一种畜禽污废处理与肥料化资源利用的方法

摘要

本发明提供了一种畜禽污废处理与肥料化资源利用的方法，属于资源回收利用技术领域。本发明由畜禽污废预处理单元、厌氧消化处理单元、厌氧消化液分级处理单元、有机液肥基液生产单元、高温堆肥处理单元和生态功能性肥料生产单元组成。本发明通过采用分级处理、逐级减负的方法，能够有效协调各单元之间的联系和发挥各单元的功能，能够有效处理规模化畜禽养殖场每天排出的大体量畜禽污废，并实现肥料化资源利用，开创了一条综合治理养殖企业畜禽污废以及肥料化资源利用、生态发展的新模式。

说明书

技术领域

本发明涉及资源回收利用技术领域，尤其涉及一种畜禽污废处理与肥料化资源利用的方法。

背景技术

当今世界污水处理的主流工艺技术是生物处理技术。畜禽养殖业污废处理几乎都是采用生物处理技术这一传统工艺，其中，厌氧(沼气池)法、好氧(曝气池)法是当今世界畜禽养殖业污废处理的主流技术，包括菌种(酶)投加法、改良的生物膜法、生态处理技术(自然处理法)及其各种组合生物技术工艺，以及由此衍生出种类繁多的生物强化处理技术。当前国内外畜禽养殖污废处理技术利用生化组合技术较多，主要是厌氧、好氧、兼氧生化技术相组合以及与塘、土地及湿地生态处理技术相组合，尽管占用大量土地资源的生物组合技术处理畜禽养殖污废效果较单一生化技术有所提高，但最终都不能达到无害化处理与肥料化资源利用的统一。由于技术领域的不同，尤其是污水处理技术领域，技术目标在于废水的深度净化和达标排放，处理过程中大量的有机资源消化殆尽，无法实现肥料化资源利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种畜禽污废处理与肥料化资源利用的方法，本发明基于分级处理、逐级减负的方法，能够有效处理大体量畜禽污废并实现无害化处理、达标排放和肥料化资源利用的统一。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种畜禽污废处理与肥料化资源利用的方法，包括以下步骤：

将畜禽污废进行调浆处理，得到调浆料液，将所述调浆料液进行粗滤过滤分离，得到粗滤分离出水和粗滤分离粗渣；所述粗滤过滤分离采用的过滤介质规格为5～8目；

对所述粗滤分离粗渣进行反向冲洗，得到反向冲洗后的粗滤分离粗渣；

采用CSTR工艺对所述粗滤分离出水进行处理，得到厌氧消化液；

将所述厌氧消化液进行一级过滤分离，得到一级分离滤液和一级分离粗渣；所述一级过滤分离采用的过滤介质规格为12～20目；

将所述一级分离滤液进行二级过滤分离，得到二级分离滤液和二级分离细渣；所述二级过滤分离采用的过滤介质规格为100～140目；

采用部分二级分离滤液对所述一级分离粗渣进行反向冲洗，得到反向冲洗后的二级分离滤液和反向冲洗后的一级分离粗渣；

将剩余二级分离滤液依次采用UASB工艺和两级A/O工艺进行处理，得到A/O沉淀污泥和A/O出水；将所述A/O沉淀污泥返回进行一级过滤分离；部分所述A/O出水用于对所述畜禽污废进行调浆处理和对所述粗滤分离粗渣进行反向冲洗，剩余A/O出水达标排放；

