一种养殖粪污膜分级生化处理系统及工艺的制作方法

本发明涉及畜牧养殖领域，尤其涉及一种养殖粪污膜分级生化处理系统及工艺。
背景技术：
：当前畜禽养殖业飞速发展，各大养殖集团全国范围内大规模的建设养殖场，跑马圈地，为了解决养殖场的粪污问题，都相应的建设了自己污水处理系统，目前较为典型的工艺为：固液分离+uasb+ao+氧化塘、usr（cstr）+固液分离+氧化塘、固液分离+膜厌氧塘+氧化塘，以上工艺对应不同的污水处理标准，其中第3种处理工艺的出水浓度最高，其对应的沼液还田标准。农业农村部办公厅、生态环境部办公厅联合下发“关于进一步明确畜禽粪污还田利用要求强化养殖污染监管的通知（农办牧〔2020〕23号）”，该文件畅通了沼液还田的渠道，并强调了无害化处理要求，对膜沼气处理养殖粪污工艺的推广，起到了积极的指导作用。目前，由于膜沼气池自身不宜保温的特点，在我国寒冷地区冬季难以正常运行，其较大池底面积，导致所有膜沼气池排渣困难，而由于工艺设计的不合理，导致臭气大量散发，影响环境，增加除臭设备设施的建设投入及其运行成本，膜沼气项目如果无法正常运行，直接导致其出水浓度远超“农办牧〔2020〕23号”强调的无害化标准，将对农业环境、地下水、大气造成污染。如何解决上述技术问题为本发明面临的课题。技术实现要素：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种设计合理，结构简单，安全可靠，可解决寒冷地区冬季运行困难问题、沼气池排渣困难问题、大量臭气散发问题的养殖粪污膜分级生化处理系统及工艺。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供了一种养殖粪污膜分级生化处理系统，包括一级黑膜厌氧池与二级黑膜厌氧池，所述一级黑膜厌氧池位于所述二级黑膜厌氧池内，二级黑膜厌氧池内冬季水温明显高于环境温度，其包裹于一级黑膜厌氧池外部，因此对于一级黑膜厌氧池构成保温屏障，有利于维持一级黑膜厌氧池较高温度发酵，确保较高发酵效率。所述第一黑膜厌氧池与所述二级黑膜厌氧池设置有共同膜顶。所述一级黑膜厌氧池与养殖场排污管道连通，所述一级黑膜厌氧池通过溢流管连通所述二级黑膜厌氧池。所述一级黑膜厌氧池内设置有加热管；所述一级黑膜厌氧池底部设置有污泥排放管。所述污泥排放管连通有固液分离机，所述固液分离机的液体输出端连通有氧化塘。所述一级黑膜厌氧池内设置有自循环管道，甲烷细菌等微生物附着在污泥内，自循环管道将上层清液打入污泥中，增加污水待分解的污染物养分与细菌微生物的接触机会，可有效促进有机物污染物降解，产生沼气；所述二级黑膜厌氧池的输出端连通有所述氧化塘。来自养殖场的粪污无需任何分离处理，直接以密闭方式进入所述一级膜厌氧池进行发酵处理，此过程可以避免任何气味散发，由于流速变化，污泥沉积于所述一级膜厌氧池池底，一二级池黑膜厌氧池底部不连通，污水通过溢流管溢流进入二级黑膜厌氧池，使得全部污泥沉淀于一级池。所述一级膜厌氧池内的自循环管道将上层清液打入附着有甲烷细菌等微生物的污泥中，促进有机物污染物降解，产生沼气，同时通过所述一级黑膜厌氧池内的加热管道进行污泥的加热，对此集中加热与搅拌，有利于提高新进粪污的消化效率，降低出水浓度，由于一级黑膜厌氧池底面积远小于一二级黑膜厌氧池底面积的总和，因此一级黑膜厌氧池内部原料被加热、搅拌、排放效率远远大于不分级设计的膜沼气池。