专利名称：牛鲜粪便制备民用燃料的环保再利用方法
技术领域：
本发明涉及牲畜粪便处理技术领域，具体地说是一种牛鲜粪便制备民用燃料的环保再利用方法。
背景技术：
目前治理和科学利用牛粪便途径主要有三种，即直接作为农业生产有机肥(饲) 料、沼气生产或发电生产、食用菌生产基质和生物肥原料等，而这些再利用途径由于季节和远途运输费用的增加、沼气和发电等工程建设成本较大且营运成本过高以及北方冬季气候 (气温很低)的特殊性、食用菌生产规模不大等因素所限，使得科学再利用率只为30%左右， 特别是集约化程度较高的规模奶(肉)牛养殖小区、牧场，在农业生产中植物体营养生长后期和生殖生长阶段，即夏秋季节时有机肥需求几乎为零，据调查，现阶段我国80%的规模化奶(肉)牛养殖场(小区)缺少环境治理和综合利用设施和机制，缺少环境治理和资源综合利用方面的投资，迫使养殖场(小区)的奶(肉)牛鲜粪便占用大量(耕)地的同时，长时间露天堆弃如山，臭气熏天，成年累月对地下、地表水资源和土壤理化性质构成严重威胁和污染空气降低人类等生命体生存环境质量。据国家环镜保护总局2001年对全国23个省(自治区、直辖市)规模化畜禽养殖污染情况的调查，大多数规模化畜禽养殖场周边没有足够的耕地消纳畜禽养殖产生的粪便，养殖场单位标准畜禽占有的配套耕地没有达到0. 07公顷(1 亩)的基本要求，占有配套耕地最少的不足0. 02公顷(0. 3亩)。另据调查，我国8% 10% 左右的规模化畜禽养殖场距民用水源地的距离不超过50m，在这一范围内的污染物排放会对水环境产生直接的影响；25% 40%左右的规模化畜禽养殖场距离周边居民区或民用水源地不超过150m，对附近群众的生命健康构成巨大威胁。我国如华北北部区域，地貌特征复杂多变，自然条件恶劣，土地贫瘠，年降雨量少，特别是冬季寒冷，经济欠发达，主要以农业为主，广种薄收，基础条件差，较贫困，日常生活中燃料资源来源于丰富的农业生产中副产品——农作物秸秆，同时以部分煤炭及其衍生品、木本植物残肢落叶等为补充。农作物秸秆主要有玉米秸秆，黍子秸秆、春小麦秸秆、裸燕麦(莜麦)秸秆、亚麻(胡麻)秸秆、谷子秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆、油菜籽秸秆、少量的水稻秸秆等，在边远、山区等经济不发达区的农户炊事、取暖等生活所需一直沿用着传统的作物秸秆生物质民用燃料。而作物秸秆这种生物质民用燃料具有体积大，存放易发生火灾，储存时须占用很大空间，利用时较繁琐不卫生的缺点。由于当地能源原材料缺乏，煤炭价格昂贵，自古以来就有农牧民收集草食性大牲畜粪便，特别是役用牛的自然干燥粪便，储存与作物秸秆等一起做为日常生活所需燃料之用，因此，牛粪便是一种生物燃料。然而，牛鲜粪便自然干燥时间较长，特别是乳用产奶牛鲜粪便初水份含量明显高于役用和肉用牛，高达80%以上，若自然干燥时所需时间就会更长， 这也是牛鲜粪便有效处理再利用的最大难点问题，何况集约化牛养殖每日产生的牛鲜粪便量相当大，利用自然干燥处理时不仅需要大量的场地，而且成堆晾晒所需时间相当长，只起到杯水车薪的效果，同时，自然干燥过程中对环境(土壤、地下水源、大气等)造成的污染有所加重；若采用脱水烘干设备进行烘干，不仅成本增加较多，而且快速脱掉的粪水和烘干气体的直接排放对环境造成更加严重污染危害，这样干燥处理是达不到环保资源再利用之目的。因此，牛鲜粪便的及时、高效、环保处理及资源再利用新方法的创新，对牛集约规模产业化养殖的健康和可持续发展，以及构建和谐社会具有迫切和深远的重大意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种牛鲜粪便制备民用燃料的环保再利用方法，以解决集约规模化养牛业中牛鲜粪便大量堆弃造成环境污染的重大现实难题。本技术发明的技术方案包括以下步骤煤粉的制备、除臭吸附剂和粘合增强合剂的制备、原料混合、压制成型、硬化入库；
A.煤粉的制备由烟煤和褐煤组成，其中烟煤的重量份数是4.320 4. 050份(其燃烧值> 22. 6MJ/kg)；褐煤的重量份数是0. 480 0. 450份，混勻后经过矿石粉碎机粉碎成粉状，待用；