将所述反向冲洗后的粗滤分离粗渣和反向冲洗后的一级分离粗渣用于制备固体生态肥；

将所述二级分离细渣和反向冲洗后的二级分离滤液用于制备液体生态肥。

优选地，所述调浆料液的固含量为5～20wt％。

优选地，对所述粗滤分离粗渣进行反向冲洗的次数为1～2次，每次对所述粗滤分离粗渣进行反向冲洗的方法独立的包括：

将A/O出水与待反向冲洗的粗滤分离粗渣混合，得到反向冲洗混合液；所述反向冲洗混合液的固含量为10～20wt％；

将所述反向冲洗混合液进行粗滤过滤分离，得到反向冲洗后的粗滤分离粗渣和反向冲洗出水，将所述反向冲洗出水合并于粗滤分离出水中。

优选地，采用CSTR工艺对所述粗滤分离出水进行处理前还包括：采用A/O出水将所述粗滤分离出水调浆至固含量为5～10wt％。

优选地，所述厌氧消化液的固含量为2～5wt％。

优选地，所述二级分离滤液的固含量≤2wt％。

优选地，对所述一级分离粗渣进行反向冲洗的次数为1～2次，每次对所述一级分离粗渣进行反向冲洗的方法独立的包括：

将部分二级分离滤液与待反向冲洗的一级分离粗渣混合，得到反向冲洗混合液；所述反向冲洗混合液的固含量为5～20wt％；

将所述反向冲洗混合液进行一级过滤分离，得到一级冲洗滤液和反向冲洗后的一级分离粗渣；

将所述一级冲洗滤液进行二级过滤分离，得到二级冲洗细渣和反向冲洗后的二级分离滤液，将所述二级冲洗细渣合并于所述二级分离细渣中。

优选地，所述固体生态肥的制备方法包括：

将反向冲洗后的粗滤分离粗渣、反向冲洗后的一级分离粗渣和辅料混合调质，进行开放式堆肥发酵，以所得发酵产物为原料制备固体生态肥。

优选地，所述液体生态肥的制备方法包括：

将二级分离细渣和反向冲洗后的二级分离滤液进行混合分散，得到反向浓缩调浆液；

将所述反向浓缩调浆液进行高剪切分散乳化处理，得到分散乳化液；

将所述分散乳化液进行三级过滤分离，得到三级分离滤渣和三级分离滤液；将所述三级分离滤渣返回进行混合分散，以所述三级分离滤液为原料制备液体生态肥。

优选地，所述反向浓缩调浆液的固含量为10～30wt％；所述二级分离细渣和反向冲洗后的二级分离滤液混合分散在转速为2800～3000rpm的条件下进行，所述高剪切分散乳化处理在转速为2800～3000rpm的条件下进行；所述三级过滤分离采用的过滤介质规格为170～200目。

本发明提供了一种畜禽污废处理与肥料化资源利用的方法。本发明通过采用分级处理、逐级减负的方法，能够有效处理大体量畜禽污废并实现了无害化处理、达标排放和肥料化资源利用的统一，开创了一条综合治理养殖企业畜禽污废以及肥料化资源利用、生态发展的新模式。

附图说明

图1为本发明中畜禽污废处理与肥料化资源利用方法的工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种畜禽污废处理与肥料化资源利用的方法，包括以下步骤：

将畜禽污废进行调浆处理，得到调浆料液，将所述调浆料液进行粗滤过滤分离，得到粗滤分离出水和粗滤分离粗渣；所述粗滤过滤分离采用的过滤介质规格为5～8目；

对所述粗滤分离粗渣进行反向冲洗，得到反向冲洗后的粗滤分离粗渣；

采用CSTR(全混式厌氧反应器)工艺对所述粗滤分离出水进行处理，得到厌氧消化液；

将所述厌氧消化液进行一级过滤分离，得到一级分离滤液和一级分离粗渣；所述一级过滤分离采用的过滤介质规格为12～20目；

将所述一级分离滤液进行二级过滤分离，得到二级分离滤液和二级分离细渣；所述二级过滤分离采用的过滤介质规格为100～140目；

采用部分二级分离滤液对所述一级分离粗渣进行反向冲洗，得到反向冲洗后的二级分离滤液和反向冲洗后的一级分离粗渣；

将剩余二级分离滤液依次采用UASB(升流式厌氧污泥床反应器)工艺和两级A/O(缺氧/好氧)工艺进行处理，得到A/O沉淀污泥和A/O出水；将所述A/O沉淀污泥返回进行一级过滤分离；部分所述A/O出水用于对所述畜禽污废进行调浆处理和对所述粗滤分离粗渣进行反向冲洗，剩余A/O出水达标排放；

将所述反向冲洗后的粗滤分离粗渣和反向冲洗后的一级分离粗渣用于制备固体生态肥；

将所述二级分离细渣和反向冲洗后的二级分离滤液用于制备液体生态肥。

本发明将畜禽污废进行调浆处理，得到调浆料液。本发明对所述畜禽污废的来源及种类没有特殊限定，本领域技术人员熟知来源及种类的畜禽污废均可，具体如规模化畜禽养殖场排出的畜禽粪污和/或畜禽粪便，所述畜禽粪污具体为水冲粪工艺收集得到，所述畜禽粪便具体为干法清粪工艺收集得到。本发明优选将畜禽污废进行调浆处理，得到调浆料液，所述调浆料液的固含量优选为5～20wt％，以满足泵送或管道输送的要求；在本发明中，所述调浆处理采用的调浆介质为后续工艺中得到的A/O出水，所述调浆介质的用量以使所得调浆料液的固含量满足上述要求为基准。在本发明的实施例中，所述调浆处理具体在集粪调浆池中进行。

本发明得到调浆料液后，将所述调浆料液进行粗滤过滤分离(记为第I粗滤过滤分离)，得到粗滤分离出水和粗滤分离粗渣。在本发明中，所述第I粗滤过滤分离采用的过滤介质规格为5～8目，具体可以为5目、6目、7目或8目。本发明经第I粗滤过滤分离得到粗滤分离出水和粗滤分离粗渣，便于将这两部分物质针对性进行后续处理，具体的，所述粗滤分离出水中主要含有易降解的溶解性有机物，所述粗滤分离粗渣中主要含有难降解的粗纤维类有机物。在本发明的实施例中，所述第I粗滤过滤分离采用的设备为过滤离心机，所述过滤离心机的电机转子转速为1460rmp，动力为11kW，处理量为20～30m

得到粗滤分离粗渣后，本发明对所述粗滤分离粗渣进行反向冲洗，得到反向冲洗后的粗滤分离粗渣；对所述粗滤分离粗渣进行反向冲洗采用的冲洗介质为后续工艺中得到的A/O出水。在本发明中，对所述粗滤分离粗渣进行反向冲洗的次数优选为1～2次，每次对所述粗滤分离粗渣进行反向冲洗的方法优选独立的包括以下步骤：

