一种粪便除臭无害化处理系统及处理方法
【专利摘要】本发明提供了一种粪便除臭无害化处理系统及处理方法，本发明通过膜处理池通过膜分离单元将清水直接抽出，对粪液悬浮颗粒可直接排除，且利用集成线路和管道技术，自动测试粪液中PH值含量，来明矾和氯化铝的流量，降低人工失误及成本，最终达到直接降低合作企业粪便臭气，降低恶臭对畜禽的生长及周围环境带来危害.减少猪粪里少氨气的挥发，以防止粪便氮损失,以提高肥料的肥料价值，降低了粪便的可溶性磷含量，以防止粪便磷对土壤的污染，通过吸附、固定、凝絮等多种作用，降低水溶性铜、锌、铅和镉，实现立体式净化处理，降低猪粪处理人工成本。
【专利说明】
一种粪便除臭无害化处理系统及处理方法
技术领域
[0001]本发明涉及粪便无害化处理领域，具体涉及一种粪便除臭无害化处理系统及处理方法。
【背景技术】
[0002]随着我国标准化、集约化养猪的迅速发展，生猪生产已成为一个庞大的产业。国家统计局发布数据2014年，生猪存栏46583万头，同比下跌1.7%;生猪出栏73510万头，同比增长2.7%;猪肉产量5671万吨，增长3.2%。年出栏商品肉猪超过6亿头。与此同时，猪场粪尿、污水的排放量也越来越大。据统计，全国规模化猪场约6.5万?7万个，每年产生的猪粪总量约2亿t，猪尿污水总量达21亿t。需要注意的是:上述统计中的6.5万?7万个规模猪场，在20世纪80-90年代建场时，绝大多数都未考虑粪污对自然环境的污染，因此，大多都没有建设相应的粪污处理设施，基本采用粪污经粪沟直接排入猪场附近的简易化粪池沉淀。沉淀后的粪液四处排放，致使猪场周围臭气熏天，猪场养殖污染已成为环境污染的重要来源。
[0003]目前猪粪排泄对环境的污染主要体现在恶臭气体污染粪便堆放期间在微生物的作用下，其中的有机物质被分解而产生一些恶臭气体。气中这些有害气体含量达到一定浓度时会对人和动物产生有害影响。空气中的臭气，一般认为氨气(NH3、甲烷(CH4和硫化氢(H2S是导致养殖场空气污染和气味的主要气体。在氨气浓度为50mg/m3的猪舍内，饲喂小猪
4周，采食量下降15.6%，饲料利用率下降18%李淑芹等，2003。
[0004]氮磷的污染
猪粪中含有大量的氮磷化合物，尤其在饲料氨基酸不平衡、可利用养分低的情况下，含量会更高。未经处理的粪便中的一部分氮以氨的形式挥发到大气中，增加了大气中氨的含量，氨可转化为氮氧化物，使空气质量下降，严重时导致酸雨，危害环境。畜禽粪便中的氮磷流失量大于化肥氮磷流失量，是造成农村污染的主要原因之一。若不及时清理，就会通过地表径流，汇入江河湖海，大量的氮、磷流入会导致水体富营养化。畜禽粪便长期堆放，粪便中所含大量含氮化合物在土壤微生物的作用下，通过氨化、硝化等生物化学反应过程，导致土壤中硝酸盐含量增高，间接影响人体健康。
[0005]重金属的污染
国外的研究表明:农田土壤中的Cu、Zn等有25%?40%是通过施用的畜禽粪便进入土壤。
[0006]我国规模化猪场即使在采用工程设施处理粪污的猪场中，其工艺流程与国外技术大致相同，即固液分离厌氧消化一好氧处理一水生植物塘。由于在固液分离前，没有有效降低PH值，导致粪便里氨肥以氨气形式流入空气，也大大对环境的污染。同时也没有有效的降低也降低氮磷和重金属在固体和液体粪便里污染。
[0007]明矾硫酸铝聚合氯化铝、硫酸亚铁由于是强酸弱碱盐，可降低粪肥pH值，氨气生成量在为降低、臭味明显减弱。同时明矾水解后生成氢氧化铝。在其吸附、固定、凝絮等多种作用，有效降低磷、重金属元素的释放能力。
[0008]明矾和硫酸亚铁价格低廉，具有广泛的应用价值。
【发明内容】
[0009]为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种粪便除臭无害化处理系统及处理方法。
[0010]本发明采用的技术解决方案是:一种粪便无害化处理系统，所述的粪便无害化处理系统依次设有搅拌除臭池、重力沉淀装置、悬浮澄清池、澄清池与清水蓄水池，所述的澄清池的出水口处还设有循环管道，所述的循环管道另一端连接至养殖棚用于冲洗养殖棚。
