環保型牲畜飼養舍的製作方法
2023-06-19 19:35:26
本實用新型屬於動物養殖技術領域，特別是涉及一種環保型牲畜飼養舍。
背景技術：
由於我國養殖業規模化程度低，點多面廣、總量巨大，養殖業廢棄物治理困難等特點，造成我國養殖業廢棄物環保治理工作嚴重滯後，環境汙染形勢十分嚴峻。大量的養殖業廢棄物直接外排，對周圍環境構成了無法挽回的危害；養殖業廢棄物包括汙水、糞便、病死動物、粉塵、尾氣等等。其主要汙染因子為:COD、BOD5、NH3-N、TP、SS、H2S、NH3 、PH、粉塵、陰、陽離子（重金屬）、微生物、抗生素、畜藥殘留等。養殖業廢棄物其實是一個資源寶藏，變廢為寶、資源利用既可以徹底解決養殖業環保問題，實現循環經濟、生態養殖的目標，又可以通過資源利用消化養殖業在環保方面的投入，使養殖企業有能力實現環保綜治，可持續發展。而現有環保型牲畜飼養舍更多是側重於對養殖產生的廢棄物進行綜合性治理，以消除對環境的影響，而很少能實現資源化應用。而且，養殖企業對於廢棄物進行綜合性治理往往會投入比較高的運營成本，即便大多數中小規模的養殖企業一時間能夠承受，但長久下來會難以為繼，不利於其良性、可持續發展。
技術實現要素：
本實用新型要解決的技術問題就是克服上述現有技術的不足，而提供一種能夠將廢棄物綜合治理，併兼顧資源化應用，從而經濟效益顯著，促進養殖企業良性、可持續發展的環保型牲畜飼養舍。
為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案為：設計一種環保型牲畜飼養舍，包括房舍本體及所設的地下汙水管網，還包括養殖汙水與糞便綜合治理及資源化應用系統，該養殖汙水與糞便綜合治理及資源化應用系統包括預處理裝置、厭氧發酵裝置、沼氣利用裝置和沼液沼渣利用裝置。
其中預處理裝置依次包括沉砂池和水解酸化池，以及與水解酸化池通過增溫循環管道連接的增溫器；沉砂池與所述地下汙水管網相連，且在沉砂池入口上設有格柵；其中格柵可以去除廢棄物中的稻草和大的懸浮物體，然後經沉砂池沉砂，去除廢棄物中的砂，從而有利於後道工藝的處理，減少管道堵塞情況發生。
所述厭氧發酵裝置包括厭氧反應器，厭氧反應器上分別設有進料口、沼氣出口、沼液出口和沼渣出口；其中進料口與水解酸化池相連的進料管道上設有進料單向閥。進料單向閥的作用是只允許廢棄物由水解酸化池向厭氧反應器內流動，從而有效防止倒流，影響綜合處理效果及時間。
所述沼氣利用裝置依次包括氣水分離器、脫硫塔和儲氣櫃，其中氣水分離器與厭氧反應器的沼氣出口相連。厭氧發酵後產生的沼氣經氣水分離器、脫硫塔處理後，用儲氣櫃儲存起來，隨時可以用作發電，或者飼養舍、員工食堂或宿舍採暖所用。就本實用新型來說，產生的沼氣可以直接用於增溫器加熱增溫介質所用。而沼氣的熱值平均為25675kJ/m，是柴油熱值的0.65倍，是原煤熱值的1.12倍，是熱值很好的能源。從而直接降低企業運營成本，若所發電外銷還能為企業帶來經濟效益。
所述沼液沼渣利用裝置包括與厭氧反應器沼液出口連接的沉澱池，與厭氧反應器沼渣出口連接的幹化罐，以及與沉澱池、幹化罐的沼渣出口連接的有機肥成型顆粒機。利用沼液沼渣製成有機肥，由於本身含有豐富的有機質、腐殖酸、胺基酸、氮、磷、鉀和微量元素，具有速緩兼備的營養成分，對當季作物具有良好的增產效果；若連續施用，還能改良土壤、培肥地力。