将A/O出水与待反向冲洗的粗滤分离粗渣混合，得到反向冲洗混合液；所述反向冲洗混合液的固含量为10～20wt％；

将所述反向冲洗混合液进行粗滤过滤分离(记为第II粗滤过滤分离)，得到反向冲洗后的粗滤分离粗渣和反向冲洗出水，将所述反向冲洗出水合并于粗滤分离出水中。

在本发明中，对所述粗滤分离粗渣进行反向冲洗时，所述A/O出水的用量以使所得反向冲洗混合液的固含量满足上述要求为基准；所述第II粗滤过滤分离采用的过滤介质规格以及设备，优选与第I粗滤过滤分离时采用的过滤介质规格以及设备一致，在此不再赘述。在本发明的实施例中，具体是将A/O出水输送至第一粗渣浓度调浆池中与粗滤分离粗渣混合，得到固含量为10～20wt％的反向冲洗混合液，所述反向冲洗混合液经过滤离心机进行第II粗滤过滤分离，所得的反向冲洗出水进入第一缓冲调降池合并于粗滤分离出水中，所得反向冲洗后的粗滤分离粗渣再次回到第一粗渣浓度调浆池，至此完成粗滤分离粗渣的1次反向冲洗；循环上述反向冲洗过程可再次对粗滤分离粗渣进行反向冲洗。本发明通过对粗滤分离粗渣进行反向冲洗，可以使附着在粗滤分离粗渣上的易降解有机物与难降解有机物进一步分离。在本发明中，所述反向冲洗后的粗滤分离粗渣的含水率优选≤80％，进一步用于制备固体生态肥，后续会详细说明。

本发明得到粗滤分离出水后，采用CSTR工艺对所述粗滤分离出水进行处理，得到厌氧消化液。在本发明中，采用CSTR工艺对所述粗滤分离出水进行处理前优选还包括：采用A/O出水将所述粗滤分离出水调浆至固含量为5～10wt％。具体的，实际运行过程中，将粗滤分离粗渣进行反向冲洗1～2次后所得反向冲洗出水合并于第I粗滤过滤分离后所得粗滤分离出水中，将所得混合液调浆至固含量为5～10wt％，之后采用CSTR工艺进行处理。本发明对所述CSTR工艺采用的设备以及具体操作参数没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的设备以及操作参数即可。在本发明中，所述厌氧消化液的固含量优选为2～5wt％。在本发明的实施例中，经CSTR工艺处理后，所得厌氧消化液转入厌氧消化液缓存池中。在本发明中，所述粗滤分离出水中易降解有机物浓度较高，利用CSTR工艺进行生化处理，可以有效解决沼气的能源利用和厌氧消化液的肥料化资源利用的平衡问题，因为易降解有机物浓度越高，产气量就越高，厌氧微生物的代谢产物的浓度就越高，肥料化资源利用的程度就越高。

本发明得到厌氧消化液后，将所述厌氧消化液进行一级过滤分离(记为第I一级过滤分离)，得到一级分离滤液和一级分离粗渣。在本发明中，所述第I一级过滤分离采用的过滤介质规格为12～20目，具体可以为12目、14目、16目、18目或20目。本发明经第I一级过滤分离得到一级分离滤液和一级分离粗渣，具体的，所述一级分离滤液中主要由厌氧微生物菌体和其自身的代谢产物组成，包括菌体粗蛋白、氨基酸、大分子腐植酸(HA)和促进作物生长、抗病防虫等多重功效的生理活性物质；所述一级分离粗渣主要由粒度较大的未被消化分解的植物纤维组成。在本发明的实施例中，所述第I一级过滤分离采用的设备为过滤离心机(记为一级过滤离心机)，所述一级过滤离心机的电机转子转速为1460rmp，动力为11kW，处理量为20～30m

本发明得到一级分离滤液后，将所述一级分离滤液进行二级过滤分离(记为第I二级过滤分离)，得到二级分离滤液和二级分离细渣。在本发明中，所述第I二级过滤分离采用的过滤介质规格为100～140目，具体可以为100目、120目或140目。本发明经第I二级过滤分离得到二级分离滤液和二级分离细渣，具体的，所述二级分离滤液中主要由可溶性的蛋白、氨基酸、黄腐酸(FA)和促进作物生长、抗病防虫等多重功效的生理活性物质组成；所述二级分离粗渣中主要由不溶性或难溶性的粗蛋白、大分子腐植酸(HA)等有机物质组成。在本发明的实施例中，所述第I二级过滤分离采用的设备为过滤离心机(记为二级过滤离心机)，所述二级过滤离心机的电机转子转速为1460rmp，动力为11kW，处理量为20～30m

本发明得到二级分离滤液后，采用部分二级分离滤液对所述一级分离粗渣进行反向冲洗，将剩余二级分离滤液依次采用UASB工艺和两级A/O工艺进行处理。在本发明中，所述二级分离滤液的固含量优选≤2wt％。在本发明的实施例中，二级分离滤液转入二级分离滤液中间储池中后，具体是将超出二级分离滤液中间储池存储能力的二级分离滤液溢流转入第二缓冲调浆池中，依次采用UASB工艺和两级A/O工艺对第二缓冲调浆池中的二级分离滤液进行处理，得到A/O沉淀污泥和A/O出水。本发明对UASB工艺和两级A/O工艺采用的设备以及具体操作参数没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的设备以及操作参数即可。在本发明中，经UASB工艺处理后所得厌氧消化液的浓度优选为2000～4000mg/L；利用两级A/O工艺直接对该厌氧消化液进行深度生化处理，所得A/O出水指标为：BOD

