一种动物粪便无害化处理的方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种动物粪便无害化处理的方法及设备，通过预处理、沼气池处理、生物滤料过滤、人工湿地净化等步骤，将粪水在沼气池中产生沼气后的沼液，流经拌有微生物人工湿地，用于对动物粪水的净化处理，改变动物养殖场粪水的污染排放，减少环境污染。厌氧处理形成沼气用作生物燃料，沼气池底的沉渣用于制成肥料，沼液通过人工湿地的过滤、植物根系吸收、微生物消解，最终实现符合畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）要求的目标。该方法的技术特点在于：沼气池与高效能生物滤料形成的人工湿地的有效结合，具有施工简单、运行成本低、效果好、不造成二次污染、并能美化环境等优点，真正实现对动物养殖场粪水的有效治理对场舍周边不产生污染的目标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能净化处理动物粪便（猪、牛、鸡、鸭、鹅）及粪水的方法，能做到 动物粪便的无害化处理。
技术介绍
利用沼气对动物粪便进行厌氧处理可以产生清洁能源沼气，但在使用过程中存在 以下问题，沼气池中的清渣很麻烦，特别是沼气池中的沼液排放时，很难达标排放，对环境 造成很大影响，如果是农家小户，沼液排放量少，对环境的影响还可以承受，对集中畜养的 大规模工业化养殖，简单的对动物粪便进行沼气处理，明显是无法满足环境保护的要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种结合沼气池对动物粪便进行无害化处理的方法，及运用于动物粪 便无害化处理的设备，无害化处理方法采用沼气池与高效能生物滤料形成的人工湿地相结 合，使用该方法排放的沼液能达到排放标准。 实现本专利技术的内容为，一种动物粪便无害化处理的方法包括预处理一沼气池处 理一能生物滤料过滤一人工湿地净化 ： 1)预处理，收集动物粪便与水搅拌混合成原料，原料中水的含量不低于85%，当 低于85%时要人工掺水； 2)沼气池处理，将预处理的原料放入沼气池的厌氧状态中，在不小于20摄氏度的 环境下发酵20天以上，沼气池中形成的沼气作为生物燃料气体排出，沼气池中的沉渣及少 量污泥加工成生物肥料，沼气池中的沼液经过沼气池排液口排出； 3)过滤，在沼气池排液口下段设一定长度的生物滤料过滤段，对沼气池流出沼液 进行过滤； 4)人工湿地净化，将经过第三步过滤的沼液排放至人工湿地，沼液流经过滤和湿 地的时长大于24小时，人工湿地内栽种深根系湿地生植物； 动物粪便内的70%以上的病原菌和寄生虫卵被厌氧杀死，大部分有机污染物被消 解； 经过以上步骤，动物粪便达到无害化排放。 进一步讲，预处理还包括打碎步骤，将收集动物粪便打碎为小于ICMX ICM块体。 进一步讲，预处理还包括浮选步骤，将收集的动物粪便放入水池中，在水池底部设 有进气管，先通过进气管向水池内充气，使水池中粪水从下至上循环，直到粪块消除粪水混 合均匀后放入沼气池。 进一步讲，过滤中的滤料及人工湿地的滤料为拌有的微生物的连续级配的碎石型 页岩陶粒，微生物包括硝化细菌、反硝化细菌、芽孢杆菌、光合细菌、乳酸杆菌等，微生物水 溶液饱和浓度为滤料总体积的10 -15 %。 进一步讲，沼气池中沉渣制生物肥料过程包括热烘干--粉碎； 1)烘干，在120摄氏度以上环境下对从沼气池中取出的沉渣进行洪干； 2)粉碎，将烘干的沉渣粉碎为粒径小于10目的颗粒； 经过以上步骤将沼气池中的沉渣制成生物肥料。 进一步讲，深根系湿地生植物包括观赏芦苇、芦竹、菖蒲、美人蕉、垂杨柳树等。 一种用于动物粪便无害化处理的沼气池包括多个一级沼气池，及连接二个相邻一 级沼气池的二级沼气池，所述的一级沼气池内壁设有加热装置，所述二级沼气池包括连接 管、及沉淀池，连接管一端连接在一级沼气池中部、另一端连接在沉淀池上端部。 进一步讲，沉淀池设有螺旋输送机。 一种用于动物粪便无害化处理的人工湿地包括曝气池、过滤池，曝气池与过滤池 连通，过滤池底部设有滤料层，局部的滤料层上填泥土，泥土上种植深根系湿地生植物，导 管一端埋在滤料中，另一端设在过滤池外。 本专利技术的优点在于，对收集沼气池内的沼气，将沼气池内的沉渣处理为生物肥料， 沼气池内的沼液经过过滤、湿地微生物消解和植物根系吸收达标排放，实现了无害化处理。 对动物粪便的预处理，使动物粪便不同块体的物理参数（形状、重量等）较为接 近，能大幅度提高沼气发酵的效率，使动物粪便经过发酵后残留的沼液中有害物质大量减 少，从而加快了沼液无害化处理的速度。 