技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種動物糞便生產(chǎn)沼氣有機(jī)肥的方法，屬于環(huán)境工程的固體廢棄物處理以及沼氣工程領(lǐng)域，主要用于規(guī)模化畜禽場固態(tài)糞便的處理。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，對于畜禽糞便的處理利用，主要有以下幾種方法：

一是焚燒法，借用垃圾焚燒處理技術(shù)，在800～1000℃條件下使其灰化，產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電等，達(dá)到減量、殺滅其中的有害病原體的目的。此法投資大，處理費用昂貴，處理過程中產(chǎn)生大量有害氣體，不易應(yīng)用推廣。

二是干燥法，主要包括自然干燥、高溫快速干燥、烘干膨化干燥、機(jī)械干燥等。自然干燥是畜禽糞便利用日光的照射作用，鋪開在通風(fēng)的曬場或空地上達(dá)到干燥的目的。該方法成本低，操作簡單；但處理規(guī)模較小，占地大，受天氣影響大，干燥時產(chǎn)生臭味，氨揮發(fā)嚴(yán)重，病原體殺滅效果不理想。高溫快速干燥是利用電、石油或煤等燃燒產(chǎn)生高溫進(jìn)行干燥，需用干燥機(jī)械。其處理方法不受天氣影響，能大批量生產(chǎn)，干燥速度快，可以達(dá)到去臭、滅菌殺蟲卵、除雜草種子等效果；但存在一次性投資較大，能耗大，產(chǎn)品肥效差，易燒苗，產(chǎn)品成本高等缺點，故該技術(shù)應(yīng)用受到限制。烘干膨化干燥是利用熱效應(yīng)和機(jī)械作用，使畜禽糞便達(dá)到除臭、徹底殺菌的目的。也存在一次性投資大，能耗多，處理時會產(chǎn)生臭氣和產(chǎn)品成本高的缺點。機(jī)械干燥采用的是壓榨機(jī)械或離心機(jī)械進(jìn)行畜禽糞便脫水，同樣存在成本高，僅能脫水而不能除臭，效益低等缺點。

三是制作動物飼料，畜禽糞便特別是雞糞中含有大量未消化的粗蛋白，B族維生素、礦物質(zhì)元素、粗脂肪和一定數(shù)量的碳水化合物，經(jīng)過加工處理可成為較好的飼料資源。目前主要是雞糞精加工后飼喂豬、牛和羊等，加工方法主要采用高溫干燥法、化學(xué)處理法、青貯法、發(fā)酵法、氨化法和分離法等。由于畜禽糞便作飼料存在能量低，礦物質(zhì)含量較高，營養(yǎng)不平衡。此外，畜禽生產(chǎn)過程中大量使用的各種添加劑，大部分殘留在糞便中，糞便再作為飼料使用時，可能會出現(xiàn)超標(biāo)甚至中毒，發(fā)達(dá)國家已不主張使用畜禽糞便作飼料。

四是堆肥生產(chǎn)有機(jī)肥，調(diào)節(jié)畜禽糞便適當(dāng)?shù)奶嫉龋刂七m當(dāng)?shù)乃?、溫度、氧氣、酸堿度，通過微生物降解畜禽糞便中的有機(jī)質(zhì)，從而產(chǎn)生高溫，殺死其中的病原菌，使有機(jī)物腐殖質(zhì)化，同時，堆肥化處理過程中微生物分解有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生的能量，增加糞便中水分的散發(fā)，起到降低糞便水分的作用。雞糞由于含有的營養(yǎng)成分比較高、含水量較低，得到了充分的堆肥利用，而牛糞和豬糞由于含水量較高、運輸不方便，堆肥利用比例比較低。堆肥法主要存在的處理過程中氮素?fù)p失較大，豬糞槽式發(fā)酵氮素?fù)p失可高達(dá)35%-51%，并且通風(fēng)的能耗比較大。

