1.本实用新型涉及一种畜禽粪污水制造液体肥的种畜制造装置作方装置,具体为畜禽废水制备液体肥,禽粪消除畜禽粪污的污水污染,实现资源充分利用,液体属于废水处理技术领域。肥的法
背景技术:
2.随着社会的种畜制造装置作方进步和国民经济的发展,人们的禽粪生活水平越来越高,对畜禽产品的污水需求量也在逐渐提高。经过多年的液体发展,畜禽养殖业已然成为我国农村经济发展的肥的法支柱产业,同时养殖废水的种畜制造装置作方处理已经成了摆在我们面前的一个重要问题。畜禽废水属高浓度废水,禽粪主要污染物为有机物、污水tn、液体tp等,肥的法主要特点为污染物浓度高、悬浮物高、排放量大、且废水产生时间相对集中,处理困难,费用高昂。
3.液体肥是以含有两种或两种以上的作物所需的营养元素的液体产品,这些营养元素作为溶质溶解在水中成为溶液。液体肥还能根据作物生长所需要的营养需求特点来设计肥料配方,依据作物不同长势对肥料配方作出调整。
4.现有技术中披露了一些通过畜禽养殖中产生的废水制造液态有机肥的方法,例如文献中(任亮,苏怡宁,徐景东.畜禽养殖废水发酵液态有机肥肥效研究[j].科技创新与应用,2016,000(029):68-71.)利用养猪废水、养牛废水和家禽废水为原料发酵制成液态肥;但是,这种有机肥的制造中,主要是通过直接发酵得到,有机肥中还含有一定量的废弃残渣、存在恶臭等问题。
技术实现要素:
[0005]
本实用新型所要解决的技术问题是:现有技术中通过畜禽污水生产的液态有机肥存在的残渣量高、气味恶臭的问题。本实用新型制备了一种残渣量少、适合于包装运输的畜禽废水制造的有机肥。本方法中,首先通过膜分离系统,将残渣分离并浓缩,浓缩液经过发酵后,可以将其中溶解有带有气味的小分子作为透过液排出,使得浓缩液进行发酵后获得无残渣、无气味的液态肥;同时,溶解有气味小分子的透过液通过藻类光反应可以进行降解,将藻类收集进行固态发酵后,获得固态肥,一方面解决了带恶臭液体的处理问题,另一方面也实现了液态固态不同规格发酵肥的制造。
[0006]
技术方案是:
[0007]
一种畜禽粪污水制造液体肥方法,包括如下步骤:
[0008]
步骤1,将畜禽粪污固液分离后,去除残渣;
[0009]
步骤2,步骤1的滤液送入陶瓷膜中进行过滤处理,去除悬浮物;
[0010]
步骤3,陶瓷膜的滤液送入纳滤膜中进行浓缩处理;
[0011]
步骤4,陶瓷膜的浓缩液送入液体发酵罐中,加入菌种进行发酵,获得液态有机肥;
[0012]
步骤5,纳滤膜的滤液送入藻类光反应处理,并将反应后的藻类收集,进行固态发酵,获得固态有机肥。
[0013]
所述的陶瓷膜使用孔径4nm-500nm(优选孔径50nm),19通道、37通道(优选19通道)
陶瓷膜元件分离粪污清液。
[0014]
所述的陶瓷膜过滤处理压力0.10-0.30mpa(优选0.15-0.20mpa),循环流量2.0-4.0m3/h(优选3.0-3.5m3/h),粪污清液减量80%-90%(优选89%)。
[0015]
所述的陶瓷膜过滤料液温度为20-60℃;膜面流速为2-5m/s。
[0016]
所述的纳滤膜的截留分子量200-1000da,材质是乙酸纤维素系聚合物、聚酰胺、磺化聚砜、聚丙烯腈、聚酯、聚酰亚胺和乙烯基聚合物等高分子材料。
[0017]
所述的纳滤膜入口压力1.0-1.8mpa(优选1.6-1.8mpa),出口压力1.0-1.4mpa(优选1.2-1.4mpa),循环流量1.2-1.5m3/h(优选1.3-1.5m3/h),陶瓷膜清液减量80%-90%(优选89%)。
[0018]
所述的藻类是绿藻。
[0019]
所述的菌种选自酵母菌、乳酸菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌中的一种或几种的混合。
[0020]
