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一种粪污污染物的处理方法

阅读:140发布:2020-06-25

专利汇可以提供一种粪污污染物的处理方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种粪污污染物的处理方法,包括:1)收集畜禽粪污污染物,将收集的畜禽粪污污染物进行过滤操作,得粪污沉淀和污 水 ;2)将经步骤1)处理后得到的粪污沉淀通入蓄污调制池中,加入 发酵 菌种,混合,得预混粪污;其中发酵菌种含有纳豆芽孢杆菌,还选择性地包含 酵母 菌和发酵床原籍嗜热菌中的一种或多种;3)将经步骤2)处理后得到的预混粪污通入含有发酵 垫料 的发酵池中,混合得混合料,发酵,制成 有机肥 ;其中,在发酵过程中,控制发酵 温度 为50‑60℃,持续或间隔地向发酵池底部通入空气;本发明能够避免异位 生物 发酵床在发酵过程中“死床”的问题,同时还能够延长垫料的使用期限,减少垫料的更换 频率 ,从而极大地降低成本。,下面是一种粪污污染物的处理方法专利的具体信息内容。

1.一种粪污污染物的处理方法,其特征在于,所述处理方法包括如下步骤:
(1)收集畜禽粪污污染物,将收集的所述畜禽粪污污染物进行过滤操作,得粪污沉淀和污
(2)将经步骤(1)处理后得到的所述粪污沉淀通入蓄污调制池中,加入发酵菌种,混合,得预混粪污;其中所述发酵菌种含有纳豆芽孢杆菌,还选择性地包含酵母菌和发酵床原籍嗜热菌中的一种或多种;
(3)将经步骤(2)处理后得到的所述预混粪污通入含有发酵垫料的发酵池中,混合得混合料,发酵,制成有机肥;其中,在发酵过程中,控制发酵温度为50-60℃,持续或间隔地向发酵池底部通入空气。
2.根据权利要求1所述的粪污污染物的处理方法,其特征在于,步骤(1)中,所述方法还包括除去所述污水中重金属、有害菌和有机污染物的水处理步骤。
3.根据权利要求1所述的粪污污染物的处理方法,其特征在于,步骤(2)中,以步骤(3)中每克所述发酵垫料中含有的个数计,所述发酵菌种的添加量为100-120亿个。
4.根据权利要求1所述的粪污污染物的处理方法,其特征在于,步骤(3)中,在发酵过程中,持续或间断地翻抛所述混合料。
5.根据权利要求1所述的粪污污染物的处理方法,其特征在于,步骤(3)中,控制所述混合料的厚度为1.5-2.0米。
6.根据权利要求1所述的粪污污染物的处理方法,其特征在于,步骤(3)中,所述发酵垫料含有锯末和谷壳,还选择性地包含米糠和/或玉米粉。
7.根据权利要求6所述的粪污污染物的处理方法,其特征在于,步骤(3)中,所述空气为持续性地通入所述发酵池的底部且通入量为0.24-1m3/h。
8.根据权利要求1所述的粪污污染物的处理方法,其特征在于,步骤(3)中,以混合料的体积计,所述预混粪污的添加量为1-5kg/m3。
9.根据权利要求1所述的粪污污染物的处理方法,其特征在于,步骤(3)中,控制所述混合料的湿度为50%-60%。
10.根据权利要求1所述的粪污污染物的处理方法,其特征在于,步骤(3)中,在所述发酵池中设置有用于实时监测发酵温度的温度传感器、设置于所述发酵池上或者操作室中的警报器,以及分别与所述温度传感器、所述警报器通信连接的控制系统。