五是生產(chǎn)沼氣，是在厭氧微生物的作用下，有機(jī)物轉(zhuǎn)化為價值很高的沼氣和二氧化碳，是一種比較理想的處理糞便和資源回收利用的技術(shù)。目前主要采用濕發(fā)酵技術(shù)，就是將糞便與沖洗污水混合，調(diào)配成總固體濃度（TS）10％以下的料液，再進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置，具有啟動快，進(jìn)出料方便，管理成熟等優(yōu)點，但是該技術(shù)的主要問題是：沼液和沼渣數(shù)量大，養(yǎng)分含量低，完全利用困難，另外，對于含砂多的糞便，如雞糞、牛糞，預(yù)處理除砂困難，沼氣發(fā)酵裝置容易積砂，并且不易排出，從而減少裝置有效容積，最終導(dǎo)致系統(tǒng)報廢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有畜禽糞便處理利用存在的上述問題，提供一種動物糞便生產(chǎn)沼氣有機(jī)肥的方法，本發(fā)明將畜禽糞便直接干發(fā)酵，畜禽糞便不需要稀釋，也不需要預(yù)處理除砂，沼氣發(fā)酵裝置不會形成浮渣，并且升溫保溫容易，養(yǎng)分損失少，獲得的有機(jī)肥肥效高。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種動物糞便生產(chǎn)沼氣有機(jī)肥的方法，其特征在于：干物質(zhì)濃度大于15%的固態(tài)畜禽糞便直接進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置，或者與畜禽糞便發(fā)酵殘余物混合后進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置生產(chǎn)沼氣，發(fā)酵殘余物用作有機(jī)肥或者堆肥后生產(chǎn)有機(jī)肥。

采用能輸送固態(tài)物料的螺桿泵或者轉(zhuǎn)子泵將固態(tài)畜禽糞便或者固態(tài)畜禽糞便與發(fā)酵殘余物混合后的物料泵入沼氣發(fā)酵裝置。

所述沼氣發(fā)酵裝置采用地上式發(fā)酵罐，罐體為圓柱形，直徑與高度之比1:1—1:3，罐頂為圓錐殼，錐角20o—30o，底部為倒圓錐殼，錐角55o—60o，地上式發(fā)酵罐中上部進(jìn)料、底部出料。

所述畜禽糞便發(fā)酵原料在沼氣發(fā)酵裝置中發(fā)酵時，用循環(huán)熱水對沼氣發(fā)酵裝置增溫保溫至25—35度。

所述禽類糞便氮含量高時，需要添加秸稈或者牛糞類氮含量低的原料調(diào)節(jié)碳氮比。

所述禽類糞便氮含量高是指禽類糞便中風(fēng)干基的含量大于2%。

所述添加秸稈或者牛糞類氮含量低的原料調(diào)節(jié)碳氮比至20—30：1。

所述排出的發(fā)酵殘余物直接作有機(jī)肥，或者用干燥的堆肥、秸稈調(diào)節(jié)沼氣發(fā)酵殘余物水分后，堆肥腐熟15—20天制成有機(jī)肥。

所述用干燥的堆肥、秸稈調(diào)節(jié)沼氣發(fā)酵殘余物水分至50—60%。

采用本發(fā)明的優(yōu)點在于：

一、本發(fā)明中，干物質(zhì)濃度大于15%的固態(tài)畜禽糞便直接進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置，或者與畜禽糞便發(fā)酵殘余物混合后進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置生產(chǎn)沼氣，發(fā)酵殘余物用作有機(jī)肥或者堆肥后生產(chǎn)有機(jī)肥，實現(xiàn)了將畜禽糞便直接干發(fā)酵，畜禽糞便不需要稀釋，也不需要預(yù)處理除砂。

二、與現(xiàn)有的畜禽糞便堆肥生產(chǎn)有機(jī)肥相比，本發(fā)明可以處理各種畜禽糞便，且在處理過程中氮素?fù)p失小，養(yǎng)分含量高，并且處理工藝更加簡單，大大提高了處理效率。

三、與現(xiàn)有的畜禽糞便生產(chǎn)沼氣相比，本發(fā)明由于發(fā)酵原料濃度高，沼氣發(fā)酵裝置不會形成浮渣，并且本發(fā)明中的地上式發(fā)酵罐采用底部出料，不會有砂、渣的沉積。

四、與現(xiàn)有的畜禽糞便生產(chǎn)沼氣相比，本發(fā)明采用固態(tài)糞便直接進(jìn)料，不加稀釋水，需要加溫的原料量少，升溫保溫容易。

五、與現(xiàn)有的畜禽糞便堆肥生產(chǎn)有機(jī)肥相比，采用厭氧發(fā)酵，養(yǎng)分損失少，獲得的有機(jī)肥肥效比好氧堆肥高。

六、本發(fā)明中，與畜禽糞便發(fā)酵殘余物混合后進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置生產(chǎn)沼氣，可調(diào)節(jié)水分流動性，有利于畜禽糞便的發(fā)酵。