在本发明中，两级A/O工艺处理后所得A/O沉淀污泥返回进行一级过滤分离；在本发明的实施例中，实际运行过程中，所述A/O沉淀污泥经进一步沉降后，得到上清液和底部污泥，将所述上清液输送至第二缓冲调浆池中进行相关处理，将所述底部污泥转入厌氧消化液缓存池中与所述厌氧消化液混合之后进行下一循环的一级过滤分离处理。在本发明中，所述二级分离滤液的总固体(TS)浓度已经很低，利用UASB工艺进行生化处理，是为了进一步去除二级分离滤液中的有机物；之后直接利用两级A/O工艺进行深度生化处理，其中，一级A/O处理可以进一步去除UASB工艺排出的厌氧消化液中的COD和BOD，将氨氮转化为氮气，达到脱氮；二级A/O处理与一级A/O处理一样，将氨氮进一步转化为氮气，进一步脱氮，达到深度生化处理的目的。

本发明采用部分二级分离滤液对所述一级分离粗渣进行反向冲洗，得到反向冲洗后的二级分离滤液和反向冲洗后的一级分离粗渣；在本发明的实施例中，具体是将二级分离滤液中间储池中的二级分离滤液用于对所述一级分离粗渣进行反向冲洗。在本发明中，对所述一级分离粗渣进行反向冲洗的次数优选为1～2次，每次对所述一级分离粗渣进行反向冲洗的方法独立的优选包括：

将部分二级分离滤液与待反向冲洗的一级分离粗渣混合，得到反向冲洗混合液；所述反向冲洗混合液的固含量为5～20wt％；

将所述反向冲洗混合液进行一级过滤分离(记为第II一级过滤分离)，得到一级冲洗滤液和反向冲洗后的一级分离粗渣；

将所述一级冲洗滤液进行二级过滤分离(记为第II二级过滤分离)，得到二级冲洗细渣和反向冲洗后的二级分离滤液，将所述二级冲洗细渣合并于所述二级分离细渣中。

在本发明中，所述第II一级过滤分离采用的过滤介质规格以及设备，优选与所述第I一级过滤分离采用的过滤介质规格以及设备一致；所述第II二级过滤分离采用的过滤介质规格以及设备，优选与所述第I二级过滤分离采用的过滤介质规格以及设备一致，在此不再赘述。在本发明的实施例中，具体是将二级分离滤液中间储池中的二级分离滤液与一级分离粗渣储槽中的一级分离粗渣输送至第二处置浓度调浆池中混合，得到固含量为5～20wt％的反向冲洗混合液；所述反向冲洗混合液经一级过滤离心机进行第II一级过滤分离，所得反向冲洗后的一级分离粗渣转入一级分离粗渣储槽中，所得一级冲洗滤液经二级过滤离心机进行第II二级过滤分离，得到二级冲洗细渣和反向冲洗后的二级分离滤液，将所述二级冲洗细渣转入二级分离细渣储槽中与二级分离细渣合并，将所述反向冲洗后的二级分离滤液转入二级分离滤液中间储池中，至此完成一级分离粗渣的1次反向冲洗；循环上述反向冲洗过程可再次对一级分离粗渣进行反向冲洗。本发明通过对一级分离粗渣进行反向冲洗，可以最大限度回收利用黏附于粒度较大的未被消化分解有机物表面上的营养成分和生理活性物质。

得到反向冲洗后的粗滤分离粗渣和反向冲洗后的一级分离粗渣后，本发明将所述反向冲洗后的粗滤分离粗渣和反向冲洗后的一级分离粗渣用于制备固体生态肥。在本发明中，所述固体生态肥的制备方法优选包括：

将反向冲洗后的粗滤分离粗渣、反向冲洗后的一级分离粗渣和辅料混合调质，进行开放式堆肥发酵，以所得发酵产物为原料制备固体生态肥。

本发明以反向冲洗后的粗滤分离粗渣和反向冲洗后的一级分离粗渣为主料，与辅料混合调质后进行开放式堆肥发酵。本发明对所述辅料的种类以及来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知种类及来源的辅料即可，具体可以为作物秸秆、林果剪枝、稻糠(粉碎的稻壳)和食用菌渣中的一种或几种。在本发明中，所述主料的含水率优选≤80％，辅料的含水率优选≤10％。

在本发明中，所述混合调质优选是将主料和辅料混合后所得堆体的含水率调节至55～60％，C/N调节为(25～30)：1。

在本发明中，所述开放式堆肥发酵的作业周期优选为40～50d，具体的，所述开放式堆肥发酵包括依次进行的第一发酵和第二发酵，所述第一发酵的周期优选为15～20d，所述第一发酵优选在曝气条件下进行，通气量优选为50～300L/min，更优选为100L/min；所述第二发酵的周期优选为25～30d，所述第二发酵优选在非曝气条件下进行。