硝化细菌、反硝化细菌、芽孢杆菌、光合细菌、乳酸杆菌种群消解粪水中的有害物 质的百分之十五左右，采用观赏芦苇、芦竹、菖蒲、美人蕉、垂杨柳树等深根系植物消解粪水 中的有害物质的发挥百分之二十左右，将硝化细菌、反硝化细菌、芽孢杆菌、光合细菌、乳酸 杆菌种群与观赏芦苇、芦竹、菖蒲、美人蕉、垂杨柳树深根系植物混用于人工湿地，可以消解 粪水中有害物质的百分之七十左右 本专利技术从粪水源头到达标排放提供了一套完整的技术上可行的方法，在具体实施 过程中对有农田可以消化部分沼液时，调整湿地的宽度即可，在山区或丘陵地区还可以充 分利用地势，最大限度的减少运营费用，场内民用沼气有多时，可根据实际沼气富余量添置 沼气发电机组对外发电。 本专利技术符合国家资源化、无害化和生态化的原则，实现了污染治理，清洁绿色能源 及美化环境三位一体的效果。 本专利技术技术是目前先进的方法，所涵盖的设备、设施、工艺较成熟，运营成本是当 前最低的，治理效果也是最好的。【附图说明】 图1是本专利技术的工艺流程图。 图2是本专利技术中沼气池第一实施方案图。 图3是本专利技术中沼气池第二实施方案图。 图4是本专利技术的人工湿地的方案图。 图5是本专利技术中人工湿地的优选方案图。 图6是本专利技术中人工湿地另一优选方案图。 如图；一级沼气池1、二级沼气池2、螺旋输送机3、搅拌轴4、铰刀5、抓铲设备 6、热水管7、第一湿地池8、第二湿地池9、第三湿地池10。【具体实施方式】 如图1中，一种动物粪便无害化处理的方法包括预处理--沼气池处理--生物 滤料过滤-人工湿地净化： 1)预处理，预处理包括打碎步骤、浮选步骤，打碎步骤为将收集动物粪便打碎为小 于ICMX ICM块体；浮选步骤为将打碎步骤中的块体放入水池中，在水池底部设有进气管， 先通过进气管向水池内充气，使水池中粪水从下至上反复循环，粪水充分混合均匀后再放 入到沼气池中，在浮选的过程中块体充分吸收水分，使粪水的综合含水量不低于85%。 2)沼气池处理，将预处理的粪水（原料）放入沼气池的厌氧状态中，在不小于20 摄氏度的环境下发酵20天以上，沼气池中形成的沼气作为生物燃料气体排出，收集沼气池 中的沉渣，将沉渣制成生物肥料，过程包括热烘干--粉碎。为了提高一级沼气池产气和消 解粪便的效果，池内靠近进水部装搅拌机一台，每隔2小时搅10-15分钟； 1)烘干，在120摄氏度以上环境下对从沼气池中取出的沉渣进行烘干； 2)粉碎，将烘干的沉渣粉碎为粒径小于10目的颗粒； 经过以上步骤将沼气池中的沉渣制成生物肥料。同时沼气池中的沼液经过沼气池 排液口排出。 3)生物滤料过滤，在沼气池排液口下端设生物滤料过滤段，滤料的基料为拌有微 生物的连续级配的碎石型页岩陶粒，微生物包括硝化细菌、反硝化细菌、芽孢杆菌、光合细 菌、乳酸杆菌等种群，微生物水溶液饱和浓度为滤料总体积的10 -15 %，优选的陶粒级配为 30 - 50,通过生物滤料对沼气池流出沼液进行过滤； 4)人工湿地净化，将经过第三步过滤的沼液排放至人工湿地中从沼液进入滤料到 流出人工湿地时长大于24小时，人工湿地内种有深根系湿地生植物，深根系湿地生植物优 选观赏芦苇、芦竹、菖蒲、美人蕉、垂杨柳等。 动物粪便经过沼气池厌氧处理后粪便中的70%以上的病原菌和寄生虫卵被杀死， 绝大部分有机污染物被去除，经过以上步骤，动物粪便达到无害化排放。 如图2中，沼气池壁上设有加热的热水管7,沼气池靠进料端设有带铰刀5的搅拌 轴4,搅拌轴4转动带动铰刀5搅动沼液，使粪便充分悬浮和厌氧产生沼气，沼气池上端设有 抓铲设备6,用于将沉渣和污泥从沼气池中抓出，该设备同时具有挤压榨干功能。工作时，经 过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动物粪便无害化处理的方法，其特征在于：所述方法包括预处理——沼气池处理——生物滤料过滤——人工湿地净化：1）预处理，收集动物粪便与水搅拌混合成原料，原料中水的含水率不低于85%;2）沼气池处理，将预处理的原料放入沼气池的厌氧状态中，在大于20摄氏度的环境下发酵20天以上，沼气池中形成的沼气作为生物燃料气体排出，沼气池中的沉渣加工成生物肥料，沼气池中的沼液经过沼气池排液口排出;3）生物滤料过滤，沼气池流出的沼液流入生物滤料中进行过滤消解;4）人工湿地净化，将经过第三步生物滤料过滤的沼液排放至由生物滤料形成的人工湿地，从流入人工湿地到流出人工湿地时间大于24小时，人工湿地上种有深根系湿地生植物； 经过以上步骤达到去除动物粪便内的70%以上的病原菌和寄生虫卵及大部分有机污染物，消除蚊蝇滋生环境，动物粪便达到无害化排放。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆光全，邱新华，
申请(专利权)人：宜昌光大陶粒制品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42