大型专业化养猪场粪污综合处理系统

摘要

本发明公开了一种大型专业化养猪场粪污综合处理系统，包括粪污收集单元、固液分离单元、厌氧发酵单元、沼气利用单元和沼液利用单元，粪污收集单元包括集液池、积粪池、沉淀池和储液池，固液分离单元包括固液分离机和有机肥处理装置，厌氧发酵单元为高效厌氧反应罐，在高效厌氧反应罐内设置有中心进水变径管，沼气利用单元包括沼气柜、水封式沼气净化压力罐和沼气发电装置，沼液利用单元包括沼液储存池、林业灌溉装置和农田灌溉装置，在积粪池上方设置有塑料软保护层。本发明不但将粪污水经过发酵产生了沼气和沼液，还经过固液分离产生了有机肥，且避免了废气产生二次污染的可能性，使废物达到有效充分的再利用，提高综合利用率。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种粪污利用系统，特别是涉及一种大型专业化养猪场粪污综合处理系统，通过采用固液分离和厌氧发酵技术，先将粪污水分离为干粪和粪水，干粪经过处理变成有机肥，粪水经过厌氧发酵产生沼气和沼液，沼气可以用来发电、沼液可以用来浇灌农田和树木。

背景技术：

随着畜牧业的发展，规模化养猪场和养猪区域的快速递增，所带来的主要问题就是大量粪污水及废水的处理问题：由于粪尿的淋溶性很强，如不妥善处理，就会通过地表径流和渗滤进入地下水层，或在土壤中积累，造成土壤污染。养猪场粪尿露天堆置场在雨季的地表径流是造成地表水、地下水污染的主要途径。因此，如何有效针对规模化养殖的养猪场粪尿进行有效处理是目前亟待解决的重大问题。如果有一种办法可以有效的处理养殖产生的粪污水并进行粪污再利用，那么就可以给养殖业节省极大的费用，提高粪污的综合利用率。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种大型专业化养猪场粪污综合处理系统，不但能使粪污水经过发酵产生沼气和沼液、还能经过固液分离产生有机肥，使废物达到有效充分的再利用，提高综合利用率。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种大型专业化养猪场粪污综合处理系统，包括粪污收集单元、固液分离单元、厌氧发酵单元、沼气利用单元和沼液利用单元，所述粪污收集单元包括集液池、积粪池沉淀池和储液池，从养殖场排出来的粪污水通过所述的集液池后，废液经过沉淀池沉淀后流入到储液池中待用，集液池过滤掉的固体粪污和沉淀池沉积下来的固体粪污被输送到积粪池中待用；所述固液分离单元包括固液分离机和有机肥处理装置，所述积粪池中的固体粪污经过固液分离机处理后、固体物质经有机肥处理装置进行处理、液体流入到储液池中；所述厌氧发酵单元为高效厌氧反应罐，所述高效厌氧反应罐内设置有中心进水管，所述储液池内的废液经提升泵提升后通过所述中心进水管流入到所述高效厌氧反应罐内进行厌氧发酵反应；所述沼气利用单元包括沼气柜、水封式沼气净化压力罐和沼气发电装置，所述高效厌氧反应罐里所产生的沼气经过收气管道进入到沼气柜中，从沼气柜中输出来的沼气经水封式沼气净化压力罐净化后输入到沼气发电装置中；所述沼液利用单元包括沼液储存池和林田灌溉装置，所述高效厌氧反应罐里所产生的沼液经沼液输送管道流入沼液储存池中，根据需要，所述沼液储存池的沼液流入林田灌溉装置中进行循环利用。

所述集液池为“凸”型结构，由混凝土浇筑而成，下部分为实墙空心结构，上半部分的收集槽上不规则设置有若干个废液贯通孔，在收集槽外端设置有一层过滤网，所述收集槽与过滤网之间通过螺栓相连接，所述过滤网外面过滤出来的固体粪污被输送到积粪池中待用；所述收集槽的顶端高度低于养殖场猪群漏粪板的高度。

