仿森林地表生态系统处理粪污同时生产有机肥的方法及装置与流程

本发明涉及环保技术领域，涉及有机肥生产和有机污水处理领域，更具体地涉及利用秸秆原料处理粪污同时生产有机肥的方法及其装置。

背景技术：

自改革开放以来，我国农业生产发生了巨大变化，解放了农业生产力，提高了产量，但是农业生产也带来了农业污染问题。种植业的大量秸秆废弃物，养殖业大量的粪便污水，是农业生产两大污染源，秸秆焚烧、粪便堆积、污水横流，严重地污染了环境，危害人们的健康。

1、养殖业粪污的污染和治理现状

养殖业综合生产能力显著增强，畜产品总产量大幅提升，畜禽产品结构逐步优化，畜牧饲养模式已由低生产力的农户散养模式向高生产力的集约化养殖模式转变，形成了区域化的畜禽生产布局。但畜禽养殖污染防治工作起步晚，起点低，管理基础薄弱，与规模化畜禽养殖的快速发展严重脱节。畜牧业与环境保护之间的矛盾日益突出，畜禽养殖污染成为农业面源污染以及水环境污染的重要内容。

畜禽养殖专业化与规模化集中饲养方式,有利于提高饲养技术、防疫能力和管理水平,与传统方式即农户分散饲养相比,规模化饲养可大大提高生产效率和饲料转换率,降低生产成本,增加经济效益。但畜禽规模化饲养也造成粪尿过度集中和冲洗水大量增加,给生态环境带来极大压力。据国家环境保护总局对全国23个省(区)、市规模化畜禽养殖业污染状况调查表明,畜禽粪便产生量为工业固体废弃物产生量的2.4倍,畜禽粪便化学需氧量(COD)远远超过我国工业废水和生活污水化学需氧量排放量之和。目前，畜禽养殖的规模参差不齐，小规模及散养养殖仍占有相当大的比重，造成污染治理的难度加大。同时区域之间畜禽养殖量差异性极大，现有土地的载畜量极其不平衡。许多地区畜禽养殖带来的污染已经或正在成为当地环境主要污染源。

在畜禽养殖污染防治方面，由环保部牵头出台了许多标准和规范性文本，如《畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2001)》《畜禽养殖业污染治理工程技术规范(HJ497－2009)》等，明确了畜禽养殖污染物的排放标准以及养殖场粪污处理技术工艺等，但仍然缺乏实用性强、运行成本低、处理效果好、适用范围广的畜禽养殖污染防治技术或模式。

而根据各地粪污治理项目来看，粪污处理设施建设多以沼气工程、三分离一净化、发酵床为主要内容，但都存在局限性，不能彻底解决粪污问题。如沼气工程缺乏后处理，有利于农作物生长的沼液和改善土壤的沼渣若利用不当会严重污染农田和土壤，且大多养殖场重建轻管，设施运行易发故障；净化设备需24h运行,耗电大，运行成本高；发酵床占地面积大，不适宜土地紧张的地区等。同时，污染防治设施的建设和运行成本让多数养殖场无力承担，“达标排放”模式不但很难解决畜牧业环境污染问题，还会对畜禽粪便资源造成浪费。

2、秸秆的污染和利用现状；

根据统计资料我国粮食播种面积16.5亿亩，粮食总产量4.67亿吨，按粒秆比1∶1.2估算，再加上其他作物秸秆，全国年生产秸秆近6亿吨，中国农民对作物秸秆的利用有悠久的历史，只是由于从前农业生产水平低、产量低，秸秆数量少，秸秆除少量用于垫圈、喂养牲畜，部分用于堆沤肥外，大部分都作燃料烧掉了。随着农业生产的发展，中国自20世纪80年代以来，粮食产量大幅提高，秸秆数量随之增多，加上省柴节煤技术的推广，烧煤、用电和使用液化气的普及，使农村中有大量富余秸秆。农村对秸秆的需求减少，大量秸秆的处理成为了一个严重的社会问题，虽然法律禁止，但很多地方农民仍然直接在田地里燃烧秸秆，引发空气污染、火灾、飞机无法正常起降等后果。同时科学技术的进步，农业机械化水平的提高，使秸秆的利用由原来的堆沤肥转变为秸秆直接还田。

广大科技工作者对秸秆利用进行了卓有成效的研究，秸秆食用菌生产、生物质燃料、秸秆建材等方式利用了大量秸秆。但秸秆还田是主要方面，秸秆还田有堆沤还田，过腹还田，直接还田等多种方式。秸秆中含有大量的有机质，氮磷钾和微量元素，据张夫道等人的统计，豆科作物秸秆含氮较多，禾本科作物秸秆含钾较丰富，作物秸秆提供的养分约占中国有机肥总养分的13％～19％，是农业生产重要的有机肥源。从现有的秸秆产量计算，6亿吨秸秆中氮磷钾养分含量相当于400多万吨尿素，700多万吨过磷酸钙，700多万吨硫酸钾。但是现有方式因为农民耕种习惯，地理条件，利用成本等原因，大量秸秆没有得到利用。

