一种工业化畜禽粪便制肥生产线及其工艺

技术领域

本发明涉及畜禽粪便处理技术领域，尤其涉及一种工业化畜禽粪便制肥生产线及其工艺。

背景技术

随着时代发展和变迁，科学种田变得尤为重要，有机肥逐渐走上了台面，步入了农户家庭。有机肥料富含有机物质和作物生长所需的营养物质，不仅能提供作物生长所需养分，改良土壤，还可以改善作物品质，提高作物产量，促进作物高产稳产，保持土壤肥力，同时可提高肥料利用率，降低生产成本。其中畜禽粪便作为一种比较优质的有机肥，其含有丰富的氮、磷、钾等元素，获取也较为容易，因此得到了广泛的运用。

但是现有的畜禽粪便处理技术存在一定的瓶颈，由于畜禽粪便中含有大量的细菌，且气味难闻，在处理时容易产生污染并引发疾病，影响人员身心健康，目前也很少有自动处理设备对其进行处理，自动化程度较低，制得的有机肥料指标很难满足要求。畜禽粪便处理时产生的污染又分为废气污染、废水污染和微生物细菌污染，在对其进行防污处理时过程繁琐，需要人工干预进行多步操作，费时费力，而且防污效果不佳、污水废气转化效率低下，污水处理需要大量化学药品处理且无法循环利用，导致生产成本提高影响经济效益，除污后所制得的有机肥料也很难在低成本状态下达到《有机肥NYT525-2021》中所规定的标准。

因此，结合上述存在的技术问题，有必要提供一种新的技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化程度更高、除污效果更好、效率更高、基本无排放，同时还能够保证有机肥料满足标准要求的工业化畜禽粪便制肥生产线及其工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种工业化畜禽粪便制肥生产线及其工艺，具体技术方案如下所述：

一种工业化畜禽粪便制肥生产线，包括沿其工艺路径从前向后依次连接的畜禽粪便收集池、离心分离机、水热解转化机、调质发酵罐和低温干燥机组；所述畜禽粪便收集池呈钢砼地沉式结构，畜禽粪便收集池的地面端设有可开合的密封门，其他部位以玻璃钢密封以便于形成负压环境；所述离心分离机外部连接有废水处理系统，水热解转化机外部连接有废气处理系统和蒸汽发生器，所述废水处理系统和废气处理系统还与畜禽粪便收集池连通。

优选的是，所述离心分离机和水热解转化机之间还设有计量罐，计量罐呈可旋转的斜卧式以便于正转进料或反转出料，计量罐中设有用于探测物料高度的非接触式光电传感器和超声波传感器以便于将高度转换为容积计量。

优选的是，所述计量罐和离心分离机之间还设有用于暂时存储固体物料的原料缓存罐，原料缓存罐的罐体为碳钢罐体以便于进行破拱及防腐，原料缓存罐中设有用于将物料尖端刮平的伸缩刮料器以便于输出原料高度转换的容积信息。

优选的是，所述低温干燥机组后方设有用于暂存加工后所得肥料的物料缓存仓，物料缓存仓后方设有用于打包肥料的打包机组。

优选的是，所述水热解转化机为不锈钢卧桶式压力容器，水热解转化机内部设有变频调速搅拌浆叶，外部设有蒸汽盘管增温器。

优选的是，所述调质发酵罐为立式封闭罐体，调质发酵罐中设有电动搅拌装置、高压送风装置、加温排湿装置和自动进出料装置，调质发酵罐外设有用于控制上述装置的操作显示屏。

优选的是，所述低温干燥机组包括烘干房和设于烘干房中由热泵和风机组成的热泵空气能机，烘干房中设有物料输送链。

一种工业化畜禽粪便制肥生产线进行制肥的生产工艺，包括如下步骤：

S1、物料自动收集，畜禽粪便收集池的密封门处设置感应区，自卸车将物料运送至感应区处，密封门自动开启并进行卸料，卸料完成后自卸车驶离感应区，密封门自动关闭，完成畜禽粪便原料的收集，同时畜禽粪便收集池与废气处理系统连通，畜禽粪便收集池存储原料时产生的气体由于压强作用被抽入废气处理系统中，经处理后向高空排放；

S2、物料干湿分离，在畜禽粪便收集池底部设置与离心分离机连接的抽取泵，通过抽取泵将畜禽粪便原料抽入离心分离机中，通过离心分离机对畜禽粪便原料中的固体和液体进行分离，分离出来的固体输送至原料缓存罐暂存，污水输送至废水处理系统中进行处理，处理后的污水沉淀后对上层清液引入高剪切超速乳化泵，通过乳化处理达到所含有机物进一步小分子化各杀菌消毒效果，被农业种植所消纳使用，下层污水倒流回畜禽粪便收集池重复利用；

