一种规模化养猪场养殖污染综合治理系统及方法技术方案

一种规模化养猪场养殖污染综合治理系统及方法，包括源头分离猪舍、冲栏水处理系统、固液分离系统、固体高温好氧发酵系统、液体高温好氧发酵系统、臭气烟气处理系统、锅炉系统、检测控制系统；源头分离猪舍设计成粪尿与雨水、冲栏水、饮用余水分离的猪舍，污泥泵将粪尿泵送到固液分离装置，固液分离装置分离出来的固体输往固体高温好氧发酵系统，固液分离装置分离出来的液体输往液体高温好氧发酵系统，固体高温好氧发酵系统和液体高温好氧发酵系统的发酵臭气排气口以及锅炉系统的排烟气通过管道连接臭气烟气处理系统；锅炉系统包括锅炉、循环泵、热水管道和回水管道，检测控制系统的各传感器设置在上述各系统内，检测控制系统对上述系统进行连接控制。本发明专利技术使规模化养猪场污染得到综合治理，实现规模化养猪场污染物的“零排放、零污染、资源化利用”。

Integrated pollution control system and method for large-scale pig farm culture

A large scale pig farm breeding pollution comprehensive treatment system and method, including the source separation pigpens, blunt column system, solid-liquid separation system, solid high-temperature aerobic fermentation system, liquid high-temperature aerobic fermentation system, odor flue gas treatment system, boiler system, detection and control system of water treatment; pig manure and water separation design, flushing water and drinking water column separation of pig manure source, sludge pump will pump to the solid-liquid separation device and solid-liquid separation device to separate solid solid high-temperature aerobic fermentation system, solid-liquid separation device to separate the liquid to liquid high temperature aerobic fermentation system, flue gas odor flue gas treatment system through pipe fermentation odor exhaust solid and liquid fermentation system of thermophilic aerobic thermophilic aerobic fermentation system and boiler system; boiler system including boiler, The sensors of the detection and control system are arranged in each of the above-mentioned systems, and the detection and control system is connected with the above system. The invention can comprehensively control the pollution of large-scale pig farms and realize the zero emission, zero pollution and resource utilization of the pollutants of large-scale pig farms\.

