本發(fā)明涉及一種規(guī)?;B(yǎng)豬場污染物源頭分離治理的系統(tǒng)及方法,屬于規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場污染治理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
養(yǎng)豬業(yè)向集約化、規(guī)?;焖侔l(fā)展的同時,也面臨大量糞尿、污水帶來的收集和處理問題。
當(dāng)前,國內(nèi)外規(guī)模化養(yǎng)豬場普遍采用的清糞方式主要有水泡糞、水沖糞和干清糞工藝方式,目前常見的是水泡糞清糞方式,即豬的糞尿、沖洗水和飲用余水一并排入縫隙地板下的糞溝中,待糞溝裝滿后,打開閘門,糞污經(jīng)排污主干溝排出,排出的糞污一般采用如下方法治理:先進行沼氣厭氧發(fā)酵,再固液分離,固體堆肥發(fā)酵制得有機肥料,液體則按照城鎮(zhèn)生活污水治理工藝和畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(GB18596—2001)進行環(huán)保處理,試圖“達標(biāo)排放”,該清糞和治理方式存在的弊端是:(1)有毒有害氣體危害豬只健康,糞便長時間在豬舍內(nèi)停留,在糞溝中部分厭氧發(fā)酵,產(chǎn)生氨氣、硫化氫、甲烷等大量的有害氣體,使豬只食欲下降,危害豬只的健康;(2)能耗高,為減小有毒有害氣體對豬只健康的危害,人們被迫以高能耗的強制通風(fēng)來解決毒氣污染問題,但在冬季,強制通風(fēng)使豬舍無法保暖,豬只易患流感等傳染性疾病,同時,大量有毒有害氣體污染環(huán)境,危害飼養(yǎng)人員的健康;(3)糞尿與沖洗水和飲用余水混合,增加糞尿資源化利用和糞污處理難度,由于沼渣中的養(yǎng)分溶于沼液中,沼渣制作的有機肥養(yǎng)分難以達到標(biāo)準,而沼液由于COD和氨氮等濃度高,很難實現(xiàn)達標(biāo)排放。
水沖糞清糞方式即每天用水沖洗圈舍,混合有糞尿的沖欄水流入舍內(nèi)糞溝,糞溝的一端設(shè)有沖水器,每天定時多次由沖水器放水沖洗糞溝,將糞溝內(nèi)的糞污沖入排污主干溝,再經(jīng)排污主干溝外排進行糞污治理,排出的糞污一般采用如下方法治理:先進行沼氣厭氧發(fā)酵,再固液分離,固體堆肥發(fā)酵制得有機肥料,液體則按照城鎮(zhèn)生活污水治理工藝和畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(GB18596—2001)進行環(huán)保處理,試圖“達標(biāo)排放”,該清糞和治理方式存在的弊端是:(1)耗水量大,水資源浪費嚴重;(2)固液分離后,干物質(zhì)中養(yǎng)分含量低,制得的有機肥料價值降低;(3)污水量大,且糞尿與沖洗水和飲用余水混合,增加糞尿資源化利用和糞污處理難度,很難實現(xiàn)達標(biāo)排放。
而干清糞方式,即糞便一經(jīng)產(chǎn)生便分流,干糞由機械或人工收集和運走,尿液及沖欄水則從下水道流出,一般采用如下方法后續(xù)治理:干糞便堆肥發(fā)酵制得有機肥料,液體則按照城鎮(zhèn)生活污水治理工藝和畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(GB18596—2001)進行環(huán)保處理,試圖“達標(biāo)排放”,該清糞和治理方式存在的弊端是:(1)人工清糞勞動量大,工作環(huán)境差,生產(chǎn)率低,清糞成本高,清糞工與豬只易產(chǎn)生交叉感染,發(fā)生疫??;(2)未清理干凈的糞便仍需用水沖欄,故沖欄水中仍含有大量的尿液和部分糞便,導(dǎo)致沖欄水中COD和氨氮等濃度高,很難實現(xiàn)達標(biāo)排放。
總之,這幾種清糞和糞污治理方式的弊端都是是沖欄水、飲用余水與糞尿混合,帶來的問題是增加污水處理量和難度;而液體中由于富含有機質(zhì)和氮磷鉀,COD和氨氮濃度高,常見的污水治理技術(shù)很難使其達到排放標(biāo)準,即使按照現(xiàn)行的畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(GB18596—2001)中限定值COD 400 mg/L、氨氮80 mg/L和總磷8 mg/L,其分別是城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(GB18918—2002,一級A標(biāo)準)中限定值的8倍、16倍和16倍,所謂的“達標(biāo)排放”實際是造成水體富營養(yǎng)化的根源,“達標(biāo)排放”的污水繼續(xù)污染著環(huán)境。