所述的液体发酵罐中,溶解氧含量不低于1.5mg/l,反应时间50h以上。
[0021]
所述的藻类光反应过程温度25-40℃,反应时间10-100h。
[0022]
一种畜禽粪污水制造液体肥的装置,包括:
[0023]
第一固液分离装置,用于对粪污进行过滤脱水,去除残渣;
[0024]
陶瓷膜,连接于第一固液分离装置的液体出口,用于对获得的液体浓度去除悬浮物;
[0025]
纳滤膜,连接于陶瓷膜的渗透侧,用于对获得的渗透液进行浓缩;
[0026]
液态发酵罐,连接于纳滤膜的浓缩侧,用于对获得的浓缩液进行微生物发酵,获得液态肥;
[0027]
藻类光反应罐,连接于纳滤膜的渗透侧,用于对获得的渗透液进行藻类光反应降解有机物;
[0028]
第二固液分离装置,连接于藻类光反应罐,用于对反应后的藻类进行收集;
[0029]
固态发酵罐,用于对第二固液分离装置中获得的固体进行固态发酵,获得固态肥。
[0030]
所述的第一固液分离装置和/或第二固液分离装置是格栅过滤器、离心过滤器、沉降池、介质过滤器中的一种或几种的组合。
[0031]
所述的陶瓷膜的孔径4nm-500nm。
[0032]
所述的陶瓷膜为管式。
[0033]
所述的纳滤膜的截留分子量200-1000da。
[0034]
藻类光反应罐外部为透光材料。
[0035]
有益效果
[0036]
本实用新型通过对畜禽粪水进行多级处理,可以获得无异味、易于包装运输的澄清液态有机肥;同时,可以将带有异味的废水通过藻类分解处理,并副产固态有机肥。
附图说明
[0037]
图1是本实用新型的流程图;
[0038]
图2是本实用新型的装置图;
[0039]
其中,1、第一固液分离装置;2、陶瓷膜;3、纳滤膜;4、液体发酵罐;5、藻类光反应罐;6、第二固液分离装置;7、固体发酵罐。
具体实施方式
[0040]
下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本实用新型,而不应视为限定本实用新型的范围。实施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
[0041]
以范围形式表达的值应当以灵活的方式理解为不仅包括明确列举出的作为范围限值的数值,而且还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子区间,犹如每个数值和子区间被明确列举出。例如,“大约0.1%至约5%”的浓度范围应当理解为不仅包括明确列举出的约0.1%至约5%的浓度,还包括有所指范围内的单个浓度(如,1%、2%、3%和4%)和子区间(例如,0.1%至0.5%、1%至2.2%、3.3%至4.4%)。
[0042]
在本说明书中所述及到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施方式”等,指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者包括在本技术概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说,结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时,所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本技术所要保护的范围内。
[0043]
应理解的是,当一个元件被提及与另一个元件“连接”时,它可以与其他元件直接相连或者与其他元件间接相连,而它们之间插入有元件。除非有明确相反的说明,否则术语“包括”和“具有”应理解为表述包含所列出的元件,而非排除任意其他元件。
[0044]