发明新的粪污治理技术模式，低成本、简单实用的设备，将农业生产的两大污染源联合处理，在治理污染的同时生产种植业的优质有机肥料，实现废弃物的资源化利用，具有必要性和迫切性。

技术实现要素：

在森林地表生态系统中，森林地表自然形成枯枝落叶、泥土、微生物菌的生态系统，动物的粪尿，雨水通过地表的生态系统吸附、过滤、发酵降解、水分蒸发。

针对上述现有粪污处理技术的不足问题设计了本发明，本发明模仿森林地表生态系统，利用有机物粗秸秆初步过滤粪污，进一步选用吸附性强的有机物与无机物混合物料做滤料，吸附过滤污水，有机物料发酵蒸发污水，使用后的滤料与初步过滤获得的固态粪便发酵成有机肥的方法和装置。该方法包括将液态粪污(固体物＜5％)输送到粗秸秆滤料过滤仓中初步过滤，滤液加入发酵菌，然后喷淋到第一混合滤料过滤仓中过滤，所得滤液进一步喷淋到第二细混合滤料过滤仓中进行过滤，所得滤液输送到快渗沙滤池中净化做为中水回用；或将半固态粪污和粘稠粪浆(30％≥固体物≥5％)输送到粗秸秆滤料过滤仓中过滤，滤液加入发酵菌，然后将滤液喷淋到多个混合滤料发酵仓，吸附污水的滤料高温发酵，污水通过高温蒸发，污水“零排放”；将粗秸秆滤料过滤仓滤料、混合滤料发酵仓发酵后的滤料和粗秸秆滤料上的固态粪便混合，送入有机肥主发酵仓进行高温发酵。

根据本发明的一个实施方案，提供一种利用以秸秆为主要原料处理液态粪污同时生产有机肥的方法，该方法包括以下步骤：

(A)将固体物含量<5质量％的液态粪污输送到采用粗秸秆滤料的粗秸秆滤料过滤仓中，利用粗秸秆滤料过滤仓中的粗秸秆滤料进行过滤，滤液在第一污水收集池中收集，其中粗秸秆的粒径为1-5cm，秸秆过滤层的厚度为10-150cm(优选30-100cm，更优选40-60cm)；

(B)在第一污水收集池中加入发酵用生物菌(例如污水用EM复合生物菌，有效活菌≥5.0×10⁹cfu)，然后喷淋(例如利用污泥泵)到第一混合滤料过滤仓的混合滤料上，利用混合滤料过滤，滤液在第二污水收集池中收集，

所述第一混合滤料包括有机物料和无机物料，所述有机物料可选用枯枝落叶、秸秆或木屑，优选秸秆，所述有机物料粒径<1cm(例如粒径范围0.01-0.99cm)；所述无机物料选用黏土、膨润土、土粉煤灰，优选膨润土，所述无机物料粒径80—300目，优选200目；所述无机物料体积占总物料体积的5％--20％，优选10％；所述第一混合滤料层厚为100-300cm，优选150cm-250cm；

(C)将步骤(B)收集的污水喷淋到第二混合滤料过滤仓的混合滤料上，利用混合滤料过滤，滤液在第三污水收集池中收集，

所述第二混合滤料与所述第一混合滤料组分相同；

(D)将第三污水收集池中收集的污水输送到快渗沙滤池中净化，净化后污水经消毒(例如紫外线消毒)作为中水回用；

(E)将粗秸秆滤料过滤仓中的粗秸秆滤料、第一混合滤料过滤仓和第二混合滤料过滤仓中的混合滤料和粗秸秆滤料上的固态粪便混合，送入有机肥主发酵仓进行50-80℃的高温发酵，发酵后装袋堆积(例如在温室或塑料大棚中，环境温度20-40℃)，二次发酵，获得有机肥。

在本实施方案中，针对液态粪污(固体物＜5％)液态粪污经粗秸秆滤料仓初步过滤，两个混合滤料仓进一步过滤，污水净化做为中水回用。主要利用滤料颗粒间孔隙过滤污水。

优选地，粗秸秆滤料过滤仓每过滤12个小时更换二分之一物料，第一细混合滤料过滤仓和第二细混合滤料过滤仓每12个小时更换五分之一物料。

优选地，利用污泥泵分别向粗秸秆滤料过滤仓、第一混合滤料过滤仓和第二混合滤料过滤仓喷淋液态粪污或污水的流量为2-20立方米/小时，更优选5-10立方米/小时。

优选地，向第一污水收集池第一次添加1kg/m³污水，以后每天加0.1kg/m³污水用EM复合生物菌，有效活菌≥5.0×10⁹cfu。

所述高温发酵是固态粪便与过滤后滤料按体积比1:0.3-10，优选1:0.5-5，更优选1:1-4，例如1:1混合搅拌,1-2天升温到50-60℃，例如约55℃，达到70℃以上时鼓风降温，维持5-10天，例如约7天。发酵仓内湿度优选30-80％，更优选50％-60％，ph值在6.5-8.5，优选7-8之间。

