一种畜禽粪便与养殖废水的协同消纳技术制造技术

本发明专利技术公开一种固体废弃物和污水的协同消纳技术，是基于好氧堆肥的畜禽粪便堆肥与畜禽养殖废水污染控制与利用的协同实现技术。本发明专利技术基于好氧堆肥中微生物对污染物的降解特性和堆肥中堆体的高温特征，将畜禽养殖废水喷淋至畜禽粪便好氧堆肥堆体中，实现两种粪污的协同消纳。本发明专利技术根据堆肥速度的要求，合理选择延长高温期的方法。一种工艺同时处理两种粪污，工艺环节简单，运行成本低；实现了对废水中污染物在堆肥中的再利用，提高了堆肥肥效，减少了污水的再污染；堆肥周期短，可批次处理粪污，适用于大规模养殖场粪污治理。

A co digestion technology for livestock manure and aquaculture wastewater

The invention discloses a collaborative elimination technology of solid waste and sewage, which is a cooperative technology based on the control and utilization of livestock and poultry manure composting and livestock and poultry wastewater pollution control and utilization based on aerobic composting. Based on the characteristics of microbial degradation of pollutants in aerobic composting and high temperature characteristics of the heap in the composting, the livestock and poultry wastewater is sprayed to the aerobic composting heap of livestock and poultry manure to achieve the synergistic elimination of two kinds of fecal pollution. According to the requirement of compost speed, the invention reasonably selects a method for prolonging the high temperature period. A process is used to treat two kinds of fecal pollution at the same time. The process is simple and the operation cost is low. The reuse of the pollutants in the composting is realized, the fertilizer efficiency of the composting is improved and the pollution of the sewage is reduced. The period of the composting is short and the manure can be treated in batch. It is suitable for the treatment of the fecal pollution in large-scale farms.

