[发明专利]一种畜禽粪水无害化处理的集成技术与应用方法

权利要求书

1.一种畜禽粪水无害化处理的集成技术的应用方法，包括如下步骤：

（1）向畜禽粪污中加入接种污泥，向所得体系中添加载铁水热炭，搅拌，得到畜禽粪污、接种污泥、以及载铁水热炭的混合物；

（2）将步骤（1）所得畜禽粪污、接种污泥、以及载铁水热炭的混合物引入厌氧发酵反应器进行厌氧发酵反应，将所产气体通入沼气发电装置供发电；

（3）将步骤（2）处理后的畜禽粪污沼液沼渣混合物的10-20%加入水热反应釜进行水热反应制备载铁水热炭，所得载铁水热炭供步骤（1）使用，其余80%-90%的畜禽粪污沼液沼渣混合物进行固液分离，分别得到固相沼渣和液相沼液；

（4）将步骤（3）中得到的固相沼渣的90-95%引入堆肥好氧发酵反应器中，加入农业有机废弃物，进行堆肥好氧发酵；其余5-10%的固相沼渣与好氧硝化污泥，厌氧亚硝化污泥，或厌氧反硝化污泥混合得到接种污泥，供步骤（1）使用；

（5）将步骤（3）得到的液相沼液进行正渗透膜处理，在所述正渗透膜处理中添加汲取液MgCl₂，使得反混的Mg²⁺与沼液浓缩液中的NH⁴⁺-N和磷酸根形成鸟粪石缓释肥料；

步骤（1）中，所述载铁水热炭的制备方法为：将畜禽粪便沼渣与去离子水混合，水热反应，将产物酸洗至中性后干燥；加入FeCl₃溶液，调节pH 值至9-12，超声混合，固液分离，收集固体，干燥，即得；

步骤（1）中，所述载铁水热炭的添加量占搅拌体系干物质重的5%-20%；

步骤（2）中，所述厌氧发酵的条件为：中温30-40℃，通入氮气2-15min，发酵周期20-60天；

步骤（3）中，所述水热反应的温度为75-400℃，反应时间为30-150min。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述畜禽粪污的含水率控制在60-90%，pH值调节至6-8；

所述接种污泥通过将固相沼渣与好氧硝化污泥、厌氧亚硝化污泥或厌氧反硝化污泥混合制得；其中，所述固相沼渣与好氧硝化污泥、厌氧亚硝化污泥或厌氧反硝化污泥的COD比为1：2-2：1；

所述接种污泥按与畜禽粪污COD比值1：2-2：1的比例加入。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述搅拌体系中C/N比控制在20-30，含水率控制在65-95%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述厌氧发酵过程中进行间歇搅拌，每1h搅拌5-30分钟，转速为5-50r/min。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，所述固液分离通过螺旋式固液分离机实现。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）中，所述农业有机废弃物为秸秆和/或尾菜；

加入农业有机废弃物后，物料体系的C/N比控制在15-35，含水率控制在50-70%；

堆肥周期为20-60天，通风速率为0.2~0.4L/(kg DM⋅min)。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（5）中，所述正渗透膜处理所用正渗透膜的膜材料为聚苯并咪唑、三醋酸纤维素、聚砜/聚醚砜，膜朝向为活性层朝向沼液；

正渗透膜采用空气冲刷清洗方式，膜通量低于20%-40%时自动清洗；

汲取液MgCl₂的浓度为1-2 mol·L^－1。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（5）中，所述正渗透膜处理的条件为：温度为10-50℃、pH为8-11，系统运行压力为0.5-1.0MPa，进水流量3-50L/h，错流速率为1-60L/h，截留分子量5000-50000，浓缩倍数为2-6倍。