所述二次发酵：30-50天，优选约40天，间歇通风，温度不再升高，发酵完毕。

步骤(D)的中水满足COD150-300mg/升，BOD80-150mg/升，SS100-200mg/升，氨氮12-30mg/升，TP5-10mg/升，粪大肠菌群＜1000个/100ml，蛔虫卵＜2个/升。

所得有机肥满足有机肥料(NY525-2002)标准：

有机质≥30％，

N+P2O5+K≥5，水分<20％，PH值5.5—8.0，

有机肥料中的重金属含量、蛔虫卵死亡率和大肠杆菌值指标应符合GB8172的要求。

根据本发明的第二个实施方案，提供一种仿森林地表生态系统处理液态粪污同时生产有机肥的装置，该装置包括：

粗秸秆滤料过滤仓，粗秸秆滤料过滤仓填充的粗秸秆的粒径为1-5cm，秸秆过滤层的厚度为10-150cm(优选30-100cm，更优选40-60cm)，

与粗秸秆滤料过滤仓下部滤液出口连通的第一污水收集池，

通过管道与第一污水收集池连接的第一混合滤料过滤仓，

与第一混合滤料过滤仓下部滤液出口连通的第二污水收集池，

通过管道与第二污水收集池连接的第二混合滤料过滤仓，

第一混合滤料过滤仓和第二混合滤料过滤仓填充的滤料；所述第一混合滤料包括有机物料和无机物料，所述有机物料可选用枯枝落叶、秸秆或木屑，优选秸秆，所述有机物料粒径<1cm(例如粒径范围0.01-0.99cm)；所述无机物料选用黏土、膨润土、土粉煤灰，优选膨润土，所述无机物料粒径80—300目，优选200目；所述无机物料体积占总物料体积的5％--20％，优选10％；所述第一混合滤料层厚为100-300cm，优选150cm-250cm；

所述第二混合滤料与所述第一混合滤料组分相同；

与第二混合滤料过滤仓下部滤液出口连通的第三污水收集池，

通过管道与第三污水收集池连接的快渗沙滤池，

与快渗沙滤池的下部出口连接的清水池，

用于将粗秸秆滤料上的固态粪便与粗秸秆滤料、混合滤料发酵的有机肥主发酵仓。

进一步优选包括用于对主发酵仓发酵后物料进行二次发酵的温室或塑料大棚。

粗秸秆滤料过滤仓的结构包括一个仓体，位于仓体上部的秸秆滤料填充口和粪污进料口，并任选设有溢流口，位于仓体下部的上层V形滤板和下层V形滤板，位于上层V形滤板和下层V形滤板之间的滤料层，仓体底部为封闭的底仓，并设有滤液出口，另外在仓体下部设有螺旋出料机。

主发酵仓、第一混合滤料过滤仓、第二混合滤料过滤仓(滤料发酵发酵仓)结构可以相同，包括一个仓体，仓体顶部设有除臭罩，在除臭罩下方任选地设有喷淋管(主发酵仓由于不使用污水喷淋，因此可以不设喷淋管)，喷淋管下方为物料层，物料层下为V形滤板，V形滤板下方为封闭的底仓，在V形滤板下方还设有鼓风管，用于向仓体内鼓风降温，在V形滤板的底部、物料层的下方设有螺旋出料机，在仓体上部设有秸秆进料口，在封闭的底仓设有滤液出口。

根据本发明的第三个实施方案，提供一种仿森林地表生态系统处理半固态粪污和粘稠粪浆同时生产有机肥的方法，该方法包括以下步骤：

(A)将5质量％≤固体物含量<10质量％的粘稠粪浆和10质量％≤固体含量≤30质量％的半固态粪污输送到采用粗秸秆滤料的粗秸秆滤料过滤仓中，利用粗秸秆滤料过滤仓中的粗秸秆滤料进行过滤，其中粗秸秆的粒径为1-5cm，秸秆过滤层的厚度为10-150cm(优选30-100cm，更优选40-60cm)；

(B)步骤(A)获得的过滤液在引入生物发酵菌(例如有机肥专用复合益菌粉剂，活菌总数≥1.0×10⁹cfu/g)向滤料发酵仓内的混合滤料层喷淋，滤料发酵仓内有机物发酵产生生物热能蒸发浓缩污水，该污水经渗滤液收集池收集后也向滤料发酵仓内滤料层喷淋，

所述混合滤料包括有机物料和无机物料，所述有机物料可选用枯枝落叶、秸秆或木屑，优选秸秆，所述有机物料粒径<1cm(例如粒径范围0.01-0.99cm)；所述无机物料选用黏土、膨润土、土粉煤灰，优选膨润土，所述无机物料粒径80—300目，优选200目；所述无机物料体积占总物料体积的5％--20％，优选10％；所述第一混合滤料层厚为100-300cm，优选150cm-250cm；

