[发明专利]一种规模化养猪场养殖污染综合治理系统及方法

权利要求书

1.一种规模化养猪场养殖污染综合治理系统的综合治理方法，其特征在于：规模化养猪场养殖污染综合治理系统，包括源头分离猪舍、冲栏水处理系统、固液分离系统、固体高温好氧发酵系统、液体高温好氧发酵系统、臭气烟气处理系统、锅炉系统、检测控制系统；源头分离猪舍设计成粪尿与雨水、冲栏水、饮用余水分离的猪舍，雨水、饮用余水排往室外的沟渠，粪尿输往固液分离系统的集粪池，冲栏水排往冲栏水处理系统的冲栏水池；固液分离系统由安装在集粪池池底的污泥泵、固液分离装置及输送设备组成，污泥泵将粪尿泵送到固液分离装置，固液分离装置分离出来的固体输往固体高温好氧发酵系统的进料口，固液分离装置分离出来的液体输往液体高温好氧发酵系统的进液口，固体高温好氧发酵系统和液体高温好氧发酵系统的发酵臭气排气口以及锅炉系统的排烟气口通过管道连接臭气烟气处理系统；锅炉系统包括锅炉、循环泵、热水管道和回水管道，锅炉的热水管道连接固体高温好氧发酵系统的换热夹套或盘管以及液体高温好氧发酵系统的夹套或盘管，循环泵安装在回水管道中；检测控制系统的各传感器设置在上述各系统内，对各关键参数进行检测，检测控制系统对上述系统进行连接控制；

上述锅炉系统还包括有压力水箱、三通电调阀和电磁阀，锅炉的出水管道连接到三通电调阀的输入端，三通电调阀的两个输出端，通过出水管道分别连接并联的液体高温好氧发酵反应器和并联的固体高温好氧发酵反应器的进水法兰，而在各液体高温好氧发酵反应器和固体高温好氧发酵反应器的出水管道上连接有电磁阀，电磁阀的出水口与锅炉的回水管道连接，在锅炉的出水管道和回水管道上分别设置有温度传感器，回水管道上还安装有循环泵，使循环水形成回路；

规模化养猪场养殖污染综合治理系统的综合治理方法，包括：

一、源头分离猪舍将雨污分离、饮污分离和粪尿与冲栏水分离，雨水和猪饮用余水排往猪舍外的沟渠，冲栏水输送到冲栏水池中，粪尿液体输送到集粪池中；

二、当冲栏水池中的冲栏水液位高度达到溢水口时，冲栏水经格栅过滤，滤液经溢水管道流入 ABR反应器中，经ABR反应器处理后排出的液体，检测控制系统的控制打开或关闭SBR反应器前的电磁阀，使之分别流入不同的SBR反应器中，并使SBR反应器按SBR的工艺间歇曝气实现好氧-厌氧的工艺过程，在完成完整的SBR工艺周期前，控制系统关闭该反应器前的电磁阀，打开下一个SBR反应器前的电磁阀进料，当SBR反应器完成完整的SBR处理工艺后，水泵把上清液抽往生态湿地排放；定期将冲栏水池、ABR反应器和SBR反应器中的污泥送往固体高温好氧发酵反应器的进料口，跟粪便混合发酵，制成固体有机肥；

三、哺乳期、保育期仔猪粪尿输送至液体高温好氧发酵反应器内，育肥猪、种猪和母猪粪尿经固液分离装置分离出来的固体部分输送至固体高温好氧发酵反应器内，固液分离出来的液体部分输送至液体高温好氧发酵反应器内；

四、通过输送设备将辅料，以及高温好氧菌剂送入固体高温好氧发酵反应器内，在加料的同时，检测控制系统同时启动所有的动力驱动装置使各动力托轮组同时启动旋转，驱动固体高温好氧发酵反应器的卧置滚筒正向旋转，借助于固体高温好氧发酵反应器内螺旋搅拌防粘装置的作用，发酵原料被向出料侧输送，同时有机废弃物被抄起-跌落，使有机废弃物得以跟氧气充分搅拌混合，扩大了发酵原料跟氧气的接触面积；

五、用叉车或其它转运设备将病死猪和胎盘放入吊篮中，起吊装置将吊篮吊入液体高温好氧发酵反应器内，使整个吊篮浸泡在液体中，同时向液体高温好氧发酵反应器内接种适量的复合微生物发酵菌剂，进行高温好氧发酵；如果某些猪场具备焚化或其他卫生处理病死猪及胎盘的条件，则吊篮系统不配备；