本文使用的词语“包括”、“包含”、“具有”或其任何其他变体意欲涵盖非排它性的包括。例如,包括列出要素的工艺、方法、物品或设备不必受限于那些要素,而是可以包括其他没有明确列出或属于这种工艺、方法、物品或设备固有的要素。
[0045]
本实用新型所要处理的畜禽粪污包括生猪粪污、肉牛粪污、奶牛粪污、肉鸡粪污、肉鸭粪污等。
[0046]
养殖场畜禽粪污由粪沟进入粪污收集池暂存,之后使用离心泵将粪污泵送至固液分离系统物料分配器,固液分离系统采用三台螺旋挤压式固液分离机(两用一备),固液分离后液体部分输送至管式陶瓷膜浓缩系统进行第一次浓缩,通过陶瓷膜可以将上述的畜禽粪污进行浓缩,陶瓷分离膜的多孔膜的材料,能够从现有公知的陶瓷材料中适当选择。例如,可以使用氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化硅、氧化钛、氧化铈、氧化钇,钛酸钡等氧化物类材料;堇青石、多铝红柱石、镁橄榄石、块滑石、硅铝氧氮陶瓷、锆石、铁酸盐等复合氧化物类材料;氮化硅,氮化铝等氮化物类材料;碳化硅等碳化物类材料;羟基磷灰石等氢氧化物类材料;碳、硅等元素类材料;或者含有它们的两种以上的无机复合材料等。还可以使用天然矿物(粘土、粘土矿物、陶渣、硅砂、陶石、长石、白砂)或高炉炉渣、飞灰等。其中,优选选自氧化铝、二氧化锆、氧化钛、氧化镁、氧化硅中的1种或2种以上,更优选以氧化铝、二氧化锆或者氧化钛作为主体构成的陶瓷粉末。其中,这里所说的“作为主体”表示陶瓷粉末总体的50质量%以上(优选75质量%以上、更优选80质量%~100质量%)为氧化铝或二氧化硅。例如,在多孔材料中,氧化铝较为廉价且操作性优异。并且,能够容易地形成具有适合于液体分离的孔径的多孔结构,因此能够容易地制造具有优异的液体透过性的陶瓷分离膜。并且,在上述氧化铝中,特别优选使用α-氧化铝。α-氧化铝具有在化学方面稳定、且熔点和机械强度高的特性。因此,通过使用α-氧化铝,能够制造可以在宽泛用途(例如工业领域)中利用的
陶瓷分离膜。陶瓷膜浓缩系统:管式陶瓷膜浓缩系统使用孔径4nm-500nm(优选孔径50nm),19通道、37通道(优选19通道)陶瓷膜元件分离粪污清液。选择入口压力0.10-0.30mpa(优选0.15-0.20mpa),循环流量2.0-4.0m3/h(优选3.0-3.5m3/h),粪污清液减量80%-90%(优选89%)。分离得到的浓液排入浓液发酵系统,清液进入下一系统再次分离。
[0047]
所述的陶瓷膜孔径4-200nm,优选膜孔径为50nm;陶瓷膜过滤过程的料液温度为20-60℃;膜面流速为2-5m/s;浓缩倍数1~10倍。
[0048]
在得到了陶瓷膜渗透液中,含有少量有机物与氮磷等污染物,需要进一步浓缩,本文中纳滤膜是定义为“阻止200-1000da的粒子和溶解的大分子的压力驱动膜”的膜。适用于本实用新型的有效纳滤膜优选是这样的膜:在该膜表面上有电荷,因而通过细孔分离(粒度分离)和得益于该膜表面上的电荷的静电分离的结合而表现出提高的分离效率。该纳滤膜的材料,可以使用乙酸纤维素系聚合物、聚酰胺、磺化聚砜、聚丙烯腈、聚酯、聚酰亚胺和乙烯基聚合物等高分子材料。所述不限于仅由一种材料构成的膜,可以是包含多种所述材料的膜。关于膜结构,所述膜可以是非对称膜,其在膜的至少一面上具有致密层,并且具有从致密层向膜内部或者另一面孔径逐渐变大的微孔;或者是复合膜,其在非对称膜的致密层上具有由其它材料所形成的非常薄的功能层。上一步中陶瓷膜清液再次经有机膜浓缩,富集清液中离子物质,降低有机膜清液中氨氮、总磷含量,减轻有机膜清液处理难度。有机膜浓缩系统使用反渗透膜组件浓缩陶瓷膜清液,选择入口压力1.0-1.8mpa(优选1.6-1.8mpa),出口压力1.0-1.4mpa(优选1.2-1.4mpa),循环流量1.2-1.5m3/h(优选1.3-1.5m3/h),陶瓷膜清液减量80%-90%(优选89%)。
[0049]
