[发明专利]畜禽粪便两级除砂工艺

说明书

技术领域

本发明属于沼气工程领域，具体涉及一种畜禽粪便的除砂工艺。

背景技术

畜禽粪便均有一定的含砂量。如鸡粪中就含有各种粒径的砂子，在鸡的喂养中经常饲喂一定量的大颗粒的砂子以利于鸡的消化。同时饲料中也含有石粉、磷酸氢钙等杂质，这些小粒径的杂质不能被鸡完全消化，会随粪便排出，并且会在消化的过程中与消化道中的粘液结合在一起，增加了去除的难度。

以畜禽粪便为原料的沼气工程在使畜禽粪便进入厌氧罐发酵之前必须先去除其中的砂子，如果不能有效地去除，这些砂子一是会使后续的进料泵、切碎机等设备磨损严重，二是会造成进料管等管道的堵塞，三是会造成水解池、发酵罐等沉砂严重，加大了清理的工作量，严重时会影响到正常的发酵产气。而目前对于畜禽粪便除砂并没有太多的研究，也没有效果显著的成型工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种畜禽粪便两级除砂工艺，能够有效地去除畜禽粪便中各种粒径的砂子，保证以畜禽粪便为原料的沼气工程稳定运行。

本发明所述的一种畜禽粪便两级除砂工艺，将畜禽粪便倒入搅拌沉砂池内，加入水进行搅拌、稀释、沉砂，去除粪便中粒径大于0.5mm的砂子，经搅拌沉砂后的上层畜禽粪便稀释液溢流至水解酸化池中，在水解酸化的过程中分离除去粒径小于0.5mm的砂子，所述的水解酸化池由高处向低处包括初级水解酸化池和次级水解酸化池。

其中，搅拌沉砂池的搅拌速度优选为6～8r/min，搅拌沉砂池中的畜禽粪便经稀释后的总固体含量优选为8～12％。

水解酸化池分为两级，由高处向低处包括初级水解酸化池和次级水解酸化池，物料在初级水解酸化池水解沉砂后溢流入次级水解酸化池继续水解沉砂。

初级水解酸化池的温度优选控制为15～20℃，次级水解酸化池的温度优选控制为25～30℃。

初级水解酸化池和次级水解酸化池均优选安装有搅拌装置，搅拌转速为15～18r/min。搅拌装置一方面使水解液处于均匀状态，避免了上下分层，另一方面也促进了水解液中的细沙分离沉淀出来。

初级水解酸化池和次级水解酸化池中料液的停留时间均优选为1～3天。2～6天的总停留时间可以使稀释的畜禽粪便充分水解，并使小粒径的砂子从畜禽粪便中分离出来。

本发明的工作原理是：在搅拌沉砂池中，畜禽粪便通过水稀释和机械搅拌的方式来将大块的物料搅碎，分离去除其中粒径大于0.5mm的砂子。初级水解酸化池和次级水解酸化池内起主要作用的菌种是水解酸化菌。物料在水解酸化池中主要进行水解和酸化两项反应，水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。高分子有机物如纤维素、淀粉、蛋白质等无法透过细胞膜被细胞直接利用，微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应，将这些高分子有机物降解成水溶性的小分子，例如，纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。酸化阶段，上述小分子的化合物在发酵细菌的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外，产物包括挥发性脂肪酸、乳酸、二氧化碳、氨等。通过水解酸化的反应，微生物将其中难生物降解的大分子有机物转变为易生物降解的小分子有机物，在此过程中分离沉淀出料液中粒径小于0.5mm的砂子。水解酸化池设为两级，形成了一定的梯度，使水解除砂进行的更为彻底。

本发明的优点在于：两级除砂工艺较为彻底地除去了畜禽粪便中各种粒径的砂子，使进入发酵罐的料液的含砂量降低到2％以下，大大降低了砂子对后续各环节的影响，保证了以畜禽粪便为原料的沼气工程的稳定运行。同时经两级水解后，料液中难溶的大分子物质降解成可溶的小分子物质，更易于甲烷菌利用，提高了产气的效率。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：

将畜禽粪便倾倒入搅拌沉砂池内，添加冲洗鸡舍的污水进行搅拌稀释以此分离出畜禽粪便中较大粒径的砂子，搅拌速度为6r/min，得到总固体含量为10％的畜禽粪便稀释液，此稀释液经闸门溢流至初级水解酸化池中，初级水解酸化池的温度控制为18℃，料液的停留时间为2天，初级水解酸化池安装有搅拌装置，搅拌转速为15r/min，每天只在白天搅拌8小时。经初级水解沉砂后的料液流入到的次级水解酸化池中，次级水解池的水解温度控制为30℃，料液的停留时间为2天，池中安装有搅拌装置，搅拌转速为16r/min，每隔2小时搅拌1小时。经两级除砂后，料液中的含砂量降至1.99％，直接泵入厌氧发酵罐中发酵，未对发酵流程产生影响。