專利名稱：利用畜禽糞尿制作生物活性水方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)廢棄物和有機(jī)廢水的處理及資源化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用畜禽糞尿制作生物活性水方法。
背景技術(shù)：
畜禽糞便的處理，一般將糞尿分為干物和尿污水兩部分分別處理。干物為糞、廄舍敷物和草料等的混合物，含水量85％左右，常采用堆肥發(fā)酵制作有機(jī)肥；而禽畜糞尿并沒有實(shí)現(xiàn)資源化利用。禽畜糞便污水包括部分禽畜糞、尿液和沖棚水。糞便污水根據(jù)其特點(diǎn)可以采用各種污水處理方法來處理，如活性污泥法、A/O工藝、生物膜法、厭氧消化法等。
在治理畜禽業(yè)污染時(shí)，往往將畜禽糞尿當(dāng)作廢物來處理，處理尾水達(dá)標(biāo)排放。從畜禽廢水處理工藝來看，從普通活性污泥法，到帶脫氮除磷功能的SBR法；再到具有能源意義的厭氧處理、厭氧好氧結(jié)合處理，都是如此思路。另一方面，肥料施用由有機(jī)肥為主轉(zhuǎn)變?yōu)榛收贾鲗?dǎo)地位；而且畜禽糞尿污水量大、惡臭， 帶來處理、運(yùn)輸、施用極不方便，直接還田難度大，畜禽養(yǎng)殖場畜禽糞尿沒有實(shí)現(xiàn)由“廢”變“寶”。
農(nóng)藥、化肥的施用，農(nóng)業(yè)環(huán)境的污染，給人類的食品安全問題帶來了巨大威脅。一方面我們需要治理環(huán)境污染，一方面我們需要無農(nóng)藥、化肥的有機(jī)食品。這兩方面的壓力使我們不得不重新思考畜禽糞尿的處理思路。畜禽糞尿處理不僅僅是污水處理的問題，是一個(gè)生態(tài)農(nóng)業(yè)全局性的問題。變“廢”為“寶”迫在眉睫，解決畜禽糞便污染的同時(shí)，扭轉(zhuǎn)肥料施用化肥的主導(dǎo)地位，提高土壤的長效肥力，發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)，建立和恢復(fù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性和良性循環(huán)，以維持農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
綜上所述，畜禽糞尿處理技術(shù)的發(fā)展方向就是的生態(tài)處理體系的建立。一方面，保護(hù)環(huán)境，凈化農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)中產(chǎn)生的廢棄物，使農(nóng)業(yè)生態(tài)得到恢復(fù)和保護(hù)；一方面資源化利用，發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)，在區(qū)域內(nèi)形成循環(huán)型農(nóng)業(yè)。
利用畜禽糞尿制作生物活性水的方法，正是這種反思的結(jié)晶，它不是在“末端治理”思路下開發(fā)的畜禽糞便處理技術(shù)，而是符合“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”思想的一種廢物資源化利用技術(shù)。在處理畜禽糞便的同時(shí)，出水具有生物活性作用，是應(yīng)用廣泛的副產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了廢物的資源化利用。生物活性水技術(shù)是可以應(yīng)用于畜牧業(yè)、種植業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)等各種有機(jī)廢棄物循環(huán)利用的一種新型技術(shù)，通過模仿自然生態(tài)系統(tǒng)，試圖參照生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)規(guī)律來重構(gòu)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，使傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)逐步納入自然生態(tài)的循環(huán)過程之中，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。它遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想，不僅僅是一種簡單的環(huán)境保護(hù)技術(shù)，而是一種生態(tài)技術(shù)，一種典型的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)范式。目前國內(nèi)外尚沒有關(guān)于利用畜禽糞尿制作生物活性水方法的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用畜禽糞尿制作生物活性水方法。
本發(fā)明提出的利用畜禽糞尿制作生物活性水方法，畜禽糞尿等有機(jī)廢水依次經(jīng)過一號處理池1、二號處理池2、三號處理池3中，其中三個(gè)處理池底部均設(shè)有曝氣裝置7，一號處理池1和二號處理池2底部均設(shè)有巖石6和腐殖土反應(yīng)器7，三號處理池3中設(shè)有巖石6，如圖1所示，其具體制作步驟如下(1)將畜禽糞尿等有機(jī)廢水泵入一號處理池1中，巖石6中含有生命活動(dòng)必需的微量礦物質(zhì)，微量礦物質(zhì)溶于有機(jī)廢水中，促進(jìn)有機(jī)廢水中微生物的活性，同時(shí)巖石6作為填料為微生物提供棲息附著場所，腐植土反應(yīng)器7具有培養(yǎng)腐殖化功能微生物的作用，在有機(jī)廢水中有機(jī)物分解、中間產(chǎn)物縮和反應(yīng)中起催化作用，其中有機(jī)廢水的水力停留時(shí)間為8-12天，曝氣量為每1m3池容0.8～1m3/h；(2)從一號處理池1出來的處理水進(jìn)入二號處理池2中，在巖石6和腐植土反應(yīng)器7的作用下具有腐殖化功能的微生物更活躍，有機(jī)廢水中的蛋白質(zhì)、碳水化合物等大分子有機(jī)物進(jìn)一步降解，此池中BOD5(即5日生化需氧量)下降至進(jìn)水BOD5的一半以下，二號處理池2水力停留時(shí)間為8-12天，曝氣量為每1m3池容0.8～1m3/h；(3)從二號處理池2中出來的處理水進(jìn)入三號處理池3中，池中易降解有機(jī)物濃度即5日生化需氧量BOD5小于20mg/L，微生物處于生長周期中的衰亡期，即內(nèi)源呼吸階段，由于具有腐殖化功能的微生物的作用，微生物次級代謝產(chǎn)物在處理池3中形成，這些次級代謝產(chǎn)物類腐殖物質(zhì)與巖石中6溶出的礦物質(zhì)離子螯和形成配位化合物，三號處理池3內(nèi)水力停留時(shí)間為10～20天，曝氣量為每1m3池容0.4-0.6m3/h，出水即為所需的生物活性水。
本發(fā)明中，所述三號處理池3可以采用1-3個(gè)。
本發(fā)明提出的生物活性水在有機(jī)種植和養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用?？梢杂行Ц纳朴袡C(jī)種植業(yè)、養(yǎng)殖場畜禽飲用水、養(yǎng)殖場棚舍微生物環(huán)境；應(yīng)用于水稻可以增強(qiáng)水稻對稻瘟病的抵抗力，水稻食味值提高，應(yīng)用于蔬菜、瓜果可以提高產(chǎn)量和品質(zhì)，增強(qiáng)抵抗病害的能力，減少甚至避免農(nóng)藥和化肥的使用；應(yīng)用于養(yǎng)殖場可以避免畜禽使用抗生素，減少生產(chǎn)事故。