中國專利CN 105993973 A公布了一種規(guī)?;B(yǎng)豬場污染物源頭分離系統(tǒng)及方法,該方法是在漏縫地板下方設(shè)置倒八字坡面和傾斜的清糞溝,并在清糞溝中設(shè)置刮糞系統(tǒng),通過定時清理清糞溝的糞尿?qū)崿F(xiàn)糞尿與沖欄水的分離,存在的弊端是倒八字坡面和傾斜的清糞溝組成的清糞結(jié)構(gòu)深度大,漏縫地板承載梁強度要求高,造成基建成本過高;倒八字坡面可能存在積糞情況,影響清糞效果;糞便與尿液混合在一起,需進行固液分離處理,導(dǎo)致固液分離的固體量大大降低,而且養(yǎng)分含量低,肥料價值降低,而且該專利未涉及糞污的治理方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,而提供一種規(guī)?;B(yǎng)豬場污染物源頭分離治理的系統(tǒng)及方法,在豬舍源頭不僅能實現(xiàn)糞尿與雨水、飲用余水、沖欄水的分離,而且實現(xiàn)糞便與糞尿液體的提前分離和分別收集,并直接分送固、液體處理裝置,解決了后工序固液分離難的問題,簡化了工序,降低了清糞的勞動強度,節(jié)省了設(shè)備和成本,提高了固體有機肥和液體有機肥的產(chǎn)量和質(zhì)量,資源化利用和污染治理效果好。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種規(guī)?;B(yǎng)豬場污染物源頭分離治理的系統(tǒng),包括污染物源頭分離豬舍、糞便輸送裝置、糞便發(fā)酵裝置、液體輸送裝置、糞尿液體發(fā)酵裝置和沖欄水SBR反應(yīng)器、生態(tài)濕地。
上述技術(shù)方案中,所述的污染物源頭分離豬舍為:在豬欄內(nèi)沿豬舍長的方向建設(shè)兩條或兩條以上彼此平行的貫穿整個豬舍長度方向的矮梁,在矮梁之間建設(shè)若干平行排列并垂直于矮梁的橫梁,相鄰橫梁的中間建設(shè)縱梁,漏縫地板鋪設(shè)在橫梁與縱梁上,每兩條矮梁與V形底面構(gòu)成一個貫穿豬舍長度方向的U形糞槽,U形糞槽有坡度,U形糞槽高的一端盡頭連接集糞池,U形糞槽低的一端盡頭連接集液池, 在U形糞槽中設(shè)置刮糞系統(tǒng),刮糞系統(tǒng)在鋼絲繩的牽引下沿U形糞槽在集糞池和集液池間往復(fù)運動,將漏縫地板下、U形糞槽中的糞便刮往集糞池,而糞尿液體則沿傾斜的U形糞槽槽底流向集液池。
上述技術(shù)方案中,所述集糞池、集液池分別建設(shè)在豬舍外,集糞池和集液池上方建設(shè)有遮雨、隔水設(shè)施,避免雨水或其它下水流入集糞池和集液池。
上述技術(shù)方案中,U形糞槽的坡度為0.5-2%,U形糞槽的深度略大于刮糞裝置的高度。
上述技術(shù)方案中,所述集糞池和集液池均為漏斗型結(jié)構(gòu),集糞池的底端安裝有糞便輸送裝置的入料口,糞便輸送裝置的輸出口連接糞便發(fā)酵裝置,集液池的底端安裝有糞尿液體輸送裝置的入口,液體輸送裝置的出口連接糞尿液體發(fā)酵裝置或沖欄水SBR反應(yīng)器。
上述技術(shù)方案中,U形糞槽的V形底面其V字形的傾斜度為3-5%,在V字形的最低處,設(shè)置有開口的集液管,集液管的軸線平行于U形糞槽的坡度,使V形底面的糞尿液體流入開口的集液管并流向集液池,集液管的軸線同時還平行于兩條矮梁的內(nèi)側(cè)平面,集液管的開口溝槽為刮糞系統(tǒng)提供導(dǎo)向。
上述技術(shù)方案中,所述的刮糞系統(tǒng)包括刮糞器、驅(qū)動裝置和控制裝置,刮糞器包括器架、刮板、限位卡、連接板、鋼輪和鋼絲繩,其中刮板、連接板和限位卡均固定在器架上,限位卡卡住刮板一側(cè),使刮糞器在往集糞槽移動時,刮板無處退讓,而把糞便刮往集糞池,而刮糞器在往集液池方向運動時,由于沒有限位卡卡住刮板,刮板在鋼絲繩的作用下,無法刮到糞尿,鋼輪軸固定在連接板的下側(cè),鋼輪軸通過集液管的溝槽嵌入集液管內(nèi),控制裝置控制驅(qū)動裝置通過鋼絲繩帶動刮糞器沿著U型糞槽往復(fù)運動,鋼輪則在集液管內(nèi)為刮糞器提供導(dǎo)向同時限制刮糞裝置被鋼絲繩拉起。
上述技術(shù)方案中,所述的污染物源頭分離豬舍中還包括有豬的飲用余水收集外排裝置,豬的飲用余水收集外排裝置包括豬用自動飲水器、積水槽和排水管道,積水槽安裝在豬用自動飲水器正下方,積水槽的底部排水口連接排水管道入口,排水管道出口連接豬舍外雨水排放溝渠,從而實現(xiàn)污染物與飲用余水的源頭分離。
上述技術(shù)方案中,所述的污染物源頭分離豬舍采用雨污分流設(shè)計,雨污分流設(shè)計包括豬舍的屋頂和側(cè)墻,以及側(cè)墻外設(shè)置的雨水排放溝渠,下雨時,雨水被豬舍的屋頂和側(cè)墻阻擋,由雨水排放溝渠排走,不會與集糞池、集液池中的糞和尿混合在一起,從而實現(xiàn)污染物與雨水的源頭分離。