所述第二混合滤料与所述第一混合滤料组分相同；

(C)将粗秸秆过滤仓、滤料发酵仓中的混合滤料、粗秸秆上的固态粪便混合，进入主发酵仓，进行50-80℃的高温发酵，发酵后装袋在环境温度下堆积(例如在温室或塑料大棚中，环境温度20-40℃)，二次发酵，获得有机肥。

在本实施方案中，针对半固态粪污和粪浆(5质量％≤固体含量≤30质量％)，粪污经粗秸秆滤料仓初步过滤，过滤获得的污水喷淋到多个混合滤料发酵仓发酵，发酵热能蒸发浓缩污水，污水“零排放”。主要利用混合滤料自身较大的内表面积吸附污水，混合滤料吸附高(N)浓度污水，在发酵仓内，能够例如在70-99％，优选80％以上高湿度条件下维持50-60℃，例如55℃的高温发酵20-40天，例如约28天，每天每立方米蒸发20--30公斤污水。混合滤料具有这种特点才能蒸发污水。

优选地，所述高温发酵是固态粪便与过滤后滤料按体积比1:0.3-10，优选1:0.5-8，更优选1:3-5，例如1:4混合搅拌,1-2天升温到50-60℃，例如约55℃，达到70℃以上时鼓风降温，维持5-10天，例如约7天。发酵仓内湿度优选30-80％，更优选50％-60％，ph值在6.5-8.5，优选7-8之间。

优选地，所述滤料发酵仓内的滤料发酵是1—2天升温到55℃以上，70℃以上时鼓风降温。秸秆发酵在优选在湿度60-90％，优选70％-80％条件下维持20-40天，优选约28天高温发酵。每立秸秆每天蒸发处理20—30升污水。

优选地，向过滤污水收集池一次性添加3kg有机肥专用复合益菌粉剂，活菌总数≥1.0×109cfu/g,以后每天加0.1kg。

所述二次发酵：30-50天，优选约40天，间歇通风，温度不再升高，发酵完毕。

所得有机肥满足有机肥(NY525-200)标准：

有机质≥30％，N+P2O5+K≥5。水分<20％，PH值5.5—8.0；

有机肥料中的重金属含量、蛔虫卵死亡率和大肠杆菌值指标应符合GB8172的要求。

根据本发明的第四个实施方案，提供一种仿森林地表生态系统处理半固态粪污和粘稠粪浆同时生产有机肥的装置，该装置包括：

粗秸秆滤料过滤仓，粗秸秆滤料过滤仓填充的粗秸秆的粒径为1-5cm，秸秆过滤层的厚度为10-150cm(优选30-100cm，更优选40-60cm)，

与粗秸秆滤料过滤仓下部滤液出口连通的过滤液收集池，

通过管道与过滤液收集池连接的一个或多个混合滤料发酵仓，

与一个或多个混合滤料发酵仓下部滤液出口连通的渗滤液收集池，渗滤液收集池设有用于将渗滤液收集池内渗滤液喷淋到一个或多个混合滤料发酵仓的管道，

混合滤料发酵仓内填充的混合滤料：其中混合滤料的有机物选用枯枝落叶、秸秆、木屑等，优选秸秆，粒径<1cm(例如粒径范围0.01-0.99cm)；无机物选用黏土，膨润、土粉煤灰等，优选膨润土，粒径80—300目，优选200目；无机物料体积占总物料体积的5％--20％，优选10％；混合滤料层厚为100-300cm，优选150cm-250cm；

用于将粗秸秆滤料上的固态粪便与粗秸秆滤料、混合滤料滤料发酵的有机肥主发酵仓。

进一步优选包括用于对有机肥主发酵仓发酵后物料进行二次发酵的温室或塑料大棚。

粗秸秆滤料过滤仓的结构包括一个仓体，位于仓体上部的秸秆滤料填充口和溢流口，位于仓体下部的上层V形滤板和下层V形滤板，位于上层V形滤板和下层V形滤板之间的滤料层，仓体底部为封闭的底仓，并设有滤液出口，另外在仓体下部设有螺旋出料机。

有机肥主发酵仓、混合滤料发酵仓结构可以相同，包括一个仓体，仓体顶部设有除臭罩，在除臭罩下方任选地设有喷淋管(主发酵仓由于不使用污水喷淋，因此可以不设喷淋管)，喷淋管下方为物料层，物料层下为V形滤板，V形滤板下方为封闭的底仓，在V形滤板下方还设有鼓风管，用于向仓体内鼓风降温，在V形滤板的底部、物料层的下方设有螺旋出料机，在仓体上部设有混合滤料进料口，在封闭的底仓设有滤液出口。

本发明克服了现有技术模式的不足，以廉价天然材料为原料，提供了一种粗秸秆滤料过滤仓，混合滤料发酵仓，有机肥主发酵仓组合系统，采用中水回用和污水“零排放”两种模式，在处理粪污的同时生产优质有机肥。本发明具有处置有机废弃物实现减量化、稳定化、无害化、资源化的特点，发酵仓密闭操作，占地面积较小，同时该系统具有能进行自动进出料、强制曝气、温度控制、尾气处理的特点。