在本发明的实施例中，所述开放式堆肥发酵优选在L型开放式堆肥发酵槽中进行；所述L型开放式堆肥发酵槽包括单侧墙体和开放地面，即单侧墙体和开放地面共同构成L型开放式堆肥发酵空间；其中，所述L型开放式堆肥发酵槽中进行第一发酵时对应区域(记为第一发酵区域)的底部设置有爆气装置，所述爆气装置由通风机、配风管道和槽底通气床组成。

在本发明的实施例中，具体是将所述主料和辅料直接投料于L型开放式堆肥发酵槽的第一发酵区域进行混合调质，并启动翻抛机翻拌均匀，开始第一发酵过程；所述翻抛机为开放式翻抛机和/或大跨度行架式翻抛机；所述第一发酵过程中适时启动翻抛机翻抛堆体以控制堆体温度，适时启动爆气装置为堆体通气供氧，并在预定的作业周期内完成第一发酵过程。

在本发明的实施例中，第一发酵完成后所得堆体由铲车转运至L型开放式堆肥发酵槽中进行第二发酵时对应区域(记为第二发酵区域)进行第二发酵过程；所述第二发酵过程适时启动翻抛机翻抛堆体，以促进堆体半纤维素、纤维素和木质素等有机物的进一步腐解、陈化和堆体水分的进一步蒸发，并在预定的作业周期内完成第二发酵过程。

在本发明中，第二发酵完成后得到发酵产物；本发明对利用所述发酵产物制备固体生态肥的方法没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的方法即可。

得到二级分离细渣和反向冲洗后的二级分离滤液后，本发明将所述二级分离细渣和反向冲洗后的二级分离滤液用于制备液体生态肥。在本发明中，所述液体生态肥的制备方法优选包括：

将二级分离细渣和反向冲洗后的二级分离滤液进行混合分散，得到反向浓缩调浆液；

将所述反向浓缩调浆液进行高剪切分散乳化处理，得到分散乳化液；

将所述分散乳化液进行三级过滤分离，得到三级分离滤渣和三级分离滤液；将所述三级分离滤渣返回进行混合分散，以所述三级分离滤液为原料制备液体生态肥。

本发明将二级分离细渣和反向冲洗后的二级分离滤液进行混合分散，得到反向浓缩调浆液。在本发明中，所述反向浓缩调浆液的固含量优选为10～30wt％。在本发明中，所述二级分离细渣和反向冲洗后的二级分离滤液的配比，以使所得反向浓缩调浆液的固含量满足上述要求为基准。在本发明中，所述混合分散优选在转速为2800～3000rpm的条件下进行，所述混合分散的时间优选为15～30min。在本发明的实施例中，所述混合分散在混合反应釜中进行，所述混合反应釜带有分散混合机，所述分散混合机优选为间歇式捷流分散混合机。

本发明得到反向浓缩调浆液后，将所述反向浓缩调浆液进行高剪切分散乳化处理，得到分散乳化液。在本发明中，所述高剪切分散乳化处理优选在转速为2800～3000rpm的条件下进行，所述高剪切分散乳化处理的时间优选为60～120min。在本发明的实施例中，所述高剪切分散乳化处理在管线式高剪切分散乳化机中进行。

本发明通过高剪切分散乳化处理可以激活反向浓缩调浆液中的生理活性物质。在本发明的实施例中，具体是将二级分离细渣和反向冲洗后的二级分离滤液于第三缓冲调浆池中混合，将所得反向浓缩调浆液泵入带有分散混合机的混合反应釜内，启动分散混合机，在密闭混合反应釜内接触混合分散15～30min，之后启动加压泵，同时打开管线式高剪切分散乳化机，将所述混合反应釜内的反向浓缩调浆液持续进行循环剪切分散乳化处理60～120min，之后出料得到分散乳化液。

本发明得到分散乳化液后，将所述分散乳化液进行三级过滤分离，得到三级分离滤渣和三级分离滤液；将所述三级分离滤渣返回进行混合分散，以所述三级分离滤液为原料制备液体生态肥。在本发明中，所述三级过滤分离采用的过滤介质规格优选为170～200目，具体为170或200目。在本发明的实施例中，所述三级过滤分离采用的设备为过滤离心机(记为三级过滤离心机)。在本发明的实施例中，实际运行过程中，具体是将所述三级分离滤渣转移至第三缓冲调浆池中，与第三缓冲调浆池中的二级分离细渣和反向冲洗后的二级分离滤液混合。本发明将三级分离滤渣返回进行混合分散，可以使所述三级分离滤渣参与到生理活性物质激活处理的过程中，充分利用其中的生物活性物。本发明对利用三级分离滤液制备液体生态肥的方法没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的方法即可。

在本发明中，采用上述方法实现畜禽污废处理与肥料化资源利用的工艺过程按照功能特征划分为6个单元，包括畜禽污废预处理单元、厌氧消化处理单元、厌氧消化液分级处理单元、有机液肥基液生产单元、高温堆肥处理单元和生态功能性肥料生产单元；

所述畜禽污废预处理单元包括集粪调浆池、粗滤用过滤离心机、第一缓冲调降池和第一粗渣浓度调浆池；其中，所述集粪调浆池的出料口与粗滤用过滤离心机的进料口连通，所述粗滤用过滤离心机的出液口与第一缓冲调降池的进料口连通，所述粗滤用过滤离心机的排渣口经输送设备与第一粗渣浓度调浆池的进料口连通，所述第一粗渣浓度调浆池的出料口与粗滤用过滤离心机的进料口连通；所述输送设备优选包括螺旋输送机、管链输送机或带式输送机；