優選地，在上述環保型牲畜飼養舍中，所述厭氧反應器包括內外膜，用於支撐內外模的立柱及支撐網架、支撐風機，以及位於內膜內的攪拌器及攪拌器驅動機構，環向設於內膜側壁上的增溫管；其中增溫管內通設有增溫介質。本實用新型所得沼氣可用於加熱得到增溫介質，從而直接降低企業運營成本。
優選地，在上述環保型牲畜飼養舍中，所述攪拌器為斜攪拌器，所述驅動機構為驅動馬達，斜攪拌器由厭氧反應器側壁上部斜向伸出，且末端與驅動馬達直連。因而結構緊湊，設計合理，易於實施。
優選地，在上述環保型牲畜飼養舍中，所述厭氧反應器側壁表面設有保溫層。從而減少熱量損失，保證厭氧反應所需溫度，節能效果好。
優選地，在上述環保型牲畜飼養舍中，所述脫硫塔上出氣口與增溫器加熱部分之間設有輸氣管道，所輸送氣體用於增溫器加熱。所得沼氣直接用於加熱增溫介質，從而降低企業運營成本。
本實用新型技術方案的有益效果是：本實用新型通過增設預處理裝置、厭氧發酵裝置、沼氣利用裝置和沼液沼渣利用裝置，從而達到了養殖汙水與糞便綜合治理及資源化應用。通過養殖汙水與糞便綜合治理，而避免了對周圍環境構成影響，因而環保。通過養殖汙水與糞便資源化應用，將養殖業廢棄物變廢為寶，資源利用既可以徹底解決養殖業環保問題，實現循環經濟、生態養殖的目標，又可以通過資源利用消化養殖業在環保方面的投入，使養殖企業有能力實現環保綜治，可持續發展。因而經濟效益顯著，可大大減輕中小規模的養殖企業的經濟負擔，進一步促進養殖企業的良性、可持續發展。
附圖說明
下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細的說明，其中：
圖1為本實用新型環保型牲畜飼養舍的結構示意圖；
圖2為圖1所示的厭氧反應器的剖視結構示意圖。
圖中序號：1、沉砂池，2、水解酸化池，3、增溫器，4、厭氧反應器，4-1、內膜，4-2、外膜， 4-3、立柱，4-4、支撐網架， 4-5、支撐風機， 4-6、斜攪拌器，4-7、驅動馬達， 4-8、增溫管，4-9、保溫層，5、氣水分離器，6、脫硫塔，7、儲氣櫃，8、沉澱池，9、幹化罐，10、有機肥成型顆粒機，11、格柵，12、管道，13、增溫循環管道，14、進料口，15、沼氣出口，16、沼液出口，17、沼渣出口，18、進料管道，19、進料單向閥，20、輸氣管道。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例來說明本實用新型的具體實施方式，但以下實施例只是用來詳細說明本實用新型，並不以任何方式限制本實用新型的範圍，在以下實施例中所涉及的儀器元件如無特別說明，均為常規儀器元件。
實施例一：
參見圖1，圖中，本實用新型環保型牲畜飼養舍，包括房舍本體及所設的地下汙水管網、沉砂池1、水解酸化池2、增溫器3、厭氧反應器4、氣水分離器5、脫硫塔6和儲氣櫃7、沉澱池8、幹化罐9、有機肥成型顆粒機10。其中，沉砂池與所述地下汙水管網相連，且在沉砂池入口上設有格柵11；沉砂池和水解酸化池通過管道12相連；增溫器通過增溫循環管道13與水解酸化池連接。厭氧反應器上分別設有進料口14、沼氣出口15、沼液出口16和沼渣出口17，其中進料口與水解酸化池相連的進料管道18上設有進料單向閥19。氣水分離器與厭氧反應器的沼氣出口相連，而脫硫塔和儲氣櫃依次與氣水分離器。沉澱池與厭氧反應器沼液出口連接，幹化罐與厭氧反應器沼渣出口連接，有機肥成型顆粒機分別與沉澱池、幹化罐的沼渣出口連接。