与现有技术模式相比，本发明具有以下有益效果:

(I)本发明实现资源综合利用，将秸秆、粪便、污水有机废弃污染物转化为腐殖质，生产的堆肥产品作为肥料使用，实现了资源化利用。农村两大污染物联合治理，具有较好的环境效益、社会效益和经济效益,在大中型畜禽养殖粪便污水处理中有发展前景。

(2)本发明将有机固废弃物秸秆转化为有机肥的同时，并利用反应过程中产生的生物热能蒸发污水，实现污水的“零排放。”

(3)本发明采用了密闭的发酵仓，减少恶臭废气产生，并通过废气处理装置净化废气，达标排放，降低对周围环境的影响。

(4)本发明生产过程在塑料大棚内进行，利用了太阳能保温加热，节约能源的同时，封闭设计减少恶臭废气对环境的污染。

(5)本发明成本低，组合灵活，适合各种粪污处理要求，处理结果理想，容易推广。

附图说明

图1为本发明的一种仿森林地表生态系统处理液态粪污同时生产有机肥的装置的示意图。

1、粗秸秆滤料过滤仓；2、第一混合滤料过滤仓；3、第二混合滤料过滤仓；4、快渗沙滤池；5、清水池；6、第一污水收集池；7、第二污水收集池、8、第三污水收集池；9、主发酵仓；10、主发酵仓；11、螺旋出料机、12、粪污进料口；13、溢流口；14、喷淋管；15、水量调节阀。

图2为本发明的一种仿森林地表生态系统处理半固态粪污和粘稠粪浆同时生产有机肥的装置的示意图。

30、粗秸秆滤料过滤仓；31、混合滤料发酵仓；32；混合滤料发酵仓；33、渗滤液收集池；34、有机肥主发酵仓；35、有机肥主发酵仓；36、过滤液收集池；37、粪污(或粪浆)进料口；38、溢流口；39、螺旋出料机；40、液量调节阀；41、止回水阀。

图3为粗秸秆滤料过滤池结构示意图。

100、粗秸秆滤料过滤仓仓体；101、粪污层；102、上层V形滤板；103、秸秆滤料层；104、下层V形滤板；105、封闭的底仓；106、滤液出口；107、螺旋出料机；108、秸秆滤料填充口；109粪污进料口。

图4为混合滤料发酵仓(或有机肥主发酵仓或第一混合滤料过滤仓或第二混合滤料过滤仓)结构示意图。

200、混合滤料发酵仓仓体；201、除臭罩；202、喷淋管；203、混合滤料进料口；204、混合滤料发酵层；205、V形滤板；206、鼓风管；207、封闭的底仓；208、滤液出口；209、螺旋出料机。

图5为本发明第四个实施方案的混合滤料发酵仓布置示意图。

31、混合滤料发酵仓；32；混合滤料发酵仓；45、混合滤料进料口；46、日光温室排气口；201、除臭罩；202、喷淋管；206、鼓风管；208、滤液出口。

具体实施方式

以下结合附图来详细说明本发明的具体实施方式。

图1所示为一种利用秸秆原料处理液态粪污同时生产有机肥的装置，该装置包括：

粗秸秆滤料过滤仓1，粗秸秆滤料过滤仓填充的粗秸秆的粒径为1-5cm，秸秆过滤层的厚度为10-150cm(优选30-100cm，更优选40-60cm)，

与粗秸秆滤料过滤仓下部滤液出口连通的第一污水收集池6，

通过管道与第一污水收集池6连接的第一混合滤料过滤仓2，

与第一混合滤料过滤仓下部滤液出口连通的第二污水收集池7，

通过管道与第二污水收集池7连接的第二细混合滤料过滤仓3，

第一混合滤料过滤仓2和第二混合滤料过滤仓3填充的混合滤料：其中混合滤料的有机物选用枯枝落叶、秸秆、木屑等，优选秸秆，粒径<1cm(例如粒径范围0.01-0.99cm)；无机物选用黏土，膨润、土粉煤灰等，优选膨润土，粒径80—300目，优选200目；无机物料体积占总物料体积的5％--20％，优选10％；混合滤料层厚为100-300cm，优选150cm-250cm；

与第二混合滤料过滤仓下部滤液出口连通的第三污水收集池8，

通过管道与第三污水收集池8连接的快渗沙滤池4，

与快渗沙滤池的下部出口连接的清水池5，

用于将粗秸秆滤料上的固态粪便与粗秸秆滤料、混合滤料发酵的有机肥主发酵仓9、10。

进一步优选包括用于对主发酵仓发酵后物料进行二次发酵的温室或塑料大棚(图中未示出)。

如图3所示，粗秸秆滤料过滤仓的结构包括一个仓体100，位于仓体上部的秸秆滤料填充口108和粪污进料口109，位于仓体下部的上层V形滤板102和下层V形滤板104，位于上层V形滤板和下层V形滤板之间的秸秆滤料层103，上层V形滤板102之上为粪污层101，仓体底部为封闭的底仓105，并设有滤液出口106，另外在仓体下部设有螺旋出料机107。

