[發明專利]一種規模化養豬場養殖污染綜合治理系統及方法

有效

• 申請號: 201610538015.2
• 申請日: 2016-07-11
• 公開（公告）號: CN106824972B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 汪深;匡文;王均燦
• 申請（專利權）人: 湖南屎殼郎環境科技有限公司;汪深
• 主分類號: C02F11/02
• 分類號: C02F11/02;C02F3/30;A01K1/01;C02F103/20
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 魏國先

1.一種規模化養豬場養殖污染綜合治理系統的綜合治理方法，其特征在于：規模化養豬場養殖污染綜合治理系統，包括源頭分離豬舍、沖欄水處理系統、固液分離系統、固體高溫好氧發酵系統、液體高溫好氧發酵系統、臭氣煙氣處理系統、鍋爐系統、檢測控制系統；源頭分離豬舍設計成糞尿與雨水、沖欄水、飲用余水分離的豬舍，雨水、飲用余水排往室外的溝渠，糞尿輸往固液分離系統的集糞池，沖欄水排往沖欄水處理系統的沖欄水池；固液分離系統由安裝在集糞池池底的污泥泵、固液分離裝置及輸送設備組成，污泥泵將糞尿泵送到固液分離裝置，固液分離裝置分離出來的固體輸往固體高溫好氧發酵系統的進料口，固液分離裝置分離出來的液體輸往液體高溫好氧發酵系統的進液口，固體高溫好氧發酵系統和液體高溫好氧發酵系統的發酵臭氣排氣口以及鍋爐系統的排煙氣口通過管道連接臭氣煙氣處理系統；鍋爐系統包括鍋爐、循環泵、熱水管道和回水管道，鍋爐的熱水管道連接固體高溫好氧發酵系統的換熱夾套或盤管以及液體高溫好氧發酵系統的夾套或盤管，循環泵安裝在回水管道中；檢測控制系統的各傳感器設置在上述各系統內，對各關鍵參數進行檢測，檢測控制系統對上述系統進行連接控制；

上述鍋爐系統還包括有壓力水箱、三通電調閥和電磁閥，鍋爐的出水管道連接到三通電調閥的輸入端，三通電調閥的兩個輸出端，通過出水管道分別連接并聯的液體高溫好氧發酵反應器和并聯的固體高溫好氧發酵反應器的進水法蘭，而在各液體高溫好氧發酵反應器和固體高溫好氧發酵反應器的出水管道上連接有電磁閥，電磁閥的出水口與鍋爐的回水管道連接，在鍋爐的出水管道和回水管道上分別設置有溫度傳感器，回水管道上還安裝有循環泵，使循環水形成回路；

規模化養豬場養殖污染綜合治理系統的綜合治理方法，包括：

一、源頭分離豬舍將雨污分離、飲污分離和糞尿與沖欄水分離，雨水和豬飲用余水排往豬舍外的溝渠，沖欄水輸送到沖欄水池中，糞尿液體輸送到集糞池中；

二、當沖欄水池中的沖欄水液位高度達到溢水口時，沖欄水經格柵過濾，濾液經溢水管道流入?ABR反應器中，經ABR反應器處理后排出的液體，檢測控制系統的控制打開或關閉SBR反應器前的電磁閥，使之分別流入不同的SBR反應器中，并使SBR反應器按SBR的工藝間歇曝氣實現好氧-厭氧的工藝過程，在完成完整的SBR工藝周期前，控制系統關閉該反應器前的電磁閥，打開下一個SBR反應器前的電磁閥進料，當SBR反應器完成完整的SBR處理工藝后，水泵把上清液抽往生態濕地排放；定期將沖欄水池、ABR反應器和SBR反應器中的污泥送往固體高溫好氧發酵反應器的進料口，跟糞便混合發酵，制成固體有機肥；

三、哺乳期、保育期仔豬糞尿輸送至液體高溫好氧發酵反應器內，育肥豬、種豬和母豬糞尿經固液分離裝置分離出來的固體部分輸送至固體高溫好氧發酵反應器內，固液分離出來的液體部分輸送至液體高溫好氧發酵反應器內；

四、通過輸送設備將輔料，以及高溫好氧菌劑送入固體高溫好氧發酵反應器內，在加料的同時，檢測控制系統同時啟動所有的動力驅動裝置使各動力托輪組同時啟動旋轉，驅動固體高溫好氧發酵反應器的臥置滾筒正向旋轉，借助于固體高溫好氧發酵反應器內螺旋攪拌防粘裝置的作用，發酵原料被向出料側輸送，同時有機廢棄物被抄起-跌落，使有機廢棄物得以跟氧氣充分攪拌混合，擴大了發酵原料跟氧氣的接觸面積；