上述技術(shù)方案中,糞便輸送裝置的輸出管道連接糞便發(fā)酵裝置,糞便發(fā)酵裝置輸出固體有機肥料,糞尿液體輸送裝置的輸入管道連接集液池底部,糞尿液體輸送裝置的輸出管道通過閥門控制選擇連接糞尿液體發(fā)酵裝置或沖欄水SBR反應(yīng)器,糞尿液體發(fā)酵裝置輸出液體有機肥料,沖欄水SBR反應(yīng)器的輸出連接生態(tài)濕地。
一種規(guī)?;B(yǎng)豬場污染物源頭分離治理的方法,包括:
(1)建設(shè)雨污分流豬舍:所述雨污分流豬舍包括擋雨水屋頂和側(cè)墻,側(cè)墻外具有雨水排放溝渠,下雨時,擋住雨水,使雨水及時通過戶外的溝渠排走,實現(xiàn)雨水與豬舍內(nèi)的糞尿及沖欄水分離;
(2)在豬欄內(nèi)安裝豬飲用余水收集外排裝置:在豬用自動飲水器出水嘴的正下方安裝積水槽,積水槽底部排水口通過排水管道連接戶外的溝渠,使豬飲用余水與糞尿及沖欄水分離;
(3)在豬欄內(nèi)建設(shè)并列的兩條或偶數(shù)條貫穿豬舍長度方向的U形糞槽,U形糞槽上面鋪設(shè)漏縫地板;U形糞槽內(nèi)設(shè)置有刮糞系統(tǒng),U形糞槽的底部安裝有集液管,集液管頂端有一條溝槽與U形糞槽的V形底面的最低處連通,刮糞系統(tǒng)在集液管的溝槽的導(dǎo)向下在U形糞槽內(nèi)往復(fù)運動,U形糞槽有坡度,傾斜的U形糞槽的位置高的一端連接集糞池,U形糞槽位置低的一端連接集液池;
(4)豬的排泄物糞便和糞尿液體由漏縫地板漏下,跌落在U形糞槽內(nèi),其中糞尿液體經(jīng)U形糞槽與集液管連通的開口溝槽流入集液管中,糞尿液體沿傾斜的U形糞槽和集液管匯集到集液池;
(5)定時啟動刮糞系統(tǒng),驅(qū)動裝置通過鋼絲繩牽引刮糞器在U形糞槽內(nèi)往復(fù)運動,刮糞器在向集糞池運動時,限位卡卡住刮板一側(cè),刮板無處退讓從而把糞便刮往集糞池;而刮糞器在往集液池方向運動時,由于沒有限位卡卡住刮板,刮板在鋼絲繩的作用下,無法刮到糞尿,使糞便不會被刮往集液池;鋼輪及鋼輪軸則在集液管內(nèi)為刮糞器提供導(dǎo)向,使刮糞器不會被鋼絲繩拉起,當(dāng)刮糞器到達U形糞槽的兩端時,控制裝置控制刮糞器的驅(qū)動裝置停止運行,延時后再反向運行;
(6)集糞池和集液池均為漏斗型結(jié)構(gòu),集糞池的底端安裝有糞便輸送裝置的入料口,糞便輸送裝置的輸出口連接糞便發(fā)酵裝置;集液池的底端安裝有污泥泵的入口,污泥泵的出口連接糞尿液體發(fā)酵裝置;
(7)定時通過糞便輸送裝置將集糞池內(nèi)的糞便輸送至糞便發(fā)酵裝置:固體好氧發(fā)酵裝置,適當(dāng)添加干輔料,調(diào)節(jié)C/N比和含水率,進行好氧發(fā)酵,制得固體有機肥料;
(8)定時通過液體輸送裝置將集液池內(nèi)的糞尿液體輸送至糞尿液體發(fā)酵裝置——液體高溫好氧發(fā)酵反應(yīng)器,進行液體高溫好氧發(fā)酵,制得液體有機肥料,經(jīng)適當(dāng)稀釋后農(nóng)用;
(9)當(dāng)有豬出欄需要沖洗豬舍時,控制系統(tǒng)首先啟動刮糞系統(tǒng),將U形糞槽內(nèi)的糞便刮入集糞池內(nèi),然后啟動液體輸送裝置,抽空集液池中的糞尿液體后,再打開沖欄水設(shè)施沖洗豬舍;
(11)第一次沖欄時,沖欄水透過漏縫地板流入U形糞槽和集液管中,并因重力自然匯集到集液池中,控制系統(tǒng)關(guān)閉SBR反應(yīng)器前的閥門,打開糞尿液體發(fā)酵裝置:打開液體高溫好氧發(fā)酵反應(yīng)器前的閥門,第一次沖欄產(chǎn)生的沖欄水經(jīng)液體輸送裝置輸送至糞尿液體發(fā)酵裝置—液體高溫好氧發(fā)酵反應(yīng)器,進行高溫好氧發(fā)酵,制得液體有機肥料,經(jīng)適當(dāng)稀釋后農(nóng)用;
(12)從第二次起的N次沖欄時,控制系統(tǒng)打開SBR反應(yīng)器前的閥門,關(guān)閉糞尿液體發(fā)酵裝置前的閥門,然后啟動液體輸送裝置,將集液池中的N次(N≥2)沖欄產(chǎn)生的沖欄水抽往SBR反應(yīng)器,沖欄水經(jīng)SBR反應(yīng)器和生態(tài)濕地處理達標(biāo)后排放。
有益效果
據(jù)統(tǒng)計,每天因豬在用鴨嘴式飲水器飲水漏掉的水約占沖欄水總量的20%~40%,本發(fā)明設(shè)計飲用余水收集裝置收集排放飲用余水到戶外的溝渠,大大減少了混入糞尿中的水量;本發(fā)明設(shè)計沖欄前先刮糞,把豬欄下的糞便清走后,把集液池中的尿液清走后再沖欄的方法,第一次沖欄水按按尿液處理的方案,使沖欄水受糞尿的污染程度低,大大降低了處理沖欄水的能耗;而雨水、飲用余水、沖欄水與糞尿的分離,最大程度實現(xiàn)了糞尿污染的減量化,為糞尿資源化利用打下了基礎(chǔ)!