生物活性水技術(shù)是根據(jù)自然界中自然凈化系統(tǒng)的原理，借助于自然中原有的微生物、礦物質(zhì)及水的力量，創(chuàng)造出類似于自然凈化系統(tǒng)的人工循環(huán)系統(tǒng)，以此來凈化農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)中產(chǎn)生的廢棄物，同時(shí)處理工藝出水具有生物活性，可以用于養(yǎng)殖場畜禽的飲用水改善和有機(jī)種植業(yè)，區(qū)域內(nèi)形成循環(huán)型農(nóng)業(yè)，促進(jìn)有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
本發(fā)明不僅利用微生物的分解作用，還為微生物的縮和作用創(chuàng)造合適的環(huán)境條件，將有機(jī)物分解時(shí)產(chǎn)生的中間產(chǎn)物再度縮和，形成類腐殖物質(zhì)，同時(shí)填料巖石中的微量元素將溶于水中，這些微生物代謝產(chǎn)物類腐殖物質(zhì)將與礦物質(zhì)離子螯和，形成穩(wěn)定的具有生物活性的配位化合物，如圖3所示。
本發(fā)明中，有機(jī)廢水為微生物提供食料。微生物為土壤微生物群，不含特殊微生物，使有機(jī)物發(fā)生類腐殖化反應(yīng)的哪種微生物并不明確，但是土壤微生物群含有使有機(jī)物類腐殖化的微生物，本發(fā)明強(qiáng)調(diào)微生物群體的作用。巖石中含有生命活動(dòng)必需的微量元素，微量礦物質(zhì)溶于水中，可以促進(jìn)微生物的活性，同時(shí)巖石作為填料為微生物提供棲息附著場所。腐植土起培養(yǎng)具有腐殖化功能微生物的作用，在有機(jī)物分解中間產(chǎn)物縮和反應(yīng)中也起催化作用。
以往包括畜禽廢水在內(nèi)的有機(jī)廢水都是處理達(dá)標(biāo)后排放，也就說以往的處理工藝只考慮微生物對有機(jī)物的分解階段，沒有考慮微生物對有機(jī)物分解時(shí)中間產(chǎn)物的縮和反應(yīng)。本發(fā)明創(chuàng)造了有利于微生物使有機(jī)物分解的中間產(chǎn)物縮和生成類腐殖物質(zhì)的環(huán)境條件，使處理出水具有生物活性，應(yīng)用于有機(jī)種植和養(yǎng)殖業(yè)可以促進(jìn)農(nóng)作物、蔬菜、畜禽等品質(zhì)和產(chǎn)量的提高。
本發(fā)明是天然有機(jī)廢棄物處理系統(tǒng)的模擬與強(qiáng)化，與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，本發(fā)明與其有相關(guān)聯(lián)的地方，但是本發(fā)明是傳統(tǒng)活性污泥法的改善和提高。微生物對有機(jī)物有兩個(gè)作用分解和縮和。傳統(tǒng)的活性污泥法利用微生物對有機(jī)物的分解作用將有機(jī)物分解成無機(jī)物，從而降低有機(jī)廢水的COD(化學(xué)需氧量)和BOD5來達(dá)到凈化廢水的目的；本發(fā)明除了利用微生物的分解作用外，還創(chuàng)造合適的環(huán)境條件發(fā)揮出微生物的縮和作用，將有機(jī)物分解時(shí)產(chǎn)生的中間產(chǎn)物再度縮和，形成類腐殖物質(zhì)，同時(shí)填料巖石中的微量元素將溶于水中，這些微生物代謝產(chǎn)物類腐殖物質(zhì)將與礦物質(zhì)離子螯和，形成穩(wěn)定的具有生物活性的配位化合物。
本發(fā)明將畜禽廢水處理、資源化利用，出水具有生物活性，可以用于養(yǎng)殖場畜禽的飲用水改善和有機(jī)種植業(yè)，區(qū)域內(nèi)形成循環(huán)型農(nóng)業(yè)，促進(jìn)有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。將處理出水應(yīng)用于水稻種子浸種提高發(fā)芽率和發(fā)芽勢試驗(yàn)表明生物活性水可以代替化學(xué)藥劑應(yīng)用于水稻種子處理階段(如圖4所示)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用礦物質(zhì)、腐殖土以及土壤微生物的力量，將有機(jī)廢棄物處理，處理出水具有生物活性，應(yīng)用于有機(jī)種植和養(yǎng)殖業(yè)可以促進(jìn)農(nóng)作物、蔬菜、畜禽等品質(zhì)和產(chǎn)量的提高。