【技术实现步骤摘要】
一种畜禽粪便与养殖废水的协同消纳技术
本专利技术涉及一种基于好氧堆肥的畜禽粪便与畜禽养殖废水的协同消纳技术，适用于畜禽粪便的资源化利用和畜禽废水的消纳处理，属于固体废弃物的资源化利用和废水的污染控制方法。
技术介绍
随着我国畜牧业专业化、规模化和集约化程度的不断提高，畜禽饲养量大量增加，这在满足人们对肉蛋奶需求的同时，也导致畜禽养殖粪污的排放量大大提高。据统计，一个万头生猪养殖场日排泄物约为190t，其中，包含约40%的粪便和约60%的尿液，而在1999年我国畜禽粪便产生量为19亿吨，是工业固体废弃物的2.4倍，而到2009年达到32.64亿吨，增加约14亿吨，照此增长速度，预计到2020年，我国畜禽粪便的排放量将达到42.44亿吨。畜禽粪污的污染成分复杂，包括多种水体富营养化物质、上百种挥发性气体、重金属、抗生素、氧化剂、激素和大量的病原微生物和寄生虫卵等，畜禽粪污排放量的大大增加加剧了环境保护的压力，据统计，2009年全国粪污的BOD、COD含量分别达至7273.95万t和8039.96万t，全国单位面积农用地畜禽便负荷已达至26.8t/hm2，因此，如此大量的畜禽粪污积存，若得不到妥善处置，不仅污染水体和土壤、传播病菌、散发恶臭、污染空气、严重污染环境，而且严重影响畜禽养殖业的持续稳定发展；与此同时，规模化养殖场已由边远农村向城市近郊和城乡结合部转移，大量的粪污堆积对城市环境保护也带来越来越大的压力。因此，加强对畜禽粪污的处置研究已成为当务之急。畜禽粪污既包括固态的畜禽粪便，又包括液态的畜禽养殖废水（主要由尿液、冲洗水以及少量生活污水组成）。其中，畜禽粪便有机质含量高，氮、磷、钾和腐殖质等多种植物营养成分含量丰富，是良好的资源原料，而畜禽养殖废水有机物浓度高，氨氮浓度高、低碳氮比，悬浮物质和致病菌也较高，但可生化性较好。在畜禽粪污的处置方式中，畜禽粪便以资源化利用为主，其方式主要有肥料化，能源化和饲料化为主，其中，以好氧堆肥为主的肥料化因具有堆肥腐熟程度高、速率快、资源化利用程度高、投资小、工艺简单、易操作等优点，成为人们首选的资源化利用方式；畜禽养殖废水的处理技术主要有自然处理、厌氧处理、好氧处理和混合处理。其中，自然处理方式虽然投资少、运行费用低、但其对场地要求高，污染环境，不适合大型的畜禽养殖场废水处理。其他养殖废水处理方式均或多或少具有投资费用高、受外界条件限制大、维护费用高等缺点。因此，开发一种畜禽粪便和畜禽养殖废水的协同消纳技术，利用一套工艺处置固液两种粪污，对提高畜禽粪污消纳效率、节约处置成本和保护环境有重要意义。中国专利，公开号：105693297A，介绍了一种畜禽粪便及动物尸体的无害化资源再利用处理方法，该方法先将畜禽粪便与养殖废水分离，再将固体的粪便与动物尸体进行好氧堆肥，以得到有机肥料，同时将分离的废液进行厌氧处理以产生沼气。该方法虽然同步实现了畜禽粪便和动物尸体的协同处理，但是畜粪和废液的处理分属两套工艺，对空间要求大，设备投资大，工艺维护难度高。中国专利，公开号：1837155，介绍了一种固液分离-专性生物菌好氧堆肥无害化资源化生态化综合利用畜禽废弃物的方法，该方法首先将畜禽粪便进行固液分离，然后进行好氧堆肥，同时固液分离的废液经过生化处理达到相关标准后用作浇灌农作物。该方法依然将畜禽粪便和废液的处理分属到两套工艺中处理，设备投资较大，同时对专性生物菌的依赖性较大。好氧堆肥是堆肥物质在微生物作用下通过高温发酵使其中有机物矿质化、腐殖化和无害化，从而变成腐熟肥料的过程。在畜禽粪便好氧堆肥过程中，在合适含水率条件下，畜禽粪便堆体经过升温、高温、降温和腐熟阶段，而在不同温度阶段下，不同微生物对粪便中相应有机物的分解不仅可促进微生物自身的增殖，而且可实现堆肥的腐熟。其中，高温期（温度≥50℃）不仅可降解难降解的有机污染物，提高堆肥效率，而且可利用高温杀死堆体中杂草种子、蛔虫卵和病原菌等，促进堆肥肥料的无害化，因此，高温期对堆料的腐熟至关重要。但是嗜热菌的存在要求堆体水分保持在50%-70%，嗜热菌对水分的吸收利用和高温导致的水分蒸发损失使得堆体的水分要求难以保持，因此，向堆体中添加水分是满足堆体高温期水分要求的重要途径。而畜禽废水中有机污染物的可生化性高，同时废水在高温条件下的蒸发率高，因此，本专利技术基于畜禽粪便好氧堆肥对污染物的生物降解特性和堆体的温度特征，在畜禽粪便好氧堆肥的过程中，把畜禽养殖废水喷淋至堆体中，一方面可满足微生物（尤其高温微生物）对堆体含水率的要求，使其保持高效的活动状态，一方面可实现废水污染物由废水到堆体的转移，利用堆体中的功能微生物来实现对污染物的生化降解，同时避免在单独废水处理工艺中污染物对环境的再污染，另一方面把畜禽养殖废水置于堆体高温微生物活动环境的条件下，以实现畜禽养殖废水的蒸发消纳，从而实现一种工艺协同处置两种粪污。
技术实现思路
本专利技术专利的目的在于提供一种畜禽粪便与畜禽养殖废水的协同消纳技术。本专利技术提出的一种基于好氧堆肥技术的畜禽粪便与畜禽养殖废水的协同消纳技术。依据好氧堆肥中微生物对污染物的降解特性和堆体的温度特征，专利技术基于好氧堆肥的畜禽粪便和畜禽养殖废水的协同消纳技术。本专利技术中，延长堆体的高温期是提高技术应用效果的保障条件，延长高温期的方法有每天鼓热风5-60min，通气速率为1.0~3.0m3/min；添加功能菌剂（嗜温菌剂和嗜热菌剂等）和调节环境温度等。技术实施中，养殖场新鲜粪便需先进行固液分离，以便使畜禽粪污快速达到好氧堆肥的含水率条件；分离后的畜禽粪便用于好氧堆肥，分离后的废液用作喷淋储备液。选取1-3种农业固体废弃物作为有机补充碳源，补充碳源的粒径为0.2cm-5cm，补充碳源的添加量计算如式（1）。根据分离后粪便和补充碳源的含水率，确定粪便与补充碳源的混配比例，使得堆体的初始含水率保持在50%-70%，以有助于嗜热菌的增殖和微生物对污染物降解活动的进行。在堆体混配完成后，通热风5-60min，通气速率范围为1.0~3.0m3/min，一方面促进好氧微生物对好氧环境的适应。另一方面促进堆体的升温和水分的蒸发。堆肥过程中，每天监测堆体的温度和含水率，当含水率低于50%时，即为废液喷淋时间。并依据当时堆体的大致质量，如式（2）确定废液喷淋量，堆体含水率控制在50%-70%。在翻堆的同时，实施废液的喷淋，以便使堆体各部分的含水率均匀。堆体在喷淋完废液后，通热风5-60min，通气速率为1.0~3.0m3/min，以有助于堆体高温的恢复和水分的蒸发。根据堆肥速度的要求，合理选择延长高温期的方法。补充碳源的添加量公式：（1）M—预添加畜禽粪便的质量，kg；t—设定的堆体的初始含水率，50%≤t≤70%；mn—是预添加第n种有机碳源的质量，kg，n≥1；C—新鲜粪便的含水率，%；cn—第n种有机碳源的含水率，%，n≥1。堆体质量计算公式：M=mV（2）M—堆体质量，kg；m—堆体单位体积的质量，kg/m3；V—堆体的体积，m3。本专利技术专利与现有技术相比具有以下优点：1.把畜禽养殖废水的消纳融于畜禽粪便的好氧堆肥过程中，一种工艺同时处理两种粪污，这节省了单独的废水处理工艺，节约了人工成本、时间成本和材料成本；同时工艺环节简单，运行操作简本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种畜禽粪便和养殖废水的协同消纳技术，其特征在于基于好氧堆肥技术：通过延长好氧堆肥的高温期，来促进微生物对污染物的降解和水分的蒸发，同时通过喷淋畜禽养殖废水来调节堆体含水率，以满足高温期微生物对水分的需求。