[0011]所述的搅拌除臭池包括搅拌叶与PH测试仪，所述的搅拌除臭池上还设有明矾、聚合氯化铝、聚合氯化铁或者聚合硫酸铁的加料罐，所述的搅拌除臭池通过微处理器自动控制启闭加料罐添加明矾、聚合氯化铝、聚合氯化铁或者聚合硫酸铁，所述的搅拌除臭池的进料口与养殖棚的排污口相连，所述的搅拌除臭池出料口与重力沉淀装置相连。
[0012]所述的重力沉淀装置包括用于减缓流速的斜坡与沉淀部，所述的沉淀部底部用于排放沉淀的杂质的设有排污管口，所述的沉淀部前端设有过滤部，所述的沉淀部与过滤部之间还设有隔离网与过滤通道，所述的过滤通道包括若干依次排列的空心管，所述的空心管之间设有缝隙，所述的空心管壁上设有若干通孔，所述的过滤部底部设有第一出水口，所述的第一出水口与悬浮澄清池连接。
[0013]所述的沉淀部一端还设有缓冲板。
[0014]所述的悬浮澄清池包括筒身与过滤装置，所述的过滤装置底部还设有挡板，所述的挡板焊接在过滤装置底部，所述的挡板与筒身的筒壁呈30°夹角。
[0015]所述的澄清池内包括一级澄清池和二级澄清池，所述的一级澄清池和二级澄清池之间还设有隔离板，所述的隔离板高度低于澄清池的池壁高度，所述的一级澄清池底部设有第一排水口，所述的二级澄清池底部设有第二排水口，所述的二级澄清池底部设有第二出水口，所述的第二出水口与清水蓄水池连接。
[0016]所述的循环管道位于二级澄清池顶部。
[0017]所述的澄清池与清水蓄水池之间还设有膜过滤器，所述的膜过滤器包括三层过滤膜。
[0018]一种一种粪便无害化处理系统的粪便无害化处理方法，包括以下步骤:
(1)将粪液排入搅拌除臭池中，加入水与无害化处理试剂，所述的无害化处理试剂为明矾、聚合氯化铝、聚合氯化铁或者聚合硫酸铁中的一种或几种，搅拌反应至搅拌除臭池中粪液PH值至4.5-7，将粪液排至重力沉淀装置；
(2)将至重力沉淀装置的粪液，经重力沉淀，除去沉淀的底层废弃物，再经隔离网与过滤通道二次过滤除去仍混于水中的大颗粒物质，将隔离网与过滤通道二次过滤后的水排至悬浮澄清池；
(3)将污水置于悬浮澄清池，通过悬浮澄清池的阀门开关，从悬浮澄清池底部排出杂质，过滤后的水从悬浮澄清池顶部排出；
(4)将悬浮澄清池处理后的水通过澄清池，经过澄清池一级澄清处理的水经澄清池中间隔板的顶部进行二级澄清处理，取上层清水排出；
(5)将经过澄清池二次澄清处理过后的水进入膜过滤器进行膜过滤处理，最后通入清水蓄水池，即得可直接饮用或使用的清水。
[0019]本发明的有益效果是:本发明提供了一种粪便除臭无害化处理系统及处理方法，本发明利用猪粪里的氮元素主要以NH4离子形式存在，由于猪粪pH值通常在碱性范围内pH>7，所以非常有利于氨挥发的条件。明矾硫酸铝由于是强酸弱碱盐，可降低粪肥pH值，可使氨气生成量在为降低、臭味明显减弱，又使猪粪做有机肥时肥力更好，本发明利用当加入水，明矾或聚合氯化铝离解为A13+。铝离子水解形成的水溶性单体[A13+、A10H2、A10H2、A10H30、A10H4 ]和聚羟基化合物，经沉淀、吸附和络合固定作用，水解的铝形态与有机物、磷相互作用。产生沉锭物铝磷酸，明矾或聚合氯化铝具高量的Al，其水解后可生成氢氧化铝，后者对对水溶性磷、铜、锌、铅和镉，有较强的固定作用，并且本发明通过膜处理池通过膜分离单元将清水直接抽出，对粪液悬浮颗粒可直接排除，且利用集成线路和管道技术，自动测试粪液中PH值含量，来明矾和氯化铝的流量，降低人工失误及成本，最终达到直接降低合作企业粪便臭气，降低恶臭对畜禽的生长及周围环境带来危害.减少猪粪里少氨气的挥发，以防止粪便氮损失，以提高肥料的肥料价值，降低了粪便的可溶性磷含量，以防止粪便磷对土壤的污染，通过吸附、固定、凝絮等多种作用，降低水溶性铜、锌、铅和镉，实现立体式净化处理，降低猪粪处理人工成本。
【附图说明】
[0020]图1为本发明工艺流程图。
[0021 ]图2为本发明搅拌除臭池结构示意图。