本發(fā)明的優(yōu)勢在于:(1)源頭分離豬舍基建成本低,而且源頭分離豬舍清糞省時、省工、效率高,降低人工費用,避免了人豬接觸的交叉感染風(fēng)險,由于糞尿及時排出到了豬舍外,豬舍更衛(wèi)生更保暖,豬只生活環(huán)境好,生長和繁殖效率更高;(2)清理集糞池中的糞便和集液池的糞尿液體后,再行沖欄,使沖欄水與糞尿液體徹底分離,大大降低沖欄水中糞尿含量,大大降低了沖欄水的污染程度,降低了沖欄水后續(xù)處理的難度,極大地節(jié)省沖欄水處理成本:(3)清理出的糞便中尿液和含水量低,可以添加較少的輔料即能使糞便固體達到易于發(fā)酵的含水率;(4)由于糞尿液體中不含沖欄水、飲用余水和雨水,使糞尿最大程度的實現(xiàn)了減量化,糞尿中的有機質(zhì)和養(yǎng)分不至于被稀釋,為資源化利用打下了基礎(chǔ),提高液體有機肥的肥效;(5)本發(fā)明可以在現(xiàn)有豬舍的基礎(chǔ)上,對豬欄結(jié)構(gòu)進行局部改造,在豬舍中原欄舍地面以上或地面以下建設(shè)傾斜的U形糞槽,實現(xiàn)糞尿和沖欄水、糞便和糞尿液體的分離和收集。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的區(qū)別在于:(1)根據(jù)豬舍飼養(yǎng)不同生長階段豬只和漏縫地板設(shè)置的不同,在漏縫地板下設(shè)置彼此平行的兩條或多條、貫穿豬舍長度方向的U形糞槽,在傾斜U形糞槽下面預(yù)埋集液管,實現(xiàn)糞便與糞尿液體的分離,避免因糞尿混合物固液分離導(dǎo)致固體糞便量減少、養(yǎng)分降低的弊端,同時也能降低能耗,節(jié)約處理成本;(2)U形糞槽兩側(cè)豎直,避免了因斜坡“積糞”而產(chǎn)生清糞效果差的情況發(fā)生;(3)本發(fā)明采用并列的兩條或多條U形糞槽代替原來的一條清糞溝,使得糞槽深度大大減小,對漏縫地板承載梁強度要求降低,降低施工難度,降低基建成本;(4)本發(fā)明可以實現(xiàn)對舊豬舍結(jié)構(gòu)改造,實現(xiàn)糞尿和沖欄水、糞便和糞尿液體的分離和收集,降低了清糞的勞動強度,提高了清糞效率;(5)通過在傾斜U形糞槽下面預(yù)埋集液管,實現(xiàn)糞便和糞尿液體的自動分離,而不是將糞尿混合物通過固液分離裝置進行固液分離,優(yōu)點是得固率高于機械分離,適當(dāng)添加輔料,固體有機肥料產(chǎn)量大大提高,帶來更大的效益;(6)由于第一次沖欄產(chǎn)生的沖欄水中糞尿濃度高,故將第一次沖欄產(chǎn)生的沖欄水與糞尿液體一起輸送至液體發(fā)酵裝置,進行高溫好氧發(fā)酵,制得液體有機肥料,第N次(N≥2)沖欄產(chǎn)生沖欄水由于糞便濃度低,污染程度輕,經(jīng)SBR反應(yīng)器和生態(tài)濕地處理后能夠達標(biāo)排放,而且處理成本低,不產(chǎn)生二次污染;(7)本發(fā)明是一個完整的治理系統(tǒng),涉及污染物源頭分離、收集,以及糞便、糞尿液體和沖欄水的治理方法。
現(xiàn)有技術(shù)采用污染物“后分離”方法,即豬舍糞尿混合在一起后輸送至固液分離裝置進行固液分離,一般采用螺旋固液分離機進行固液分離,弊端是增加設(shè)備投入,成本和能耗高,分離效果受螺旋固液分離機網(wǎng)孔影響,網(wǎng)孔過小,則造成堵塞,分離效率低,增加清洗難度;網(wǎng)孔過大,分離效果差,固體得率低,本發(fā)明采用豬舍源頭先分離的污染物源頭分離方法替代現(xiàn)有的污染物“后分離”方法,節(jié)省設(shè)備投入和能耗,設(shè)備自動化運行,節(jié)省人工成本,而且固液分離效果好,固體和液體得率均衡,有利于后續(xù)處理。
綜上所述,本發(fā)明創(chuàng)新設(shè)計,采用了源頭分離的設(shè)計,使糞尿與雨水、沖欄水、飲用余水實現(xiàn)了分離,最大程度的實現(xiàn)了減量化,為糞便和糞尿液體的資源化利用、沖欄水處理達標(biāo)排放打下了基礎(chǔ)!分離的糞便和糞尿液體經(jīng)高溫好氧發(fā)酵后,分別制得固體有機肥料和液體有機肥料,實現(xiàn)資源化利用,減量化的沖欄水由于污染濃度低,經(jīng)處理達標(biāo)后排放,不產(chǎn)生二次污染。
附圖說明:
圖1為本發(fā)明所涉及的豬飲用余水收集外排裝置示意圖;
圖2為本發(fā)明所涉及的污染物源頭分離豬舍實施例1截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明所涉及的污染物源頭分離豬舍實施例2截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明所涉及的污染物源頭分離豬舍實施例3截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本發(fā)明所涉及的污染物源頭分離豬舍承重梁布置示意圖;