说明书全文

一种粪污污染物的处理方法

技术领域

[0001] 本发明属于养殖领域,尤其涉及养殖过程中的污染物处理,具体涉及一种粪污污染物的处理方法。

背景技术

[0002] 目前畜禽养殖场升级改造综合治理的重中之重就是粪污污染物处理问题,传统方法是通过粪池收集并在施肥时直接使用,但此方式,一方面,会使粪污收集池周边恶臭难闻,影响环境,再者难以对粪污进行充分利用以及选择性利用(粪污中会含有重金属等有害物质)。
[0003] 基于上述现象,本领域中提出了异位发酵零排放概念,其是通过生物发酵来降解污染物,实现污染零排放,又获得有机物,实现污染物资源化,特别是这种技术可使畜禽养殖场做到真正的零排放无任何污染,是畜禽养殖业可持续发展与污染问题综合治理的最佳途径。但目前畜禽养殖场异位发酵床技术在使用过程中会出现垫料使用时限较短和“死床”的问题,导致异位发酵处理畜禽粪污运营成本过高,畜禽粪污处理不够彻底。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中一种或多种不足,提供一种改进的粪污污染物的处理方法,其能够避免异位生物发酵床在发酵过程中“死床”的问题,同时还能够延长垫料的使用期限,减少垫料的更换频率,从而极大地降低成本。
[0005] 为解决以上技术问题,本发明采取的技术方案如下:一种粪污污染物的处理方法,所述处理方法包括如下步骤:
(1)收集畜禽粪污污染物,将收集的所述畜禽粪污污染物进行过滤操作,得粪污沉淀和污
(2)将经步骤(1)处理后得到的所述粪污沉淀通入蓄污调制池中,加入发酵菌种,混合,得预混粪污;其中所述发酵菌种含有纳豆芽孢杆菌,还选择性地包含酵母菌和发酵床原籍嗜热菌中的一种或多种;
(3)将经步骤(2)处理后得到的所述预混粪污通入含有发酵垫料的发酵池中,混合得混合料,发酵,制成有机肥;其中,在发酵过程中,控制发酵温度为50-60℃,持续或间隔地向发酵池底部通入空气。
[0006] 本发明中,畜禽粪污污染物包括但不限于来自于、羊、鸡、狗、猪、鹿、麝、狐、貂、水獭、鹌鹑等的生理排泄物
[0007] 本发明中,步骤(3)中的发酵温度必须为60℃以下,高了或低了都会影响发酵进行的程度。根据本发明的一些优选方面,步骤(3)中,控制发酵温度为50-58℃。更优选地,步骤(3)中,控制发酵温度为53-58℃。
[0008] 根据本发明的一些具体方面,步骤(1)中,所述方法还包括除去所述污水中重金属、有害菌和有机污染物的水处理步骤。根据本发明,所述水处理步骤可以采用常规的例如纳滤、超滤、生化反应(例如好/缺氧处理)和纳米曝气技术间歇曝气等可以过滤除去污水中的重金属、有害菌和有机污染物的处理方法,在此不作限定。
[0009] 根据本发明的一些优选方面,步骤(2)中,将所述水处理步骤处理得到的达标污水与所述粪污沉淀一起通入蓄污调制池中。
[0010] 根据本发明的一些优选方面,步骤(2)中,以步骤(3)中每克所述发酵垫料中含有的个数计,所述发酵菌种的添加量为100-120亿个。更优选地,步骤(2)中,以步骤(3)中每克所述发酵垫料中含有的个数计,所述发酵菌种的添加量为102-115亿个。进一步优选地,步骤(2)中,以步骤(3)中每克所述发酵垫料中含有的个数计,所述发酵菌种的添加量为105-110亿个。
[0011] 根据本发明的一些优选方面,所述发酵菌种由纳豆芽孢杆菌、酵母菌和发酵床原籍嗜热菌构成。
[0012] 根据本发明的一些优选方面,所述发酵菌种中所述纳豆芽孢杆菌占50%以上。更优选地,所述发酵菌种中所述纳豆芽孢杆菌占60%以上。进一步优选地,所述发酵菌种中所述纳豆芽孢杆菌占70%以上。更进一步优选地,所述发酵菌种中所述纳豆芽孢杆菌占80%以上。
[0013] 根据本发明的一些优选方面,步骤(3)中,在发酵过程中,持续或间断地翻抛所述混合料。
[0014] 根据本发明的一些优选方面,步骤(3)中,控制所述混合料的厚度为1.5-2.0米。
[0015] 根据本发明的一些优选方面,步骤(3)中,所述发酵垫料含有锯末或菌渣体积占比20%-50%,谷壳(稻壳、籽壳、秸秆等)体积占比50%-80%,还选择性地包含米糠或玉米粉2-3 kg/m3。
[0016] 根据本发明的一些优选方面,步骤(3)中,所述空气为持续性地通入所述发酵池的底部且通入量为0.24-1m3/h。
[0017] 根据本发明的一些优选方面,步骤(3)中,以混合料的体积计,所述预混粪污的添加量为1-5 kg/m3。
[0018] 根据本发明的一些优选方面,步骤(3)中,控制所述混合料的湿度为50%-60%。根据本发明的一个具体方面,所述湿度的控制方式可以根据所需要的湿度通过添加干垫料或喷淋水以达到降低湿度或增加的目的。
[0019] 根据本发明的一些优选方面,步骤(3)中,在所述发酵池中设置有用于实时监测发酵温度的温度传感器、设置于所述发酵池上或者操作室中的警报器,以及分别与所述温度传感器、所述警报器通信连接的控制系统。上述设置方式可以实现监测到发酵温度高于设定温度时通过警报器提醒操作者进行相应降温操作,例如翻抛混合料或者通入冷空气等。
[0020] 由于以上技术方案的采用,本发明与现有技术相比具有如下优点:本发明通过选定特定的发酵菌种并且配合控制发酵过程中的发酵温度,以及在发酵池底部通入空气的方式,一是保证了足够的供氧、适宜的水分与温度,为好氧微生物提供了良好的生存环境,二是保证了发酵过程中有益微生物的活性和数量,避免了发酵过程中‘死床’现象的发生,进而延长垫料的使用期限,降低对垫料的损耗,降低了成本。

