养殖场粪便梯级综合利用系统及发酵方法
【专利摘要】本发明公开了一种养殖场粪便梯级综合利用系统及发酵方法，属于沼气新能源技术领域。本发明包括沉砂池、配比池、沼气发酵罐、沼气贮气膜、燃气发电机组、燃气锅炉、沼渣沼液发酵池，沉砂池与配比池相连，配比池通过送料管道与沼气发酵罐的进料口相连，沼气发酵罐与沼气贮气膜之间通过输气管道相连，沼气贮气膜的沼气经脱水器、脱硫器、凝水器后与用户、燃气锅炉、燃气发电机组连通；燃气锅炉通过加热供水管道分别与配比池和沼气发酵罐连通；燃气发电机组用于给整个系统供电；沼气发酵罐与沼渣沼液发酵池通过输料管道连通，沼渣沼液发酵池与田间设有输送管道。本发明对畜禽粪便进行梯级综合利用，能够实现畜禽粪便最大限度的减量化、无害化、资源化。
【专利说明】
养殖场粪便梯级综合利用系统及发酵方法
技术领域
[0001]本发明属于沼气新能源技术领域，尤其涉及一种养殖场粪便梯级综合利用系统及发酵方法。
【背景技术】
[0002]随着经济和社会的不断发展，各家各户分散养殖的模式在广大的农村也逐渐退出历史舞台，取而代之的是规模化、专业化的大型养殖场。这种养殖场相比传统的分户散养方式，其饲养技术、防疫水平、饲料的利用率、管理水平都大大提高，而饲养成本则有所降低，但与此同时，规模化的养殖场每天都会产生大量的粪便，大量的粪便如不妥善处理，其恶臭气味会严重影响周边环境；另外，畜禽粪便也是一种资源，如不加以合理利用，不仅会造成环境的二次污染，还会导致有机资源的大量浪费。目前，大多数养殖场均开始对畜禽粪便进行利用，但是，在实施过程中存在一些问题，例如，一些养殖场为了图方便，直接把收集的粪便集中堆放堆肥，这种简易的处理方式，不仅堆肥的质量差，其堆肥的肥料不利于农作物吸收，而且还会导致有机资源的大量浪费，并产生二次污染；另外，厌氧发酵生产沼气的技术已经开始实施，但是一些养殖场是将产生的粪便直接送入沼气池进行发酵，发酵周期长，发酵的效果不理想，还会产生大量的沼渣沼液;再者，沼渣沼液一般作为最后的废弃物，大多都直接施用于土壤之中，由于未经处理的沼渣沼液的性质不稳定，对土壤及农业生产存在潜在的危害。
[0003]因此，要合理、充分利用畜禽粪便，实现废弃物最大限度的减量化、无害化、资源化，目前的沼气处理系统还有待进一步的优化和提高。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种养殖场粪便梯级综合利用系统及发酵方法，对畜禽粪便进行梯级综合利用，能够实现畜禽粪便最大限度的减量化、无害化、资源化。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种养殖场粪便梯级综合利用系统，包括沉砂池、配比池、沼气发酵罐、沼气贮气膜、燃气发电机组、燃气锅炉、沼渣沼液发酵池，沉砂池与配比池相连，配比池通过送料管道与沼气发酵罐的进料口相连，沼气发酵罐与沼气贮气膜之间通过输气管道相连，沼气贮气膜的沼气经脱水器、脱硫器、凝水器后分为三路支输气管道，其中一路支输气管道与用户连通，一路支输气管道与燃气锅炉连通，一路支输气管道与燃气发电机组连通;燃气锅炉通过加热供水管道分别与配比池和沼气发酵罐连通;燃气发电机组用于给整个系统供电；沼气发酵罐与沼渣沼液发酵池通过输料管道连通，沼渣沼液发酵池与田间设有输送管道。
[0006]进一步的技术方案，沉砂池和配比池内均设有立轴搅拌器。
[0007]进一步的技术方案，配比池内设有加热盘管。
[0008]进一步的技术方案，沉砂池与配比池相邻，沉砂池的池底高于配比池的池底，沉砂池和配比池之间通过间隔壁隔开，在间隔壁上设有放料口，在沉砂池一侧设有能够挡住放料口的闸板，闸板紧贴间隔壁，能够沿间隔壁提起和下降。
[0009]进一步的技术方案，沼气发酵罐内设有搅拌器，沼气发酵罐上安装有正负压保护器和温度传感器。