圖6為本發(fā)明所涉及的污染物源頭分離豬舍剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7為本發(fā)明所涉及的污染物源頭分離豬舍俯視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8為本發(fā)明所涉及的污染物源頭分離豬舍實施例4截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9為本發(fā)明所涉及的污染物源頭分離豬舍實施例5截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10為本發(fā)明所涉及的污染物源頭分離豬舍實施例6截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖11為本發(fā)明所涉及的污染物源頭分離豬舍實施例7截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖12為本發(fā)明所涉及的污染物源頭分離豬舍實施例8截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖13為本發(fā)明所涉及的污染物源頭分離豬舍實施例9截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖14為本發(fā)明所涉及的刮糞器截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖15為本發(fā)明所涉及的刮糞器運行原理示意圖;
圖16為本發(fā)明所涉及的糞便處理流程圖;
圖17為本發(fā)明所涉及的糞尿液體處理流程圖;
附圖標(biāo)記:
101-排水管道,102-排水口,103-積水槽,104-出水嘴,105-豬用自動飲水器;
201-豬舍外排水溝渠,202-漏縫地板,203-矮梁,204-U形糞槽,206-集液管, 209-傾斜地面,210-橫梁,211-縱梁;
301-驅(qū)動裝置,302-鋼絲繩,303-位置傳感器及安裝座,304-控制裝置,305-轉(zhuǎn)角輪,306-集糞池,307-刮糞器,308-集液池;
401-鋼輪,402-連接板,403-導(dǎo)繩滑輪,404-導(dǎo)向滑輪,405-器架,406-刮板,407-限位卡;501-糞便輸送裝置,502-糞便發(fā)酵裝置;
601-污泥泵,602-糞尿液體發(fā)酵裝置,603-第一截止閥,604-SBR反應(yīng)器,605生態(tài)濕地,606-第二截止閥。
具體實施方式
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種規(guī)模化養(yǎng)豬場污染物源頭分離治理的系統(tǒng),包括污染物源頭分離豬舍、糞便輸送裝置、糞便發(fā)酵裝置、液體輸送裝置、糞尿液體發(fā)酵裝置和沖欄水SBR反應(yīng)器、生態(tài)濕地。
上述污染物源頭分離豬舍為:在豬欄內(nèi)沿豬舍長的方向建設(shè)兩條或兩條以上彼此平行的貫穿整個豬舍長度方向的矮梁,在矮梁之間建設(shè)若干平行排列并垂直于矮梁的橫梁,相鄰橫梁的中間建設(shè)縱梁,漏縫地板鋪設(shè)在橫梁與縱梁上,每兩條矮梁與V形底面構(gòu)成一個貫穿豬舍長度方向的U形糞槽,U形糞槽有坡度,U形糞槽高的一端盡頭連接集糞池,U形糞槽低的一端盡頭連接集液池,集糞池、集液池分別建設(shè)在豬舍外,集糞池和集液池上方建設(shè)有遮雨、隔水設(shè)施,避免雨水或其它下水流入集糞池和集液池, 在U形糞槽中設(shè)置刮糞系統(tǒng),刮糞系統(tǒng)在鋼絲繩的牽引下沿U形糞槽在集糞池和集液池間往復(fù)運動,將漏縫地板下、U形糞槽中的糞便刮往集糞池,而糞尿液體則沿傾斜的U形糞槽槽底流向集液池;
上述U形糞槽的坡度為0.5-2%,U形糞槽的深度略大于刮糞裝置的高度;
上述集糞池和集液池均為漏斗型結(jié)構(gòu),集糞池的底端安裝有糞便輸送裝置的入料口,糞便輸送裝置的輸出口連接糞便發(fā)酵裝置,集液池的底端安裝有液體輸送裝置的入口,液體輸送裝置的出口連接糞尿液體發(fā)酵裝置或沖欄水SBR反應(yīng)器;
上述U形糞槽的V形底面其V字形的傾斜度為3-5%,在V字形的最低處,設(shè)置有開口的集液管,集液管的軸線平行于U形糞槽的坡度,使V形底面的糞尿液體流入開口的集液管并流向集液池,集液管的軸線同時還平行于兩條矮梁的內(nèi)側(cè)平面,集液管的開口溝槽為刮糞系統(tǒng)提供導(dǎo)向;
上述刮糞系統(tǒng)包括刮糞器、驅(qū)動裝置和控制裝置,刮糞器包括器架、刮板、限位卡、連接板、鋼輪和鋼絲繩,其中刮板、連接板和限位卡均固定在器架上,限位卡卡住刮板一側(cè),使刮糞器在往集糞槽移動時,刮板無處退讓,而把糞便刮往集糞池,而刮糞器在往集液池方向運動時,由于沒有限位卡卡住刮板,刮板在鋼絲繩的作用下,無法刮到糞尿,鋼輪軸固定在連接板的下側(cè),鋼輪軸通過集液管的溝槽嵌入集液管內(nèi),控制裝置控制驅(qū)動裝置通過鋼絲繩帶動刮糞器沿著U型直坑槽往復(fù)運動,鋼輪則在集液管內(nèi)為刮糞器提供導(dǎo)向同時限制刮糞裝置被鋼絲繩拉起;
上述污染物源頭分離豬舍中還包括有豬的飲用余水收集外排裝置,豬的飲用余水收集外排裝置包括豬用自動飲水器、積水槽和排水管道,積水槽安裝在豬用自動飲水器正下方,積水槽的底部排水口連接排水管道入口,排水管道出口連接豬舍外雨水排放溝渠,從而實現(xiàn)污染物與飲用余水的源頭分離;
上述污染物源頭分離豬舍采用雨污分流設(shè)計,雨污分流設(shè)計包括豬舍的屋頂和側(cè)墻,以及側(cè)墻外設(shè)置的雨水排放溝渠,下雨時,雨水被豬舍的屋頂和側(cè)墻阻擋,由雨水排放溝渠排走,不會與集糞池、集液池中的糞和尿混合在一起,從而實現(xiàn)污染物與雨水的源頭分離;
上述糞便輸送裝置的輸出管道連接糞便發(fā)酵裝置,糞便發(fā)酵裝置輸出固體有機肥料,液體輸送裝置的輸入管道連接集液池底部,液體輸送裝置的輸出管道通過閥門控制選擇連接糞尿液體發(fā)酵裝置或沖欄水SBR反應(yīng)器,糞尿液體發(fā)酵裝置輸出液體有機肥料,沖欄水SBR反應(yīng)器的輸出連接生態(tài)濕地。
一種規(guī)模化養(yǎng)豬場污染物源頭分離治理的方法,包括:
(1)建設(shè)雨污分流豬舍:所述雨污分流豬舍包括擋雨水屋頂和側(cè)墻,側(cè)墻外具有雨水排放溝渠,下雨時,擋住雨水,使雨水及時通過戶外的溝渠排走,實現(xiàn)雨水與豬舍內(nèi)的糞尿及沖欄水分離;
