一种养殖业废弃物资源化利用的处置方法技术

本发明专利技术公开了一种养殖业废弃物资源化利用的处置方法，包括，(1)收集养殖业废弃物并进行固液分离，得到固体分离物和分离液；(2)将所述固体分离物与农林废弃物颗粒混合得到混合料；(3)对所述混合料进行预脱水处理，得到脱水混合料；(4)热解炭化所述脱水混合料，并隔绝空气冷却降温得到生物质炭。在整个炭化过程中，农林废弃物首先被热解炭化，辅助推进周边固体分离物的炭化，同时固形物热解过程中产生的孔洞加速了内部气体向外部的扩散和挥发，改善了内部固形物的炭化效果，并且农林废弃物炭化后形成的孔洞除自身成为生物炭的一部分微孔外，在固形物的炭化过程中还起到了扩孔的作用，增加了生物质炭的比表面积，提高了吸附量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种废弃物的处理方法，具体涉及一种养殖业废弃物的处理方法。
技术介绍
随着养殖业向规模化和专业化的不断发展，其在供应丰富的肉蛋奶食物的同时，也产生了大量的粪便废弃物，据报导2015年中国畜禽粪便年产生量达到近30亿吨，其在养殖场的点源集中，易引起当地严重的环境污染，因饲料中添加的兽药、抗生素，使得养殖废弃物中兽药和抗生素残留十分普遍，例如规模化饲养的猪粪、鸡粪和牛粪中，磺胺类兽药残留可达50mg/kg以上,在养殖业废弃物加工利用的有机肥中抗生素残留检出，在养殖业周边水体或应用养殖业废弃物的土壤中检出，引起抗生素环境污染，土壤和水体中抗生素抗性基因污染，严重影响生物安全，威胁人类健康。因此未处理的药残、抗生素的释放也带来了巨大的生态安全问题。另一方面，养殖业废弃物例如猪粪和牛粪，产出时含有水分在80％以上，无疑其脱水和废水处理成为养殖业废弃物处理的重要瓶颈。因此，养殖业排污处理面对着废水处理负荷高，药残和抗生素难处理的双重压力。众所周知，养殖业废弃物为废弃生物质，其含有较多养分，例如猪粪中N、P、K含量均在1-4％范围内，有机质含量达30％以上，是制作有机肥的良好资源，因此，充分利用其自身特性变废为宝，可以大大缓解处理压力。例如，中国专利文献CN105906411A公开了一种禽畜粪便炭化制肥系统，解决了禽畜粪便数量大，处理难度大的问题。该装置包括固液分离器，固液分离器的液态物出口连接沼气池，沼气池沼液出口连接储液筒；固液分离器的固形物出口连接炭化炉，炭化炉的一侧设有提供热量的燃烧炉，炭化炉出料口连接储液筒，储液筒的液态物出口连接排水管，储液筒的固形物出口连接造粒机，造粒机连接干燥机。上述文献中提供的技术首先对禽畜粪便固液分离，对固形物进行炭化、炭化固形物对液态物进行吸附，制成炭基肥还田，减少了禽畜粪便的直接排放，并充分利用了其本身固有的营养成分，对于禽畜粪便的处理利用具有重要的指导意义。但是，畜禽粪便固液分离得到的固形物受其本身性质的限制，一般含水量只能减少20％左右，其形态为淤泥状，使得固液分离后的固形物中仍然含有大量的水分，这些水分的存在不利于热解炭化反应的进行，一方面其炭化过程首先需要去除大部分的水分，消耗大量的燃料来提供水分蒸发所需要的热能，并且淤泥形式存在的固形物并不利于内部水蒸气的散逸，更重要的是热解炭化过程中固形物会产生大量的挥发气体，淤泥形式存在的固形物不利于内部气体的挥发，并且表面固形物的炭化也限制了内部气化向外部的散逸，从而使其在500℃左右进行炭化时，固形物内部的炭化效果并不好，使得到的生物炭多为结块状比表面小，造成后期吸附量小，由其制成的有机肥质量较差。而如果想使固形物内部也能得到充分的炭化，得到吸附量佳的生物炭，则需要将热解炭化温度提升到800℃以上，不仅需要消耗大量的燃料来提供热能，更重要的是如此高的温度势必造成粪便中固有的有机成分、微量元素的大量挥发，降低了生物炭本身的价值，也背离了利用畜禽粪便生产生物炭的初衷。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中利用养殖业废弃物生产的生物炭的过程中，低温炭化时生物炭结构差利用价值低，而高温炭化时结构好但其营养价值下降，且能量消增大的问题，从而提供一种一种养殖业废弃物资源化利用的处置方法。为此，本申请采取的技术方案为，一种养殖业废弃物资源化利用的处置方法，包括，(1)收集养殖业废弃物并进行固液分离，得到固体分离物和分离液；(2)将所述固体分离物与农林废弃物颗粒混合得到混合料；(3)对所述混合料进行预脱水处理，得到脱水混合料；(4)热解炭化所述脱水混合料，并隔绝空气冷却降温得到生物质炭。上述养殖业废弃物资源化利用的处置方法中，还包括，将所述生物质炭制成有机肥的步骤。上述养殖业废弃物资源化利用的处置方法中，所述步骤(3)中，加热所述混合料至200℃，以蒸发所述混合料中的水份，完成所述预脱水处理。上述养殖业废弃物资源化利用的处置方法中，所述步骤(4)中，加热所述脱水混合料至400℃以上并保持6-8小时。