所述厌氧消化处理单元包括CSTR系统、UASB系统、两级A/O系统、厌氧消化液缓存池、第二缓冲调浆池和污泥沉淀池；所述厌氧消化液分级处理单元包括一级过滤离心机、二级过滤离心机、一级分离粗渣储槽、二级分离细渣储槽、一级分离滤液中间储池、二级分离滤液中间储池和第二粗渣浓度调浆池；其中，所述CSTR系统的进料口与第一缓冲调降池的出料口连通，所述CSTR系统的出料口与厌氧消化液缓存池的进料口连通，所述厌氧消化液缓存池的出料口与一级过滤离心机的进料口连通，所述一级过滤离心机的排渣口经输送设备与一级分离粗渣储槽的进料口连通，所述一级过滤离心机的出液口与一级分离滤液中间储池的进料口连通，所述一级分离滤液中间储池的出料口与二级过滤离心机的进料口连通，所述二级过滤离心机的排渣口经输送设备与二级分离细渣储槽的进料口连通，所述二级过滤离心机的出液口与第二粗渣浓度调浆池的进料口连通，且所述一级分离粗渣储槽的出料口与二级分离滤液中间储池的进料口连通，所述二级分离滤液中间储池的第一出料口与第二粗渣浓度调浆池的进料口连通，所述第二粗渣浓度调浆池的出料口与一级过滤离心机的进料口连通；所述二级分离滤液中间储池的第二出料口与第二缓冲调浆池的进料口连通，且所述二级分离滤液中间储池的第二出料口和第二缓冲调浆池的进料口存在高位差，便于物料从高位溢流到低位；所述第二缓冲调浆池的出料口与UASB系统的进料口连通，所述UASB系统的出料口与两级A/O系统的进料口连通，所述两级A/O系统中沉淀池的排泥口与厌氧消化液缓存池的进料口连通，所述两级A/O系统中沉淀池的上清液溢流口与所述第二缓冲调浆池的进料口连通，所述两级A/O系统的出水口分别与第一缓冲调降池、集粪调浆池和第一粗渣浓度调浆池连通；

所述有机液肥基液生产单元包括第三缓冲调浆池、混合反应釜、加压泵、管线式高剪切分散乳化机和三级过滤离心机；其中，所述第三缓冲调浆池的进料口分别与二级分离细渣储槽的出料口和二级分离滤液中间储池的第三出料口连通，所述第三缓冲调浆池的出料口与混合反应釜的进料口连通，所述混合反应釜、管线式高剪切分散乳化机和加压泵顺次连通且形成物料循环通路，所述混合反应釜的出料口与三级过滤离心机的进料口连通，所述三级过滤离心机的排渣口经输送设备与第三缓冲调浆池的进料口连通；所述有机液肥基液生产单元经三级过滤离心机过滤分离得到的三级分离滤液为功能性有机液肥原料；

所述高温堆肥处理单元包括开放式发酵槽、爆气装置和翻抛机；其中，所述开放式发酵槽划分为第一发酵区域和第二发酵区域，所述爆气装置设置于所述第一发酵区域的底部；所述高温堆肥处理单元用于接纳畜禽污废预处理单元中反向冲洗后的粗滤分离粗渣和厌氧消化液分级处理单元中反向冲洗后的一级分离粗渣，将二者配以辅料进行开放式堆肥发酵，获得功能性固肥原料；

所述生态功能性肥料生产单元用于接纳高温堆肥处理单元产生的功能性固肥原料和有机液肥基液生产单元产生的功能性有机液肥原料，分别转化为固体生态肥和液体生态肥。

图1为本发明中畜禽污废处理与肥料化资源利用方法的工艺流程图，下面结合图1对本发明方法进行说明。采用本发明提供的方法实现畜禽污废处理与肥料化资源利用的处理单元包括畜禽污废预处理单元、厌氧消化处理单元、厌氧消化液分级处理单元、有机液肥基液生产单元、高温堆肥处理单元和生态功能性肥料生产单元。其中，畜禽污废预处理单元的目的是为了将易降解有机物和难降解有机物进行有效分离。厌氧消化处理单元具体是：通过CSTR系统的生化处理得到浓度较高的厌氧消化液，是为了有机液肥生产创造条件；通过UASB系统的生化处理得到浓度较低的厌氧消化液，是为了厌氧消化液进一步深度处理创造条件；通过两级A/O系统的深度生化处理，是为了厌氧消化液回用(如反向调浆和反向冲洗)和达标排放创造条件。厌氧消化液分级处理单元起到平衡厌氧消化处理负荷与有机液肥基液生产负荷的作用，同时也发挥着厌氧消化处理与有机液肥基液生产、高温堆肥处理三者之间的桥梁和纽带的作用；具体的，通过对厌氧消化处理单元中CSTR系统产出的厌氧消化液进行分级处理，将CSTR系统中的微生物菌体和微生物代谢产物最大限度地滞留在液体中，有效提高二级分离滤液中功能性物质的浓度，实现肥料化资源利用。有机液肥基液生产单元是基于厌氧消化液分级处理单元中二级分离细渣以及浓度较高的二级分离滤液，采用集反向浓缩和高频高剪切分散乳化(激活生理活性物质)于一体的工艺进行处理，经三级过滤分离后得到具有高生理活性的超浓缩沼液(即三级分离滤液)，即为功能性有机液肥原料。高温堆肥处理单元用于接纳畜禽污废预处理中反向冲洗后的粗滤分离粗渣和厌氧消化液分级处理中反向冲洗后的一级分离粗渣，将二者配以辅料进行开放式堆肥发酵，获得功能性固肥原料。生态功能性肥料生产单元是本发明技术方案的终点，即完成了规模化畜禽养殖场粪污处理与肥料资源利用的全过程；具体的，该单元将有机液肥基液生产单元产生的功能性液肥原料和高温堆肥处理单元产生的功能性固肥原料转化为生态功能性肥料，所述生态功能性肥料的生产是根据作物养分需求规律生产具有生态功能性的有机固/液肥产品，该产品兼具有机肥、无机化肥、生物菌肥和缓释增效有机复肥等新型肥料的优点，营养齐全、均衡、生理活性高、肥效显著，是一种综合性能优良、节能环保、符合生态环保理念的生态功能性肥料产品。

