牲畜养殖场粪液处理方法及处理装置与流程

本发明涉及一种牲畜养殖场粪液的处理，具体地说是一种牲畜养殖场粪液处理方法及处理装置，特别是涉及一种通过利用牲畜养殖场排放液体进行作物栽培，使牲畜养殖场排放液体达到国家二级排放标准的牲畜养殖场粪液处理方法及处理装置。

背景技术：

众所周知，牲畜粪便是农作物生长极端要素，是一种富含N、P、K等全价营养元素有机肥料。人类利用牲畜粪便栽培农作物的历史漫长。牲畜粪便作为农作物栽培，作基肥与土壤结合，作追肥用水稀释直接浇于农作物根叶部位，农作物自然吸收、生长、开花、结果或长成植株，供人类或牲畜食用，形成生态食物链。但现在大规模养殖场粪便排放成了难以解决的污染源。破坏土质、影响空气质量，历史悠久的有机肥宝库没有配套技术进行有效利用，使财富成了污染源，成了包袱。

现行的养殖场普遍采用冲洗栏舍，将粪液向自然界排放，部分采取了一步粪液沉淀分离，自然发酵产生氨氮、一氧化氮、二氧化碳等气体，严重影响空气质量，粪便长期堆集或径流，耕地土质结构破坏，农作物不能生长，污染水体，影响水质。

牲畜养殖场如养猪场的粪液中，有机氮含量一般为0.6，有效磷为0.35，速效钾为0.5，其中有机氮为主要污染物。据测试，其粪液排出时水质COD mg.L^-18900，BOD mg.L^-16380，氨氮（N）703,PH_6.48（《中国沼气》2008.26 ⑷）。针对液体中有机氮的去除，一般有包括厌氧处理、生物过滤、植物法等生物处理方法，还有化学法、物理法等（文献1：水中有机氮去除方法研究进展，水处理技术，2013.2，P11-15，崔晓宇等）。

牲畜养殖场如养猪场的粪液处理一般是对其进行固液分离，以减少污水处理的数量和达标压力；固形物部分进行资源再利用，通过发酵与加工制成有机肥料或有机、无机复合肥料，污液部分采取厌氧发酵和好氧处理相配套措施除去污水中的有机物（文献2：我国猪粪尿无公害处理技术的研究进展，养猪，2005.2，P32-34，徐士清等）。经厌氧发酵和好氧处理的出水仍然不能达到国家排放标准，还要进行进一步处理如采用絮凝、活性炭吸附、臭氧氧化或膜过滤等物化处理方法，其运行费用昂贵。

水生植物是保持水质清洁的天然生物过滤器，它能去除80﹪～90﹪的悬浮物质，70﹪～80﹪的有机物质，减少90﹪～95﹪的生物耗氧量，并且能使水中的pH 值保持在标准范围内。水生植物不仅能吸收和积聚有毒物质纳入新陈代谢过程，变为无害物，还能给水体消毒，它们分泌的植物杀菌素几分钟到几小时就能杀死90﹪～99﹪的病原菌。

文献3：中国专利文献CN101401527A 公开了一种工业化生产的水面栽培植物浮床，该浮床用刚性可漂浮的空心材料横纵相互拼接而成，在纵条板上间隔一定距离打孔，用于栽培植物，用柔性的绳索穿过横条上的小孔，将浮床固定，浮床在目标水域拼接组合后，将绳索套在固定桩上即完成浮床组装。该文献公开了一种用于水面栽培的浮床，承载植物的装置为固定在浮床上的纵条板，该纵条板打栽培孔，以供栽培植物插入。这样，该栽培植物的茎部固定于栽培孔，根部直接与水体连通。水体中的鱼类对水中的根部有很大的影响。

文献4：中国专利文献CN1218772A 公开了一种利用花卉植物净化污水的技术，其中，在该文献公开了一种水面漂浮载体，该载体用毛竹制成梯状，竹梯在水面上用桩固定，耐水、耐污类的品种直接移植于竹梯间隔的水中，并用铁丝牵引固定在竹梯上，花卉水下根部周围设置带网孔的防鱼篓，防鱼篓用铁丝悬吊在竹梯上。可以看出，这种水面栽培技术是用铁丝将植物的茎部固定在水面的竹梯上，植物的根部周围设置防鱼篓，篓孔的大小可以进水而鱼类不能进入。这样，根部透过防鱼篓与水体连通。这种能够防鱼的水面栽培方法，植物和防鱼篓分别固定，不易实施，且成本较高。

同时，以上二项专利的水面栽培植物的吃水深度都不能调整。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种通过利用牲畜养殖场排放液体进行作物栽培，使牲畜养殖场排放液体达到国家二级排放标准的牲畜养殖场粪液处理方法及处理装置。