上述养殖业废弃物资源化利用的处置方法中，所述步骤(4)中，加热所述脱水混合料至500-550℃并保持6-8小时。上述养殖业废弃物资源化利用的处置方法中，所述步骤(2)中，农林废弃物的加入量为每吨所述固体分离物加入150-200kg的农林废弃物颗粒。上述养殖业废弃物资源化利用的处置方法中，所述步骤(1)中，所述固体分离物的含水量为50-60％。上述养殖业废弃物资源化利用的处置方法中，所述养殖业废弃物为禽畜的粪便或其与禽畜尿的混合物。上述养殖业废弃物资源化利用的处置方法中，所述农林废弃物为秸秆、稻壳、食用菌基质、边角料、薪柴、树皮、花生壳、枝桠柴、卷皮和刨花中的一种或几种。上述养殖业废弃物资源化利用的处置方法中，所述农林废弃物颗粒为棒状，直径为0.5-1.5cm，长度为3-5cm。本专利技术技术方案，具有如下优点：(1)本专利技术的养殖业废弃物资源化利用的处置方法中，向固液分离后的固形物中加入农林废弃物颗料，其间接降低了固形物的含水量(混料中含水量降低到40％左右)，含水量的下降有利于炭化温度的升高，改善了物料的物理通透性，有利于热量向固形物内的扩散，提高热解反应速率，在整个炭化过程中，农林废弃物首先被热解炭化，辅助推进周边固体分离物的炭化，起到了辅助燃料的作用，提高了固形物的热值，加快了物料升温，缩短了干燥脱水过程，加快热解炭化进程；其首先炭化产生的孔洞，促进了热量向固形物内的传递，进一步提高热解效率，同时固形物热解过程中产生的孔洞加速了内部气体向外部的扩散和挥发，改善了内部固形物的炭化效果，并且农林废弃物炭化后形成的孔洞除自身成为生物炭的一部分微孔外，在固形物的炭化过程中还起到了扩孔的作用，增加了生物质炭的比表面积，提高了吸附量。进一步的，农林废弃物颗粒与固形物的共热解，农林废弃物颗粒在热解过程中炭化产气，还增强了体系的循环供热，从而减少了外部能源的燃烧供热。(2)本专利技术的养殖业废弃物资源化利用的处置方法中，在400℃以上即可达到良好的炭化效果，不仅具有良好的微孔结构，还最大程度保留了原废弃物中固有的营养成分。生物质炭得率为每吨鲜重(未脱水)废弃物产生200kg左右的生物炭。采用本申请的方法制备得到的生物质炭孔道丰富，施于土壤中可以起到疏松土壤的作用，保持了土壤的通透性提供了充足的氧气，同时多孔结构还利于涵养水份，促进了根系的生长及对土壤中养份的吸收，较大的比表面积利于吸附大量的营养，避免了土壤中养分的流失。(3)本专利技术的养殖业废弃物资源化利用的处置方法中，由于前期的固液分离去除分离液的过程，只能排除了游离水，每吨鲜物料减少了20％左右的水分，这部分水分成为需要地面处理的废水；而大量未机械析出的吸附性水分，在预脱水处理过程中，通过蒸汽逸失于空气中，排出的水气基本无色，无味，无臭，减少了废水的产生，使废水处理负荷减少了70％以上。无废气、烟尘和大量废水的排出。(4)本专利技术的养殖业废弃物资源化利用的处置方法中，外部供热少，只需提供预热的能量，添加的农林废弃物颗粒作为辅助燃料，降低了能源消耗节省了成本，以每吨固体分离物中添加30％的秸秆生物质颗粒为例，成本约200元，外部能源供应一般仅需要预热使用。因此，处理每吨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种养殖业废弃物资源化利用的处置方法，包括，(1)收集养殖业废弃物并进行固液分离，得到固体分离物和分离液；(2)将所述固体分离物与农林废弃物颗粒混合得到混合料；(3)对所述混合料进行预脱水处理，得到脱水混合料；(4)热解炭化所述脱水混合料，并隔绝空气冷却降温得到生物质炭。

【技术特征摘要】
1.一种养殖业废弃物资源化利用的处置方法，包括，(1)收集养殖业废弃物并进行固液分离，得到固体分离物和分离液；(2)将所述固体分离物与农林废弃物颗粒混合得到混合料；(3)对所述混合料进行预脱水处理，得到脱水混合料；(4)热解炭化所述脱水混合料，并隔绝空气冷却降温得到生物质炭。2.根据权利要求1所述的养殖业废弃物资源化利用的处置方法，其特征在于，还包括，将所述生物质炭制成有机肥的步骤。3.根据权利要求1或2所述的养殖业废弃物资源化利用的处置方法，其特征在于，所述步骤(3)中，加热所述混合料至200℃，以蒸发所述混合料中的水份，使所述混合料的含水量下降至25-30％，完成所述预脱水处理。4.根据权利要求1-3任一所述的养殖业废弃物资源化利用的处置方法，其特征在于，所述步骤(4)中，加热所述脱水混合料至400℃以上并保持6-8小时。5.根据权利要求4所述的养殖业废弃物资源化利用的处置方法，其特征在于，所述步骤(4)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志，潘根兴，邵前前，李恋卿，张少明，张晓楠，
申请(专利权)人：南京农业大学，北京三聚环保新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32