(2)在豬欄內(nèi)安裝豬飲用余水收集外排裝置:在豬用自動飲水器出水嘴的正下方安裝積水槽,積水槽底部排水口通過排水管道連接戶外的溝渠,使豬飲用余水與糞尿及沖欄水分離;
(3)在豬欄內(nèi)建設(shè)并列的兩條或偶數(shù)條貫穿豬舍長度方向的U形糞槽,U形糞槽上面鋪設(shè)漏縫地板;U形糞槽內(nèi)設(shè)置有刮糞系統(tǒng),U形糞槽的底部安裝有集液管,集液管頂端有一條溝槽與U形糞槽的V形底面的最低處連通,刮糞系統(tǒng)在集液管的開口溝槽的導(dǎo)向下在U形糞槽內(nèi)往復(fù)運動,U形糞槽有坡度,傾斜的U形糞槽的位置高的一端連接集糞池,U形糞槽位置低的一端連接集液池;
(4)豬的排泄物糞便和糞尿液體由漏縫地板漏下,跌落在U形糞槽內(nèi),其中糞尿液體經(jīng)U形糞槽與集液管連通的開口溝槽流入集液管中,糞尿液體沿傾斜的U形糞槽和集液管匯集到集液池;
(5)定時啟動刮糞系統(tǒng),驅(qū)動裝置通過鋼絲繩牽引刮糞器在U形糞槽內(nèi)往復(fù)運動,刮糞器在向集糞池運動時,限位卡卡住刮板一側(cè),刮板無處退讓從而把糞便刮往集糞池;而刮糞器在往集液池方向運動時,由于沒有限位卡卡住刮板,刮板在鋼絲繩的作用下,無法刮到糞尿,使糞便不會被刮往集液池;鋼輪及鋼輪軸則在集液管內(nèi)為刮糞器提供導(dǎo)向,使刮糞器不會被鋼絲繩拉起,當(dāng)刮糞器到達U形糞槽的兩端時,控制裝置控制刮糞器的驅(qū)動裝置停止運行,延時后再反向運行;
(6)集糞池和集液池均為漏斗型結(jié)構(gòu),集糞池的底端安裝有糞便輸送裝置的入料口,糞便輸送裝置的輸出口連接糞便發(fā)酵裝置;集液池的底端安裝有污泥泵的入口,污泥泵的出口連接糞尿液體發(fā)酵裝置;
(7)定時通過糞便輸送裝置將集糞池內(nèi)的糞便輸送至糞便發(fā)酵裝置:固體好氧發(fā)酵裝置,適當(dāng)添加干輔料,調(diào)節(jié)C/N比和含水率,進行好氧發(fā)酵,制得固體有機肥料;
(8)定時通過液體輸送裝置將集液池內(nèi)的糞尿液體輸送至糞尿液體發(fā)酵裝置——液體高溫好氧發(fā)酵反應(yīng)器,進行液體高溫好氧發(fā)酵,制得液體有機肥料,經(jīng)適當(dāng)稀釋后農(nóng)用;
(9)當(dāng)有豬出欄需要沖洗豬舍時,控制系統(tǒng)首先啟動刮糞系統(tǒng),將U形糞槽內(nèi)的糞便刮入集糞池內(nèi),然后啟動液體輸送裝置,抽空集液池中的糞尿液體后,再打開沖欄水設(shè)施沖洗豬舍;
(11)第一次沖欄時,沖欄水透過漏縫地板流入U形糞槽和集液管中,并因重力自然匯集到集液池中,控制系統(tǒng)關(guān)閉SBR反應(yīng)器前的閥門,打開糞尿液體發(fā)酵裝置:液體高溫好氧發(fā)酵器前的閥門,第一次沖欄產(chǎn)生的沖欄水經(jīng)液體輸送裝置輸送至糞尿液體發(fā)酵裝置—液體高溫好氧發(fā)酵反應(yīng)器,進行高溫好氧發(fā)酵,制得液體有機肥料,經(jīng)適當(dāng)稀釋后農(nóng)用;
(12)從第二次起的N次沖欄時,控制系統(tǒng)打開SBR反應(yīng)器前的閥門,關(guān)閉糞尿液體發(fā)酵裝置前的閥門,然后啟動液體輸送裝置,將集液池中的N次(N≥2)沖欄產(chǎn)生的沖欄水抽往SBR反應(yīng)器,沖欄水經(jīng)SBR反應(yīng)器和生態(tài)濕地處理達標(biāo)后排放。
所述的糞便發(fā)酵裝置采用現(xiàn)有技術(shù)的固體好氧發(fā)酵裝置:固體高溫好氧發(fā)酵反應(yīng)器,所述的糞尿液體發(fā)酵裝置采用現(xiàn)有技術(shù)的液體高溫好氧發(fā)酵反應(yīng)器,SBR反應(yīng)器和生態(tài)濕地均為公知技術(shù)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施作進一步具體說明:
本發(fā)明所涉及的雨污分離豬舍,豬飲用余水收集外排裝置如圖1所示,主要包括排水管道101、積水槽103、豬用自動飲水器105和舍外排水溝201,積水槽103設(shè)置在豬用自動飲水器105出水嘴104正下方,積水槽103底部的排水口102與排水管道101連接,排水管道101出水口連接舍外排水溝渠201。
本發(fā)明所涉及的新建污染物源頭分離豬舍實施例1、2、3截面結(jié)構(gòu)示意圖如圖2、圖3和圖4所示,在圖2中,污染物源頭分離豬舍主要由全漏縫地板202、矮梁203、U形糞槽204、集液管206、橫梁210和縱梁211組成,其承重梁布置示意圖如圖5所示,在相鄰矮梁203之間建設(shè)平行排列的,垂直與矮梁203的若干根橫梁210,相鄰橫梁210的中間建設(shè)縱梁211,漏縫地板202鋪設(shè)在橫梁210與縱梁211上,進一步地,橫梁210和縱梁211可以用T型鋼代替,相鄰T型鋼橫梁和T型鋼縱梁焊接在一起,形成一個整體,漏縫地板202鋪設(shè)在T型鋼橫梁與T型鋼縱梁上,在全漏縫地板202下方設(shè)置有并列的兩條、貫通豬舍長度方向的U形糞槽204,U形糞槽204的V形底面其V字形的傾斜度為3-5%,在V字形的最低處,設(shè)置有開口的集液管206,集液管206的開口與V形底面的最低處連通,集液管206的軸線平行于U形糞槽204的坡度。