如图4所示，混合滤料发酵仓可以用作有机肥主发酵仓、第一混合滤料过滤仓、或第二混合滤料过滤仓，包括一个仓体200，仓体顶部设有除臭罩201，在除臭罩下方任选地设有喷淋管202(主发酵仓由于不使用污水喷淋，因此可以不设喷淋管)，喷淋管下方为物料层204，物料层下为V形滤板205，V形滤板下方为封闭的底仓207，在V形滤板下方还设有鼓风管206，用于向仓体内鼓风降温，在V形滤板的底部、物料层的下方设有螺旋出料机209，在仓体上部设有秸秆进料口203，在封闭的底仓设有滤液出口208。

使用图1所示装置的一种仿森林地表生态系统处理液态粪污同时生产有机肥的方法包括以下步骤：

(A)将固体物含量<5质量％的液态粪污输送到采用粗秸秆滤料的粗秸秆滤料过滤仓中，利用粗秸秆滤料过滤仓中的粗秸秆滤料进行过滤，滤液在第一污水收集池中收集，其中粗秸秆的粒径为1-5cm，秸秆过滤层的厚度为10-150cm(优选30-100cm，更优选40-60cm)；

(B)在第一污水收集池中加入发酵用生物菌(例如污水用EM复合生物菌，有效活菌≥5.0×10⁹cfu)，然后喷淋(例如利用污泥泵)到第一混合滤料滤料过滤仓的混合滤料上，利用混合滤料过滤，滤液在第二污水收集池中收集，混合滤料滤料：其中混合滤料的有机物选用枯枝落叶、秸秆、木屑等，优选秸秆，粒径<1cm(例如粒径范围0.01-0.99cm)；无机物选用黏土，膨润、土粉煤灰等，优选膨润土，粒径80—300目，优选200目；无机物料体积占总物料体积的5％--20％，优选10％；混合滤料层厚为100-300cm，优选150cm-250cm

(C)将步骤(B)收集的污水喷淋到第二细混合滤料过滤仓的细秸秆滤料上，利用混合滤料过滤，滤液在第三污水收集池中收集；

(D)将第三污水收集池中收集的污水输送到快渗沙滤池中净化，净化后污水经消毒(例如紫外线消毒)作为中水回用；

(E)将粗秸秆滤料过滤仓、第一混合滤料过滤仓和第二混合滤料过滤仓中的粗秸秆滤料和混合滤料和粗秸秆过滤仓上的固态粪便混合，送入有机肥主发酵仓进行50-80℃的高温发酵，发酵后装袋堆积(例如在温室或塑料大棚中，环境温度20-40℃)，二次发酵，获得有机肥。

在上述方法中，针对液态粪污(固体物＜5％)液态粪污经粗秸秆滤料仓初步过滤，两个混合滤料过滤仓进一步过滤，污水净化做为中水回用。主要利用混合滤料颗粒间孔隙过滤污水。

优选地，粗秸秆滤料过滤仓每过滤12个小时更换二分之一物料，第一细秸秆滤料过滤仓和第二细秸秆滤料过滤仓每12个小时更换五分之一物料。

优选地，利用污泥泵分别向粗秸秆滤料过滤仓、第一混合滤料过滤仓和第二混合滤料过滤仓喷淋液态粪污或污水的流量为2-20立方米/小时，更优选5-10立方米/小时。

优选地，向第一污水收集池第一次添加1kg/m³污水，以后每天加0.1kg/m³污水用EM复合生物菌，有效活菌≥5.0×10⁹cfu。

所述高温发酵是固态粪便与过滤后混合滤料按体积比1:0.3-10，优选1:0.5-5，更优选1:1-4，例如1:1混合搅拌,1-2天升温到50-60℃，例如约55℃，达到70℃以上时鼓风降温，维持5-10天，例如约7天。发酵仓内湿度优选30-80％，更优选50％-60％，ph值在6.5-8.5，优选7-8之间。

所述二次发酵：30-50天，优选约40天，间歇通风，温度不再升高，发酵完毕。

步骤(D)的中水满足COD150-300mg/升，BOD80-150mg/升，SS100-200mg/升，氨氮12-30mg/升，TP5-10mg/升，粪大肠菌群＜1000个/100ml，蛔虫卵＜2个/升。

所得有机肥满足有机肥料(NY525-2002)标准：

有机质≥30％，

N+P2O5+K≥5，水分<20％，PH值5.5—8.0，

有机肥料中的重金属含量、蛔虫卵死亡率和大肠杆菌值指标应符合GB8172的要求。

图2示出了一种仿森林地表生态系统处理半固态粪污和粘稠粪浆同时生产有机肥的装置，该装置包括：

粗秸秆滤料过滤仓30，粗秸秆滤料过滤仓填充的粗秸秆的粒径为1-5cm，秸秆过滤层的厚度为10-150cm(优选30-100cm，更优选40-60cm)，

与粗秸秆滤料过滤仓下部滤液出口连通的过滤液收集池36，

通过管道与过滤液收集池连接的一个或多个秸秆发酵仓31、32，

与一个或多个混合滤料发酵仓下部滤液出口连通的渗滤液收集池33，渗滤液收集池设有用于将渗滤液收集池内渗滤液喷淋到一个或多个混合滤料发酵仓的管道，该管道设有止回水阀41，