【技术实现步骤摘要】
一种规模化养猪场养殖污染综合治理系统及方法
本专利技术属于环境保护
，具体涉及一种规模化养猪场养殖污染综合治理系统及方法。
技术介绍
畜禽养殖业的集约化、规模化发展为市场提供了丰富而优质畜禽产品的同时，也面临着大量畜禽污染物带来的巨大环境压力。2009年中国畜禽粪便排放量为32.64亿吨鲜重，是同期工业固体废物排放总量的1.6倍(中华人民共和国统计局，2010)，畜禽粪便一是带来严重恶臭污染空气，畜禽粪便在通风不良的情况下会分解成氨、硫酸、乙烯醇、二甲基硫醚、硫化氢、甲胺和三甲胺等恶臭气体，有腐烂洋葱臭、腐败蛋臭和鱼臭等臭味，这些气体危害人类健康，加剧空气污染；二是对水体造成污染，畜禽粪便的任意排放极易造成水体的富营养化，使水质恶化，粪便、污水渗入地下还可造成地下水中的硝酸盐含量过高；三是传播人畜共患病，由动物传染给人的人畜共患病有90余种，这些人畜共患病的载体主要是畜禽粪便及排泄物，这些畜禽粪尿如果不加以妥善处理和合理利用，不仅对生态环境造成巨大的负面影响，严重影响人们身体健康，而且制约畜禽养殖业良性发展。当前，国内外规模化养猪场普遍采用的清粪方式主要有水泡粪、水冲粪和干清粪工艺方式，目前常见的是水泡粪清粪方式，缺点是粪便长时间在猪舍内停留，在粪沟中部分厌氧发酵，产生氨气、硫化氢、甲烷等大量的有害气体，使猪只食欲下降，危害猪只的健康，人们被迫以高能耗的强制通风来解决毒气污染问题，但在冬季，强制通风使猪舍无法保暖，猪只易患流感等传染性疾病，同时，大量有毒有害气体也影响饲养人员的工作，危害饲养人员的健康。水冲粪清粪方式也是常见的一种清粪方式，其缺点是耗水量大，水资源浪费严重；后期粪污处理过程中，固液分离后，干物质中养分含量低，肥料价值降低；污水量大，污水中的大部分可溶性有机物仍然很高，增加了处理难度。而干清粪方式，即粪便一经产生便分流，干粪由机械或人工收集、清扫、运走，尿及冲栏水则从下水道流出，并分别进行处理，干清粪工艺分为人工清粪和机械清粪两种，人工清粪的弊端是人畜容易产生交叉感染，劳动量大，工作环境差，生产率低，机械清粪的优点是可以减轻劳动强度，节约劳动力，提高工效，但目前国内生产的清粪设备在使用可靠性方面还存在欠缺，设备复杂，故障发生率较高，维修困难，不管是人工清粪方式，还是机械清粪方式，尿液与冲栏水、猪饮用余水混合，冲栏水中污染物浓度大，增加冲栏水处理量和处理难度。总体来说，上述的清粪方式主要存在如下问题：（1）猪饮用余水无单独收集、输送系统，猪饮用余水直接与粪便、尿液和冲栏水混合，增加污染量和处理成本。据统计，每天因猪在用鸭嘴式饮水器饮水漏掉的水约占冲栏水总量的20~40%；（2）冲栏水未与粪便、尿液分离，冲栏水直接与粪便、尿液混合进行后续处理，处理方法通常是用沼气池厌氧发酵后进行固液分离，分离得到的固体部分去制作固体有机肥，液体部分按照污水进行处理并“达标排放”，该方法的弊端是大量养分溶解在液体中，生产的固体有机肥养分低、质量差；而液体中由于富含有机质和氮磷钾，COD和氨氮浓度高，常见的污水治理技术很难使其达到排放标准，即使按照现行的畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596—2001）中限定值COD400mg/L、氨氮80mg/L和总磷8mg/L，其分别是城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918—2002，一级A标准）中限定值的8倍、16倍和16倍，所谓的“达标排放”实际是造成水体富营养化的根源，“达标排放”的污水继续污染着环境。好氧发酵（堆肥）可以通过微生物降解有机物，使有机废弃物实现减量化，无害化、资源化处理。