[0022]图3为本发明重力沉淀装置结构示意图。
[0023]图4为本发明重力沉淀装置结构示意图。
[0024]图5为本发明澄清池结构示意图。
[0025]图6为本发明悬浮澄清池结构示意图。
[0026]图中1-搅拌除臭池，2-重力沉淀装置，3-澄清池，4-挡板，11-搅拌叶，12-PH测试仪，13-加料罐，21-斜坡，22-排污管口，23-沉淀部，24-隔离网，25-过滤通道，26-缝隙，31-一级澄清池，32-二级澄清池，33-隔离板，34-第一排水口，35-第二排水口。
【具体实施方式】
[0027]现结合图1、图2、图3、图4、图5对本发明进行进一步说明，一种粪便无害化处理系统，其特征在于，所述的粪便无害化处理系统依次设有搅拌除臭池1、重力沉淀装置2、悬浮澄清池、澄清池3与清水蓄水池，所述的澄清池3的出水口处还设有循环管道，所述的循环管道另一端连接至猪棚用于冲洗猪棚，可循环使用处理过的废水。
[0028]所述的搅拌除臭池I包括搅拌叶11与PH测试仪12，所述的搅拌除臭池I上还设有明矾或聚合氯化铝的加料罐13，所述的搅拌除臭池I通过微处理器自动控制启闭加料罐13添加明矾或聚合氯化铝，所述的搅拌除臭池I的进料口与猪棚的排污口相连，所述的搅拌除臭池I出料口与重力沉淀装置2相连。
[0029]所述的重力沉淀装置2包括用于减缓流速的斜坡21与沉淀部23，所述的沉淀部23底部用于排放沉淀的杂质的设有排污管口 22，所述的沉淀部23前端设有过滤部，所述的沉淀部23与过滤部之间还设有隔离网24与过滤通道25，所述的过滤通道25包括若干依次排列的空心管，所述的空心管之间设有缝隙26，所述的空心管壁上设有若干通孔，所述的过滤部底部设有第一出水口，所述的第一出水口与悬浮澄清池连接。所述的沉淀部23—端还设有缓冲板。
[0030]所述的悬浮澄清池包括筒身与过滤装置，所述的过滤装置底部还设有挡板4，所述的挡板焊接在过滤装置底部，所述的挡板与筒身的筒壁呈30°夹角。
[0031]所述的澄清池3内包括一级澄清池31和二级澄清池32，所述的一级澄清池31和二级澄清池32之间还设有隔离板33，所述的隔离板33高度低于澄清池3的池壁高度，所述的一级澄清池31底部设有第一排水口 34，所述的二级澄清池32底部设有第二排水口 35，所述的二级澄清池32底部设有第二出水口，所述的第二出水口与清水蓄水池连接。所述的循环管道位于二级澄清池32底部。
[0032 ]所述的澄清池3与清水蓄水池之间还设有膜过滤器。
[0033]本发明通过膜处理池通过膜分离单元将清水直接抽出，对粪液悬浮颗粒可直接排除，且利用集成线路和管道技术，自动测试粪液中PH值含量，来明矾和氯化铝的流量，降低人工失误及成本，最终达到直接降低合作企业粪便臭气，降低恶臭对畜禽的生长及周围环境带来危害.减少猪粪里少氨气的挥发，以防止粪便氮损失，以提高肥料的肥料价值，降低了粪便的可溶性磷含量，以防止粪便磷对土壤的污染，通过吸附、固定、凝絮等多种作用，降低水溶性铜、锌、铅和镉，实现立体式净化处理，降低猪粪处理人工成本。
[0034]一种粪便无害化处理系统的粪便无害化处理方法，包括以下步骤:
(1)将粪液排入搅拌除臭池中，加入水与无害化处理试剂，所述的无害化处理试剂为明矾、聚合氯化铝、聚合氯化铁或者聚合硫酸铁中的一种或几种，搅拌反应至搅拌除臭池中粪液PH值至4.5-7，将粪液排至重力沉淀装置；
(2)将至重力沉淀装置的粪液，经重力沉淀，除去沉淀的底层废弃物，再经隔离网与过滤通道二次过滤除去仍混于水中的大颗粒物质，将隔离网与过滤通道二次过滤后的水排至悬浮澄清池；
(3)将污水置于悬浮澄清池，通过悬浮澄清池的阀门开关，从悬浮澄清池底部排出杂质，过滤后的水从悬浮澄清池顶部排出；
(4)将悬浮澄清池处理后的水通过澄清池，经过澄清池一级澄清处理的水经澄清池中间隔板的顶部进行二级澄清处理，取上层清水排出；
(5)将经过澄清池二次澄清处理过后的水进入膜过滤器进行膜过滤处理，最后通入清水蓄水池，即得可直接饮用或使用的清水。