具体实施方式

[0021] 目前,现有技术中针对传统的畜禽粪污污染物收集/利用的方法中的不足提出了异位发酵零排放概念,但是在此过程中存在“死床”以及垫料消耗过快的缺陷
[0022] 基于此,本申请发明人针对“死床”以及垫料消耗过快的问题提出了如下改进的技术方案,具体为一种粪污污染物的处理方法,所述处理方法包括如下步骤:(1)收集畜禽粪污污染物,将收集的所述畜禽粪污污染物进行过滤操作,得粪污沉淀和污水;
(2)将经步骤(1)处理后得到的所述粪污沉淀通入蓄污调制池中,加入发酵菌种,混合,得预混粪污;其中所述发酵菌种含有纳豆芽孢杆菌,还选择性地包含酵母菌和发酵床原籍嗜热菌中的一种或多种;
(3)将经步骤(2)处理后得到的所述预混粪污通入含有发酵垫料的发酵池中,混合得混合料,发酵,制成有机肥;其中,在发酵过程中,控制发酵温度为50-60℃,持续或间隔地向发酵池底部通入空气。
[0023] 本发明中,发酵菌种选用含有纳豆芽孢杆菌的有益微生物种群将畜禽粪污污染物中的营养物质和有害成分分解为二氧化和水等。而且菌种种群产生的高活性胞外酶能迅速分解粪尿中的小分子物质,该物质被优势有益菌群吸收用于菌体的生长和繁殖;难分解物质纤维素和木质素滞留为垫料的一部分。而纳豆芽孢杆菌对猪粪的分解起关键作用,它能分泌高活性胞外酶,畜禽粪中的蛋白质在蛋白酶作用下分解为寡肽和基酸,可作为营养物质被微生物吸收利用。脂肪酶分解脂肪,生成丙三醇和脂肪酸,作为垫料中的微生物利用的碳源,有氧条件下可彻底分解为二氧化碳和水。同时在发酵的过程中,还可以有效除去畜禽粪污中的臭味减少蚊蝇等害虫的滋生。
[0024] 在本发明的一些优选实施方式中,步骤(2)中,以步骤(3)中每克所述发酵垫料中含有的个数计,所述发酵菌种的添加量为100-120亿个。更优选地,步骤(2)中,以步骤(3)中每克所述发酵垫料中含有的个数计,所述发酵菌种的添加量为102-115亿个。进一步优选地,步骤(2)中,以步骤(3)中每克所述发酵垫料中含有的个数计,所述发酵菌种的添加量为105-110亿个。
[0025] 在本发明的一些优选实施方式中,所述发酵菌种中所述纳豆芽孢杆菌占50%以上。更优选地,所述发酵菌种中所述纳豆芽孢杆菌占60%以上。进一步优选地,所述发酵菌种中所述纳豆芽孢杆菌占70%以上。更进一步优选地,所述发酵菌种中所述纳豆芽孢杆菌占80%以上。
[0026] 在本发明的具体实施过程中,一定要控制发酵温度以及及时向发酵池中通入空气,由于发酵过程中会产生热能,所以一般发酵过程中主要通过降温来达到控制温度的目的。在本发明中,必须控制发酵的温度在60摄氏度以下,才能在本发明的体系中给予有益微生物群落良好的生存以及工作空间,保持优异的活性以及足够的数量,同时在本发明中还可以通过在发酵池底部通入空气的方式至少实现三方面的目的,一是可以给予有益微生物足够的氧气,二是可以达到降温的目的,三是可以及时补充碳源。
[0027] 优选地,步骤(3)中,在发酵过程中,持续或间断地翻抛所述混合料。
[0028] 优选地,步骤(3)中,控制所述混合料的厚度为1.5-2.0米。
[0029] 根据本发明的一些优选方面,步骤(3)中,所述发酵垫料含有锯末或菌渣20%-50%,谷壳(稻壳、棉籽壳、秸秆等)50%-80%,还选择性地包含米糠或玉米粉2-3 kg/m3。
[0030] 优选地,步骤(3)中,所述空气为持续性地通入所述发酵池的底部且通入量为0.24-1m3/h。
[0031] 优选地,步骤(3)中,以混合料的体积计,所述预混粪污的添加量为1-5kg/m3。
[0032] 优选地,步骤(3)中,控制所述混合料的湿度为50%-60%。
