种比例为0.5～3，优选为1。

其中，粪污冲洗水的厌氧发酵工艺可以是uasb、ic、egsb等厌氧工艺，优选为uasb工艺，水力停留时间(hrt)为8～36h，优选为12h。

本发明另一方面提供一种基于干清粪的畜禽养殖场一体化粪污处理设备，主要包括：粪便处理系统(1)、污水处理系统(2)及沼气净化系统(3)。

其中，粪便处理系统由粪便与秸秆混合进料系统(101)、连续厌氧干发酵系统(102)、出料系统(103)、喷淋系统(104)组成，粪便与秸秆混合进料系统(101)通过螺杆泵(101c)与连续厌氧发酵系统(102)连接，连续厌氧干发酵系统(102)内设有喷淋装置(102a)，连续厌氧发酵系统(102)外部有保温罐壁(102b)；连续厌氧发酵系统(102)底部设有挤压式螺旋出料机(102c)，挤压式螺旋出料机(102c)固体出口连接沼渣罐(103b)，沼渣罐(103b)内的沼渣回流至粪便与秸秆混合进料系统(101)；喷淋装置(102a)通过泵(203e)与高效厌氧处理系统(203)连接。

其中，污水处理系统(2)主要由固液分离系统(201)、进水系统(202)、高效厌氧处理系统(203)、好氧塘(204)、人工湿地系统(205)组成，连续厌氧发酵系统(102)底部挤压式螺旋出料机(102c)液体出口连接调节罐(202b)，调节罐(202b)内污水通过泵(202c)连接进入高效厌氧处理系统(203)底部的布水器(203a)，处理后的污水部分经过回流泵(203e)进入连续厌氧发酵系统(102)的喷淋装置(102a)，其余部分分别流经好氧塘(204)和人工湿地(205)后排出。

具体而言，本发明与现有技术相比有以下优点：

1)本发明中的干清粪方式下畜禽养殖场的粪污处理设备，采用连续式发酵方式，利用螺杆泵输送物料进入发酵系统，避免粪污长期堆存，降低了养殖场建设成本，提高养殖场的卫生水平。

2)本发明采用添加秸秆、干发酵渗滤液与粪污水混合两个手段分别提高了连续厌氧干发酵和高效厌氧处理污水的c/n，提高了粪便和污水的厌氧发酵效率。

3)本发明可实现全程自动化，减少了人工，降低了养殖场的运行成本。

附图说明

图1为干清粪方式下畜禽养殖场一体化粪污处理方法设备结构示意图；

图2为干清粪方式下畜禽养殖场一体化粪污处理方法设备净化装置示意图；

如图中所示，1—干粪处理系统，2—污水处理系统，3—沼气净化系统，101—干粪与秸秆混合进料系统，101a—电机，101b—螺旋绞龙，101c—螺杆泵，102—连续厌氧发酵系统，102a—发喷淋装置，102b—保温罐壁，102c—挤压式螺旋出料机，103—出料系统，103a—沼液出料口，103b—沼渣罐，103c—沼渣回流泵，104—喷淋系统，201—固液分离系统，202—进水系统，202a—y型过滤器，202b—储存罐，202c—泵，203—高效厌氧系统，203a—布水器，203b—污泥床区，203c—三相分离器，203d—集气室，203e—沼液回流泵，204—好氧塘，205—人工湿地，301—脱水罐，302—脱硫罐，303—气体流量计。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的具体结构和工作过程进一步的描述。

如图1的干清粪方式下畜禽养殖场一体化粪污处理设备结构示意图所示，规模化养殖场干清粪清出的粪便首先进行固液分离，固液分离产生的固体粪便与秸秆混合后经由干粪与秸秆混合进料系统(101)送至干粪处理系统(1)进行厌氧发酵处理，固液分离产生的粪污水进入污水处理系统(2)进行处理。

在干粪处理系统(1)内，固体粪便与秸秆的混合原料在厌氧发酵过程中由沼液回流泵(203e)进行喷淋，喷淋液为污水处理系统(2)的出水，固体粪便与秸秆在连续厌氧发酵系统(102)内厌氧发酵后由出料系统(103)排出，并由挤压式螺旋出料机(102c)进行固液分离操作，固液分离后产生的沼渣部分作为接种物回流至混合进料系统(101)与混合原料混合，剩余部分排出，固液分离产生的沼液在与粪便固液分离产生的粪污水混合后经由y型过滤器(202a)过滤后进入储存罐(202b)中，并由泵(202c)经由布水器(203a)泵入高效厌氧系统(203)进行处理。

连续厌氧发酵系统(102)与高效厌氧系统(203)所产生的沼气混合后进入沼气净化系统(3)进行净化处理。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。