下面将结合实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例中待处理的畜禽污废为规模化奶牛场排出的粪污，清粪方式为往复式刮粪板清粪，即干法清粪工艺。对所述奶牛场污废进行处理与肥料化资源利用的方法，包括以下步骤；

将奶牛舍粪污经刮粪板清粪汇集于奶牛舍一端的收集池内，再经管道汇集至集粪调浆池中，并用A/O出水(来自于两级A/O工艺)对其进行调浆处理，得到调浆料液，所述调浆料液的固含量为10wt％；

采用过滤离心机(记为粗滤用过滤离心机，过滤介质规格为8目，电机转子转速为1460rmp，动力为11kW，处理量为20～30m

采用A/O出水对所述粗滤分离粗渣进行反向冲洗2次，得到反向冲洗后的粗滤分离粗渣，含水率≤80％(进一步用于制备固体生态肥，后续会详细说明)；其中，每次对所述粗滤分离粗渣进行反向冲洗的方法包括：将A/O出水输送至第一粗渣浓度调浆池中与粗滤分离粗渣混合，得到固含量为10～20wt％的反向冲洗混合液，所述反向冲洗混合液经粗滤用过滤离心机进行粗滤过滤分离(记为第II粗滤过滤分离)，所得的反向冲洗出水进入第一缓冲调降池合并于粗滤分离出水中，所得反向冲洗后的粗滤分离粗渣再次回到第一粗渣浓度调浆池，至此完成粗滤分离粗渣的1次反向冲洗；循环上述反向冲洗过程可再次对粗滤分离粗渣进行反向冲洗；

采用A/O出水将第一缓冲调浆池中的混合液调浆至固含量为5～8wt％，之后输送至CSTR系统中进行处理，得到固含量为2～5wt％的厌氧消化液，将所述厌氧消化液转入厌氧消化液缓存池中；

采用过滤离心机(记为一级过滤离心机，过滤介质规格为16目，电机转子转速为1460rmp，动力为11kW，处理量为20～30m

采用过滤离心机(记为二级过滤离心机，过滤介质规格为120目，电机转子转速为1460rmp，动力为11kW，处理量为20～30m

采用部分二级分离滤液对所述一级分离粗渣进行反向冲洗2次，得到反向冲洗后的二级分离滤液和反向冲洗后的一级分离粗渣；其中，每次对所述一级分离粗渣进行反向冲洗的方法包括：将二级分离滤液中间储池中的二级分离滤液与一级分离粗渣储槽中的一级分离粗渣混合，得到固含量为10wt％的反向冲洗混合液；所述反向冲洗混合液经一级过滤离心机进行第II一级过滤分离，所得反向冲洗后的一级分离粗渣转入一级分离粗渣储槽中，所得一级冲洗滤液经二级过滤离心机进行第II二级过滤分离，得到二级冲洗细渣和反向冲洗后的二级分离滤液，将所述二级冲洗细渣转入二级分离细渣储槽中与二级分离细渣合并，将所述反向冲洗后的二级分离滤液转入二级分离滤液中间储池中，至此完成一级分离粗渣的1次反向冲洗；循环上述反向冲洗过程可再次对一级分离粗渣进行反向冲洗；

将超出二级分离滤液中间储池存储能力的二级分离滤液溢流转入第二缓冲调浆池中，采用UASB工艺对第二缓冲调浆池中的二级分离滤液进行处理，经UASB工艺处理后所得厌氧消化液的浓度为2000～4000mg/L；之后利用两级A/O工艺直接对该厌氧消化液进行深度生化处理，得到A/O沉淀污泥和A/O出水，所述A/O出水指标为：BOD