[0010]进一步的技术方案，沼气发酵罐与沼渣沼液发酵池分为沼渣输料管道和沼液输料管，沼渣输料管道和沼液输料管上分别设有出渣栗和出液栗。
[0011]进一步的技术方案，经凝水器后的总输气管道上设有流量计、压力传感器和罗茨风机。
[0012]进一步的技术方案，沼渣沼液发酵池为生物菌种沼渣沼液发酵池。
[0013]一种养殖场粪便梯级综合利用系统的发酵方法，沼气发酵罐内的发酵温度为30-35度，发酵周期为20天，发酵物的PH值为7-7.5，沼气发酵罐投料体积比为80%，发酵料液浓度为10%;发酵物料碳氮比为15-25。
[0014]沼渣沼液发酵池内加入多种生物菌种，生物菌种为光合菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌。
[0015]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明采用多级处理方式，利用畜禽粪便生产沼气，用于供气、发电，沼渣沼液经生物发酵，直接用于农田施肥，生产绿农产品，降低化肥使用量，将养殖、种植、能源和生态环境保护有机结合起来，使生态养殖走上能源、生态和环境保护的良性循环轨道；
本发明实现养殖、沼气、沼肥、发电一体化，使养殖粪便全部循环利用，实现畜禽粪便最大限度的减量化、无害化、资源化。
【附图说明】
[0016]图1是本发明实施例的原理图；
图中:1、沉砂池;2、放料口；3、配比池;4、立轴搅拌器;5、进料栗;6、沼气发酵罐;7、正负压保护器;8、出渣栗;9、出液栗；10、沼渣沼液发酵池；11、沼气贮气膜；12、脱水器；13、脱硫器;14、凝水器;15、流量计；16、罗茨风机;17、燃气锅炉；18、燃气发电机组；19、闸板。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0018]本发明提供一个如图1所示的养殖场粪便梯级综合利用系统，作为一个具体的实施例，本发明包括沉砂池1、配比池3、沼气发酵罐6、沼气贮气膜11、燃气发电机组18、燃气锅炉17、沼渣沼液发酵池10，沉砂池I与配比池3相连，配比池3通过送料管道与沼气发酵罐6的进料口相连，送料管道上安装有进料栗5，沼气发酵罐6与沼气贮气膜11之间通过输气管道相连，沼气贮气膜11的沼气经脱水器12、脱硫器13、凝水器14后分为三路支输气管道，其中一路支输气管道与用户连通，一路支输气管道与燃气锅炉17连通，一路支输气管道与燃气发电机组18连通;燃气锅炉17通过加热供水管道分别与配比池3和沼气发酵罐6连通;燃气发电机组18用于给整个系统供电；沼气发酵罐6与沼渣沼液发酵池10通过输料管道连通，沼渣沼液发酵池10与田间设有输送管道。其中，沉砂池I和配比池3为预处理单元，沉砂池I和配比池3内均设有立轴搅拌器4，设备有进料栗5、立轴搅拌器4、加热盘管，闸板19采用电动控制;动力源均由控制柜给出，通过进料栗5，将经预处理后的物料输送到沼气发酵罐6内进行发酵;立轴搅拌器4用于搅拌调配物料，收集到池内的粪便进行充分混合均匀，以提高发酵的效果；加热盘管用于给配比池3加热，同时，锅炉内的热水也可直接输送到配比池3内，以利于配比池3内的物料充分的预处理，为后序的发酵做好保障。另外，在配比池3上安装温度传感器，检测配比池3内的温度，温度显示仪安装在控制柜上，来显示配比池3的温度，根据温度显示仪显示的温度，可以实时人工调节锅炉的供热系统，使配比池3内的物料达到良好的预处理。