S3、物料计量及灌入，计量罐从原料缓存罐中提取物料进行计量，以保证输送至水热解转化机中的物料满足一次处理量的要求，在计量完成后将物料输送并灌入水热解转化机中；

S4、物料转化有机肥料，固态物料进入水热解转化机后，开启蒸汽发生器，对物料进行升温升压并保压，持续30min后泄压即可完成转换，同时废气进入废气处理系统中；

S5、有机肥料稳定化处理，在物料完成转化后有水热解转化机排出并进入调质发酵罐中，利用水热解转化后物料的小分子化、温度能量和含水量作腐殖质稳定化处理，水热解转化机在排出物料后搅拌浆叶工作以对水热解转化机的出料口进行清洁处理；

S6、物料干燥及后处理，经调质发酵罐稳定化处理后的物料被物料传送链送入低温干燥机组中，在热泵和风机的作用下烘干后，送入物料缓存仓暂存，在达到质量要求后排出并由打包机组进行灌包计量、封袋及码垛。

优选的是，所述步骤S2中，废水处理系统包括由前向后依次设置的高剪切超速乳化池、初沉池、厌氧池、厌氧沉淀池、缺氧池、好氧池和好氧沉淀池，其中厌氧池和厌氧沉淀池之间、缺氧池和好氧池之间、好氧池和好氧沉淀池之间均设有回流泵以便于对废液重复处理；好氧沉淀池后方还设有与畜禽粪便收集池连通的回用水收集池，经好氧沉淀池处理后的液体，其上层清液引入高剪切超速乳化泵，通过乳化处理达到所含有机物进一步小分子化各杀菌消毒效果，被农业种植所消纳使用，下层沉淀液流向回用水收集池收集后再次流入畜禽粪便收集池中进行循环处理。

优选的是，所述步骤S1及S4中，废气处理系统包括从前向后依次设置的负压收集一级风机、喷淋塔、生物菌隧道和二级风机，废气由负压收集一级风机抽出并进入喷淋塔，喷淋塔喷洒除臭液对废气进行处理后，废气进入生物菌隧道进行二次处理，生物菌隧道的长度大于6m，在二次处理完成后有二级风机驱动向高空排放。

本发明的一种工业化畜禽粪便制肥生产线及其工艺，具有如下有益效果：

本发明的工业化畜禽粪便制肥生产线及其工艺，通过合理的设备与工艺组合对畜禽粪便进行处理，能够快速使畜禽粪便成为肥性、活性及环保安全性俱佳的有机肥料或生物有机肥的优质载体，其中有机质、养分更高，重金属、虫卵及菌群指标更低，而且全程自动化生产，生产效率更高，基本无排放（仅废气经除臭处理后排放）环保效益更好，且人员安全保障性更强，废气废水也能够得到高效处理，生产时的环保性也更强；

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1 为一种工业化畜禽粪便制肥的工艺流程图；

图2 为图1中废水处理系统的工艺流程图；

图3 为图1中废气处理系统的工艺流程图。

实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例

请参阅图1至图3，一种工业化畜禽粪便制肥生产线，包括沿其工艺路径从前向后依次连接的畜禽粪便收集池、离心分离机、水热解转化机、调质发酵罐和低温干燥机组；所述畜禽粪便收集池呈钢砼地沉式结构，畜禽粪便收集池的地面端设有可开合的密封门，其他部位以玻璃钢密封以便于形成负压环境；所述离心分离机外部连接有废水处理系统，水热解转化机外部连接有废气处理系统和蒸汽发生器，所述废水处理系统和废气处理系统还与畜禽粪便收集池连通。畜禽粪便收集池和离心分离机组合可以有效代替传统的搅拌匀浆，而密封门配合玻璃钢密封，内部形成负压环境可以有效防止废气泄漏污染。

所述离心分离机和水热解转化机之间还设有计量罐，计量罐呈可旋转的斜卧式以便于正转进料或反转出料，计量罐中设有用于探测物料高度的非接触式光电传感器和超声波传感器以便于将高度转换为容积计量。

所述计量罐和离心分离机之间还设有用于暂时存储固体物料的原料缓存罐，原料缓存罐的罐体为碳钢罐体以便于进行破拱及防腐，原料缓存罐中设有用于将物料尖端刮平的伸缩刮料器以便于输出原料高度转换的容积信息。

所述低温干燥机组后方设有用于暂存加工后所得肥料的物料缓存仓，物料缓存仓后方设有用于打包肥料的打包机组。

所述水热解转化机为不锈钢卧桶式压力容器，水热解转化机内部设有变频调速搅拌浆叶和压力、温度传感器，可以使物料快速达到工艺温度和压力的要求，外部设有蒸汽盘管增温器。蒸汽盘管增温器有利于快速升温和冷凝水的产生，提高水热解转化效率。