七、本發(fā)明中，沼氣發(fā)酵裝置采用地上式發(fā)酵罐，罐體為圓柱形，直徑與高度之比1:1—1:3，罐頂為圓錐殼，錐角20o—30o，底部為倒圓錐殼，錐角55o—60o，地上式發(fā)酵罐中上部進(jìn)料、底部出料，不僅解決了發(fā)酵時積砂的問題，而且可以高效運行處理，提高發(fā)酵的效率。

八、本發(fā)明中，禽類糞便氮含量高時，需要添加秸稈或者牛糞類氮含量低的原料調(diào)節(jié)碳氮比，其中禽類糞便氮含量高是指禽類糞便中風(fēng)干基的含量大于2%，并且添加秸稈或者牛糞類氮含量低的原料調(diào)節(jié)碳氮比至20—30：1，尤其適合于微生物的生長，提高發(fā)酵效率，且轉(zhuǎn)化效率高。

九、本發(fā)明中，采用能輸送固態(tài)物料的螺桿泵或者轉(zhuǎn)子泵將固態(tài)畜禽糞便或者固態(tài)畜禽糞便與發(fā)酵殘余物混合后的物料泵入沼氣發(fā)酵裝置，在輸送的同時具有混合物料的功能，提高發(fā)酵質(zhì)量。

十、本發(fā)明中，用干燥的堆肥、秸稈調(diào)節(jié)沼氣發(fā)酵殘余物水分至50—60%，如果水份太多會存在供養(yǎng)不足的問題，水份太少會影響微生物生長。

具體實施方式

實施例1

一種動物糞便生產(chǎn)沼氣有機(jī)肥的方法，將干物質(zhì)濃度大于15%的固態(tài)畜禽糞便直接進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置，或者與畜禽糞便發(fā)酵殘余物混合后進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置生產(chǎn)沼氣，發(fā)酵殘余物用作有機(jī)肥或者堆肥后生產(chǎn)有機(jī)肥。

本發(fā)明中，采用能輸送固態(tài)物料的螺桿泵或者轉(zhuǎn)子泵將固態(tài)畜禽糞便或者固態(tài)畜禽糞便與發(fā)酵殘余物混合后的物料泵入沼氣發(fā)酵裝置，此為優(yōu)選實施方式，但并不局限于此方式。

本發(fā)明中，所述沼氣發(fā)酵裝置采用地上式發(fā)酵罐，罐體為圓柱形，直徑與高度之比1:1，罐頂為圓錐殼，錐角20o，底部為倒圓錐殼，錐角55o，地上式發(fā)酵罐中上部進(jìn)料、底部出料，此為優(yōu)選實施方式，也可選用現(xiàn)有技術(shù)中的其它結(jié)構(gòu)的地上式發(fā)酵罐。

本發(fā)明中，所述畜禽糞便發(fā)酵原料在沼氣發(fā)酵裝置中發(fā)酵時，用循環(huán)熱水對沼氣發(fā)酵裝置增溫保溫至25度。

本發(fā)明中，所述禽類糞便氮含量高時，需要添加秸稈或者牛糞類氮含量低的原料調(diào)節(jié)碳氮比，且禽類糞便氮含量高是指禽類糞便中風(fēng)干基的含量大于2%，添加秸稈或者牛糞類氮含量低的原料調(diào)節(jié)碳氮比至20：1。

本發(fā)明中，所述排出的發(fā)酵殘余物直接作有機(jī)肥，或者用干燥的堆肥、秸稈調(diào)節(jié)沼氣發(fā)酵殘余物水分后，堆肥腐熟15天制成有機(jī)肥。

實施例2

一種動物糞便生產(chǎn)沼氣有機(jī)肥的方法，將干物質(zhì)濃度大于15%的固態(tài)畜禽糞便直接進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置，或者與畜禽糞便發(fā)酵殘余物混合后進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置生產(chǎn)沼氣，發(fā)酵殘余物用作有機(jī)肥或者堆肥后生產(chǎn)有機(jī)肥。

本發(fā)明中，采用能輸送固態(tài)物料的螺桿泵或者轉(zhuǎn)子泵將固態(tài)畜禽糞便或者固態(tài)畜禽糞便與發(fā)酵殘余物混合后的物料泵入沼氣發(fā)酵裝置，此為優(yōu)選實施方式，但并不局限于此方式。

