[发明专利]畜禽粪便和秸秆的资源化方法

说明书

本发明提供了一种畜禽粪便和秸秆的资源化方法，具体以多种类的畜禽粪便和秸秆等生物质为原料，利用辅助的微波热解技术，在载流气体和辅助热解剂下，得到未冷凝的混合气体为生物气，冷凝之后得到生物油，在热解装置中剩余的则是生物炭，通过使用生物气和生物油减少了化石燃料的使用，生物炭则为活性炭提供了廉价且优质的转化材料；在实现农业废弃物无公害处理的同时，做到变废为宝；通过调节不同气氛环境的载流气体流量，以及生物质原料和辅助热解剂的质量比，得到包括生物气、生物油和生物炭的三种有价值的产品；另外，由于微波热解过程的高温，还能够杀死细菌和虫卵，降解兽用抗生素及钝化畜粪里含有的重金属，大大减少疾病危害，更加健康环保。

技术领域

本发明属于废弃物资源化利用及环境保护技术领域，具体涉及一种畜禽粪便和秸秆的资源化方法。

背景技术

目前，全球约有700亿只养殖动物，预计到2050年，这一数字将翻一番。其中一个主要原因是，随着人口的增加，对食物和宠物的需求越来越高，这也导致了动物粪便的产量激增。这些原因促使我们需要确定有效的肥料管理方法。利用畜禽粪便等生物废弃物作为来源，将其转化为高价值的其他产品是解决这一问题的有效途径之一。

畜禽粪便包括畜禽养殖业过程中所产生的一类农业固体废弃物，例如牛粪、羊粪、猪粪、鸡粪、鹅粪、鸭粪等，还包括马粪等其他养殖动物产生的固体废弃物。动物排泄物中含有丰富的有机物以及N、P、K等元素，并且还能提供农作物生长所需的Ca、Mg、S等多种矿物质及微量元素，因此人们一直以来将此作为植物肥料的重要来源之一。但是由于畜禽粪便中抗生素、重金属元素、病菌和虫卵等有害物质含量相对较高，无法直接使用。如今主要的处理方式为厌氧发酵，不仅效率较低，而且发酵过程产生的有毒有害气体也会对大气环境造成很大危害。而如果这些畜禽粪便直接排入自然界中又会引发一系列例如水体污染等的环境问题，重金属元素及兽用抗生素即便微量也会对环境生态和人类健康造成损害。

秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称，秸秆富含N、P、K、Ca、Mg、Zn、Fe、Mn、Cu等各类元素和有机质，是一种产量丰富并且用途广泛的可再生生物资源。我国每年产生大量各类作物秸秆等含有纤维素的物质，但这些物质用作饲料的不足10％，剩下的大都采用焚烧处理。近年来在政府推动下大量采用秸秆还田方法处理，秸秆还田是把不宜直接作饲料的秸秆，直接或堆积腐熟后施入土壤的一种方法。秸秆还田虽然有改良土壤的优点，但会造成病虫害加重、与作物争肥、氮肥消耗大等问题，造成增大农药使用量、农残高、作物生长受限、减产、品质差等。另外，秸秆中虽然存在各类营养元素，但多以结合状态存在，如存在于木质素和半纤维素结构中，不易或不能被植物吸收，并不能达到增肥效果。此外，秸秆如果在土壤表面或耕作层，会使种子发芽后根系无法扎根到土壤中，根系会因为长期接触不到土壤而不能吸收水分和养分，会引发病害、弱苗等，造成作物减产。而秸秆类物质的堆积腐熟后再施入土壤中，则费工费时，堆积腐熟品质无法保障。

综上所述，我们需要找到一种既能不对环境造成污染又可以制备高附加值产品的秸秆、畜禽废弃物的综合利用途径。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种畜禽粪便和秸秆的资源化方法。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种畜禽粪便和秸秆的资源化方法，其包括如下步骤：

(1)、将畜禽粪便和秸秆预处理后进行微波热解，产生的气体通过不同气氛环境的载流气体的吹扫和辅助热解剂的处理，得到生物气；

(2)、将生物气进行冷凝，得到生物油；

(3)、步骤(1)中，待微波热解过程结束之后，畜禽粪便和秸秆剩下的固体残渣为生物炭。

进一步地，步骤(1)中，预处理的过程为：将畜禽粪便和秸秆进行切碎和烘干。

进一步地，步骤(1)中，载流气体选自氮气或二氧化碳，通气量为0.1-3.0L/min。