本發(fā)明所涉及的圖2豬舍污染物源頭分離剖面結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示,每條U形糞槽204具有0.5%-2%的坡度,U形糞槽204位置高的一端盡頭連接集糞池306,位置低的一端盡頭連接集液池308,集糞池306、集液池308分別建設(shè)在豬舍外,集糞池306和集液池308上方建設(shè)有遮雨、隔水設(shè)施,避免雨水或其它下水流入集糞池306和集液池308,集糞池306和集液池308均為漏斗型結(jié)構(gòu),集糞池306的底端安裝有糞便輸送裝置的入料口,集液池308的底端安裝有液體輸送裝置的入口;在U形糞槽204中設(shè)置刮糞系統(tǒng),U形糞槽204的深度略大于刮糞器307的高度,U形糞槽204的V形底面其V字形的傾斜度為3-5%。
本發(fā)明所涉及的圖2豬舍污染物源頭分離俯視結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示,刮糞系統(tǒng)主要包括兩個刮糞器307、驅(qū)動裝置301、鋼絲繩302、位置傳感器及安裝座303、控制裝置304和轉(zhuǎn)角輪305,每個U形糞槽204內(nèi)設(shè)置一個刮糞器307,兩個刮糞器307通過鋼絲繩302和轉(zhuǎn)角輪305與連接驅(qū)動裝置301,在U形糞槽204的兩端設(shè)置位置傳感器及安裝座303,刮糞系統(tǒng)在鋼絲繩302的牽引下沿U形糞槽204在集糞池306和集液池308間往復(fù)運動。
在圖3中,污染物源頭分離豬舍主要由全漏縫地板202、承重梁、四條U形糞槽204和集液管206組成。
在圖4中,污染物源頭分離豬舍主要由半漏縫地板202、矮梁203、兩條U形糞槽204、集液管206和傾斜地面209組成,傾斜地面209向半漏縫地板202水平面傾斜,傾斜度為3%~5%,傾斜地面209的最低處與半漏縫地板202水平面齊平。
本發(fā)明所涉及的污染物源頭分離豬舍實施例4、5、6、7、8、9截面結(jié)構(gòu)示意圖如圖8、圖9、圖10、圖11、圖12和圖13所示。在干清糞豬舍地面上進行改造,改造為污染物源頭分離豬舍截面結(jié)構(gòu)示意圖如圖8、圖9和圖10、在圖8中,在原混凝土澆筑地面上,沿豬舍長度方向,在豬欄內(nèi)側(cè)墻建設(shè)貫穿整個豬舍長度方向的四條矮梁203,在豬欄內(nèi)兩條矮梁203之間建設(shè)平行排列的,垂直與矮梁203的若干根橫梁210,相鄰橫梁210的中間建設(shè)縱梁211,漏縫地板202鋪設(shè)在橫梁210與縱梁211上,進一步地,橫梁210和縱梁211可以用T型鋼代替,相鄰T型鋼橫梁和T型鋼縱梁焊接在一起,形成一個整體,漏縫地板202鋪設(shè)在T型鋼橫梁與T型鋼縱梁上,在原水泥地面與全漏縫地板202之間設(shè)置兩條彼此平行,沿豬舍長度方向貫穿的U形糞槽204,每條U形糞槽204均有0.5%-2%的坡度,U形糞槽204的V形底面其V字形的傾斜度為3-5%,在V字形的最低處,設(shè)置有開口的集液管206,集液管206的開口與V形底面的最低處連通,U形糞槽204、集液管206與原混凝土澆筑地面之間的孔隙用混凝土等填充物填充。
在圖9中,在原混凝土澆筑地面上,沿豬舍長度方向的側(cè)內(nèi)墻建設(shè)、貫穿整個豬舍長度方向的矮梁203,在矮梁203上面鋪設(shè)水平全漏縫地板202,在原水泥地面與全漏縫地板202之間設(shè)置四條彼此平行,沿豬舍長度方向貫穿的U形糞槽204。
在干清糞豬舍地面上和地面下同時進行改造,改造為污染物源頭分離豬舍截面結(jié)構(gòu)示意圖如圖11、圖12和圖13所示,在圖11中,沿豬舍長度方向,在豬欄內(nèi)側(cè)墻建設(shè)貫穿整個豬舍長度方向的四條矮梁203,在豬欄內(nèi)兩條矮梁203之間建設(shè)平行排列的,垂直與矮梁203的若干根橫梁210,相鄰橫梁210的中間建設(shè)縱梁211,漏縫地板202鋪設(shè)在橫梁210與縱梁211上,進一步地,橫梁210和縱梁211可以用T型鋼代替,相鄰T型鋼橫梁和T型鋼縱梁焊接在一起,形成一個整體,漏縫地板202鋪設(shè)在T型鋼橫梁與T型鋼縱梁上,鏟除全漏縫地板202下部區(qū)域的混凝土及土壤,建設(shè)兩條沿豬舍長度方向,貫穿整個豬舍長度方向的U形糞槽204,U形糞槽204的位于豬舍地面以下,每條U形糞槽204均有0.5%-2%的坡度,U形糞槽204的V形底面其V字形的傾斜度為3-5%,在V字形的最低處,設(shè)置有開口的集液管206,集液管206的開口與V形底面的最低處連通。
在圖12中,沿豬舍豬舍長度方向的側(cè)內(nèi)墻建設(shè)貫穿整個豬舍長度方向的矮梁203,在矮梁203上面鋪設(shè)水平全漏縫地板202,鏟除全漏縫地板202下部區(qū)域的混凝土及土壤,建設(shè)四條沿豬舍長度方向貫穿的U形糞槽204,U形糞槽204的位于豬舍地面以下,每條U形糞槽204均有0.5%-2%的坡度,U形糞槽204的V形底面其V字形的傾斜度為3-5%,在V字形的最低處,設(shè)置有開口的集液管206,集液管206的開口與V形底面的最低處連通。
在圖13中,沿豬舍豬舍長度方向的側(cè)內(nèi)墻建設(shè)貫穿整個豬舍長度方向的矮梁203,在矮梁203上面鋪設(shè)水平半漏縫地板202,鏟除半漏縫地板202下部區(qū)域的混凝土及土壤,建設(shè)兩條沿豬舍長度方向貫穿的U形糞槽204,U形糞槽204的位于豬舍地面以下,每條U形糞槽204均有0.5%-2%的坡度,U形糞槽204的V形底面其V字形的傾斜度為3-5%,在V字形的最低處,設(shè)置有開口的集液管206,集液管206的開口與V形底面的最低處連通。在未安裝半漏縫地板202的地面部分設(shè)置有向半漏縫地板202位置傾斜的傾斜水泥面209,傾斜度為3-5%,傾斜地面209的最低處與半漏縫地板202水平面齊平。