[0035]以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种粪便无害化处理系统，其特征在于，所述的粪便无害化处理系统依次设有搅拌除臭池(1)、重力沉淀装置(2)、悬浮澄清池、澄清池(3)与清水蓄水池，所述的澄清池(3)的出水口处还设有循环管道，所述的循环管道另一端连接至养殖棚用于冲洗养殖棚。2.根据权利要求1所述的一种粪便无害化处理系统，其特征在于，所述的搅拌除臭池(1)包括搅拌叶(11)与PH测试仪(12)，所述的搅拌除臭池(I)上还设有明矾、聚合氯化铝、聚合氯化铁或者聚合硫酸铁的加料罐(13)，所述的搅拌除臭池(I)通过微处理器自动控制启闭加料罐(13)添加明矾或聚合氯化铝，所述的搅拌除臭池(I)的进料口与养殖棚的排污口相连，所述的搅拌除臭池(I)出料口与重力沉淀装置(2)相连。3.根据权利要求1所述的一种粪便无害化处理系统，其特征在于，所述的重力沉淀装置(2)包括用于减缓流速的斜坡(21)与沉淀部(23)，所述的沉淀部(23)底部用于排放沉淀的杂质的设有排污管口(22)，所述的沉淀部(23)前端设有过滤部，所述的沉淀部(23)与过滤部之间还设有隔离网(24)与过滤通道(25)，所述的过滤通道(25)包括若干依次排列的空心管，所述的空心管之间设有缝隙(26)，所述的空心管壁上设有若干通孔，所述的过滤部底部设有第一出水口，所述的第一出水口与悬浮澄清池连接。4.根据权利要求3所述的一种粪便无害化处理系统，其特征在于，所述的沉淀部(23)—端还设有缓冲板。5.根据权利要求1所述的一种粪便无害化处理系统，其特征在于，所述的悬浮澄清池包括筒身与过滤装置，所述的过滤装置底部还设有挡板(4)，所述的挡板焊接在过滤装置底部，所述的挡板与筒身的筒壁呈30°夹角。6.根据权利要求1所述的一种粪便无害化处理系统，其特征在于，所述的澄清池(3)内包括一级澄清池(31)和二级澄清池(32)，所述的一级澄清池(31)和二级澄清池(32)之间还设有隔离板(33)，所述的隔离板(33)高度低于澄清池(3)的池壁高度，所述的一级澄清池(31)底部设有第一排水口(34)，所述的二级澄清池(32)底部设有第二排水口(35)，所述的二级澄清池(32)底部设有第二出水口，所述的第二出水口与清水蓄水池连接。7.根据权利要求6所述的一种粪便无害化处理系统，其特征在于，所述的循环管道位于二级澄清池(32)顶部。8.根据权利要求1所述的一种粪便无害化处理系统，其特征在于，所述的澄清池(3)与清水蓄水池之间还设有膜过滤器，所述的膜过滤器包括三层过滤膜。9.一种权利要求1所述的一种粪便无害化处理系统的粪便无害化处理方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将粪液排入搅拌除臭池中，加入水与无害化处理试剂，所述的无害化处理试剂为明矾、聚合氯化铝、聚合氯化铁或者聚合硫酸铁中的一种或几种，搅拌反应至搅拌除臭池中粪液PH值至4.5-7，将粪液排至重力沉淀装置； (2)将至重力沉淀装置的粪液，经重力沉淀，除去沉淀的底层废弃物，再经隔离网与过滤通道二次过滤除去仍混于水中的大颗粒物质，将隔离网与过滤通道二次过滤后的水排至悬浮澄清池； (3)将污水置于悬浮澄清池，通过悬浮澄清池的阀门开关，从悬浮澄清池底部排出杂质，过滤后的水从悬浮澄清池顶部排出； (4)将悬浮澄清池处理后的水通过澄清池，经过澄清池一级澄清处理的水经澄清池中间隔板的顶部进行二级澄清处理，取上层清水排出； (5)将经过澄清池二次澄清处理过后的水进入膜过滤器进行膜过滤处理，最后通入清水蓄水池，即得可直接饮用或使用的清水。
【文档编号】C02F11/00GK105967473SQ201610401983
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】王清艳, 王昱, 宋显章, 刘江, 刘一江, 段龙川, 王靖飞
【申请人】温州科技职业学院