六、启动循环泵后再启动锅炉，热水进入固体高温好氧发酵反应器的夹套和液体高温好氧发酵反应器的换热盘管，分别对固体高温好氧发酵反应器的固体和液体高温好氧发酵反应器内液体进行加热；

七、在启动锅炉系统的同时启动臭气烟气处理系统，臭气烟气处理系统的方法包括如下：

（1）固体高温好氧发酵系统的臭气处理方法：固体高温好氧发酵反应器经排气口排出的臭气经臭气换热冷凝器A冷却，再经生物除臭滤塔吸收、转化，达标后排放，而经臭气换热冷凝器A换热的热空气经固体高温好氧发反应器的进气口进入固体高温好氧发酵反应器，为固体高温好氧发酵反应器提供新鲜的热空气；

（2）高温好氧发酵系统的臭气和锅炉系统的烟气处理方法：曝气风机根据液体高温好氧发酵反应器内物料的需氧量，调节三通电调阀的开度，对液体高温好氧发酵反应器进行曝气，使锅炉炉膛和三通电调阀的空气输入端始终处于负压状态，使锅炉产生的烟气与部分新鲜空气经三通电调阀混合后进入液体高温好氧发酵反应器内进行曝气，液体高温好氧发酵反应器经排气口排出的臭气经臭气换热冷凝器B冷却，再经生物除臭滤塔吸收、转化，达标后排放，而经臭气换热冷凝器B换热的热空气进入锅炉的炉膛，为锅炉提供新鲜的热空气；

八、当锅炉承担焚烧垃圾、病死猪等易使曝气头堵塞的焚烧物时，臭气烟气处理系统的处理方法包括如下：

（1）固体高温好氧发酵系统的臭气处理方法：固体高温好氧发酵反应器经排气口排出的臭气经臭气换热冷凝器A冷却，再经生物除臭滤塔吸收、转化，达标后排放，而经臭气换热冷凝器A换热的热空气经固体高温好氧发反应器的进气口进入固体高温好氧发酵反应器，为固体高温好氧发酵反应器提供新鲜的热空气；

（2）液体高温好氧发酵系统的臭气处理方法：液体高温好氧发酵反应器经排气口排出的臭气经臭气换热冷凝器C冷却，再经生物除臭滤塔吸收、转化，达标后排放，而经臭气换热冷凝器C换热的热空气经曝气风机鼓入液体高温好氧发酵反应器，为液体高温好氧发酵反应器提供新鲜的热空气；

（3）锅炉排出的烟气经烟气换热冷凝器冷却，再经生物除臭滤塔吸收、转化，达标后排放，冷空气被烟气换热冷凝器加热后，进入锅炉的炉膛内，为热水锅炉提供新鲜的热空气；

九、当检测控制系统检测安装在生物除臭滤塔的干路进气管道上的温度传感器检测到臭气温度大于40度时，检测控制系统打开臭气换热冷凝器A、B和C的进气管道上的电磁阀，关闭旁通支路电磁阀，使进入生物除臭滤塔的臭气先经臭气换热冷凝器A、B和C冷却；而当检测控制系统检测安装在生物除臭滤塔的干路进气管道上的温度传感器检测到臭气温度小于15度时，检测控制系统关闭臭气换热冷凝器A、B和C的进气管道上的电磁阀，打开旁通支路电磁阀，使臭气不进入臭气换热冷凝器A、B和C降温，使生物除臭滤塔在15度~40度温度区间工作，既保证除臭效果，又使生物除臭滤塔中的微生物不至于休眠和死亡；

十、含热臭气、和冷空气在臭气换热冷凝器A、B和C中进行热交换，以及含热烟气和冷空气在烟气换热冷凝器中进行热交换时，产生的冷凝水被臭气换热冷凝器A、B和C和烟气换热冷凝器排出经管道排往猪舍外的沟渠；