所述一级黑膜厌氧池内的污泥通过污泥排放管排出后进入固液分离机进行固液分离处理，所述固液分离机的固体输出端分离出的较干的沼渣由于已经经过了厌氧消化，其含有的病菌、蛔虫卵、孑孓等有害物被杀灭，达到还田的无害化要求，直接还田利用，液体输出端分离出的沼液流入氧化塘氧化降解进行还田利用。所述一级膜厌氧池内的沼液通过溢流管溢流至二级黑膜厌氧池进行发酵，二级黑膜厌氧池发酵好的沼液溢流进入氧化塘进行降解，最后进行还田利用。所述一级黑膜厌氧池与所述二级黑膜厌氧池内形成的沼气通过共同集气膜顶进行收集，经过净化后供锅炉与其他设备燃烧利用，粪污中发臭的硫化合物都被代谢为硫化氢，并随着产生的沼气一并经过密闭管道被净化脱除。本发明的有益效果为：本方案工艺通过较小容积的一级黑膜厌氧池将粪污中的悬浮物及污泥拦截与其内部，提升其内部原料浓度，然后对其进行集中加热，热量集中的作用于高浓度的新进粪污，避免如常规工艺那样将不产气的水与发酵过的物料全部加热，确保甲烷菌的高活性，提高粪污分解熟化程度，降低出水浓度及停留时间；高活性污泥浓度的一级黑膜厌氧池有利于新进粪污与甲烷菌种充分接触，保证有效传质，有利用粪污的发酵；较小池容的一级黑膜厌氧池底面积较小，可以大面积减少排泥管口的布置，提升排泥效率，减少排泥管堵塞失效的概率；另外，由于粪污中的悬浮物全被拦截于一级黑膜厌氧池，避免了如常规工艺那样漂散在全部厌氧池表面，形成浮渣，因此，粪污可以不经过固液分离处理，直接进入一级池发酵，使得全部工艺工程在密闭环境下进行，避免了臭气的散发，同时也避免了调节池及其附属搅拌、泵送和除臭设备的投入，有效的节省了建设和运行成本。附图说明图1为本发明厌氧池的俯视图。图2为本发明厌氧池的正视剖面图。图3为本发明的工艺流程图。其中，附图标记为：1、一级黑膜厌氧池；101、溢流管；102、加热管道；103、污泥排放管；104、自循环管道；2、二级黑膜厌氧池；3、固液分离机；4、氧化塘。具体实施方式能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。参见图1至图3所示，本实施例是一种养殖粪污膜分级生化处理系统，包括一级黑膜厌氧池1与二级黑膜厌氧池2，一级黑膜厌氧池1位于二级黑膜厌氧池2内，二级黑膜厌氧池2内冬季水温明显高于环境温度，其包裹于一级黑膜厌氧池1外部，因此对于一级黑膜厌氧池1构成保温屏障，有利于维持一级黑膜厌氧池1较高温度发酵，确保较高发酵效率。第一黑膜厌氧池1与二级黑膜厌氧池2设置有共同膜顶。一级黑膜厌氧池1与养殖场排污管道连通，一级黑膜厌氧池1通过溢流管101连通二级黑膜厌氧池2。一级黑膜厌氧池1内设置有加热管102；一级黑膜厌氧池1底部设置有污泥排放管103。污泥排放管103连通有固液分离机3，固液分离机3的液体输出端连通有氧化塘4。一级黑膜厌氧池1内设置有自循环管道104，甲烷细菌等微生物附着在污泥内，自循环管道104将上层清液打入污泥中，增加污水待分解的污染物养分与细菌微生物的接触机会，可有效促进有机物污染物降解，产生沼气；二级黑膜厌氧池2的输出端连通有氧化塘4。来自养殖场的粪污无需任何分离处理，直接以密闭方式进入一级膜厌氧池1进行发酵处理，此过程可以避免任何气味散发，由于流速变化，污泥沉积于一级膜厌氧池1池底，一二级池黑膜厌氧池底部不连通，污水通过溢流管101溢流进入二级黑膜厌氧池2，使得全部污泥沉淀于一级池，粪污在一级黑膜厌氧池1内的停留时间为t1：5d~15d，粪污在二级黑膜厌氧池2内的停留时间t2：20d~45d，全部停留时间t=t1+t2=25d~70d，池体容积v=t×q，q为粪污流量（m³/d）,v1=t1×q,v2=t2×q，v2>v1。