[0033] 优选地,步骤(3)中,在所述发酵池中设置有用于实时监测发酵温度的温度传感器、设置于所述发酵池上或者操作室(工作人监控/调度生产线的办公地点)中的警报器,以及分别与所述温度传感器、所述警报器通信连接的控制系统。上述设置方式可以实现监测到发酵温度高于设定温度时通过警报器提醒操作者进行相应降温操作,例如翻抛混合料或者通入冷空气等。
[0034] 以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明;应理解,这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点,而本发明不受以下实施例的范围限制;实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整,未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
[0035] 下述实施例中未作特殊说明,所有原料均来自于商购或通过本领域的常规方法制备而得。
[0036] 实施例1本实施例提供一种猪粪粪污污染物的处理方法,所述处理方法包括如下步骤:
(1)收集猪粪粪污污染物,将收集的所述猪粪粪污污染物进行过滤操作,得粪污沉淀和污水;
利用生化反应和纳米曝气技术间歇曝气,提高-OH产生率并与臭氧共同作用,加速污水中有机物的降解,以得到达标污水;
(2)将经步骤(1)处理后得到的所述粪污沉淀和所述水处理步骤处理得到的达标污水一起通入蓄污调制池中,加入发酵菌种,搅拌混合,得预混粪污;
(3)将经步骤(2)处理后得到的所述预混粪污通过切割通入含有发酵垫料的发酵池中,混合得混合料,发酵,制成有机肥;其中,在发酵过程中,控制发酵温度为55±1℃,持续地向发酵池底部以0.4±0.1m3/h通入空气;所述发酵垫料包含体积比为1︰4的锯末或菌渣和谷壳,还包含以所述混合料的总体积计2 kg/m3的米糠或玉米粉,同时控制预混粪污以所述混合料的总体积计占2 kg/m3,控制混合料的厚度为1.85米,控制所述混合料的湿度为
55%±2%;
在发酵过程中,间隔半天翻抛一次混合料;
本例中,发酵池中设置有用于实时监测发酵温度的温度传感器,以及设置于操作室中警报器、分别与所述温度传感器、所述警报器通信连接的控制系统,方便实时监控发酵温度,并及时做出调整;
其中所述发酵菌种由纳豆芽孢杆菌、酵母菌和发酵床原籍嗜热菌构成,以步骤(3)中每克所述发酵垫料中含有的个数计,纳豆芽孢杆菌95亿个左右、酵母菌10亿个左右和发酵床原籍嗜热菌3亿个左右;
发酵45天即可制成了有机肥1。
[0037] 在本实施例的发酵过程中无“死床”现象发生,且仅为了调节所述混合料的湿度添加了一次垫料,制成的有机肥1中,各营养成分含量分别为有机质549.56 g/kg,全氮22.59 g/kg,全磷10.12 g/kg,全25.37 g/kg。
[0038] 实施例2本实施例提供一种鸡粪粪污污染物的处理方法,所述处理方法包括如下步骤:
(1)收集鸡粪污污染物,将收集的所述鸡粪粪污污染物进行过滤操作,得粪污沉淀和污水;
利用生化反应和纳米曝气技术间歇曝气,提高-OH产生率并与臭氧共同作用,加速污水中有机物的降解,以得到达标污水;
(2)将经步骤(1)处理后得到的所述粪污沉淀和所述水处理步骤处理后得到的达标污水一起通入蓄污调制池中,加入发酵菌种,搅拌混合,得预混粪污;
(3)将经步骤(2)处理后得到的所述预混粪污通过切割泵通入含有发酵垫料的发酵池中,混合得混合料,发酵,制成有机肥;其中,在发酵过程中,控制发酵温度为54±1℃,持续地向发酵池底部以0.6±0.1m3/h通入空气;所述发酵垫料包含质量比为3︰7的锯末和谷壳,