得到反向冲洗后的粗滤分离粗渣和反向冲洗后的一级分离粗渣后，将所述反向冲洗后的粗滤分离粗渣和反向冲洗后的一级分离粗渣作为主料，与辅料混合调质后进行开放式堆肥发酵，以所得发酵产物为原料制备固体生态肥；其中，所述主料的含水率为80％，所述辅料的含水率为10％，所述辅料为作物秸秆、林果剪枝、稻糠(粉碎的稻壳)和食用菌渣的混合物；主料和辅料混合后所得堆体的含水率为60％，C/N为(25～30)：1；所述开放式堆肥发酵在L型开放式堆肥发酵槽中进行，所述L型开放式堆肥发酵槽包括单侧墙体和开放地面，所述L型开放式堆肥发酵槽中进行第一发酵时对应区域(记为第一发酵区域)的底部设置有爆气装置，所述爆气装置由通风机、配风管道和槽底通气床组成；进行开放式堆肥发酵时，具体是将所述主料和辅料直接投料于L型开放式堆肥发酵槽的第一发酵区域进行混合调质，并启动翻抛机翻拌均匀，开始第一发酵过程；所述翻抛机为开放式翻抛机和/或大跨度行架式翻抛机；所述第一发酵过程中适时启动翻抛机翻抛堆体以控制堆体温度，适时启动爆气装置为堆体通气供氧，并在预定的作业周期内完成第一发酵过程；第一发酵完成后所得堆体由铲车转运至L型开放式堆肥发酵槽中进行第二发酵时对应区域(记为第二发酵区域)进行第二发酵过程；所述第二发酵过程适时启动翻抛机翻抛堆体，以促进堆体半纤维素、纤维素和木质素等有机物的进一步腐解、陈化和堆体水分的进一步蒸发，并在预定的作业周期内完成第二发酵过程；所述第一发酵的周期为15d，所述第一发酵在曝气条件下进行，通气量为100L/min；所述第二发酵的周期为25d，所述第二发酵在非曝气条件下进行；

得到二级分离细渣和反向冲洗后的二级分离滤液后，将所述二级分离细渣和反向冲洗后的二级分离滤液用于制备液体生态肥，制备方法包括：将二级分离细渣和反向冲洗后的二级分离滤液于第三缓冲调浆池中混合，将所得反向浓缩调浆液泵入带有分散混合机的混合反应釜内，启动分散混合机，在转速为2900rpm条件下，于密闭混合反应釜内接触混合分散30min，之后启动加压泵，同时打开管线式高剪切分散乳化机，将所述混合反应釜内的反向浓缩调浆液(固含量为10wt％)持续进行循环剪切分散乳化处理60min(转速为2900rpm)，之后出料得到分散乳化液；采用过滤离心机(记为三级过滤离心机，过滤介质规格为200目，电机转子转速为1460rmp，动力为11kW，处理量为20～30m

由以上实施例可知，本发明提供的方法至少具有如下优势：

1、本发明提供的方法由畜禽污废预处理单元、厌氧消化处理单元、厌氧消化液分级处理单元、有机液肥基液生产单元、高温堆肥处理单元和生态功能性肥料生产单元组成，集成、整合了现代污水生化处理技术、离心过滤分离技术、功能性肥料生产技术和配套工艺装备，集中解决了规模化养殖场畜禽污废大体量带来的一系列生态环境和资源化利用问题。

2、本发明提供的方法是逐级减负、最大限度地平衡各处理单元所能承受的处理能力，如厌氧消化液分级处理单元的设置能够平衡厌氧消化处理单元、有机液肥基液生产单元以及高温堆肥处理单元三者之间的负荷，发挥着厌氧消化处理单元、有机液肥基液生产单元以及高温堆肥处理单元三者之间的桥梁和纽带的作用。

3、本发明提供的方法集多种功能于一体，能够及时高效地将规模化养殖场每天排出的大体量畜禽污废和其厌氧消化处理单元中CSTR系统(沼气工程)每天大量排出的厌氧消化液(沼渣、沼液混合物)进行处理和相应的肥料化资源利用，达到净化环境、减少污染和提高经济效益的目的。

4、本发明提供的方法是根据厌氧消化处理单元CSTR系统(沼气工程)厌氧消化液的功能特性，选择了一条分级处理、反向冲洗(或稀释)、反向浓缩的工艺技术路线，集中解决了规模化养殖场每天排出的大体量畜禽粪便(污)和与其厌氧消化处理单元CSTR系统(沼气工程)每天大量排出的厌氧消化液(沼渣、沼液混合物)中的难降解有机物与易降解有机物的精细化分离问题，集中解决了厌氧消化液(沼液)的浓缩问题。

5、本发明提供的方法中高生理活性浓缩沼液(三级分离滤液)的制备工艺选择了一条采用物理方法激活活性物质的工艺路线，有效提高了其中的各类氨基酸、腐植酸(尤其是黄腐酸)等有机酸含量和生态环境安全性，为厌氧消化液的协同处理工艺提供了基础，可应用于大规模生产，成本低、操作简单。

6、本发明提供的方法中，采用间歇式捷流分散混合机、管线式高剪切分散乳化机进行循环往复、高频分散乳化的工艺激活反向浓缩调浆液(二级分离细渣和反向冲洗后的二级分离滤液的混合物)中的生理活性物质，使其具备较高的生理活性和较高的稳定性，其中含有丰富的小分子量氨基酸、黄腐酸等有机酸，不仅可以保持其功能性液肥原料pH、NPK养分和赘合态植物生长所需微量营养元素的稳定性，而且作为生长调节剂又能促进植物根系的发育，刺激植株的生长，促进光合作用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。