1、利用腐殖土作為催化劑在系統(tǒng)中培養(yǎng)具有腐殖化功能的土壤微生物群；2、在反應(yīng)池內(nèi)加入巖石(含各種礦物質(zhì)的巖石的混合體)，使巖石中的微量元素溶于水中促進(jìn)微生物活性，同時(shí)作為微生物的載體；3、在礦物質(zhì)和腐殖土同時(shí)存在下，土壤微生物活性增強(qiáng)；4、本發(fā)明不僅利用了微生物的分解功能，還利用了微生物使有機(jī)物分解的中間產(chǎn)物再度縮和的功能。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的工藝流程圖。
圖3為本發(fā)明方法中活性物質(zhì)生成過程圖。
圖4是本發(fā)明應(yīng)用于水稻種子中顯著提高水稻種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢效果圖。其中生物活性水處理指本工藝出水(生物活性水)稀釋800倍浸種96小時(shí)，對照為清水浸種96小時(shí)。萌發(fā)過程在25±1℃發(fā)芽箱內(nèi)進(jìn)行，生物活性水處理與對照發(fā)芽率、發(fā)芽勢具有顯著性差異(P＜0.05)。
圖中標(biāo)號1為一號處理池，2為二號處理池，3為三號處理池，4為四號處理池，5為巖石，6為腐植土培養(yǎng)器，7為曝氣裝置。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施例1如圖1所示，1號池為一次處理池，內(nèi)部有池容積10％的巖石，也有腐植土培養(yǎng)器；2號池為二次處理池，內(nèi)部有池容積10％的巖石和腐植土培養(yǎng)器；3號池內(nèi)有池容積10％的巖石，沒有腐殖土反應(yīng)器。此池內(nèi)進(jìn)一步類腐殖化反應(yīng)，處理出水含有礦物質(zhì)、土壤微生物及其代謝產(chǎn)物，稱之為生物活性水，具有生物活性，可以改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。各池均曝氣，但是1號、2號曝氣量較大，曝氣量為每1m3池容1m3/h，3號曝氣量稍弱，曝氣量為每1m3池容0.5m3/h。1號處理池和2號處理池水力停留時(shí)間都為8天，3號處理池水力停留時(shí)間為20天。處理出水可以作為農(nóng)作物種子浸種的天然藥劑，并可以廣泛應(yīng)用于有機(jī)種植，可以提高水稻、蔬菜、瓜果的抗蟲害能力；同時(shí)生物活性水可以誘導(dǎo)土壤腐殖化，從而可以減少施用有機(jī)肥的量，減少有機(jī)農(nóng)業(yè)成本。處理出水也可以用于養(yǎng)殖業(yè)，可以改善畜禽棚舍微生物環(huán)境，用于畜禽飲用水改善可以減少畜禽生病機(jī)會，減少甚至避免抗生素的使用，減少生產(chǎn)事故，產(chǎn)品吃口變好。也可以噴灑在堆肥上，制作高品質(zhì)堆肥。如果將處理出水用0.45μm膜過濾，可以長期在常溫下保存，可以用于寵物消臭、廁所消臭、花卉澆灌等。
實(shí)施例2如圖2所示，1號池為一次處理池，內(nèi)部有池容積10％的巖石，也有腐植土培養(yǎng)器；2號池為二次處理池，內(nèi)部有池容積10％的巖石和腐植土培養(yǎng)器；3號、4號池內(nèi)有池容積10％的巖石，沒有腐殖土反應(yīng)器。此池內(nèi)進(jìn)一步類腐殖化反應(yīng)，處理出水含有礦物質(zhì)、土壤微生物及其代謝產(chǎn)物，稱之為生物活性水，具有生物活性。各池均曝氣，但是1號、2號曝氣量較大，曝氣量為每1m3池容0.8m3/h，3號、4號曝氣量稍弱，曝氣量為每1m3池容0.5m3/h。1號處理池、2號處理池、3號處理池、4號處理池水力停留時(shí)間都為10天。
權(quán)利要求