五、用叉車或其它轉運設備將病死豬和胎盤放入吊籃中，起吊裝置將吊籃吊入液體高溫好氧發酵反應器內，使整個吊籃浸泡在液體中，同時向液體高溫好氧發酵反應器內接種適量的復合微生物發酵菌劑，進行高溫好氧發酵；如果某些豬場具備焚化或其他衛生處理病死豬及胎盤的條件，則吊籃系統不配備；

六、啟動循環泵后再啟動鍋爐，熱水進入固體高溫好氧發酵反應器的夾套和液體高溫好氧發酵反應器的換熱盤管，分別對固體高溫好氧發酵反應器的固體和液體高溫好氧發酵反應器內液體進行加熱；

七、在啟動鍋爐系統的同時啟動臭氣煙氣處理系統，臭氣煙氣處理系統的方法包括如下：

（1）固體高溫好氧發酵系統的臭氣處理方法：固體高溫好氧發酵反應器經排氣口排出的臭氣經臭氣換熱冷凝器A冷卻，再經生物除臭濾塔吸收、轉化，達標后排放，而經臭氣換熱冷凝器A換熱的熱空氣經固體高溫好氧發反應器的進氣口進入固體高溫好氧發酵反應器，為固體高溫好氧發酵反應器提供新鮮的熱空氣；

（2）高溫好氧發酵系統的臭氣和鍋爐系統的煙氣處理方法：曝氣風機根據液體高溫好氧發酵反應器內物料的需氧量，調節三通電調閥的開度，對液體高溫好氧發酵反應器進行曝氣，使鍋爐爐膛和三通電調閥的空氣輸入端始終處于負壓狀態，使鍋爐產生的煙氣與部分新鮮空氣經三通電調閥混合后進入液體高溫好氧發酵反應器內進行曝氣，液體高溫好氧發酵反應器經排氣口排出的臭氣經臭氣換熱冷凝器B冷卻，再經生物除臭濾塔吸收、轉化，達標后排放，而經臭氣換熱冷凝器B換熱的熱空氣進入鍋爐的爐膛，為鍋爐提供新鮮的熱空氣；

八、當鍋爐承擔焚燒垃圾、病死豬等易使曝氣頭堵塞的焚燒物時，臭氣煙氣處理系統的處理方法包括如下：

（1）固體高溫好氧發酵系統的臭氣處理方法：固體高溫好氧發酵反應器經排氣口排出的臭氣經臭氣換熱冷凝器A冷卻，再經生物除臭濾塔吸收、轉化，達標后排放，而經臭氣換熱冷凝器A換熱的熱空氣經固體高溫好氧發反應器的進氣口進入固體高溫好氧發酵反應器，為固體高溫好氧發酵反應器提供新鮮的熱空氣；

（2）液體高溫好氧發酵系統的臭氣處理方法：液體高溫好氧發酵反應器經排氣口排出的臭氣經臭氣換熱冷凝器C冷卻，再經生物除臭濾塔吸收、轉化，達標后排放，而經臭氣換熱冷凝器C換熱的熱空氣經曝氣風機鼓入液體高溫好氧發酵反應器，為液體高溫好氧發酵反應器提供新鮮的熱空氣；

（3）鍋爐排出的煙氣經煙氣換熱冷凝器冷卻，再經生物除臭濾塔吸收、轉化，達標后排放，冷空氣被煙氣換熱冷凝器加熱后，進入鍋爐的爐膛內，為熱水鍋爐提供新鮮的熱空氣；

九、當檢測控制系統檢測安裝在生物除臭濾塔的干路進氣管道上的溫度傳感器檢測到臭氣溫度大于40度時，檢測控制系統打開臭氣換熱冷凝器A、B和C的進氣管道上的電磁閥，關閉旁通支路電磁閥，使進入生物除臭濾塔的臭氣先經臭氣換熱冷凝器A、B和C冷卻；而當檢測控制系統檢測安裝在生物除臭濾塔的干路進氣管道上的溫度傳感器檢測到臭氣溫度小于15度時，檢測控制系統關閉臭氣換熱冷凝器A、B和C的進氣管道上的電磁閥，打開旁通支路電磁閥，使臭氣不進入臭氣換熱冷凝器A、B和C降溫，使生物除臭濾塔在15度~40度溫度區間工作，既保證除臭效果，又使生物除臭濾塔中的微生物不至于休眠和死亡；

十、含熱臭氣、和冷空氣在臭氣換熱冷凝器A、B和C中進行熱交換，以及含熱煙氣和冷空氣在煙氣換熱冷凝器中進行熱交換時，產生的冷凝水被臭氣換熱冷凝器A、B和C和煙氣換熱冷凝器排出經管道排往豬舍外的溝渠；