B.除臭吸附剂和粘合增强合剂的制备除臭吸附剂由高锰酸钾和沸石粉组成；粘合增强剂由膨润土和水泥组成；其中高锰酸钾的重量份数是0. 041 0. 045份，沸石粉的重量份数是0. 205 0. 225份，膨润土的重量份数是0. 824 0. 700份，水泥的重量份数是0. 030 份；将四种原料按重量份数比混合，制成除臭吸附剂和粘合增强合剂混合物，待用；
C.原料混合牛鲜粪便的重量份数4.100 4. 500份，煤粉的重量份数4. 800 4. 500 份，除臭吸附剂和粘合增强合剂混合物的重量份数1.100 1. 000份；充分混合均勻，待用；
D.压制成型将上述C步骤的混合物，采用蜂窝状、球状煤炭压制机械设备，按照不同客体需求，加工生产成各种型状的半成品；
E.硬化入库将D步骤的半成品，通过自然风干硬化，水分含量<20%时，收集成品入库。本发明的优点是
1.利用高锰酸钾、沸石粉、膨润土、水泥、干煤粉这些物质的氧化除臭性、吸附吸湿性把牛鲜粪便中的粪水、挥发性有害污染气体以及牛鲜粪便中C0D、B0D、氨氮等能污染土壤和地下水源的有害物质完全吸附固定住，阻滞了牛鲜粪便进一步腐败分解，使得牛鲜粪便转换成具有较高热值且便于加工成型的固态状，达到了环保处理目的。2.经简单机械加工就及时、高效转化成为一定形状的民用燃料产品，产业化开发可满足不同民用甚至企业需求，也为社会提供一种含有一定生物质的新民用燃料，具有商品的所有特性，便于产业化。3.本发明形成的产品燃烧利用时对环境的污染要比煤炭小，成品的燃烧值> 15. OMJ/kg,比重达1. 38g/cm3以上，燃烧后的灰分还可作为农业肥料继续利用。4.这一方法的普及应用可延长养牛业的产业链条，显著增加牛养殖的社会经济收益率，促进其健康可持续发展。5.既克服了作物秸秆民用燃料所固有的体积大、比重小、存放占用空间较大、易发生火灾、应用时费工及不卫生的缺点，也消除了牛鲜粪便进行生物肥料生产、沼气或脱水干燥后进行发电或是饲料生产等处理途径初期一次性投资庞大弊端。
具体实施例方式实施例1
A.煤粉的制备由烟煤和褐煤组成，其中烟煤的重量份数是4.320份，其燃烧值彡22. 6MJ/kg ；褐煤的重量份数是0. 480份，原料煤含水量5 8%，混勻后经过矿石粉碎机粉碎成粉状，细度<60目，待用；
B.除臭吸附剂和粘合增强合剂的制备除臭吸附剂由高锰酸钾和沸石粉(>100目) 组成；粘合增强剂由膨润土和水泥组成；其中高锰酸钾的重量份数是0. 041份，沸石粉的重量份数是0. 205份，膨润土的重量份数是0. 824份，水泥的重量份数是0. 030份，将四种原料按重量份数比混合，制成除臭吸附剂和粘合增强合剂混合物，待用；
C.原料混合牛鲜粪便的重量份数是4.100份，煤粉的重量份数是4. 800份，除臭吸附剂和粘合增强合剂混合物的重量份数1.100份；先将煤粉、除臭吸附剂和粘合增强合剂混合均勻，然后再添加牛鲜粪便，充分混合均勻，待用；
D.压制成型将上述C步骤的混合物，采用蜂窝柱状(16孔)、蜂窝块状、球状煤炭压制机械设备，压强< 200. Okg/cm3，加工生产成各种型状的半成品；
E.硬化入库；将D步骤的半成品，通过自然风干硬化，水分含量<20%时，收集成品入库。实施例2
A.煤粉的制备由烟煤和褐煤组成，其中烟煤的重量份数是4.050份，其燃烧值彡22. 6MJ/kg ；褐煤的重量份数是0. 450份，原料煤含水量要求5 8%，混勻后经过矿石粉碎机粉碎成粉状，细度< 60目，待用；
B.除臭吸附剂和粘合增强合剂的制备除臭吸附剂由高锰酸钾和沸石粉(>100目) 组成；粘合增强剂由膨润土和水泥组成；其中高锰酸钾的重量份数是0. 045份，沸石粉的重量份数是0. 225份，膨润土的重量份数是0. 700份，水泥的重量份数是0. 030份，将四种原料按重量份数比混合，制成除臭吸附剂和粘合增强合剂混合混合物，待用；
C.原料混合牛鲜粪便的重量份数是4.500份，煤粉的重量份数是4. 500份，除臭吸附剂和粘合增强合剂混合物的重量份数1.000份；先将煤粉、除臭吸附剂和粘合增强合剂混合均勻，然后再添加牛鲜粪便，充分混合均勻，待用；
D.压制成型将上述C步骤的混合物，采用蜂窝柱状(16孔)、蜂窝块状、球状煤炭压制机械设备，压强< 200. Okg/cm3，加工生产成各种型状的半成品；