本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种牲畜养殖场粪液处理方法，它包括下列步骤：

⑴收集的牲畜养殖场粪液送入粪液沉降池沉降，液体由粪液沉降池上部排液口溢出进入作物种植区，粪渣送入沼气发酵池；

为提高渣液分离效果，防止残渣进入作物种植区，本发明在步骤⑴中，粪液沉降池上部设有阻隔栅，沉降时，加入化学催降剂氢氧化钙或活性炭，加入量为粪液沉降池内粪液总量的1‰～2‰。

本发明所述阻隔栅采用无纺布条或稻草绳制备。

⑵所述作物种植区包括至少二个串接的作物种植池，第一个作物种植池通过排液口与粪液沉降池连接，相邻两作物种植池之间通过池体上部的溢出口连接，作物种植池内设置有作物栽培装置；所述作物栽培装置包括安装在承压浮力圈上的承载梁，承载梁上安装有载土管，并组成网格状，所述载土管上部开有栽培槽，下部设有通液孔；

或者所述作物栽培装置包括安装在承压浮力圈上的浮体框架，所述浮体框架为网格状，所述网格内设有用于作物栽培的粘土盘，粘土盘四周包裹有无纺布；

为自动调节栽培土的吃水深度，本发明在步骤⑵中，所述承压浮力圈的充气管上设有充气电磁阀，所述充气电磁阀的开关由载土管或粘土盘内的土壤水分传感器控制。

为提高作物种植池的利用率，本发明在步骤⑵中，所述作物种植池内养殖有鱼、蛙、蚌。

⑶在载土管或粘土盘内填充栽培土分别进行作物栽培至最后一级作物种植池内液体达到国家二级排放标准。

本发明在步骤⑶中，所述作物为耐湿耐氮作物。

一种牲畜养殖场粪液处理装置，它包括与粪液沉降池排液口连接的至少二个串接的作物种植池，相邻两作物种植池之间由池体上部的溢出口连接，作物种植池内设置有作物栽培装置；所述作物栽培装置包括安装在承压浮力圈上的承载梁，承载梁上安装有载土管，并组成网格状，所述载土管上部开有栽培槽，下部设有通液孔；

或者所述作物栽培装置包括安装在承压浮力圈上的浮体框架，所述浮体框架为网格状，所述网格内设有用于作物栽培的粘土盘，粘土盘四周包裹有无纺布。

为防止残渣进入作物种植池，本发明粪液沉降池上部设有阻隔栅，所述阻隔栅采用无纺布条或稻草绳制备。

为自动调节栽培土的吃水深度，本发明所述承压浮力圈的充气管上设有充气电磁阀，所述充气电磁阀的开关由载土管或粘土盘内的土壤水分传感器控制。

本发明所述作物种植池的长度为500㎝～1000㎝，宽度为300㎝～1000㎝，深度为200㎝～600㎝。

由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，牲畜养殖场粪液经沉降后，渣液用于沼气制取，液体用于耐湿耐氮作物的水上栽培，作物栽培装置结构简单，并可通过承压浮力圈调整作物根系的吸湿、吸N程度，实现牲畜养殖场粪液的绿色处理，投资少、见效快，实现了较好的良性生态循环。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明实施例1作物种植池的俯视示意图；

图3是图2的侧视图；

图4是本发明实施例2作物种植池的俯视示意图；

图5是图4的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例1:

一种牲畜养殖场粪液处理方法，它包括下列步骤：

⑴收集的牲畜养殖场粪液送入粪液沉降池7沉降，液体由粪液沉降池7上部排液口13溢出进入作物种植区，粪渣送入沼气发酵池11；

为提高渣液分离效果，防止残渣进入作物种植区，本发明在步骤⑴中，粪液沉降池7上部设有阻隔栅12，沉降时，加入化学催降剂氢氧化钙或活性炭，加入量为粪液沉降池7内粪液总量的1‰～2‰。

本发明所述阻隔栅12采用无纺布条或稻草绳制备。

⑵所述作物种植区包括至少二个串接的作物种植池11，第一个作物种植池通过排液口13与粪液沉降池7连接，相邻两作物种植池11之间通过池体上部的溢出口14连接，作物种植池11内设置有作物栽培装置；所述作物栽培装置包括安装在承压浮力圈3上的承载梁2，承载梁2上安装有载土管1，并组成网格状，所述载土管1上部开有栽培槽4，下部设有通液孔；

