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(fēng)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(xué)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(dāng)?shù)奶嫉?，控制適當(dāng)?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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(xué)研究所