3
还包含以所述混合料的总体积计2.5 kg/m的米糠,同时控制预混粪污以所述混合料的总体积计占3 kg/m3,控制混合料的厚度为1.85米,控制所述混合料的湿度为55%±2%;
在发酵过程中,间隔半天翻抛一次混合料;
本例中,发酵池中设置有用于实时监测发酵温度的温度传感器,以及设置于操作室中警报器、分别与所述温度传感器、所述警报器通信连接的控制系统,方便实时监控发酵温度,并及时做出调整;
其中所述发酵菌种由纳豆芽孢杆菌、酵母菌和发酵床原籍嗜热菌构成,以步骤(3)中每克所述发酵垫料中含有的个数计,纳豆芽孢杆菌90亿个左右、酵母菌10亿个左右和发酵床原籍嗜热菌8亿个左右;
发酵45天,即可,制成了有机肥2。
[0039] 在本实施例的发酵过程中无“死床”现象发生,无需添加垫料,制成的有机肥2中,各营养成分含量分别为有机质529.74 g/kg,全氮23.63 g/kg,全磷9.26 g/kg,全钾24.31 g/kg。
[0040] 实施例3本实施例提供一种牛粪粪污污染物的处理方法,所述处理方法包括如下步骤:
(1)收集牛粪污污染物,将收集的所述牛粪粪污污染物进行过滤操作,得粪污沉淀和污水;
利用生化反应和纳米曝气技术间歇曝气,提高-OH产生率并与臭氧共同作用,加速污水中有机物的降解,以得到达标污水;
(2)将经步骤(1)处理后得到的所述粪污沉淀和所述水处理步骤处理得到的达标污水一起通入蓄污调制池中,加入发酵菌种,搅拌混合,得预混粪污;
(3)将经步骤(2)处理后得到的所述预混粪污通过切割泵通入含有发酵垫料的发酵池中,混合得混合料,发酵,制成有机肥;其中,在发酵过程中,控制发酵温度为56±1℃,持续地向发酵池底部以0.5±0.1m3/h通入空气;所述发酵垫料包含质量比为1︰3的锯末和谷壳,还包含以所述混合料的总体积计3kg/m3的米糠,同时控制预混粪污以所述混合料的总体积
3
计占2kg/m,控制混合料的厚度为1.85米,控制所述混合料的湿度为56%±2%;
在发酵过程中,间隔半天翻抛一次混合料;
本例中,发酵池中设置有用于实时监测发酵温度的温度传感器,以及设置于操作室中警报器、分别与所述温度传感器、所述警报器通信连接的控制系统,方便实时监控发酵温度,并及时做出调整;
其中所述发酵菌种由纳豆芽孢杆菌、酵母菌和发酵床原籍嗜热菌构成,以步骤(3)中每克所述发酵垫料中含有的个数计,纳豆芽孢杆菌100亿个左右、酵母菌5亿个左右和发酵床原籍嗜热菌3亿个左右;
发酵45天,即可,制成了有机肥3。
[0041] 在本实施例的发酵过程中无“死床”现象发生,且仅为了调节所述混合料的湿度添加了3次垫料,制成的有机肥3中,各营养成分含量分别为有机质566.73 g/kg,全氮26.51 g/kg,全磷11.35 g/kg,全钾24.89 g/kg。
[0042] 对比例1基本同实施例1,其区别仅在于发酵温度控制为65-70℃。在发酵过程中会伴随有部分“死床”现象的发生,有益菌种群落数量不足。
[0043] 对比例2基本同实施例1,其区别仅在于去除向发酵池底部同空气的操作,仅保留常规翻抛操作。在发酵过程中会伴随有部分“死床”现象的发生,垫料消耗极快,需要补充大量的垫料,有益菌种群落数量不足。
[0044] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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