十一、在好氧發酵反應過程中，檢測控制系統根據檢測到的發酵原料的溫度或定時的時間，控制固體高溫好氧發酵反應器的動力驅動裝置采用反轉-停-反轉-停…的周期性間歇運轉的方式運行，攪拌防粘裝置的抄板在滾筒旋轉時，攪拌防粘裝置在焊接臥置滾筒內壁的碰塊的帶動下，臥置滾筒底部的物料沿滾筒內壁向上運動，物料在自身的重力作用下脫離抄板被拋下，落至臥置滾筒的底部，起到攪拌與空氣接觸的作用，借助于固體高溫好氧發酵反應器內螺旋抄板的作用，反轉的滾筒將物料被抄起的同時將發酵原料向進料側輸送，使發酵物料不會壓實在出料側封蓋上；由于攪拌防粘裝置的籠型結構是在滾筒內與不同的碰塊碰撞，在碰塊的帶動下旋轉的，籠型結構和滾筒內壁間會產生相對滑動，使發酵原料無法與固體高溫好氧發酵反應器的滾筒內壁產生黏壁，使攪拌和熱量傳導的能耗降到最低；

十二、固體高溫好氧發酵反應器內的固體在60℃以上條件下持續發酵24小時以上即完成整個高溫好氧發酵過程，制得固體有機肥料，檢測控制系統控制關閉該固體高溫好氧發酵反應器的動力驅動裝置和水套進水管道前端的電磁閥，同時，打開出料閘門，然后檢測控制系統控制動力驅動裝置采用連續正轉，排出部分發酵陳料經外部輸送設備送至下一工序處理；

十三、液體高溫好氧發酵反應器內的物料在60℃以上條件下持續發酵3天以上完成整個高溫好氧發酵過程，如未放入病死豬尸體及胎盤，糞尿液體在60℃以上條件下持續發酵24小時即完成高溫無害化處理；更進一步地，在液體高溫好氧發酵反應器的出料口配備保溫厭氧發酵反應器（沼氣池），則將完成高溫好氧發酵的，帶有熱量的發酵液立即經管道輸送至經保溫處理的保溫厭氧發酵反應器中，進行高溫或中溫厭氧發酵，發酵液在35~60℃條件下持續厭氧發酵15~20天，完成厭氧發酵過程，二次發酵液經稀釋后可直接農用，產生的沼氣可以用于鍋爐系統或發電；腐解病死豬等產生的殘渣，如毛發和骨渣送至爐子進行焚燒，焚燒產生的灰燼送至固體高溫好氧發酵反應器，與固體糞便混合發酵，制得固體有機肥；

十四、所述的檢測控制系統負責監控、采集綜合治理系統各方面的關鍵數據，并根據采集到的數據對綜合治理系統各組成部分進行協調控制：

（1）在高溫好氧發酵反應進行過程中，檢測控制系統根據各高溫好氧發酵反應器內物料的溫度自動控制循環水三通電調閥的開度，使發酵物料的溫度始終恒定在設定溫度：當第一個發酵對象的高溫好氧發酵反應器的物料溫度低于設定值時，三通電調閥在該回路的開度為100%，向其它高溫好氧發酵反應器回路的開度為0；當第一個發酵對象物料溫度接近設定值時，檢測控制系統控制打開第二個高溫好氧發酵反應器回路中的電磁閥，三通電調閥做PID調節，使熱循環水部分流經第二個高溫好氧發酵反應器，使第一個高溫好氧發酵反應器物料溫度恒定在設定值的同時，加熱第二個高溫好氧發酵反應器；由于好氧發酵的過程是放熱的過程，隨著發酵的進行，高溫好氧發酵反應器中物料的溫度將繼續升高，當第一個發酵對象高溫好氧發酵反應器內物料溫度高于設定值時，檢測控制系統降低或者關閉鍋爐的加熱，循環水在循環泵的作用下，使第一個發酵對象和第二個發酵對象的高溫好氧發酵反應器的循環水產生混合，結果是第一個發酵對象的高溫好氧發酵反應器內物料溫度下降，而第二個發酵對象的高溫好氧發酵反應器內物料溫度被提升；三通電調閥、電磁閥在檢測控制系統的協調控制下，使前一個高溫好氧發酵反應器的發酵反應熱和鍋爐加熱的熱量被送到第二個，或第M個固體高溫好氧發酵反應器，或第N個液體高溫好氧發酵反應器，使得各高溫好氧發酵反應器內物料的溫度穩定在設定值且發酵反應產生的熱能得到資源性利用；

（2）檢測控制系統通過與數據網關的通訊，將檢測控制系統中數據區的關鍵數據上傳到云端或遠程服務器進行存儲與備份，使治理過程證據鏈的全部數據得以保存和備查，遠端總部的服務人員可以借助于云端的數據發現設備運行的故障和報警，及時進行處置；存儲于云端的數據還有利于治理系統的完善和升級。