[发明专利]一种分散式养猪户粪便和秸秆混合发酵资源化利用技术

说明书

技术领域

本发明属于环境保护领域，具体涉及一种分散式养猪户粪便和秸秆混合发酵资源化利用技术。

背景技术

目前，我国在猪场粪便资源化利用方面大多采用成熟的厌氧发酵技术。如上海市早在1999年就建成102个猪场污水治理工程；福建省福清市建成的治理养猪场污水工程成功率和运行率达100％；江苏省靖江市为解决农村能源及畜禽粪便污染环境问题，有16家养猪户建起沼气生物链工程。尽管如此，该技术在分散式中小型养猪户粪便实际应用中仍存在很多问题，甚至难以应用。例如：①分散式中小型养猪户养殖产生的粪便多为粪尿和冲洗水的混合物，粪便浓度较稀，经厌氧发酵产沼气率低；②厌氧发酵产生的沼液、沼渣、沼气得不到充分的使用，造成资源浪费，直接排放的环境中甚至造成二次污染。

现今，我国农村地区仍然分散着大大小小的非规模化养猪户，存栏量一般多为几十至几百头不等。这个种分散型养猪户由于规模小，均采用非标准化猪舍，没有大型养殖户的完整消毒体系，每天仅通过清水冲洗养殖场达到净化的目的，导致产生的猪粪浓度非常低，不具备用发酵罐发酵产沼气的条件。因而大多随意排放，流入农田、沟渠、河道，使周边农田不堪重负、杂草丛生、病原菌传播、臭味远扬、蚊蝇滋生。因此，寻求一种有效解决分散式养猪户粪便的资源化利用难问题的技术具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明的主要目的是：针对分散式养猪户粪便处置难题，提出一种能够将分散式养猪户粪便集中收集和秸秆混合发酵资源化利用的技术。

本发明的主要原理是：用收粪车收集一定区域的分散式养猪户猪粪，存放于储粪池中，用泥浆泵抽送至调浆池中，按照一定比例加入由粉碎机粉碎后的废弃农作物秸秆，而由于不同的农作物秸秆在发酵罐停留时间不同，再向调浆池中加入市购混合菌剂强化发酵效率以提高沼气产气量，用搅拌装置将粪便、秸秆、混合菌剂搅拌均匀，采用目前比较成熟的全混式连续流搅拌槽式反应器(CSTR)发酵工艺，将混合均匀后的粪便再用污泥泵抽送至厌氧发酵罐经微生物厌氧发酵处理，产生的沼气经干式脱硫塔和气水分离器脱硫脱水后存储于沼气储存罐，用于沼气热水锅炉烧制热水，供市场销售，获得利益。发酵后的副产物沼渣和沼液经收集在储存池中，回田消纳，用于春夏季节棉花、夏秋季节水稻、冬春季节小麦的种植。

本发明的技术方案包括以下步骤：

1)用收粪车收集一定区域的分散式养猪户猪粪，存放于储粪池中。

2)粉碎机将废弃农作物秸秆粉碎。

3)用泥浆泵抽送1)中的猪粪至调浆池中，同时按比例加入2)中粉碎后的秸秆和市购混合菌剂(产氢产酸菌和产甲烷菌)，用搅拌装置搅拌均匀。

4)将3)中的混合猪粪用污泥泵抽送至厌氧发酵罐经微生物厌氧发酵处理，产生沼气。

5)将4)产生的沼气经干式脱硫塔和气水分离器脱硫脱水后存储于沼气储存罐。

6)将5)中产生的沼气用热水锅炉烧制热水，供市场销售。

7)将4)中发酵后的副产物沼渣和沼液经收集在储存池中，回田利用。

本发明所用粪便为从分散式养猪户的粪便，其TS质量百分比为8％，秸秆可用水稻、小麦、玉米、芝麻、黄豆的秸秆(即1t粪便添加16.7kg水稻秸秆、18.0kg小麦秸秆、20.0kg玉米秸秆、25.0kg芝麻秸秆、32.0kg黄豆秸秆)，也可使用几种秸秆混合，可获得较大的沼气产生率。

本发明所用市购混合菌剂为产氢产酸菌和产甲烷菌混合菌剂，投加量为粪便总质量的0.01-0.02％，即1t粪便投加0.1-0.2kg混合菌剂。

本发明所用粉碎机为专用的秸秆粉碎机，秸秆破碎碎片长度为1-4cm。

本发明采用全混式CSTR发酵工艺，在其厌氧发酵罐装有搅拌机，其转速为25rpm，用于搅拌使发酵原料和微生物处于完全混合的状态。发酵罐罐体采用搪瓷钢板结构，预制钢板采用栓接方式拼装，栓接处加特制密封材料防漏。

本发明采用所用搅拌装置为搅拌机。

本发明所选沼气热水锅炉为1t的沼气热水锅炉，每小时可将1t20℃的冷水加热成90℃的热水。小部分热水用于冬季加热以维持发酵罐发酵温度，其余供市场销售。

本发明产生的沼气经过干式脱硫塔和气水分离器脱硫脱水处理后储存于沼气储存罐，用于烧制热水供市场销售。

本发明中猪粪和秸秆厌氧发酵产生的沼渣和沼液用于农田消纳，主要用于春夏季节棉花、夏秋季节水稻、冬春季节小麦的种植。