混合滤料发酵仓31、32内填充的混合滤料：其中混合滤料的有机物选用枯枝落叶、秸秆、木屑等，优选秸秆，粒径<1cm(例如粒径范围0.01-0.99cm)；无机物选用黏土，膨润、土粉煤灰等，优选膨润土，粒径80—300目，优选200目；无机物料体积占总物料体积的5％--20％，优选10％；混合滤料层厚为100-300cm，优选150cm-250cm；

用于将粗秸秆滤料上的固态粪便与粗秸秆滤料、混合滤料发酵的有机肥主发酵仓34、35。

进一步优选包括用于对主发酵仓发酵后物料进行二次发酵的温室或塑料大棚(图中未示出)。

粗秸秆滤料过滤仓与以上所说明的相同。

有机肥主发酵仓、混合滤料发酵仓结构可以相同，一个仓体200，仓体顶部设有除臭罩201，在除臭罩下方任选地设有喷淋管202(有机肥主发酵仓由于不使用污水喷淋，因此可以不设喷淋管)，喷淋管下方为物料层204，物料层下为V形滤板205，V形滤板下方为封闭的底仓207，在V形滤板下方还设有鼓风管206，用于向仓体内鼓风降温，在V形滤板的底部、物料层的下方设有螺旋出料机209，在仓体上部设有混合滤料进料口203，在封闭的底仓设有滤液出口208。

如图5所示，混合滤料发酵仓可以设置在日光温室中。

使用图2的装置的一种仿森林地表生态系统处理半固态粪污和粘稠粪浆同时生产有机肥的方法包括以下步骤：

(A)将5质量％≤固体物含量<10质量％的粘稠粪浆和10质量％≤固体含量≤30质量％的半固态粪污输送到采用粗秸秆滤料的粗秸秆滤料过滤仓中，利用粗秸秆滤料过滤仓中的粗秸秆滤料进行过滤，其中粗秸秆的粒径为1-5cm，秸秆过滤层的厚度为10-150cm(优选30-100cm，更优选40-60cm)；

(B)步骤(A)获得的过滤液在引入生物发酵菌(例如有机肥专用复合益菌粉剂，活菌总数≥1.0×10⁹cfu/g)向混合滤料发酵仓内的滤料层喷淋，混合滤料发酵仓内混合滤料发酵产生生物热能蒸发浓缩污水，该污水经渗滤液收集池收集后也向混合滤料发酵仓内细滤料层喷淋，混合滤料：其中混合滤料的有机物选用枯枝落叶、秸秆、木屑等，优选秸秆，粒径<1cm(例如粒径范围0.01-0.99cm)；无机物选用黏土，膨润、土粉煤灰等，优选膨润土，粒径80—300目，优选200目；无机物料体积占总物料体积的5％--20％，优选10％；混合滤料层厚为100-300cm，优选150cm-250cm；

(C)将粗秸秆过滤仓、混合滤料发酵仓中的混合滤料、粗秸秆上的固态粪便混合，进入有机肥主发酵仓，进行50-80℃的高温发酵，发酵后装袋在环境温度下堆积(例如在温室或塑料大棚中，环境温度20-40℃)，二次发酵，获得有机肥。

在上述方法中，针对半固态粪污和粪浆(5质量％≤固体含量≤30质量％)，粪污经粗秸秆滤料仓初步过滤，过滤获得的污水喷淋到多个混合滤料发酵仓发酵，发酵热能蒸发浓缩污水，污水“零排放”。主要利用混合滤料自身较大的内表面积吸附污水，滤料吸附高(N)浓度污水，在发酵仓内，能够在70-99％，优选80％以上的高湿度条件下维持50-60℃，例如55℃的高温发酵20-40天，例如约28天，每天每立方米蒸发20--30公斤污水。滤料具有这种特点才能蒸发污水。

优选地，所述高温发酵是固态粪便与过滤后滤料按体积比1:0.3-10，优选1:0.5-8，更优选1:3-5，例如1:4混合搅拌,1-2天升温到50-60℃，例如约55℃，达到70℃以上时鼓风降温，维持5-10天，例如约7天。发酵仓内湿度优选30-80％，更优选50％-60％，ph值在6.5-8.5，优选7-8之间。

优选地，所述混合滤料发酵仓内的滤料发酵是1—2天升温到55℃以上，70℃以上时鼓风降温。滤料发酵在优选在湿度60-90％，优选70％-80％条件下维持20-40天，优选约28天高温发酵。每立滤料每天蒸发处理20—30升污水。