在获得了纳滤膜的透过液后,其中还溶解有硫化氢、氨等易造成臭味的气体分子,通过藻类光反应可以将这些小分子被藻类作为养料降解,获得低有机物含量的处理水,同时繁殖的藻类作为固态发酵的原料可以获得固态肥。藻类光反应器中将藻类和废水混合于透光容器中,在光照条件下使藻类进行生长,消除小分子有机物。藻类选自绿藻或者硅藻。
[0050]
陶瓷膜浓液与有机膜浓液加入到液体肥发酵系统,并加入接种菌液,浓缩浓液中按比例加入微生物菌剂放入液体肥发酵系统进行好氧发酵,发酵过程中添加少量微量元素液并通入空气保证微生物正常繁殖。开启系统保温、搅拌与通气装置,开始发酵,发酵中保持系统温度在30-35℃,溶解氧含量不低于1.5mg/l,间歇搅拌,浓液发酵168小时后完成停止。
[0051]
本专利中混合菌液自行培养驯化,是由酵母菌、乳酸菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌等组成的混合菌剂。
[0052]
基于以上的方法,本实用新型提供的装置如图2所示,包括:
[0053]
第一固液分离装置1,用于对粪污进行过滤脱水,去除残渣;
[0054]
陶瓷膜2,连接于第一固液分离装置1的液体出口,用于对获得的液体浓度去除悬浮物;
[0055]
纳滤膜3,连接于陶瓷膜2的渗透侧,用于对获得的渗透液进行浓缩;
[0056]
液态发酵罐4,连接于纳滤膜3的浓缩侧,用于对获得的浓缩液进行微生物发酵,获得液态肥;
[0057]
藻类光反应罐5,连接于纳滤膜3的渗透侧,用于对获得的渗透液进行藻类光反应降解有机物;
[0058]
第二固液分离装置6,连接于藻类光反应罐5,用于对反应后的藻类进行收集;
[0059]
固态发酵罐7,用于对第二固液分离装置6中获得的固体进行固态发酵,获得固态肥。
[0060]
所述的第一固液分离装置1和/或第二固液分离装置6是格栅过滤器、离心过滤器、沉降池、介质过滤器中的一种或几种的组合。
[0061]
所述的陶瓷膜2的孔径4nm-500nm。
[0062]
所述的陶瓷膜2为管式。
[0063]
所述的纳滤膜的截留分子量200-1000da。
[0064]
藻类光反应罐5外部为透光材料。
[0065]
实施例1:
[0066]
取经过固液分离后的猪粪粪污67.02kg,使用50nm陶瓷膜浓缩物料,分离时入口压力维持在0.2-0.3mpa,循环流量在2.5-3.5m3/h。浓缩后得到清液59.28kg,浓液7.74kg,浓缩8.6倍,平均膜通量61.53l/h/m2。
[0067]
将上一步的陶瓷膜清液送入纳滤膜浓缩系统进一步分离浓缩,分离后得到清液52.71kg,浓液质量6.57kg,浓缩9倍,平均膜通量13l/h/m2。系统运行压力在1.0-1.8mpa,循环流量在1.2-1.4m3/h。纳滤膜清液澄清透明,cod含量15mg/l。
[0068]
纳滤膜的清液送入分散有绿藻的藻类光反应器中进行光反应,在6000lx光照条件下藻类繁殖消除有机物,采用自然光处理,使停留时间72h以上,反应温度30-35℃,并将藻类压滤收集后,进行堆肥处理,获得固体肥料2.5kg。
[0069]
67.02kg猪粪粪污原液通过管式陶瓷膜与有机膜浓缩后得到14.31kg浓液,浓缩4.7倍,浓液体积缩小至原液的21%。原液、清液同时经过两级浓缩,粪污中大部分污染物截留在浓液中,极大降低了清液的处理难度,粪污原液、陶瓷膜清液与浓液、有机膜清液与浓液分析数据如下表1所示。
[0070]
表1:样品检测结果
[0071][0072][0073]
陶瓷膜浓液与纳滤膜浓液进入液体肥发酵系统,接入微生物发酵168小时得到的液体肥,其中氨基酸含量11.6%,其经过添加调整n、p、k含量后即可上市。藻类光反应后经过堆肥处理后得到的固态肥,全氮23.1g/kg,全磷16.5g/kg,全钾15.8g/kg,有机质432.3g/kg。