一种以农田利用为基础的畜禽养殖废水贮存方法技术

本发明专利技术提供了一种以农田利用为基础的畜禽养殖废水贮存方法，包括如下步骤：步骤一、将废水经收集后汇入废水收集池；步骤二、将废水收集池内的废水泵入调酸池内，调节pH值至5.0

【技术实现步骤摘要】
一种以农田利用为基础的畜禽养殖废水贮存方法


[0001]本专利技术涉及生态环境保护和资源循环利用
，尤其涉及一种以农田利用为基础的畜禽养殖废水贮存方法。

技术介绍

[0002]畜禽养殖业在为居民提供肉蛋奶产品的同时，也产生了大量的畜禽粪污。据估计，中国每年产生畜禽养殖粪污总量达38亿吨，其中，养殖废水年产量约20亿吨。与粪便相比，废水量大、分散、难处理，更容易导致面源污染，养殖废水已成为农业面源污染的重要来源之一。《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》(HJ497～2009)指出，畜禽养殖废水是指由畜禽养殖场产生的尿液、全部粪便或残余粪便及饲料残渣、冲洗水及工人生活、生产过程中产生的废水的总称。对于采取干清粪的畜禽养殖场，养殖废水主要包括养殖场产生的尿液、少量粪便及饲料残渣、冲洗水及工人生活、生产过程中产生的废水，主要来自牲畜养殖。
[0003]将畜禽养殖废水直接贮存后还田一般用于中小型畜禽养殖场(户)养殖废水的处理，具有一次性投资省，运行管理方便、成本低等特点，受到养殖场主的欢迎。近年来，随着畜禽粪污处理问题日趋严峻，农业农村部将养殖废水直接贮存还田作为畜禽粪污处理的主推技术，受到地方农业主管部门和养殖场主的普遍欢迎。然而，在畜禽养殖废水贮存过程中，存在有机氮矿化作用、氨化作用、硝化作用和反硝化作用等过程，造成贮存后废水氮素大量损失，降低了废水还田效果，影响农民接受度，不利于废水还田工作的开展。
[0004]大量文献查阅发现，目前对养殖废水达标处理(脱氮除磷)方面的研究很多，相关的论文专利也很多，但针对养殖废水贮存方面的专利未查到，相关的论文也很少。丁京涛等(2020)研究发现，猪场废水直接贮存6个月后，铵态氮损失率达68％以上；张鹏月等(2020)研究了添加硫酸和明矾将奶牛废水pH值调节至6.0后贮存，添加酸化剂可降低6.3％～11.1％的总氮损失；专利(CN201910239399.1)通过氧化剂和纳米级过滤器对畜禽养殖粪水进行氧化后过滤的方法，降低粪水中污染物浓度；专利(CN201911221502.6)公开了一种利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水的方法，通过添加瓜菜秸秆压滤液的水解酸化液至奶牛场废水中，将奶牛废水pH值调节至5.0～6.5后进行奶牛废水贮存，氨挥发减少95％以上，氮素含量提高40％以上，直接还田施用后，相比较未酸化的奶牛粪污水，肥效提高了60％以上，该专利虽然具有较好的减少奶牛废水贮存过程中氮素损失的效果，但瓜菜秸秆受地域和季节影响，而奶牛废水每天产生，故该技术具有较大的局限性。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本专利技术提供一种以农田利用为基础的畜禽养殖废水贮存方法，目的是避免畜禽养殖废水在农田利用前贮存过程中氮素大量损失以及农村大量高含水生物质废物的处理问题，且处理成本低，操作简单方便，处理效果好。
[0006]基于上述目的，本专利技术提供了一种以农田利用为基础的畜禽养殖废水贮存方法，
包括如下步骤：
[0007]步骤一、将废水经收集后汇入废水收集池；
[0008]步骤二、将废水收集池内的废水泵入调酸池内，调节pH值至5.0
‑
6.0，之后加入甲烷抑制剂混合均匀后泵入废水贮存池内进行贮存；
[0009]步骤三、取高含水生物质废物经水解酸化后，生成固体残余物和水解酸化液，将固体残余物制作成生物炭；
[0010]步骤四、当废水贮存池内废水的pH值高于6.5时，向池内加入水解酸化液和生物炭，混匀后继续贮存，并定期启动池内循环泵进行废水循环；
[0011]步骤五、将步骤四贮存后的废水经稀释后进行还田施用。
[0012]所述废水收集是养殖场已建有完备的雨污分流系统的基础上，通过废水收集管网进行收集，废水收集池为方形或圆柱形，池壁最高处高出地表20cm，池体为砖砌或钢混结构，池内部做防渗处理，顶部有遮雨棚。
[0013]所述步骤二中采用酸化剂进行调节pH值，酸化剂为磷酸、过磷酸钙中的一种或其混合物。
[0014]所述甲烷抑制剂为替硝唑、氯仿、焦油、乙炔、蒽醌中的一种或多种。
[0015]所述废水贮存池由砖砌、钢混结构、搪瓷钢板或土工膜材料建成。
[0016]所述废水贮存池为地下池，池体深度不超过6m，池内做防渗和防腐处理，池壁最高处高于地表20cm以上，池底部呈坡度设置，坡度角在5