优选地，向过滤污水收集池一次性添加3kg有机肥专用复合益菌粉剂，活菌总数≥1.0×109cfu/g,以后每天加0.1kg。

所述二次发酵：30-50天，优选约40天，间歇通风，温度不再升高，发酵完毕。

所得有机肥满足有机肥(NY525-200)标准：

有机质≥30％，N+P2O5+K≥5。水分<20％，PH值5.5—8.0；

有机肥料中的重金属含量、蛔虫卵死亡率和大肠杆菌值指标应符合GB8172的要求。

以下通过具体实施例来进一步说明本发明。

实施例1

存栏200头养猪场粪污处理。采用干清粪生产方式，每头猪每昼夜产生固态粪便2.5公斤，尿3升，冲洗水4.5升，共计10升粪污混合物料，200头养猪场每天产生2立粪污，其中0.5立固态粪便，1.5立污水，按每立混合滤料每天处理20—30升污水计算，需要50—75立混合滤料同时发酵。使用图2所示的装置，每个料仓10立，设置过滤仓1个，混合滤料发酵仓7个，粪便滤料混合有机肥发酵仓2个。混合滤料发酵仓一次性填充，发酵28天后每4天更换一个发酵仓滤料，28天为一个循环，7天后每4天更换一个发酵仓滤料。更换的滤料与过滤仓的固态粪便按4:1体积比混合搅拌进入有机肥主发酵仓进行7天55℃以上高温发酵，发酵后物料装编织袋送入塑料大棚进行二次发酵。每4天消耗秸秆10立，1立膨润土，每天消耗秸秆2.5立，膨润土0.25立，约0.37吨秸秆，0.3吨膨润土，每天蒸发处理污水1.5立。按10立发酵物料生产有机肥3吨(水分＜20％)，平均每天生产有机肥约0.7吨。

实施例2

存栏1000头养猪场粪污处理。

1、采用第一实施方案处理模式：针对水冲粪生产方式，产生大量液态粪污，采用过滤方法处理，混合滤料与过滤获得固态粪便混合发酵，生产有机肥。

每头猪每昼夜产生2.5公斤固态粪便，尿3升，养猪场采用水冲粪生产方式，1000头猪场产生50立左右粪污(固体物含量约4％)。针对猪场粪污情况，采用过滤粪污，中水回用模式处理。使用图1所示的装置，设置粗秸秆过滤仓1个，混合滤料过滤仓2个，有机肥(主)发酵仓4个。按过滤速度7.8m³/h,每天过滤6小时左右，过滤出来的污水通过快速沙滤池净化，净化后水紫外线消毒后回用冲洗圈舍。按方案一办法，每两天更换滤料，滤料与过滤获得的固态粪便按2:1体积比混合搅拌进入发酵仓7天55℃以上高温发酵有机肥。平均每天消耗秸秆2.5立，约0.37吨，膨润土0.25立，约0.3吨，过滤粪污50立，生产有机肥(水分＜20％)1.5吨。

2、采用第二实施方案处理模式：针对人工或机械干清粪生产方式，产生半固态和粪浆，采用粗秸秆初步渗滤，渗滤液喷淋混合滤料发酵仓内滤料，滤料发酵蒸发浓缩污水，污水“零排放”模式。

每头猪每昼夜产生2.5公斤固态粪便，尿3升，1头产生10升混合粪污，1000头猪场每天产生10立粪污，其中2.5立固态粪便，7.5立污水，按每立混合滤料每天处理20—30升污水计算，需要250--375立混合滤料同时发酵。使用图2所示的装置，每个料仓10立，配置过滤仓1个，粪便滤料混合有机肥主发酵仓7个，混合滤料发酵仓28个。混合滤料发酵仓一次性填充，发酵28天后每天更换一个发酵仓滤料，28天为一个循环，粪便和发酵后滤料按1:2体积比混合发酵仓依次填充，7天后每天更换一个发酵仓物料，7天为一个循环。每天消耗秸秆10立约1.5吨，膨润土1立，约1.3吨，生产有机肥(水分＜20％)3吨，每天蒸发处理污水7.5立。

实施例3

乡镇粪污处理中心。一个乡镇按存栏生猪2万头，旱厕3000个，包括其他生活污水，每天产生半固态粪污和粪浆300立。使用图2所示的装置，设置粗秸秆过滤车间内置过滤仓10个，滤液收集池2个，每个容积300立；30个混合滤料发酵车间，每个发酵车间内置28个混合滤料发酵仓，7个有机肥主发酵仓，发酵车间共计35X30＝105个；混合滤料过滤净化车间1个，过滤仓5个，总计各种料仓120个。吸粪车收集粪污，通过粗秸秆过滤仓初步过滤，滤液收集池收集滤液，滤液喷淋发酵车间发酵，多余渗滤液由混合滤料过滤净化车间净化处理后做农业灌溉用水使用。处理中心每天消耗秸秆300立，大约45吨秸秆，生产有机肥(水分＜20％)90—100吨，蒸发污水225立。