[0019]物料在沼气发酵罐6内经发酵后产生的沼气经输气管道输送至沼气贮气膜11内，剩余的沼渣沼液留在罐内，经转子栗强制出料，进入沼渣沼液发酵池10内，在沼渣沼液发酵池10内加入生物菌种，经几天发酵，使之升级为微生物菌肥，然后实施肥水同灌，S卩肥水一体化，减少化肥用量，以建设3000立方米沼渣沼液发酵池10为例，沼渣沼液经发酵后全部转化为肥料，增产增效示范田2000亩如小麦、玉米、葡萄，使粪便达到最大程度的利用，并且，经发酵的沼渣沼液形成的肥料更利于农作物的吸收，增添土壤的肥力，形成生态养殖的良性循环。
[0020 ]作为一种结构简单、且使用方便的结构，本发明的沉砂池I与配比池3相邻，沉砂池I的池底高于配比池3的池底，沉砂池I和配比池3之间通过间隔壁隔开，在间隔壁上设有放料口 2，在沉砂池I一侧设有能够挡住放料口 2的闸板19，闸板19紧贴间隔壁，能够沿间隔壁提起和下降。提起闸板19，沉砂池I内的物料可在重力作用下自动流入配比池3内，无需另外使用动力。
[0021]本发明沼气进脱硫器13之前进行脱水，经脱硫器13之后还需要进一步的对沼气中的水份进行冷凝除水，这样能够保证得到干燥洁净的沼气。
[0022]沼气发酵罐6内设有搅拌器，用于对沼气发酵罐6内的物料进行搅拌，使物料充分发酵，沼气发酵罐6上安装有正负压保护器7和温度传感器。沼气发酵罐6上安装温度传感器，检测沼气发酵罐6内的温度，温度显示仪安装在控制柜上，来显示沼气发酵罐6的温度，根据温度显示仪显示的温度，可以实时人工调节锅炉的供热系统，使沼气发酵罐6内的物料达到良好的发酵效果。
[0023]沼气发酵罐6与沼渣沼液发酵池10分为沼渣输料管道和沼液输料管，沼渣输料管道和沼液输料管上分别设有出渣栗8和出液栗9，用于强制出料。
[0024]经凝水器14后的总输气管道上设有流量计15、压力传感器和罗茨风机16。在总输气管道上安装有压力传感器，将输送沼气的压力信号反馈至控制柜，并利用该信号对罗茨风机16或者相应的设备进行控制，以保证沼气的气压符合用气需求。
[0025]另外在与各池、罐及锅炉相连的进出管道上均需安装阀门，可采用电动阀和手动控制阀两种方式相结合，以避免电动阀失灵。
[0026]本发明供电部分由沼气发电机组供给，沼气发电机组经并网柜、升压站与国家电网相连，这个系统的控制部分采用集中控制与分散控制相结合的方式，由控制柜对系统内各设备进行集中控制，同时对远离控制柜的设备设置现场控制，对于一些运行现场条件比较复杂的情况，采用设备场家配套控制箱进行现场控制。系统内的设备采用自动控制和手动控制，以避免自动控制故障的情况。控制柜位于控制室内，集中有系统内各单元设备的动力、控制以及仪表显示，控制柜上设有设备的启动、停止按钮，运行、故障、指示灯、报警器及显示仪表。
[0027]本系统建设3000立方米的沼渣沼液贮液池，建设沼肥输送管2000米，将贮存的沼渣沼液加入生物菌种，经几天发酵，使之升级为微生物菌肥，然后实施肥水同灌，即肥水一体化，减少化肥农药用量，增产增效示范田2000亩，(小麦、玉米、葡萄)，循环利用，让废弃物变宝，实现梯级综合充分合理利用。
[0028]本发明还提供一种养殖场粪便梯级综合利用系统的发酵方法，沼气发酵罐6内的发酵温度为30-35度，发酵周期为20天，发酵物的PH值为7-7.5，沼气发酵罐投料体积比为80%，发酵料液浓度为10%;发酵物料碳氮比为15-25。
[0029]其中，在沼渣沼液发酵池10内加入多种生物菌种，生物菌种为光合菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌等多种有益复合菌。即在沼渣沼液中加入多种有益复合菌进行发酵，形成微生物菌肥，能够养根护根，分解土壤残留的农药，消除土壤板结，抑制病虫害，对涵养水土、保持肥力都具有有益的效果。