所述沉淀池由小环池、中环池和大环池组成；所述小环池设置在所述中环池的内腔，在小环池和中环池之间均匀设置有四个小隔板，每个小隔板上不规则设置有数个小贯通孔；所述中环池设置在所述大环池的内腔中，在中环池和大环池之间均匀设置有四个大隔板，每个大隔板上不规则设置有数个大贯通孔；所述四个小隔板和四个大隔板位置互相错开、均匀布置，每两个大隔板中间下方所对应的位置设置有一个小隔板，每两个小隔板上方所对应的位置设置有一个大隔板。

所述水封式沼气净化罐包括罐体，所述罐体下端设置有控制阀和进水管，所述罐体上端设置有进气管和排气管；所述进气管的下端管口位于罐体内的水面以下，所述排气管的下端管口位于水面以上；所述罐体外侧设置有透明水位计、内部上端设置有压力传感器，所述压力传感器通过连线与控制器和报警器相连；所述进气管的上端管口与所述沼气柜的出气口相连通，所述排气管的上端管口与所述沼气发电装置相连通；所述排气管上设置有止回阀，防止排出来的沼气回流到罐体内；所述透明水位计上端通过固定架固定在所述罐体上端。

所述林田灌溉装置包括提液管道、提液泵、主输液管、林业灌溉分支输液管和农田灌溉分支输液管；所述林业灌溉分支输液管上设置有第一控制阀，所述农田灌溉分支输液管上设置有第二控制阀。

所述高效厌氧反应罐中心位置设置有所述的中心进水管，所述中心进水管的高度为所述高效厌氧反应罐罐体高度的5/3,所述中心进水管贯穿所述的高效厌氧反应罐，在所述中心进水管底部通过固定支架固定设置有布水管道，所述布水管道由6根布水分支管道组成，6根布水分支管道以所述中心进水管底部为圆心均匀分布，每相邻两根布水分支管道之间的夹角均为60度，在每根布水分支管道的端部下方均设置有一个反射锥，所述反射锥的截面呈钝角三角形形状，侧部与底部之间夹角为30度；所述中心进水管与所述高效厌氧反应罐顶部所接触位置为中心变径管，所述中心进水管上端一侧部设置有进水管道、另一侧设置有回流管道，所述进水管道的进水高度高于所述回流管道的出水高度，所述进水管道通过所述中心进水管与底部6根布水分支管道相连通；所述高效厌氧反应罐顶端设置有排气管道、侧部设置有排水管道，所述高效厌氧反应罐里面中上部位置设置有三相分离器，所述回流管道的进水高度高于所述排水管道的出水高度；所述高效厌氧反应罐底部设置有固定底座所述固定底座上方设置有排污泥口；在所述进水管道上设置有进水控制阀门，在所述排气管道上设置有出气控制阀门，在所述排水管道上设置有排水控制阀门。

所述固定支架由12根支撑横杆组成，6长6短，6根短横杆首尾相互焊接在一起组成小正六边形，6根长横杆首尾相互焊接在一起组成大正六边形，所述小正六边形套装在所述大正六边形中，所述6根布水分支管道分别固定焊接在所述小正六边形和所述大正六边形构成的各顶点上。

本发明通过采用固液分离技术和厌氧发酵技术，先将粪污水分离为干粪和粪水，干粪经过加工变成有机肥，有机肥可以直接给农作物、树木施肥，粪水经过厌氧发酵产生沼气和沼液，沼气可以用来发电、沼液可以用来浇灌农田和树木。

本发明通过在所述积粪池上方设置有抗高温耐氧化的塑料软保护层，可以有效避免废气排放进大气中，产生二次污染，符合环保无公害的企业发展理念；本发明通过将储液池和沼液储存池均设置在地下面，节约占地空间。

本发明通过将集液池设计成“凸”型结构，上半部分为收集槽，在收集槽外端设置有一层过滤网，能够对养殖场的废水进行初步分离，阻挡废液中的固体物质进入集液池，提高固液的分离效果，降低处理费用，过滤网外面过滤出来的固体粪污被输送到积粪池中，直接经过有机肥处理装置进行处理后进入到再利用环节。