所述调质发酵罐为立式封闭罐体，调质发酵罐中设有电动搅拌装置、高压送风装置、加温排湿装置和自动进出料装置，调质发酵罐外设有用于控制上述装置的操作显示屏。

所述低温干燥机组包括烘干房和设于烘干房中由热泵和风机组成的热泵空气能机，烘干房中设有物料输送链。

一种工业化畜禽粪便制肥生产线进行制肥的生产工艺，包括如下步骤：

S1、物料自动收集，畜禽粪便收集池的密封门处设置感应区，自卸车将物料运送至感应区处，密封门自动开启并进行卸料，卸料完成后自卸车驶离感应区，密封门自动关闭，完成畜禽粪便原料的收集，同时畜禽粪便收集池与废气处理系统连通，畜禽粪便收集池存储原料时产生的气体由于压强作用被抽入废气处理系统中，经处理后向高空排放；

S2、物料干湿分离，在畜禽粪便收集池底部设置与离心分离机连接的抽取泵，通过抽取泵将畜禽粪便原料抽入离心分离机中，通过离心分离机对畜禽粪便原料中的固体和液体进行分离，分离出来的固体输送至原料缓存罐暂存，污水输送至废水处理系统中进行处理，处理后的污水沉淀后对上层清水进行排放，下层污水倒流回畜禽粪便收集池重复利用；

S3、物料计量及灌入，计量罐从原料缓存罐中提取物料进行计量，以保证输送至水热解转化机中的物料满足一次处理量的要求，在计量完成后将物料输送并灌入水热解转化机中；

S4、物料转化有机肥料，固态物料进入水热解转化机后，开启蒸汽发生器，对物料进行升温升压并保压，持续30min后泄压即可完成转换，同时废气进入废气处理系统中；

S5、有机肥料稳定化处理，在物料完成转化后有水热解转化机排出并进入调质发酵罐中，利用水热解转化后物料的小分子化、温度能量和含水量作腐殖质稳定化处理，水热解转化机在排出物料后搅拌浆叶工作以对水热解转化机的出料口进行清洁处理；

S6、物料干燥及后处理，经调质发酵罐稳定化处理后的物料被物料传送链送入低温干燥机组中，在热泵和风机的作用下烘干后，送入物料缓存仓暂存，在达到质量要求后排出并由打包机组进行灌包计量、封袋及码垛。

所述步骤S2中，废水处理系统包括由前向后依次设置的高剪切超速乳化池、初沉池、厌氧池、厌氧沉淀池、缺氧池、好氧池和好氧沉淀池，其中厌氧池和厌氧沉淀池之间、缺氧池和好氧池之间、好氧池和好氧沉淀池之间均设有回流泵以便于对废液重复处理；好氧沉淀池后方还设有与畜禽粪便收集池连通的回用水收集池，经好氧沉淀池处理后的液体，其上层清液引入高剪切超速乳化泵，通过乳化处理达到所含有机物进一步小分子化各杀菌消毒效果，被农业种植所消纳使用，下层沉淀液流向回用水收集池收集后再次流入畜禽粪便收集池中进行循环处理。

所述步骤S1及S4 中，废气处理系统包括从前向后依次设置的负压收集一级风机、喷淋塔、生物菌隧道和二级风机，废气由负压收集一级风机抽出并进入喷淋塔，喷淋塔喷洒除臭液对废气进行处理后，废气进入生物菌隧道进行二次处理，生物菌隧道的长度大于6m，在二次处理完成后有二级风机驱动向高空排放。

本发明的工业化畜禽粪便制肥生产线及其工艺，其中的废水处理系统中的高剪切超速乳化机能将污水中的有机物料大分子团，在极短的时间内空爆转化为小分子物料，即达到了对污水中含有的有机物料的细胞破壁，并将污水中对微生物菌有抑制、有害的物质加以削减、消除并能转化为对微生物菌有利的物质。废气处理系统再通过厌氧、缺氧、好氧、沉淀等处理环节对废气进行处理。由于通过前端的处理，污水中的有机物料，如碳水化合物、脂肪、蛋白质等这些无生命的有机物已经充分地小分子化了，成为了微生物菌的最好的食料，因此通过微生物的生命活动，一部分降解、合成为细胞物质，另一部分降解氧化为水分、二氧化碳等，从而使畜禽粪便污水中的有机污染物及臭气被微生物菌降解去除，使污水的COD、氨氮、色度、臭味等在微生物菌处理后得到良好的效果。通过进一步沉淀之后，其上层清液引入高剪切超速乳化泵，通过乳化处理达到所含有机物进一步小分子化各杀菌消毒效果，被农业种植所消纳使用，满足农田灌溉使用，沉淀液作回用水消纳。整个过程中免用化学药品，且能够极大降低污水和废气的处理时间及成本。

本发明的有益效果是：通过合理的设备与工艺组合对畜禽粪便进行处理，能够快速使畜禽粪便成为肥性、活性及环保安全性俱佳的有机肥料或生物有机肥的优质载体，其中有机质、养分更高，重金属、虫卵及菌群指标更低，而且全程自动化生产，生产效率更高，基本无排放（仅废气经除臭处理后排放）环保效益更好，且人员安全保障性更强，废气废水也能够得到高效处理，生产时的环保性也更强。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和变型。