或者所述作物栽培装置包括安装在承压浮力圈3上的浮体框架15，所述浮体框架15为网格状，所述网格内设有用于作物栽培的粘土盘16，粘土盘16四周包裹有无纺布；

为自动调节栽培土的吃水深度，本发明在步骤⑵中，所述承压浮力圈3的充气管上设有充气电磁阀，所述充气电磁阀的开关由载土管1或粘土盘16内的土壤水分传感器控制。

为提高作物种植池的利用率，本发明在步骤⑵中，所述作物种植池11内养殖有鱼、蛙、蚌。

⑶在载土管1或粘土盘16内填充栽培土分别进行作物栽培至最后一级作物种植池11内液体达到国家二级排放标准。

本发明在步骤⑶中，所述作物为耐湿耐氮作物。

由图1、图2、图3可知，一种牲畜养殖场粪液处理装置，它包括与粪液沉降池7排液口13连接的至少二个串接的作物种植池11，相邻两作物种植池11之间由池体上部的溢出口14连接，作物种植池11内设置有作物栽培装置；所述作物栽培装置包括安装在承压浮力圈3上的承载梁2，承载梁2上安装有载土管1，并组成网格状，所述载土管1上部开有栽培槽4，下部设有通液孔；

为防止残渣进入作物种植池11，本发明粪液沉降池7上部设有阻隔栅12，所述阻隔栅12采用无纺布条或稻草绳制备。

为自动调节栽培土的吃水深度，本发明所述承压浮力圈3的充气管上设有充气电磁阀，所述充气电磁阀的开关由载土管或粘土盘内的土壤水分传感器控制。

本发明所述作物种植池11的长度为500㎝～1000㎝，宽度为300㎝～1000㎝，深度为200㎝～600㎝。

本实施例粪液沉降池7的底部为倒锥形，其容积设计为养殖场日排粪液量的5倍左右，保证新鲜粪液滞留期为5天左右，使进入第一个作物种植池11的粪液水质在COD（化学需氧量）2000～2600㎎/L，BOD（生化需氧量）1500～1800㎎/L；作物种植池11的容积按存栏猪量每头20m³规划设计。本实施例作物种植池有3个，第一个作物种植池的容量为1000㎝×600㎝×300㎝（长×宽×深），第二个作物种植池的容量为2000㎝×600㎝×300㎝（长×宽×深），第三个作物种植池的容量为4000㎝×600㎝×300㎝（长×宽×深），第二个作物种植池与第一个作物种植池之间、第三个作物种植池与第二个作物种植池之间通过池体（长度方向）上部的溢出口14连接。

本实施例第一个作物种植池11按间隔200㎝布置承载梁2，承载梁2上安装有载土管1，并组成200㎝×400㎝的网格；载土管1为Ф10㎝～20㎝的PVC管，上部间隔10㎝开有4㎝×3㎝的栽培槽4，下部设有通液孔。第一个作物种植池11可用于水稻的育秧、丝瓜种植，其栽培方法按常规技术操作。

进入第二个作物种植池11的粪液水质在COD（化学需氧量）1600～2000㎎/L，BOD（生化需氧量） 1200～1500㎎/L；按第一个作物种植池方法布置载土管1。第二个作物种植池可用于水稻的栽培，丝瓜、竹叶菜、白菜、包菜等蔬菜的种植，其栽培方法按常规技术操作。

进入第三个作物种植池11的粪液水质COD（化学需氧量）≤800㎎/L，BOD（生化需氧量）≤600㎎/L；按第一个作物种植池方法布置载土管1。第三个作物种植池适宜种植的作物同第二个作物种植池。

为提高作物种植池的利用率，在第三个作物种植池11内同时进行水体养鱼、蛙、蚌，实现立体种、养或循环用水。

栽培时，可通过设置在载土管1内的土壤水分传感器控制充气电磁阀的打开或关闭，从而控制承压浮力圈3的充气或放气，达到自动调节栽培土的吃水深度的目的。

本发明将收集的牲畜养殖场粪液经粪液管8送入粪液沉降池7沉降，为使渣液分离相对彻底，沉降时，加入氢氧化钙，加入量为粪液沉降池7内粪液总量的1.5‰。沉降后的渣液由沉渣管9送入渣液池5，然后渣液池5中的渣液由泵10经输液管6送入沼气发酵池产气。

为防止粪液沉降池7中的残渣进入作物种植区，粪液沉降池7上部设有阻隔栅12，阻隔栅12采用稻草绳，便于吸收液体中的NH₄-N，有利降低排出液水解N含量。通过在三个作物种植池11的作物种植及鱼、蛙、蚌的养殖，从第三个作物种植池11的溢出口14溢出的粪液水质其COD≤120㎎/L，BOD≤60㎎/L，即达国家二级排放标准。

本发明实现牲畜养殖场粪液的绿色处理，投资少、见效快，实现了较好的良性生态循环。

实施例2:

本发明所述作物栽培装置包括安装在承压浮力圈3上的浮体框架15，所述浮体框架15为网格状，所述网格内设有用于作物栽培的粘土盘16，粘土盘16四周包裹有无纺布。

栽培时，可通过设置在粘土盘16内的土壤水分传感器控制充气电磁阀的打开或关闭，从而控制承压浮力圈3的充气或放气，达到自动调节栽培土的吃水深度的目的。

余同实施例1。