專利名稱：畜禽糞便干發(fā)酵生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種畜禽糞便干發(fā)酵生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法，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)?；笄輬龉虘B(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°C條件下使其灰化，產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電等，達到減量、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，鋪開在通風的曬場或空地上達到干燥的目的。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)生高溫進行干燥， 需用干燥機械。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)和機械作用，使畜禽糞便達到除臭、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。機械干燥采用的是壓榨機械或離心機械進行畜禽糞便脫水，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)超標甚至中毒，發(fā)達國家已不主張使用畜禽糞便作飼料。四是堆肥生產(chǎn)有機肥，調(diào)節(jié)畜禽糞便適當?shù)奶嫉?，控制適當?shù)乃?、溫度、氧氣?酸堿度，通過微生物降解畜禽糞便中的有機質(zhì)，從而產(chǎn)生高溫，殺死其中的病原菌，使有機物腐殖質(zhì)化，同時，堆肥化處理過程中微生物分解有機質(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損失較大，豬糞槽式發(fā)酵氮素損失可高達35% -51%，并且通風的能耗比較大。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，再進入沼氣發(fā)酵裝置，具有啟動快，進出料方便，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。

發(fā)明內(nèi)容
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，提供一種畜禽糞便干發(fā)酵生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法，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
一種畜禽糞便生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法，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)酵殘余物混合后進入沼氣發(fā)酵裝置生產(chǎn)沼氣，發(fā)酵殘余物用作有機肥或者堆肥后生產(chǎn)有機肥。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 1一1 3， 罐頂為圓錐殼，錐角20° — 30°，底部為倒圓錐殼，錐角55° — 60°，地上式發(fā)酵罐中上部進料、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干基的含量大于m。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)酵殘余物混合后進入沼氣發(fā)酵裝置生產(chǎn)沼氣，發(fā)酵殘余物用作有機肥或者堆肥后生產(chǎn)有機肥，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損失小，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)有機肥相比，采用厭氧發(fā)酵，養(yǎng)分損失少，獲得的有機肥肥效比好氧堆肥高。六、本發(fā)明中，與畜禽糞便發(fā)酵殘余物混合后進入沼氣發(fā)酵裝置生產(chǎn)沼氣，可調(diào)節(jié)
4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20° — 30°，底部為倒圓錐殼，錐角55° — 60°，地上式發(fā)酵罐中上部進料、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干基的含量大于洲，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。
具體實施例方式實施例1
一種畜禽糞便生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法，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)酵殘余物混合后進入沼氣發(fā)酵裝置生產(chǎn)沼氣，發(fā)酵殘余物用作有機肥或者堆肥后生產(chǎn)有機肥。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20°，底部為倒圓錐殼，錐角55°，地上式發(fā)酵罐中上部進料、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干基的含量大于洲，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天制成有機肥。實施例2
一種畜禽糞便生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法，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)酵殘余物混合后進入沼氣發(fā)酵裝置生產(chǎn)沼氣，發(fā)酵殘余物用作有機肥或者堆肥后生產(chǎn)有機肥。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25°，底部為倒圓錐殼，錐角58°，地上式發(fā)酵罐中上部進料、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干基的含量大于洲，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天制成有機肥。實施例3
一種畜禽糞便生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法，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)酵殘余物混合后進入沼氣發(fā)酵裝置生產(chǎn)沼氣，發(fā)酵殘余物用作有機肥或者堆肥后生產(chǎn)有機肥。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30°，底部為倒圓錐殼，錐角60°，地上式發(fā)酵罐中上部進料、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干基的含量大于洲，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天制成有機肥。
權(quán)利要求
1.一種畜禽糞便生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法，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)酵殘余物混合后進入沼氣發(fā)酵裝置生產(chǎn)沼氣，發(fā)酵殘余物用作有機肥或者堆肥后生產(chǎn)有機肥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的畜禽糞便生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法，其特征在于采用能輸送固態(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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的畜禽糞便生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法，其特征在于所述沼氣發(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1:1一 1:3，罐頂為圓錐殼，錐角20° — 30°，底部為倒圓錐殼，錐角55° — 60°，地上式發(fā)酵罐中上部進料、底部出料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的畜禽糞便生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法，其特征在于所述畜禽糞便發(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。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的畜禽糞便生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法，其特征在于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。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的畜禽糞便生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法，其特征在于所述禽類糞便氮含量高是指禽類糞便中風干基的含量大于1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的畜禽糞便生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法，其特征在于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。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、6或7所述的畜禽糞便生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法，其特征在于 所述排出的發(fā)酵殘余物直接作有機肥，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天制成有機肥。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的畜禽糞便生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法，其特征在于所述用干燥的堆肥、秸稈調(diào)節(jié)沼氣發(fā)酵殘余物水分至50—60%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種畜禽糞便生產(chǎn)沼氣及有機肥的方法，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)酵殘余物混合后進入沼氣發(fā)酵裝置生產(chǎn)沼氣，發(fā)酵殘余物用作有機肥或者堆肥后生產(chǎn)有機肥。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，獲得的有機肥肥效高。
文檔編號C02F11/04GK102344232SQ20111020535
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者鄧良偉, 陳子愛 申請人:農(nóng)業(yè)部沼氣科學研究所