目前广泛采用的场地堆肥发酵技术，主要存在：占地面积大，发酵时间长（一般一次发酵时间需要15～30天左右），在低温天气时发酵速度下降甚至停止，臭气难以收集处理而污染环境等一系列问题。目前大多数研究是槽式堆肥，通过通风强制输氧、翻堆或搅拌等手段提高好氧堆肥的效率或效果，该方式存在的问题有基建、翻堆设备等投资成本高，且发酵产生的热量及臭气则一般任其排往大气，造成严重的二次污染；而著名的达诺（Dano）滚筒式好氧反应器，相对场地发酵具有发酵效率高、占用场地面积小等特点，但发酵效果取决于滚筒长度等因素，为延长发酵原料在滚筒反应器中的停留时间以保证发酵效果，滚筒的长度通常设计成滚筒直径的10以上甚至达20倍以上，因此占地面积仍然很大，设备制造成本高昂，同时还存在新进的发酵原料（有机废弃物）跟已发酵原料接触面积过小、新进的发酵原料缺乏充分的发酵菌母因而反应速度较慢等缺点。目前养猪场生猪病死率一般为3~5%，一旦遇到疫情比例还会更大，时常发生因处理不当造成饮用水源污染的事件，更有不良商贩倒卖病死猪，从中牟取暴利，直接威胁老百姓的食品安全，这部分携带有害病菌的病死动物尸体的隔离和处理问题亟待解决。目前，病死猪无害化处理的方法主要有高温焚烧、填埋和高温堆肥等，高温焚烧方式对设备要求极高，且一次性投资成本较高，大部分规模养殖场都不具备高温焚烧的条件，且集中焚烧也存在排放污染，收集、转运流程繁琐，监管措施不易到位等一系列问题，另外处理过程造成的二次污染问题也十分严重。目前应用较多是填埋方式，其缺点是运输、填埋成本高，病死猪补贴远低于填埋成本，且大部分养殖场员工由于卫生安全知识缺乏，并未做到卫生填埋，造成严重的二次污染。高温堆肥也是病死猪无害化处理的一种，其缺点是病死猪打碎等预处理过程中，机械损耗、能耗和设备清洁都将增加处理成本，操作者在病死猪打碎，设备清洁，以及更换易损件等过程中易产生交叉感染，增加疫情传播的风险，而且堆肥占地面积大、时间长、易受气候条件的影响，病死猪中携带大量致病微生物，传统发酵方式难以将这些致病微生物彻底杀死。种猪场在繁殖仔猪过程中产生大量的胎盘等污物，因其营养丰富，极易腐败，若不及时处理，极易造成污染，目前常见的处理方式是填埋，存在与病死猪处理同样的问题。规模化养猪场污染物不仅包括猪粪尿、冲栏水、而且还包括病死猪、胎盘，以及治理过程中产生的臭气、烟气等，目前还没有一种合适的方法同时治理上述污染物。中国专利CN203568937公布了一种畜禽粪污处理系统，包括雨污分离系统、干湿分离系统、固液分离系统和生态净化系统，存在的问题是将粪尿与冲栏水、饮用余水混合后再进固液分离，固液分离后的液体中含有大量有机质和养分，COD和氨氮含量显著升高，不仅导致资源浪费，而且增加后续污水处理的处理量和难度，增加处理成本。分离后的固体物料发酵采用自然堆肥方式，该方式占用产地面积大，发酵效率低，有机肥品质差，易受环境因素影响，易产生二次污染，另外，该系统也未涉及畜禽养殖场病死畜禽尸体和胎盘等的处理。中国专利CN201520168695.4公布了一种封闭式生物降解病死畜禽无害化处理装置，该专利通过添加生物降解化尸菌剂等辅料降解病死畜禽尸体，通过厌氧发酵杀灭寄生虫、虫卵、病菌及病毒，弊端是在固态条件下病死畜禽尸体腐解效率远比液体条件下低，厌氧发酵并不能完全杀死病死畜禽尸体中有害致病菌，存在二次污染的风险。专利CN102964149公布了一种畜禽养殖场污染治理方法，该方法未对病死畜禽尸体和胎盘等进行处理，锅炉燃烧的含热烟气和发酵热的利用该专利也未涉及，且采用SBR反应器治理冲栏水，在出栏旺季本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种规模化养猪场养殖污染综合治理系统，其特征在于：包括源头分离猪舍、冲栏水处理系统、固液分离系统、固体高温好氧发酵系统、液体高温好氧发酵系统、臭气烟气处理系统、锅炉系统、检测控制系统；源头分离猪舍设计成粪尿与雨水、冲栏水、饮用余水分离的猪舍，雨水、饮用余水排往室外的沟渠，粪尿输往固液分离系统的集粪