[0030]本发明工艺流程如下:冲洗的粪便及废水经格栅，自流进入沉砂池，经初步搅拌后一起进入配比池，在立轴搅拌器的作用下，粪水混合均匀，然后由进料栗栗入沼气发酵罐内，在厌氧菌的作用下，厌氧发酵，产生沼气，沼气经脱水脱硫，经阻火器送至用户、燃气锅炉及燃气发电机组，沼渣沼液经发酵后用来灌溉农田。其中，沼气发酵罐内的发酵温度为30-35度，发酵周期为20天，发酵物的PH值为7-7.5，沼气发酵罐投料体积比为80%，发酵料液浓度为10%;发酵物料碳氮比为15-25。
[0031]本发明采用多级处理方式，利用畜禽粪便生产沼气，用于供气、发电，沼渣沼液经生物发酵，直接用于农田施肥，生产绿农产品，降低化肥使用量，将养殖、种植、能源和生态环境保护有机结合起来，使生态养殖走上能源、生态和环境保护的良性循环轨道，实现了废弃资源的梯级综合利用、无害化处理、绿色能源、有机肥的生产，可进一步促进农村循环经济的可持续发展。
【主权项】
1.一种养殖场粪便梯级综合利用系统，其特征在于，包括沉砂池(I)、配比池(3)、沼气发酵罐(6)、沼气贮气膜(11)、燃气发电机组(18)、燃气锅炉(17)、沼渣沼液发酵池(10)，沉砂池(I)与配比池(3)相连，配比池(3)通过送料管道与沼气发酵罐(6)的进料口相连，沼气发酵罐(6)与沼气贮气膜(11)之间通过输气管道相连，沼气贮气膜(11)的沼气经脱水器(12)、脱硫器(13)、凝水器(14)后分为三路支输气管道，其中一路支输气管道与用户连通，一路支输气管道与燃气锅炉(17)连通，一路支输气管道与燃气发电机组(18)连通;燃气锅炉(17)通过加热供水管道分别与配比池(3)和沼气发酵罐(6)连通;燃气发电机组(18)用于给整个系统供电；沼气发酵罐(6)与沼渣沼液发酵池(10)通过输料管道连通，沼渣沼液发酵池(10)与田间设有输送管道。2.根据权利要求1所述的养殖场粪便梯级综合利用系统，其特征在于，沉砂池(I)和配比池(3)内均设有立轴搅拌器(4)。3.根据权利要求1所述的养殖场粪便梯级综合利用系统，其特征在于，配比池(3)内设有加热盘管。4.根据权利要求1所述的养殖场粪便梯级综合利用系统，其特征在于，沉砂池(I)与配比池(3)相邻，沉砂池(I)的池底高于配比池(3)的池底，沉砂池(I)和配比池(3)之间通过间隔壁隔开，在间隔壁上设有放料口( 2)，在沉砂池(I)一侧设有能够挡住放料口(2)的闸板(19)，闸板(19)紧贴间隔壁，能够沿间隔壁提起和下降。5.根据权利要求1所述的养殖场粪便梯级综合利用系统，其特征在于，沼气发酵罐(6)内设有搅拌器，沼气发酵罐(6)上安装有正负压保护器(7)和温度传感器。6.根据权利要求1所述的养殖场粪便梯级综合利用系统，其特征在于，沼气发酵罐(6)与沼渣沼液发酵池(10)分为沼渣输料管道和沼液输料管，沼渣输料管道和沼液输料管上分别设有出渣栗(8)和出液栗(9)。7.根据权利要求1所述的养殖场粪便梯级综合利用系统，其特征在于，经凝水器(14)后的总输气管道上设有流量计(15)、压力传感器和罗茨风机(16)。8.根据权利要求1所述的养殖场粪便梯级综合利用系统，其特征在于，沼渣沼液发酵池(1)为生物菌种沼渣沼液发酵池。9.一种养殖场粪便梯级综合利用系统的发酵方法，其特征在于，沼气发酵罐(6)内的发酵温度为30-35度，发酵周期为20天，发酵物的PH值为7-7.5，沼气发酵罐投料体积比为80%，发酵料液浓度为10%;发酵物料碳氮比为15-25。10.—种养殖场粪便梯级综合利用系统的发酵方法，其特征在于，沼渣沼液发酵池(10)内加入多种生物菌种，生物菌种为光合菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌。
【文档编号】F02B43/10GK106064872SQ201610650798
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年8月10日
【发明人】程忠杰, 李彦敏
【申请人】元氏县禾牧农业科技有限公司