本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种秸秆作为滤层的畜禽污水处理方法以及装置。
背景技术：
畜禽在培育和繁殖中产生大量的含有粪便、尿液、食物原料以及其他污物的混合粪污水，这些粪污水含有高浓度悬浮性固体(ss)、高浓度cod和高浓度的氨氮等，若直接排入或是冲刷进入江湖湖泊，将会严重的污染水资源。此外，秸秆是农作物收获之后的废弃物，其处理方式通常以焚烧为主，焚烧秸秆时将产生大量有害气体和可吸收颗粒，这将对环境产生严重的影响。
目前，针对农作物秸秆和畜禽粪便污水的处理工艺，主要采用传统的usr厌氧发酵工艺，进行资源再利用，而usr工艺对畜禽污水的处理的工艺流程包括处理池中预处理、酸化池中酸化水解、厌氧发酵罐中发酵、发酵液进行固液分离等，处理工序复杂，需要消耗大量的人力。
因此，如何简化工序流程、提高产气率成为当今迫在眉睫的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是解决现有国内发酵技术存在的需要对秸秆和畜禽粪污水行进混合、搅拌预处理和发酵反应后对沼液进行固液分离后处理的问题，提供一种秸秆作为滤层的畜禽污水处理方法。
本发明的又一目的是提供一种实现上述方法的装置。
为了实现上述的目的，本发明提供的秸秆作为滤层的畜禽污水处理方法，包括以下的工艺步骤：(1)将秸秆预处理，粉碎成粒径为3-5cm的小段；
(2)将所述粉碎的秸秆送入厌氧发酵罐的罐体，形成秸秆滤层，再向所述的罐体输送畜禽粪污水，所述畜禽粪污水经过秸秆滤层过滤后，在所述罐体的底部形成滤液层；
(3)进行厌氧发酵反应，温度为35±2℃，滤液层停留15-20天后排出所述罐体，含有畜禽粪的秸秆滤层继续发酵40-60天后，移出罐体。
优选地，所述滤层高度占所述的罐体高度的2/3-3/4。
优选地，所述滤液层的高度占所述秸秆滤层的0.3-0.5倍。
通过在厌氧发酵罐的罐体中加入粉碎的秸秆，加入粉碎秸秆高度占罐体高度2/3-3/4，再通过进料装置输送入畜禽粪污水，由于秸秆本身多空、比表面积大，吸附效果好，从而使畜禽粪污水中固体物质被秸秆滤层拦截，使畜禽粪便分散在秸秆滤层中，随着畜禽粪污水的不断加入，滤液就会在罐体的底部形成滤液层，由于秸秆密度小于滤液的密度，秸秆滤层会自然的上浮形成秸秆滤层。由于滤液层里面含有高浓度的cod和高浓度的氨氮，且含有大量的微生物，当保持罐体内的温度为35±2℃，厌氧发酵即可以产生沼气，滤液层发酵15-20天，就可以发酵完全，即可通过沼液管排除罐体；另外由于秸秆的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素等有机物，通过畜禽粪便接种微生物，温度为35±2℃的条件下，即可以对秸秆进行厌氧发酵；但是由于秸秆的表面有蜡质成分，在发酵反应刚开始的时候，被畜禽粪便接种到秸秆的微生物很难进入秸秆的内部，进行快速的厌氧发酵反应产生沼气，但是随着发酵反应的进行，罐体内的ph值下降到弱酸性，就会促使蜡质成分快速地降解，从而使微生物进入秸秆的内部，进行快速的沼气的发酵反应，所以需要继续发酵40-60天。
优选地，所述步骤(3)排出的滤液层用于农业或园林的灌溉，所述步骤(3)移出的秸秆滤层用于生产有机肥。
本发明提供的用于所述秸秆作为滤层的畜禽污水处理方法的方法的装置，包括罐体和进料装置，其特征在于，所述的罐体顶上设置沼气管，在所述的罐体的底设置排渣门，所述的罐体的壁上相应设置沼液管，所述的罐体壁上设置有观察窗。
优选地，所述的进料装置包括电机、进料管和布料装置，所述的进料管一端连接电机，另一端连接布料装置，所述的布料装置设置罐体的顶部，所述的罐体顶部设置有与布料装置相应的孔，使所述设置在布料装置末端的进料口通过所述的孔延伸到所述罐体的内部。
优选地，所述的沼液管口设置有筛网。
优选地，所述的观察窗上设置有均匀刻度。
优选地，所述的布料装置包括至少2个进料口。
通过设置在罐体壁上的观察窗，不管是粉碎的秸秆还是畜禽粪污水的加入，都可以准确的控制他们的加入量；另外通过设置的多个进料口、沼气管、沼液管和排渣门，既可以保证秸秆和畜禽污水均匀分布在罐体内部，又使厌氧发酵产生的沼气通过沼气管排除，在罐体底部的滤液层从沼液管排除，秸秆滤层从排渣门移除。