【技术特征摘要】
1.一种畜禽粪便和养殖废水的协同消纳技术，其特征在于基于好氧堆肥技术：通过延长好氧堆肥的高温期，来促进微生物对污染物的降解和水分的蒸发，同时通过喷淋畜禽养殖废水来调节堆体含水率，以满足高温期微生物对水分的需求。2.根据权利要求1所述的一种基于好氧堆肥技术的畜禽粪便和畜禽养殖废水协同消纳技术，其特征在于粪污混合物（粪便和废水混合物）需要进行固液分离，分离后的粪便进行好氧堆肥，分离后的废液用作喷淋储备液。3.根据权利要求1所述一种基于好氧堆肥技术的畜禽粪便和畜禽废水协同消纳技术，其特征在于在好氧堆肥过程中，主要利用堆体微生物实现废水的净化，利用高温期的高温来实现废水的消纳；延长高温期是技术良好运行的保障条件，高温期温度控制在50-75℃，其手段包括鼓热风、添加功能菌剂（嗜温菌剂和嗜热菌剂等）和调节环境温度等。4.根据权利要求1所述一种基于好氧堆肥技...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超翔，范洪勇，刘琳，黄栩，
申请(专利权)人：中国科学院城市环境研究所，
类型：发明
国别省市：福建,35