本发明的沉淀池中，小环池、中环池和大环池互相套接在一起，减少占地面积，并且污水沿圆周方向流动，经过隔板的贯通孔在不同腔体之间进行环形流动，增加流动路程，减缓液流速度，提高沉淀效果。

本发明设置有水封式沼气净化压力罐装置，利用压力罐罐体内的水，将沼气进行水过滤，除去沼气中的杂质，净化气体、提高燃烧值；且在排气管上设置有止回阀，使沼气单向流动，提高使用的安全性能。

本发明的林田灌溉装置包括提液管道、提液泵、主输液管、林业灌溉分支输液管和农田灌溉分支输液管，在林业灌溉分支输液管上设置有第一控制阀，在农田灌溉分支输液管上设置有第二控制阀，通过控制阀来控制出水速度和流量，提高林田的灌溉效率。

本发明通过在中心进水管道底部固定设置有6根布水分支管道，在每根布水分支管道的端部下方均设置有一个反射锥，进水管道从上到下穿过中心进水管道后与6根布水分支管道和各自的反射锥相连通，利用废污水自身的重力、中心管道高度的落差以及中心进水管的变径效果，废污水通过6个三角形反射锥反射进入高效厌氧反应罐中，随着液体的上下翻动和流转，废污水能够进行充分的厌氧发酵反应，保证气、液、固进行三相有效分离，提高养猪场粪污的综合处理效果。

本发明的粪污综合利用系统和一般的废水处理系统的不同之处在于：不但将粪污水经过发酵产生了沼气，还经过了固液分离，产生了有机肥，且避免了废气产生二次污染的可能性，使养猪场粪污达到有效充分的再利用，提高综合利用率。

本发明的积极有益效果如下：

1、本发明将固体制造成有机肥，沼气用来发电、沼液用来浇灌农田和树木，使废物达到有效充分的再利用，提高综合利用率。

2、本发明从根本上解决了大型养殖业粪污水的处理问题，实现了清洁生产和废物利用的最大化以及最合理化。

3、本发明避免了废气产生二次污染的可能性，符合环保无公害的生产理念，值得推广。

4、本发明包括多道工序，能够对养猪场的废污进行有效处理，不会对周边环境造成污染，且变废为宝，提高养猪场的经济效益。

附图说明：

图1为本发明的结构原理示意图；

图2为图1中集液池的放大结构示意图；

图3为图1中沉淀池的放大结构示意图；

图4为图1中水封式沼气净化压力罐的放大结构示意图；

图5为图1中林田灌溉装置的放大结构示意图；

图6为图1中高效厌氧反应罐的放大结构示意图；

图7为图6中固定支架与6根布水分支管道的仰视结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的解释和说明：

参见图1，一种大型专业化养猪场粪污综合处理系统，包括粪污收集单元、固液分离单元、厌氧发酵单元、沼气利用单元和沼液利用单元，粪污收集单元包括集液池2、积粪池3、沉淀池4和储液池5，从养殖场所排出来的粪污水1通过集液池2后，废液经过沉淀池4沉淀后流入到储液池5中待用，集液池2过滤掉的固体粪污和沉淀池4沉积下来的固体粪污被输送到积粪池3中待用；固液分离单元包括固液分离机6和有机肥处理装置7，积粪池3中的固体粪污经过固液分离机6处理后、固体物质经有机肥处理装置7进行处理、液体流入到储液池5中；厌氧发酵单元为高效厌氧反应罐9，在高效厌氧反应罐9内设置有中心进水管10，储液池5内的废液经提升泵8提升后通过中心进水管10流入到高效厌氧反应罐9内进行厌氧发酵反应；沼气利用单元包括沼气柜12、水封式沼气净化压力罐13和沼气发电装置14，高效厌氧反应罐9里所产生的沼气经过收气管道11进入到沼气柜12中，从沼气柜12中输出来的沼气经水封式沼气净化压力罐13净化后输入到沼气发电装置14中；沼液利用单元包括沼液储存池16和林田灌溉装置17，高效厌氧反应罐9里所产生的沼液经沼液输送管道15流入沼液储存池16中，根据需要，所述沼液储存池16的沼液流入林田灌溉装置17中进行循环利用。