本發(fā)明中，所述沼氣發(fā)酵裝置采用地上式發(fā)酵罐，罐體為圓柱形，直徑與高度之比1:2，罐頂為圓錐殼，錐角25o，底部為倒圓錐殼，錐角58o，地上式發(fā)酵罐中上部進(jìn)料、底部出料，此為優(yōu)選實施方式，也可選用現(xiàn)有技術(shù)中的其它結(jié)構(gòu)的地上式發(fā)酵罐。

本發(fā)明中，所述畜禽糞便發(fā)酵原料在沼氣發(fā)酵裝置中發(fā)酵時，用循環(huán)熱水對沼氣發(fā)酵裝置增溫保溫至30度。

本發(fā)明中，所述禽類糞便氮含量高時，需要添加秸稈或者牛糞類氮含量低的原料調(diào)節(jié)碳氮比，禽類糞便氮含量高是指禽類糞便中風(fēng)干基的含量大于2%，并且添加秸稈或者牛糞類氮含量低的原料調(diào)節(jié)碳氮比至25：1。

本發(fā)明中，所述排出的發(fā)酵殘余物直接作有機(jī)肥，或者用干燥的堆肥、秸稈調(diào)節(jié)沼氣發(fā)酵殘余物水分至55%后，堆肥腐熟17天制成有機(jī)肥。

實施例3

一種動物糞便生產(chǎn)沼氣有機(jī)肥的方法，將干物質(zhì)濃度大于15%的固態(tài)畜禽糞便直接進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置，或者與畜禽糞便發(fā)酵殘余物混合后進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置生產(chǎn)沼氣，發(fā)酵殘余物用作有機(jī)肥或者堆肥后生產(chǎn)有機(jī)肥。

本發(fā)明中，采用能輸送固態(tài)物料的螺桿泵或者轉(zhuǎn)子泵將固態(tài)畜禽糞便或者固態(tài)畜禽糞便與發(fā)酵殘余物混合后的物料泵入沼氣發(fā)酵裝置，此為優(yōu)選實施方式，但并不局限于此方式。

本發(fā)明中，所述沼氣發(fā)酵裝置采用地上式發(fā)酵罐，罐體為圓柱形，直徑與高度之比1:3，罐頂為圓錐殼，錐角30o，底部為倒圓錐殼，錐角60o，地上式發(fā)酵罐中上部進(jìn)料、底部出料，此為優(yōu)選實施方式，也可選用現(xiàn)有技術(shù)中的其它結(jié)構(gòu)的地上式發(fā)酵罐。

本發(fā)明中，所述畜禽糞便發(fā)酵原料在沼氣發(fā)酵裝置中發(fā)酵時，用循環(huán)熱水對沼氣發(fā)酵裝置增溫保溫至35度。

本發(fā)明中，所述禽類糞便氮含量高時，需要添加秸稈或者牛糞類氮含量低的原料調(diào)節(jié)碳氮比，所述禽類糞便氮含量高是指禽類糞便中風(fēng)干基的含量大于2%，并且添加秸稈或者牛糞類氮含量低的原料調(diào)節(jié)碳氮比至30：1。

本發(fā)明中，所述排出的發(fā)酵殘余物直接作有機(jī)肥，或者用干燥的堆肥、秸稈調(diào)節(jié)沼氣發(fā)酵殘余物水分至60%后，堆肥腐熟20天制成有機(jī)肥。

實施例4

本發(fā)明是建立一種畜禽糞便處理的新方法。干物質(zhì)濃度大于15%的固態(tài)畜禽糞便，或者固態(tài)畜禽糞便與沼氣發(fā)酵裝置殘余物混合調(diào)配成發(fā)酵原料，對于氮含量高的禽類糞便類發(fā)酵原料，應(yīng)添加秸稈或者牛糞類氮含量低的原料調(diào)節(jié)碳氮比。采用能輸送固體物料的螺桿泵或者轉(zhuǎn)子泵將發(fā)酵原料從沼氣發(fā)酵裝置中上部泵入沼氣發(fā)酵裝置。沼氣發(fā)酵裝置為地上式發(fā)酵罐，罐體為圓柱形，罐頂、罐底為圓錐殼，用循環(huán)熱水對沼氣發(fā)酵裝置增溫保溫。發(fā)酵殘余物從沼氣發(fā)酵裝置底部錐斗排出，排出的發(fā)酵殘余物直接作有機(jī)肥，或者用干燥的堆肥、秸稈調(diào)節(jié)發(fā)酵殘余物水分至50%后，堆肥腐熟15—20天制成有機(jī)肥。