十一、在好氧发酵反应过程中，检测控制系统根据检测到的发酵原料的温度或定时的时间，控制固体高温好氧发酵反应器的动力驱动装置采用反转-停-反转-停…的周期性间歇运转的方式运行，搅拌防粘装置的抄板在滚筒旋转时，搅拌防粘装置在焊接卧置滚筒内壁的碰块的带动下，卧置滚筒底部的物料沿滚筒内壁向上运动，物料在自身的重力作用下脱离抄板被抛下，落至卧置滚筒的底部，起到搅拌与空气接触的作用，借助于固体高温好氧发酵反应器内螺旋抄板的作用，反转的滚筒将物料被抄起的同时将发酵原料向进料侧输送，使发酵物料不会压实在出料侧封盖上；由于搅拌防粘装置的笼型结构是在滚筒内与不同的碰块碰撞，在碰块的带动下旋转的，笼型结构和滚筒内壁间会产生相对滑动，使发酵原料无法与固体高温好氧发酵反应器的滚筒内壁产生黏壁，使搅拌和热量传导的能耗降到最低；

十二、固体高温好氧发酵反应器内的固体在60℃以上条件下持续发酵24小时以上即完成整个高温好氧发酵过程，制得固体有机肥料，检测控制系统控制关闭该固体高温好氧发酵反应器的动力驱动装置和水套进水管道前端的电磁阀，同时，打开出料闸门，然后检测控制系统控制动力驱动装置采用连续正转，排出部分发酵陈料经外部输送设备送至下一工序处理；

十三、液体高温好氧发酵反应器内的物料在60℃以上条件下持续发酵3天以上完成整个高温好氧发酵过程，如未放入病死猪尸体及胎盘，粪尿液体在60℃以上条件下持续发酵24小时即完成高温无害化处理；更进一步地，在液体高温好氧发酵反应器的出料口配备保温厌氧发酵反应器（沼气池），则将完成高温好氧发酵的，带有热量的发酵液立即经管道输送至经保温处理的保温厌氧发酵反应器中，进行高温或中温厌氧发酵，发酵液在35~60℃条件下持续厌氧发酵15~20天，完成厌氧发酵过程，二次发酵液经稀释后可直接农用，产生的沼气可以用于锅炉系统或发电；腐解病死猪等产生的残渣，如毛发和骨渣送至炉子进行焚烧，焚烧产生的灰烬送至固体高温好氧发酵反应器，与固体粪便混合发酵，制得固体有机肥；

十四、所述的检测控制系统负责监控、采集综合治理系统各方面的关键数据，并根据采集到的数据对综合治理系统各组成部分进行协调控制：

（1）在高温好氧发酵反应进行过程中，检测控制系统根据各高温好氧发酵反应器内物料的温度自动控制循环水三通电调阀的开度，使发酵物料的温度始终恒定在设定温度：当第一个发酵对象的高温好氧发酵反应器的物料温度低于设定值时，三通电调阀在该回路的开度为100%，向其它高温好氧发酵反应器回路的开度为0；当第一个发酵对象物料温度接近设定值时，检测控制系统控制打开第二个高温好氧发酵反应器回路中的电磁阀，三通电调阀做PID调节，使热循环水部分流经第二个高温好氧发酵反应器，使第一个高温好氧发酵反应器物料温度恒定在设定值的同时，加热第二个高温好氧发酵反应器；由于好氧发酵的过程是放热的过程，随着发酵的进行，高温好氧发酵反应器中物料的温度将继续升高，当第一个发酵对象高温好氧发酵反应器内物料温度高于设定值时，检测控制系统降低或者关闭锅炉的加热，循环水在循环泵的作用下，使第一个发酵对象和第二个发酵对象的高温好氧发酵反应器的循环水产生混合，结果是第一个发酵对象的高温好氧发酵反应器内物料温度下降，而第二个发酵对象的高温好氧发酵反应器内物料温度被提升；三通电调阀、电磁阀在检测控制系统的协调控制下，使前一个高温好氧发酵反应器的发酵反应热和锅炉加热的热量被送到第二个，或第M个固体高温好氧发酵反应器，或第N个液体高温好氧发酵反应器，使得各高温好氧发酵反应器内物料的温度稳定在设定值且发酵反应产生的热能得到资源性利用；

（2）检测控制系统通过与数据网关的通讯，将检测控制系统中数据区的关键数据上传到云端或远程服务器进行存储与备份，使治理过程证据链的全部数据得以保存和备查，远端总部的服务人员可以借助于云端的数据发现设备运行的故障和报警，及时进行处置；存储于云端的数据还有利于治理系统的完善和升级。