相较于现有技术，本发明的有益效果是：(1)秸秆滤层可有效提高畜禽粪污与秸秆的接触面积，提高厌氧发酵效率；(2)秸秆作为滤层厌氧发酵处理畜禽粪污废水的方法，实现了物理过滤和生物处理的结合；(3)秸秆滤层的秸秆本身就是一种优质产沼气原料，除载体功能外，同时兼具厌氧发酵生产沼气的功能；(4)秸秆滤层优于普通滤层，不涉及冲洗和更换，可不定期实现原料更新；(5)秸秆和畜禽粪污一并发酵，提高能源密度，进而提高厌氧发酵的池容产气率(6)秸秆滤层延长了处理工艺流程，使出水指标提高30％左右。
附图说明
图1是本发明秸秆作为滤层的畜禽污水处理装置的结构图；
图中标记为：1-厌氧发酵罐，2-罐体，3-秸秆滤层，4-滤液层，5-沼气管，6-排渣门，7-沼液管，8-电机，9-进料管，10-布料装置，11-进料口，12-筛网，13-观察窗。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
秸秆作为滤层的畜禽污水处理方法，包括以下的工艺步骤：
(1)将秸秆预处理，粉碎成粒径为3cm的小段；
(2)如图1所示，将所述粉碎的秸秆通过进料管9、布料装置10和进料口11，进入厌发酵罐1的罐体2，通过观察窗13控制加入秸秆的高度为所述的罐体2高度的2/3，形成秸秆滤层3；再向所述的罐体2输送畜禽粪污水，通过观察窗13控制加入畜禽粪污水，经过秸秆滤层3过滤后，形成的滤液层4为秸秆滤层3的高度的0.5倍；
(3)在如图1所示的装置中，进行厌氧发酵反应，温度为35±2℃，滤液层4停留时间为15天，后通过沼液管7排出所述罐体2，含有畜禽粪的秸秆滤层3，继续发酵40天后，后通过排渣门6移出罐体2，发酵产生的沼气通过沼气管5排出，经过处理后，用于发电、供热或是做饭。这样得到了较多沼气，后排出的沼液可以用于农业或园林的灌溉，沼渣用于生产有机肥。
实施例2
秸秆作为滤层的畜禽污水处理方法，包括以下的工艺步骤：
(1)将秸秆预处理，粉碎成粒径为3cm的小段；
(2)如图1所示，将所述粉碎的秸秆通过进料管9、布料装置10和进料口11，进入厌发酵罐1的罐体2，通过观察窗13控制加入秸秆的高度为所述的罐体2高度的3/4，形成秸秆滤层3；再向所述的罐体2输送畜禽粪污水，通过观察窗13控制加入畜禽粪污水，经过秸秆滤层3过滤后，形成的滤液层4为秸秆滤层3的高度的0.3倍；
(3)在如图1所示的装置中，进行厌氧发酵反应，温度为35±2℃，滤液层4停留时间为20天，后通过沼液管7排出所述罐体2，含有畜禽粪的秸秆滤层3，继续发酵60天后，后通过排渣门6移出罐体2，发酵产生的沼气通过沼气管5排出，经过处理后，用于发电、供热或是做饭。当畜禽粪污水的加入量较少时，秸秆滤层3的加入量较多时，发酵的时间变成，原因可能是由于秸秆的量越多的发酵的时间相对越长。
实施例3
秸秆作为滤层的畜禽污水处理方法，包括以下的工艺步骤：
(1)将秸秆预处理，粉碎成粒径为5cm的小段；
(2)如图1所示，将所述粉碎的秸秆通过进料管9、布料装置10和进料口11，进入厌发酵罐1的罐体2，通过观察窗13控制加入秸秆的高度为所述的罐体2高度的2/3，形成秸秆滤层3；再向所述的罐体输送畜禽粪污水，通过观察窗13控制加入畜禽粪污水，经过秸秆滤层3过滤后，形成的滤液层4为秸秆滤层3的高度的0.5倍；
(3)在如图1所示的装置中，在进行厌氧发酵反应，温度为35±2℃，滤液层4停留时间为15天，后通过沼液管7排出所述罐体2，含有畜禽粪的秸秆滤层3，继续发酵55天后，后通过排渣门6移出罐体2，发酵产生的沼气通过沼气管5排出，经过处理后，用于发电、供热或是做饭。当秸秆的粉碎的粒径越大，秸秆发酵需要的时间相对较多。
实施例4
秸秆作为滤层的畜禽污水处理方法，包括以下的工艺步骤：
(1)将秸秆预处理，粉碎成粒径为3cm、4cm和5cm小段，各长度的小段各占33％；
(2)如图1所示，将所述粉碎的秸秆通过进料管9、布料装置10和进料口11，进入厌发酵罐1的罐体2，通过观察窗13控制加入秸秆的高度为所述的罐体2高度的2/3，形成秸秆滤层3；再向所述的罐体2输送畜禽粪污水，通过观察窗13控制加入畜禽粪污水，经过秸秆滤层3过滤后，形成的滤液层4为秸秆滤层3的高度的0.5倍；
(3)在如图1所示的装置中，进行厌氧发酵反应，温度为35±2℃，滤液层4停留时间为18天，后通过沼液管7排出所述罐体2，含有畜禽粪的秸秆滤层3，继续发酵40天后，后通过排渣门6移出罐体2，发酵产生的沼气通过沼气管5排出，经过处理后，用于发电、供热或是做饭。各分段的秸秆混合使用能够更好的拦截畜禽粪污水中的固体杂质，使畜禽粪的分散更加的均匀，使其与秸秆滤层4的接触面积更大，从而使发酵反应的速率加快。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。