池，冲栏水排往冲栏水处理系统的冲栏水池；固液分离系统由安装在集粪池池底的污泥泵、固液分离装置及输送设备组成，污泥泵将粪尿泵送到固液分离装置，固液分离装置分离出来的固体输往固体高温好氧发酵系统的进料口，固液分离装置分离出来的液体输往液体高温好氧发酵系统的进液口，固体高温好氧发酵系统和液体高温好氧发酵系统的发酵臭气排气口以及锅炉系统的排烟气口通过管道连接臭气烟气处理系统；锅炉系统包括锅炉、循环泵、热水管道和回水管道，锅炉的热水管道连接固体高温好氧发酵系统的换热夹套或盘管以及液体高温好氧发酵系统的夹套或盘管，循环泵安装在回水管道中；检测控制系统的各传感器设置在上述各系统内，对各关键参数进行检测，检测控制系统对上述系统进行连接控制。

【技术特征摘要】
1.一种规模化养猪场养殖污染综合治理系统，其特征在于：包括源头分离猪舍、冲栏水处理系统、固液分离系统、固体高温好氧发酵系统、液体高温好氧发酵系统、臭气烟气处理系统、锅炉系统、检测控制系统；源头分离猪舍设计成粪尿与雨水、冲栏水、饮用余水分离的猪舍，雨水、饮用余水排往室外的沟渠，粪尿输往固液分离系统的集粪池，冲栏水排往冲栏水处理系统的冲栏水池；固液分离系统由安装在集粪池池底的污泥泵、固液分离装置及输送设备组成，污泥泵将粪尿泵送到固液分离装置，固液分离装置分离出来的固体输往固体高温好氧发酵系统的进料口，固液分离装置分离出来的液体输往液体高温好氧发酵系统的进液口，固体高温好氧发酵系统和液体高温好氧发酵系统的发酵臭气排气口以及锅炉系统的排烟气口通过管道连接臭气烟气处理系统；锅炉系统包括锅炉、循环泵、热水管道和回水管道，锅炉的热水管道连接固体高温好氧发酵系统的换热夹套或盘管以及液体高温好氧发酵系统的夹套或盘管，循环泵安装在回水管道中；检测控制系统的各传感器设置在上述各系统内，对各关键参数进行检测，检测控制系统对上述系统进行连接控制。2.根据权利要求1所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统，其特征在于：所述的冲栏水处理系统由冲栏水池、一个ABR反应器和多个并联的SBR反应器组成；冲栏水池上部设置有溢水口，冲栏水池进水外侧、出水内侧分别安装大、小格栅，溢水口出水侧经溢出管连接ABR反应器的进水口，ABR反应器的出水口经管道分别连接并联的SBR反应器的进水口，在每个SBR反应器的进水口前安装有电磁阀，各SBR反应器的出水口经管道连接到生态湿地；冲栏水池、ABR反应器和SBR反应器中的沉淀污泥送往固体高温好氧发酵反应器的进料口，跟粪便混合发酵，制成固体有机肥。3.根据权利要求1所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统，其特征在于：固体高温好氧发酵系统包括1～X个固体高温好氧发酵反应器，X≥1；固体高温好氧发酵反应器由倾斜卧置的滚筒、进料侧封盖迷宫密封装置、出料侧封盖迷宫密封装置、动力托轮组、搅拌防粘装置和整体基座组成，卧置滚筒外具有水套，进料侧高于出料侧，卧置滚筒与进料侧封盖、出料侧封盖及两侧的迷宫密封装置组成一个密闭的发酵空间，进料侧封盖上部设置有进料孔和排气孔，出料侧封盖上部设置有进气孔，出料侧封盖下部设置有出料孔，出料孔上安装有出料闸门；搅拌防粘装置位于卧置滚筒内，卧置滚筒置于动力托轮组上，动力托轮组、进料侧封盖和出料侧封盖都固定在斜置的整体基座上，形成一个整体。4.根据权利要求3所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统，其特征在于：所述进料侧封盖迷宫密封装置与出料侧封盖迷宫密封装置结构及原理完全相同，都是在封盖的内侧垂直焊有固定两个或多个直径不等的同心圆筒罩，圆筒罩的高度一致，与之相对应，在卧置滚筒端部的滚筒内壁焊接固定径向的内衬环，内衬环外周与滚筒内壁密封焊接固定，在内衬环上垂直焊接有一个、两个或多个直径不等的同心圆筒体，同心圆筒体的高度一致，并且同心圆筒体的高度与封盖上同心圆筒罩高度相等，封盖内侧的同心圆筒罩与卧置滚筒端部内衬环上的同心圆筒体迷宫式交错套合密封。