°‑
10
°
，污水泵安放在池底最低处，池体内设有对池内废水循环回流的循环泵，且贮存池的进水口直径不小于30cm，废水贮存池的顶部设有观察口。
[0017]所述高含水生物质包括含水率超过70％的厨余垃圾、白菜、南瓜藤、红薯藤、花生秧、卷心菜等中的一种或多种。
[0018]所述高含水生物质水解酸化可采用申请号202010976370.4中的方法，水解产酸可以为好氧条件也可为厌氧条件，根据实际情况决定，以厌氧条件更佳。
[0019]所述高含水生物质水解酸化后的酸化液在废水贮存池内废水pH值高于6.5时随生物炭一并加入混匀，其添加量按体积比为废水的5％
‑
10％，生物炭添加量为废水质量的1％
‑
3％，混合均匀后继续贮存，贮存过程中开启贮存池内循环泵，每周开启5
‑
10min。
[0020]所述步骤三中生物炭由高含水生物质经水解酸化后的固体残余物制作而成，生物炭制作条件为：将收集的高含水生物质经水解酸化后的固体残余物，用自来水洗净后60℃烘干，粉碎过20目筛后，按照1g固体残余物加入50mL 1moLNaOH溶液浸泡10h；用去离子水清洗至出水pH值稳定后60℃烘干，置于管式炉内密封，保持氮气流速为120mL/min、升温速度为10℃/min条件下升温至400℃，并在400℃保温2h，取出冷却，研磨过100目筛后使用。
[0021]所述畜禽养殖废水包括猪、牛、羊、马、鸡、鸭、鹅等养殖过程中产生的废水，干物质浓度低于10％，贮存前需去除废水中塑料袋、砖块等杂物。对于奶牛、鸡场等含有较多沙的废水，在贮存前还需对废水做沉沙处理，去除废水中的沙。
[0022]所述废水贮存池的贮存期在南方地区不低于4个月，在北方地区不少于6个月；贮存后的废水在还田前，先兑水后施用，废水与水的比例为1：2
‑
1：3，废水用量小于常规氮肥用量的50％，且分多次施用。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]1、本专利技术工艺简单，可操作性强，系统运行成本和能耗低，环境友好，污水贮存过程中几乎没有臭味。
[0025]2、养殖废水贮存后保氮效果好，经贮存6个月后，氨氮损失率较常规贮存减少95％以上，总氮损失率控制在10％以内，甲烷等温室气体产量减少70％以上。
[0026]3、通过本方法，同时解决了农村地区养殖废水和高含水生物质的处理问题，养殖废水贮存后，不仅实现氮素的有效保存，废水无害化效果显著提高，大肠杆菌、蛔虫卵等达到沼肥质量标准。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以农田利用为基础的畜禽养殖废水贮存方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将废水经收集后汇入废水收集池；步骤二、将废水收集池内的废水泵入调酸池内，调节pH值至5.0
‑
6.0，之后加入甲烷抑制剂混合均匀后泵入废水贮存池内进行贮存；步骤三、取高含水生物质废物经水解酸化后，生成固体残余物和水解酸化液，将固体残余物制作成生物炭；步骤四、当废水贮存池内废水的pH值高于6.5时，向废水贮存池内加入水解酸化液和生物炭，混匀后继续贮存，并定期启动池内循环泵进行废水循环；步骤五、将步骤四贮存后的废水经稀释后进行还田施用。2.根据权利要求1所述以农田利用为基础的畜禽养殖废水贮存方法，其特征在于，所述废水的收集是养殖场已建有完备的雨污分流系统的基础上，通过废水收集管网进行收集，废水收集池为方形或圆柱形，池壁最高处高出地表20cm，池体为砖砌或钢混结构，池内部做防渗处理，顶部有遮雨棚。3.根据权利要求1所述以农田利用为基础的畜禽养殖废水贮存方法，其特征在于，所述步骤二中采用酸化剂进行调节pH值，酸化剂为磷酸、过磷酸钙中的一种或其混合物。4.根据权利要求1所述以农田利用为基础的畜禽养殖废水贮存方法，其特征在于，所述甲烷抑制剂为替硝唑、氯仿、焦油、乙炔、蒽醌中的一种或多种。5.根据权利要求1所述以农田利用为基础的畜禽养殖废水贮存方法，其特征在于，所述废水贮存池为地下池，池体深度不超过6m，池内做防渗和防腐处理，池壁最高处高于地表20cm以上，池底部呈坡度设置，坡度角在5
°‑
10
°
，污水泵安放在池底最低处，池体内设有对池内废水循环回流的循环泵，且废水贮存池的进水口直径不小于30cm，废水贮存池的顶部设有观察口。6.根据权利要求1所述以农田利用为基础的畜禽养殖废水贮存方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈广银，董金竹，吴佩，唐雅玲，倪可烨，赵昌萍，张婉容，郑嘉伟，曹海南，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：