1.一種利用畜禽糞尿制作生物活性水方法，其特征在于畜禽糞尿有機(jī)廢水依次經(jīng)過一號處理池(1)、二號處理池(2)、三號處理池(3)中，其中三個(gè)處理池底部均設(shè)有曝氣裝置(7)，一號處理池(1)和二號處理池(2)底部均設(shè)有巖石(6)和腐殖土反應(yīng)器(7)，三號處理池(3)中設(shè)有巖石(6)，其具體制作步驟如下(1)、將畜禽糞尿有機(jī)廢水泵入一號處理池(1)中，巖石(6)中含有生命活動(dòng)必需的微量礦物質(zhì)，微量礦物質(zhì)溶于有機(jī)廢水中，促進(jìn)有機(jī)廢水中微生物的活性，同時(shí)巖石(6)作為填料為微生物提供棲息附著場所，腐植土反應(yīng)器(7)具有培養(yǎng)腐殖化功能微生物的作用，催化有機(jī)廢水中有機(jī)物分解、中間產(chǎn)物縮和反應(yīng)，其中有機(jī)廢水的水力停留時(shí)間為8-12天，曝氣量為每1m3池容0.8～1m3/h；(2)、從一號處理池(1)出來的處理水進(jìn)入二號處理池(2)中，在巖石(6)和腐植土反應(yīng)器(7)的作用下具有腐殖化功能的微生物更活躍，有機(jī)廢水中的蛋白質(zhì)、碳水化合物大分子有機(jī)物進(jìn)一步降解，二號處理池(2)中BOD5即5日生化需氧量下降至進(jìn)水BOD5的一半以下，二號處理池(2)水力停留時(shí)間為8-12天，曝氣量為每1m3池容0.8～1m3/h；(3)、從二號處理池(2)中出來的處理水進(jìn)入三號處理池(3)中，池中易降解有機(jī)物濃度即5日生化需氧量BOD5小于20mg/L，微生物處于生長周期中的衰亡期，即內(nèi)源呼吸階段，由于具有腐殖化功能的微生物的作用，微生物次級代謝產(chǎn)物在處理池(3)中形成，這些次級代謝產(chǎn)物類腐殖物質(zhì)與巖石中(6)溶出的礦物質(zhì)離子螯和形成配位化合物，三號處理池(3)內(nèi)水力停留時(shí)間為10～20天，曝氣量為每1m3池容0.4-0.6m3/h，出水即為所需的生物活性水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用畜禽糞尿制作生物活性水方法，其特征在于所述三號處理池(3)采用1-3個(gè)。
3.一種如權(quán)利要求1所述的生物活性水在有機(jī)種植和養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明屬于有機(jī)廢棄物和有機(jī)廢水的處理及資源化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用畜禽糞尿制作生物活性水方法。利用含有各種礦物質(zhì)的巖石和腐殖土培養(yǎng)具有腐殖化功能的土壤微生物群，在消除畜禽糞尿環(huán)境污染的同時(shí)，處理出水能夠顯著提高水稻種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢，可以廣泛應(yīng)用于有機(jī)種植業(yè)、養(yǎng)殖場畜禽飲用水改善、養(yǎng)殖場棚舍微生物環(huán)境改善；應(yīng)用于水稻可以增強(qiáng)水稻對稻瘟病的抵抗力，水稻食味值提高，應(yīng)用于蔬菜、瓜果可以提高產(chǎn)量和品質(zhì)，增強(qiáng)抵抗病害的能力，減少甚至避免農(nóng)藥和化肥的使用；應(yīng)用于養(yǎng)殖場可以避免畜禽使用抗生素，減少生產(chǎn)事故。本發(fā)明不僅能減少環(huán)境負(fù)擔(dān)還有修復(fù)被破壞的環(huán)境的能力；可以區(qū)域內(nèi)形成循環(huán)型農(nóng)業(yè)，促進(jìn)有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
文檔編號C02F1/68GK101054251SQ200710036909
公開日2007年10月17日 申請日期2007年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月29日
發(fā)明者何文遠(yuǎn), 顧國維 申請人:同濟(jì)大學(xué)