5.根据权利要求1所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统，其特征在于：根据卧置滚筒的长度，搅拌防粘装置由一个或一个以上的笼型结构组成，卧置滚筒较短时，搅拌防粘装置可只由一个笼型结构组成，而卧置滚筒较长时，搅拌防粘装置可由多个笼型结构组成，每个笼型结构由两个同轴的支撑板和多个抄板组成，支撑板的形状为圆环，多个抄板两端分别与两个同轴的支撑板连接固定，与之相对应，在卧置滚筒内壁设置有碰块；多个抄板与笼型结构轴线平行，或者多个抄板与笼型结构轴线成倾斜角度，或者多个抄板呈螺旋曲线型，卧置滚筒，内壁上的碰块带动搅拌防粘装置转动。6.根据权利要求1所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统，其特征在于：液体高温好氧发酵系统由1～N个液体高温好氧发酵反应器组成，N≥1；液体高温好氧发酵反应器主要包括顶盖、罐体、起吊装置和吊篮，顶盖上有进料口、罐体底部有出料口，罐内装有换热盘管，换热盘管通过安装在罐体上的进水法兰、出水法兰跟外部的热水管道连接；罐内还装有曝气装置，曝气装置通过安装在罐体上的进气法兰跟曝气管道及风机连接；罐体顶盖上还装有排气口法兰，以排出曝气废气；出料口经管道连接至沼气池，曝气装置通过进气管道连接到外部风机；所述的起吊装置用于顶盖部件和吊篮的起吊和转运；吊篮由吊篮主体、吊篮门和锁扣组成，吊篮门能单边侧开，用于将病死畜禽或胎盘放入吊篮，吊篮主体上部、底部和侧壁焊接钢网，吊篮承载病死畜禽和胎盘，沉浸在粪尿发酵液中发酵。7.根据权利要求1所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统，其特征在于：臭气烟气处理系统包括臭气换热冷凝器、烟气换热冷凝器、生物除臭滤塔、引风机、温度传感器、三通电调阀及电磁阀等，所述的换热冷凝器包括依次连接固定的上端盖、罐体、下端盖，上端盖的上端具有臭气进气法兰，臭气收集管道与臭气进气法兰连接固定；在罐体侧壁上，下部设有新鲜空气进气法兰，上部设有热空气排气法兰；在罐体上部安装有上管板，下部安装下管板，上、下管板上均匀布置有若干孔，穿过上、下管板的对应孔之间用换热管连接，换热管两端分别固定在上、下管板上，使上、下管板、换热管外侧和罐体外壁之间形成一个密闭腔体，并通过新鲜空气进气法兰和热空气排气法兰与外界连通；在下管板上均匀固定多根拉杆，在罐体内的新鲜空气进气法兰和热空气排气法兰之间的空间内均匀布置有多块隔板，隔板固定在拉杆上；换热管内腔连通上、下端盖；下盖板底部设置有U形管；下端盖的侧壁上设有臭气排气法兰；换热冷凝器的下端盖的的容积大于或等于上端盖的容积；隔板为切边的圆形结构，隔板的直径等于罐体的内径，隔板沿轴线方向错落、均匀地分布于罐体内，隔板固定在拉杆上，使得新鲜空气走向为“Z”字型。8.根据权利要求7所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统，其特征在于：所述的臭气烟气处理系统包括下述的处理系统：(1)固体高温好氧发酵系统的臭气处理系统：固体高温好氧发酵反应器的排气口连接臭气换热冷凝器A的换热进气口，臭气换热冷凝器A的换热排气口连接引风机的输入端，在臭气换热冷凝器A的进气管道上设置有电磁阀，并设有旁通支路，臭气换热冷凝器A旁通支路设置有电磁阀，引风机的的输出端连接生物除臭滤塔的进气口，并在生物除臭滤塔的干路进气管道上安装有温度传感器，生物除臭滤塔内装有生物除臭填料，而臭气换热冷凝器A的空气进气口连接大气，空气输出口经管道连到接固体高温好氧发酵反应器的进气口；(2)高温好氧发酵系统的臭气和锅炉系统的烟气处理系统：锅炉的排烟口连接三通电调阀的一个进气输入端，三通电调阀的另一个进气输入端联通大气，三通电调阀的输出端连接曝气风机的输入端，曝气风机的输出端连接液体高温好氧发酵反应器的进气法兰，液体高温好氧发酵反应器的排气法兰连接臭气换热冷凝器B的换热进气口，臭气换热冷凝器B的换热排气口连接引风机的输入端，在臭气换热冷凝器B的进气管道上设置有电磁阀，并设有旁通支路，臭气换热冷凝器B旁通支路设置有电磁阀，引风机的的输出端连接生物除臭滤塔的进气口，并在生物除臭滤塔的干路进气管道上安装有温度传感器，生物除臭滤塔内装有生物除臭填料；而臭气换热冷凝器B的空气进气口连接大气，空气输出口经管道连到锅炉的进气口。