參見圖2，圖中，厭氧反應器包括內外膜4-1、4-2，用於支撐內外模的立柱4-3及支撐網架4-4、支撐風機4-5，以及位於內膜內的斜攪拌器4-6及驅動馬達4-7，環向設於內膜側壁上的增溫管4-8；其中增溫管內通設有增溫介質。斜攪拌器由容器本體側壁上部斜向伸出，並與驅動馬達直連。
進一步的，為了減少熱量損失，保證厭氧反應所需溫度，厭氧反應器側壁表面設有保溫層4-9，以此節能。為了便於直接利用所產生的沼氣，脫硫塔上出氣口與增溫器加熱部分之間設有輸氣管道20，所輸送氣體用於增溫器加熱，以此降低運行成本。
使用過程大致分為四個階段：即預處理過程、厭氧發酵過程、沼氣利用過程和沼液沼渣利用過程。具體分述如下：預處理過程：汙水及糞便通過地下管網由房舍本體自流進入沉砂池，廢棄物先經過格柵，去除廢棄物中的稻草和大的懸浮物體，經沉砂池沉砂，去除廢棄物中的砂，這樣有利於後道工藝的處理，減少管道堵塞情況的發生，廢棄物自流進入水解酸化池。由於畜牧廢棄物的特殊性，其廢棄物中纖維含量較高，並含有大量的懸浮顆粒。水解酸化的作用在於降解部分懸浮物質，將複雜的有機物轉化為簡單的有機物質，提高畜牧廢棄物的可生化性能，有利於厭氧消化。
厭氧發酵過程：該過程採用完全混合式反應器（CSTR），有效容積：800m3。因為完全混合式反應器適用於高濃度及含有大量SS的原料厭氧發酵，原料SS濃度可高達15%，一般8%-12%；而且該厭氧反應器具有物料均勻、避免分層、底物與微生物接觸充分，反應器內溫度分布均勻，進入反應器的抑制物能迅速分散保持在最低濃度水平避免浮渣結殼、堵塞、氣體逸出不暢和溝流現象，以及反應器內為均相系統，易於建立數學模型等諸多優點。厭氧發酵主要產物為沼氣（CO2、CH4）、沼渣和沼液。
沼氣利用過程：通過厭氧發酵後產生的沼氣，經氣水分離器和脫硫塔處理之後，可以用來炊事和照明、供熱和烘乾、加工與發電、果菜二氧化碳施肥、貯糧與果品保鮮。就本實用新型來說，產生的沼氣可以直接用於增溫器加熱增溫介質所用，從而降低運營成本。
沼液沼渣利用過程：厭氧發酵後產生的沼液經沉澱池沉降後，上層液體可以儲存起來，用以灌溉農田，下層沉澱物烘乾後可以送入成型顆粒機製成有機肥。而厭氧發酵後產生的沼渣經幹化罐脫水後，直接送入成型顆粒機製成有機肥。沼液是沼氣發酵後的水溶性物質，其中存留了豐富的胺基酸、水解酶、生長素、對病蟲害有抑制作用的物質或因子，以及氮、磷、鉀和微量元素等。速效營養能力強，養分可利用率多，能迅速被作物吸收利用。因而沼液可以用來農作物浸種、果菜葉面肥、淡水養殖餌料、畜禽飼料添加劑等。而沼渣是沼氣發酵剩餘的半固體物質，含有豐富的有機質、腐殖酸、胺基酸、氮、磷、鉀和微量元素，具有速緩兼備的營養成分，作肥料直接施用，對當季作物具有良好的增產效果；若連續施用，能改良土壤、培肥地力。
綜上所述，本實用新型有效的解決了牲畜糞便汙染問題，對於減輕當地水質汙染，改良土壤環境，改善生態環境，保護人民的身心健康均具有重要的意義。而且，經初步計算，若按年產沼氣5萬立方米計，在一個標準大氣壓零攝氏度的條件下，一立方米沼氣理論發熱值為23～27兆焦耳，考慮到目前內燃機效率，能使功率為1KW的內燃機工作2小時,其發電為2KW，故可年發電10萬度，並可為周邊種植養殖業提供2.8萬噸沼液做優質肥料，扣除成本後每年可直接產生約27.6萬元的經濟效益。因而經濟效益顯著。
上面結合附圖和實施例對本實用新型作了詳細的說明，但是，所屬技術領域的技術人員能夠理解，在不脫離本實用新型宗旨的前提下，還可以對上述實施例中的各個具體參數進行變更，形成多個具體的實施例，均為本實用新型的常見變化範圍，在此不再一一詳述。