本發(fā)明所涉及的刮糞器截面結(jié)構(gòu)示意圖和運行示意圖分別如圖14和圖15所示,刮糞器包括鋼輪401、連接板402、導(dǎo)繩滑輪403、導(dǎo)向滑輪404、器架405、刮板406和限位卡407,中導(dǎo)刮板406和限位卡407均固定在器架405上,連接板402固定在器架405下側(cè),鋼輪401固定在連接板402下側(cè),刮板406兩端分別連接鋼絲繩302的兩端,限位卡407卡住刮板406一側(cè),連接刮板406兩端的驅(qū)動繩302分別通過器架405上的導(dǎo)繩滑輪403,鋼輪401通過集液管206的開口溝槽嵌入集液管206內(nèi),控制裝置304控制驅(qū)動裝置301通過鋼絲繩302帶動刮糞器307沿著U形糞槽204往復(fù)運動,鋼輪401則在集液管206內(nèi)為刮糞器307提供導(dǎo)向同時限制刮糞裝置被鋼絲繩302拉起。
本發(fā)明所涉及的糞便處理流程圖如圖16所示,糞便輸送裝置501的輸入管道設(shè)置在集糞池306底部,集糞池306的底部設(shè)計為漏斗型,糞便輸送裝置501輸出管道通過糞便輸送管道連接糞便發(fā)酵裝置502。
本發(fā)明所涉及的液體處理流程圖如圖17所示,集液池308的底部設(shè)計為漏斗型,液體輸送裝置601的輸入管道設(shè)置在漏斗型集液池308的最底部,液體輸送裝置601的輸出端并聯(lián)糞尿液體輸送管道和沖欄水輸送管道,糞尿液體輸送管道輸出端連接液體發(fā)酵裝置602,糞尿液體輸送管道上設(shè)置有第一截止閥603,沖欄水輸送管道輸出端依次連接SBR反應(yīng)器604和生態(tài)濕地605,在沖欄水輸送管道上設(shè)置有第二截止閥606。
本發(fā)明的規(guī)?;B(yǎng)豬場污染物源頭分離治理方法原理如下:
(1)豬舍屋頂擋住雨水,雨水及時通過豬舍外排水溝渠201排走,實現(xiàn)雨污分離;
(2)豬飲水時,從豬用自動飲水器105和豬嘴縫中漏出的水跌落入積水槽103中,并通過排水管道101及時外排至舍外排水溝201中,使豬飲用余水與糞尿分離,豬飲用余水不混入豬糞尿中;
(3)在豬欄內(nèi)鋪設(shè)漏縫地板202,漏縫地板202下方設(shè)置有并列的兩條或偶數(shù)條貫通豬舍長度方向的U形糞槽204,U形糞槽204內(nèi)設(shè)置有刮糞系統(tǒng),U形糞槽204的底部安裝有集液管206,集液管206頂端有一條縫隙與U形糞槽204的V形底面的最低處連通,刮糞系統(tǒng)在集液管206的開口溝槽的導(dǎo)向下在U形糞槽204內(nèi)往復(fù)運動,傾斜的U形糞槽204的位置高的一端連接集糞池306,U形糞槽204位置低的一端連接集液池308;
(4)豬的排泄物糞便和糞尿液體由漏縫地板202漏下,跌落在U形糞槽204內(nèi),其中糞尿液體經(jīng)U形糞槽204與集液管206連通的開口溝槽流入集液管206中,糞尿液體沿傾斜的U形糞槽204和集液管206匯集到集液池308;
(5)定時啟動刮糞系統(tǒng),驅(qū)動裝置301通過鋼絲繩302牽引刮糞器307在U形糞槽204內(nèi)往復(fù)運動,刮糞器307在向集糞池306運動時,限位卡407卡住刮板406一側(cè),刮板406無處退讓從而把糞便刮往集糞池306;而刮糞器307在往集液池308方向運動時,由于沒有限位卡407卡住刮板406,刮板406在鋼絲繩302的作用下,無法刮到糞尿,使糞便不會被刮往集液池308;鋼輪401及鋼輪軸則在集液管206內(nèi)為刮糞器307提供導(dǎo)向,使刮糞器307不會被鋼絲繩302拉起,當(dāng)刮糞器307到達U形糞槽204的兩端時,控制裝置304控制刮糞器307的驅(qū)動裝置301停止運行,延時后再反向運行;
(6)集糞池306和集液池308均為漏斗型結(jié)構(gòu),集糞池306的底端安裝有糞便輸送裝置501的入料口,糞便輸送裝置的輸出口連接糞便發(fā)酵裝置502;集液池308的底端安裝有污泥泵601的入口,污泥泵601的出口連接液體處理裝置;
(7)定時通過糞便輸送裝置501將集糞池306內(nèi)的糞便輸送至固體發(fā)酵裝置502,適當(dāng)添加干輔料,調(diào)節(jié)C/N比和含水率,進行好氧發(fā)酵,制得固體有機肥料;
(8)定時通過污泥泵601將集液池308內(nèi)的糞尿液體輸送至液體發(fā)酵裝置602——液體高溫好氧發(fā)酵反應(yīng)器,進行液體高溫好氧發(fā)酵,制得液體有機肥料,經(jīng)適當(dāng)稀釋后農(nóng)用;
(9)當(dāng)有豬出欄需要沖洗豬舍時,控制系統(tǒng)304首先啟動刮糞系統(tǒng),將U形糞槽204內(nèi)的糞便刮入集糞池306內(nèi),然后啟動污泥泵601,抽空集液池308中的糞尿液體后,再打開沖欄水設(shè)施沖洗豬舍;
(11)第一次沖欄時,沖欄水透過漏縫地板202流入U形糞槽204和集液管206中,并因重力自然匯集到集液池308中,控制系統(tǒng)關(guān)閉SBR反應(yīng)器604前的第二截止閥606閥門,打開糞尿液體發(fā)酵裝置602前的的第一截止閥603閥門,第一次沖欄產(chǎn)生的沖欄水經(jīng)污泥泵601至糞尿液體發(fā)酵裝置602—液體高溫好氧發(fā)酵反應(yīng)器,進行高溫好氧發(fā)酵,制得液體有機肥料,經(jīng)適當(dāng)稀釋后農(nóng)用;
(12)從第二次起的N次沖欄時,控制系統(tǒng)打開SBR反應(yīng)器604前的第二截止閥606閥門,關(guān)閉糞尿液體發(fā)酵裝置602前的的第一截止閥603閥門,然后啟動污泥泵601,將集液池308中的N次(N≥2)沖欄產(chǎn)生的沖欄水抽往SBR反應(yīng)器604,沖欄水經(jīng)SBR反應(yīng)器604和生態(tài)濕地605處理達標(biāo)后排放。