9.根据权利要求7所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统，其特征在于：当锅炉承担焚烧垃圾、病死猪等易使曝气头堵塞的焚烧物时，臭气烟气处理系统采用如下的连接方式：（1）固体高温好氧发酵系统的臭气处理系统：固体高温好氧发酵反应器的排气口连接臭气换热冷凝器A的换热进气口，臭气换热冷凝器A的换热排气口连接引风机的输入端，在臭气换热冷凝器A的进气管道上设置有电磁阀，并设有旁通支路，臭气换热冷凝器A旁通支路设置有电磁阀，引风机的的输出端连接生物除臭滤塔的进气口，并在生物除臭滤塔的干路进气管道上安装有温度传感器，生物除臭滤塔内装有生物除臭填料，而臭气换热冷凝器A的空气进气口连接大气，空气输出口经管道连到接固体高温好氧发酵反应器的进气口；（2）液体高温好氧发酵系统的臭气处理系统：液体高温好氧发酵反应器的排气法兰连接臭气换热冷凝器C的换热进气口，臭气换热冷凝器C的换热排气口连接引风机的输入端，在臭气换热冷凝器C的进气管道上设置有电磁阀，并设有旁通支路，臭气换热冷凝器C旁通支路设置有电磁阀，引风机的的输出端连接生物除臭滤塔的进气口，并在生物除臭滤塔的干路进气管道上安装有温度传感器，生物除臭滤塔内装有生物除臭填料，而臭气换热冷凝器C的空气进气口连接大气，空气输出口经管道连接曝气风机的进气口，曝气风机的出气口连接液体高温好氧发酵反应器的进气口；（3）锅炉系统的烟气处理方法：锅炉的排烟口连接烟气换热冷凝器的热换进气口，烟气换热冷凝器的热换排气口连接引风机的输入端，引风机的的输出端连接生物除臭滤塔的进气口，生物除臭滤塔内装有生物除臭填料，而烟气换热冷凝器的空气进气口连接大气，空气输出口经管道连接到热水锅炉的进气口。10.根据权利要求1所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统，其特征在于：锅炉系统主要包括锅炉、循环泵、压力水箱、三通电调阀和电磁阀，锅炉的出水管道连接到三通电调阀的输入端，三通电调阀的两个输出端，通过出水管道分别连接并联的液体高温好氧发酵反应器和并联的固体高温好氧发酵反应器的的进水法兰，而在各液体高温好氧发酵反应器和固体高温好氧发酵反应器的出水管道上连接有电磁阀，电磁阀的出水口与锅炉的回水管道连接，在锅炉的出水管道和回水管道上分别设置有温度传感器，回水管道上还安装有循环泵，使循环水形成回路。11.根据权利要求1所述的规模化养猪场养殖污染综合治理系统，其特征在于：所述的检测控制系统包括安装在系统设备中的传感器、控制器和数据网关，控制器通过传感器采集系统设备各方面的关键数据，并根据采集到的数据对系统的各部分进行协调控制，控制器还与数据网关通讯，控制器将系统的关键数据通过数据网关发送到云端或远端的服务器备查和管理。12.一种基于权利要求1至权利要求11中任一项规模化养猪场养殖污染综合治理系统的综合治理方法，包括：（一）源头分离猪舍将雨污分离、饮污分离和粪尿与冲栏水分离，雨水和猪饮用余水排往猪舍外的沟渠，冲栏水输送到冲栏水池中，粪尿液体输送到集粪池中；（二）当冲栏水池中的冲栏水液位高度达到溢水口时，冲栏水经格栅过滤，滤液经溢水管道流入ABR反应器中，经ABR反应器处理后排出的液体，检测控制系统的控制打开或关闭SBR反应器前的电磁阀，使之分别流入...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪深，匡文，王均灿，
申请(专利权)人：湖南屎壳郎环境科技有限公司，汪深，
类型：发明
国别省市：湖南,43