一级膜厌氧池1内的自循环管道104将上层清液打入附着有甲烷细菌等微生物的污泥中，促进有机物污染物降解，产生沼气，同时通过一级黑膜厌氧池1内的加热管道102进行污泥的加热，对此集中加热与搅拌，有利于提高新进粪污的消化效率，降低出水浓度，由于一级黑膜厌氧池1底面积远小于一二级黑膜厌氧池底面积的总和，因此一级黑膜厌氧池1内部原料被加热、搅拌、排放效率远远大于不分级设计的膜沼气池。一级黑膜厌氧池1内的污泥通过污泥排放管103排出后进入固液分离机3进行固液分离处理，固液分离机3的固体输出端分离的沼渣直接还田利用，液体输出端分离出的沼液流入氧化塘4氧化降解进行还田利用。一级膜厌氧池1内的沼液通过溢流管101溢流至二级黑膜厌氧池2进行发酵，二级黑膜厌氧池2发酵好的沼液溢流进入氧化塘4进行降解，最后进行还田利用。一级黑膜厌氧池1与二级黑膜厌氧池2内形成的沼气通过共同集气膜顶进行收集，经过净化后供锅炉与其他设备燃烧利用。设计输入：养猪场粪污进水水质（330m³/d）指标codc（mg/l）bod5（mg/l）nh3-（mg/l）tp（mg/l）phss（mg/l）数值≥15000≥8000≥1000≥2006-9≥10000氧化塘4出水参数要求序号项目参数1ph5-82蛔虫卵沉降率≥95%3粪大肠菌群数≤100个/g(ml)4血吸虫卵和钩虫卵不应有活的血吸虫卵和钩虫卵5蚊虫、苍蝇有效控制蚊蝇滋生，沼液中无孑孓，池的周边无活蛆、蛹或新羽化的成蝇注：出水指标应达到《gb/t25246-2010畜禽粪便还田技术规范》设计计算及输出：养猪场粪污量q：330m³/d；全发酵周期t：45d；全部池容v：q×t=330×45=14850m³；取一级黑膜厌氧池1停留时间t1：7d，则二级黑膜厌氧池2停留时间为38d；一级黑膜厌氧池1容v1=330×7=2310m³，二级黑膜厌氧池2容v2=330×38=12540m³；池深选择：一级黑膜厌氧池1池深h1=10m，二级黑膜厌氧池2池深h2=5m；池底面积计算：一级黑膜厌氧池1底s1=2310/10=231㎡，二级黑膜厌氧池2底s2=12540/5=2508㎡。未采用本设计方案工程常用的膜沼气项目设计计算及输出：全部池容v：q×t=330×45=14850m³（不分级设计）池深选择：池深h=5m池底面积计算：池底s=14580/5=2916㎡对比说明：关键对比项本申请发明工艺方案常用其他工艺方案说明池底排泥面积231㎡集中排泥2916㎡全池排泥s1<<s2污泥沉淀非常集中，有利于新进原料与污泥混合接触，有利于污泥排放。顶部散热面积高温部分231㎡全池膜顶2916㎡本专利方案不但大范围缩小散热面积，并且可以利用二级池体对一级构成保温屏障。发酵池容高效2310m³，其余二级发酵全池14850m³无高效池容部分，全池状态均一分级设计不影响全周期45d发酵停留时间，但是却可以高效集中加热，保持中高温发酵状态。由于v1<<v，集中加热升温速度远高于全池加热。进料方式直接进料，不需要格栅与固液分离机预处理需要格栅、搅拌、固液分离等预处理前者无气味散发，后者预处理过程全部属于开放处理，散发大量臭气。固液分离后处理分离的沼渣无需继续处理分离的粪渣需要继续堆肥前者经过中高温厌氧消化，可以直接达到无害化标准，后者未经过厌氧消化处理，需要进一步堆肥。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本
技术领域：
的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。当前第1页12