参见图2，集液池2为“凸”型结构，由混凝土浇筑而成，下部分为实墙空心结构，上半部分的收集槽18上不规则设置有若干个废液贯通孔，在收集槽18外端设置有一层过滤网19，收集槽18与过滤网19之间通过螺栓20相连接，过滤网19外面过滤出来的固体粪污被输送到积粪池3中待用，收集槽18的顶端高度低于养殖场猪群漏粪板的高度。

参见图3，沉淀池4由小环池21、中环池22和大环池23组成，小环池21设置在中环池22的内腔，在小环池21和中环池22之间均匀设置有四个小隔板25，每个小隔板25上不规则设置有数个小贯通孔；中环池22设置在大环池23的内腔中，在中环池22和大环池23之间均匀设置有四个大隔板24，每个大隔板24上不规则设置有数个大贯通孔；四个小隔板25和四个大隔板24位置互相错开、均匀布置，每两个大隔板中间下方所对应的位置设置有一个小隔板，每两个小隔板上方所对应的位置设置有一个大隔板。

参见图4，水封式沼气净化压力罐13包括罐体29，罐体29下端设置有控制阀30和进水管31，罐体29上端设置有进气管26和排气管27；进气管26的下端管口位于罐体29内的水面以下，排气管27的下端管口位于水面以上；罐体29外侧设置有透明水位计33、内部上端设置有压力传感器34，压力传感器34通过连线与控制器和报警器相连；进气管26的上端管口与沼气柜12的出气口相连通，排气管27的上端管口与沼气发电装置14相连通；在排气管27上设置有止回阀28，防止排出来的沼气回流到罐体29内；透明水位计33上端通过固定架32固定在罐体29上端。

参见图5，林田灌溉装置17包括提液管道35、提液泵36、主输液管37、林业灌溉分支输液管38和农田灌溉分支输液管40；在林业灌溉分支输液管38上设置有第一控制阀39，在农田灌溉分支输液管40上设置有第二控制阀41。

参见图6，在高效厌氧反应罐9中心位置设置有中心进水管10，中心进水管10的高度为高效厌氧反应罐9罐体高度的5/3,中心进水管10贯穿高效厌氧反应罐9，在中心进水管10底部通过固定支架52固定设置有布水管道53，布水管道53由6根布水分支管道组成，6根布水分支管道以中心进水管10的底部为圆心均匀分布，每相邻两根布水分支管道之间的夹角均为60度，在每根布水分支管道的端部下方均设置有一个反射锥54，反射锥54的截面呈钝角三角形形状，侧部与底部之间夹角为30度；中心进水管10与高效厌氧反应罐9顶部所接触位置为中心变径管50，在中心进水管10上端一侧部设置有进水管道42、另一侧设置有回流管道44，进水管道42的进水高度高于回流管道44的出水高度，进水管道42通过中心进水管10与底部6根布水分支管道相连通；在高效厌氧反应罐9顶端设置有排气管道45、侧部设置有排水管道47，在高效厌氧反应罐9里面中上部位置设置有三相分离器49，回流管道44的进水高度高于排水管道47的出水高度；在高效厌氧反应罐9底部设置有固定底座51，在固定底座上方设置有排污泥口；在进水管道42上设置有进水控制阀门43，在排气管道45上设置有出气控制阀门46，在排水管道47上设置有排水控制阀门48。

参见图7，所述固定支架52由12根支撑横杆组成，6长6短，6根短横杆首尾相互焊接在一起组成小正六边形，6根长横杆首尾相互焊接在一起组成大正六边形，小正六边形套装在大正六边形中， 6根布水分支管道分别固定焊接在小正六边形和大正六边形构成的各顶点上。

本发明不但将粪污水经过发酵产生了沼气和沼液，还经过了固液分离，产生了有机肥，且避免了废气产生二次污染的可能性，使废物达到有效充分的再利用，提高综合利用率。