E.硬化入库；将D步骤的半成品，通过自然风干硬化，水分含量<20%时，收集并成品入库。实施例3
A.煤粉的制备由烟煤和褐煤组成，其中烟煤的重量份数是4.200份，其燃烧值彡23MJ/kg ；褐煤的重量份数是0. 465份，原料煤含水量要求5 8%，混勻后经过矿石粉碎机粉碎成粉状，细度< 60目，待用；
B.除臭吸附剂和粘合增强合剂的制备除臭吸附剂由高锰酸钾和沸石粉(>100目) 组成；粘合增强剂由膨润土和水泥组成；其中高锰酸钾的重量份数是0. 043份，沸石粉的重量份数是0. 215份，膨润土的重量份数是0. 76份，水泥的重量份数是0. 030份，将四种原料按重量份数比混合，制成除臭吸附剂和粘合增强合剂混合物，待用；
C.原料混合牛鲜粪便的重量份数是4.250份，煤粉的重量份数是4. 700份，除臭吸附剂和粘合增强合剂混合物的重量份数1. 050份；先将煤粉、除臭吸附剂和粘合增强合剂混合均勻，然后再添加牛鲜粪便，充分混合均勻，待用；
D.压制成型将上述C步骤的混合物，采用蜂窝柱状(16孔)、蜂窝块状、球状煤炭压制机械设备，压强< 200. Okg/cm3，加工生产成各种型状的半成品；
E.硬化入库；将D步骤的半成品，通过自然风干硬化，水分含量<20%时，收集成品入库。 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
权利要求
1.一种牛鲜粪便制备民用燃料的环保再利用方法，其特征是包括以下步骤 煤粉的制备、除臭吸附剂和粘合增强合剂的制备、原料混合、压制成型、硬化入库； 煤粉的制备由烟煤和褐煤组成，其中烟煤的重量份数是4. 320 4. 050份；褐煤的重量份数是0. 480 0. 450份，混勻后经过矿石粉碎机粉碎成粉状，待用；B.除臭吸附剂和粘合增强合剂的制备除臭吸附剂由高锰酸钾和沸石粉组成；粘合增强剂由膨润土和水泥组成；其中高锰酸钾的重量份数是0. 041 0. 045份，沸石粉的重量份数是0. 205 0. 225份；膨润土的重量份数是0. 824 0. 700份，水泥的重量份数是0. 030 份；将四种原料按重量份数比混合，制成除臭吸附剂和粘合增强合剂混合物，待用；C.原料混合牛鲜粪便的重量份数是4.100 4. 500份，煤粉的重量份数是4. 800 4. 500份，除臭吸附剂和粘合增强合剂混合物的重量份数是1. 100 1. 000份，充分混合均勻，待用；D.压制成型将上述C步骤的混合物，采用蜂窝状、球状煤炭压制机械设备，按照不同客体需求，加工生产成各种型状的半成品；E.硬化入库；将D步骤的半成品，通过自然风干硬化，水分含量<20%时，收集成品入库。
2.如权利要求1所述的一种牛鲜粪便制备民用燃料的环保再利用方法，其特征是煤粉含水量5 8%，细度彡60目。
3.如权利要求1所述的一种牛鲜粪便制备民用燃料的环保再利用方法，其特征是所述的高锰酸钾和沸石粉粒度> 100目。
4.如权利要求1所述的一种牛鲜粪便制备民用燃料的环保再利用方法，其特征是所述的压制成型时，其压强彡200. Okg/cm3。
5.如权利要求1所述的一种牛鲜粪便制备民用燃料的环保再利用方法，其特征是C步骤中先将煤粉、除臭吸附剂和粘合增强合剂混合均勻，然后再添加牛鲜粪便。
全文摘要
本发明涉及牲畜粪便处理技术领域，具体地说是一种牛鲜粪便制备民用燃料的环保再利用方法。自古以来牧民就有利用牛粪便作燃料习惯，但牛鲜粪便由于水份含量高需自然干燥，乳用产奶牛鲜粪便水份含量高达80%以上，若自然干燥时所需时间就会更长，这是牛鲜粪便及时处理再利用的最大难点。本发明采用将重量份数4.100-4.500份的牛鲜粪便，重量份数4.800-4.500份的干煤粉，重量份数1.100-1.000份的除臭吸附剂和粘合增强合剂混均、经煤炭产品加工设备压制成型，硬化后，作为民用燃料利用。本发明的工艺步骤简单、实用，做到了及时和高效处理牛鲜粪便，减少了污染，改善了环境；较现有技术有实质性的进步。
文档编号C10L5/04GK102311828SQ201110250310
公开日2012年1月11日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者李广有 申请人:张家口市农业科学院