四防连体封闭粪污贮存室的研发应用

王翠萍

（邹平市长山镇畜牧兽医站，山东 邹平 256207）

随着畜禽业的迅猛发展集约化养殖成为主要养殖方式，很多地区养殖密度过高，粪污得不到有效处理和消纳，给环境造成污染，加快养殖畜禽废弃物处理和资源化利用已迫在眉睫。粪污处理利用干湿分离和堆肥的方法，可以较好的减少沼液处理，干粪分离后堆肥可扩大消纳区域，是实现粪污全利用和零排放的重要举措，同时也是禽畜养殖总量减排的重要环节。

1 研发背景

在现有技术中，干湿分离主要还是利用自然分离的方式，即通过各种途径的过滤，实现粪便的干湿分离，但是随着干湿分离的进行，干粪会逐渐堆积在过滤部，容易造成干湿分离效果的下降和大量废气的产生，污染空气环境的现象也越来越严重,废弃物处理或回收系统的措施是畜牧业环境问题创新的一个更为重要的推动因素，因此设计一种能够提升畜禽养殖粪便干湿分离效率，同时又能避免对空气环境造成污染的设施，成为本领域亟待解决的技术问题。

2 四防连体封闭粪污储存室的研发

2.1 畜禽粪污干湿分离连体贮存室设计 采取地上贮存室地下贮液室的贮存设计，贮存室位于贮液室的上部，粪便通过收集、清扫、运至贮存室堆肥发酵，在贮存室的顶部设置有可开启的投入口，贮存室内设置有进行干湿分离的过滤部，过滤部的出口处与贮液室相连，还设置有除臭喷淋塔，贮存室和贮液室内分别引出抽气管，抽气管连接风机的进风口，风机的出风口接入除臭喷淋塔，在风机的出风口处通过抽气总管自除臭喷淋塔的底部接入，在除臭喷淋塔内设置有喷淋头，喷淋头位于抽气总管的上部，在喷淋头的上部设置有隔板，在隔板表面开设有若干通孔，在隔板上方放置有填料，在除臭喷淋塔的侧部还设置有检修口，检修口与除臭喷淋塔的内部连通，并正对填料，设置有喷淋管，喷淋管一端进入除臭喷淋塔内部连接喷淋头，另一端连接喷淋泵的出口；在除臭喷淋塔的外部设置有储液池，喷淋泵的入口通过管路延伸至储液池的底部，在除臭喷淋塔的底部中心处设置有回流管，回流管的另一端延伸至贮液室内。贮液室在地面以下并排设置有多个，贮液室的顶部突出于地面，贮液室利用厌氧发酵技术对其中的液进行体处理。

2.2 喷淋塔主要包括微生物菌种和喷洒设备 喷淋塔利用微生物的代谢作用，降解环境中硫、氮等恶臭物质，同时有降温、除尘效果。

2.2.1 微生物菌剂 微生物菌剂是一种由多种有益菌共存而成的生物体，具有许多优势和功能。（1）微生物菌剂能够快速繁殖，并且能够分解有机物质。这意味着微生物菌剂可以在短时间内增加数量，从而加速有机物的分解过程。这对处理废物、污水等有机物质非常有帮助。（2）微生物菌剂依靠有益菌之间的共生繁殖和协同作用。这些有益菌之间相互合作，可以更高效地进行代谢活动。它们通过相互之间的交流和协作，能够更好地发挥各自的作用，从而提高整个微生物系统的效率和稳定性。

2.2.1.1 微生物菌剂作用原理 水中的恶臭物质主要是由有机化合物产生的，如污水、废弃物和腐烂的有机质等。这些物质不仅对周围环境造成污染，还给人们的生活和生产带来了困扰。然而，微生物却能够以它们为营养物质，并通过代谢活动将它们降解为无害的物质。

2.2.1.2 微生物菌剂主要功能 （1）分解恶臭物质（腐败有机物及臭气等），消除恶臭；（2）促进动物生长，维持肠道菌群平衡，促进消化吸收，提高饲料利用率，产蛋、产肉率明显增加；（3）增强动物体质，提高机体免疫力，减少疾病发生，减少抗生素等药品的使用，大大降低动物死亡率；（4）提高动物商品品质，缩短养殖周期，实现降本增收。

2.2.1.3 臭气体降解过程 （1）恶臭气体的溶解过程，即有气相转变为液相的过程。（2）微生物是地球上一类微小但非常重要的生物。它们存在于各种环境中，包括水体中。水中常常有各种臭气存在，而微生物则扮演了一种非常重要的角色，帮助去除这些臭气。溶于水中的臭气能够通过微生物的细胞壁和细胞膜被吸收。原因是微生物的细胞壁和细胞膜具有一定的选择性通透性，能够将溶解在水中的臭气分子吸收进入微生物细胞内部。这个过程类似于水分子通过渗透进入植物的细胞一样。（3）当臭气进入我们的细胞后，它成为了微生物的一种营养物质。这些微生物包括细菌、真菌和其他微小生物。它们会利用这些臭气作为能量来源，并分解它们的化学成分。通过这个过程，微生物能够将臭气分解为无害的物质，从而减轻了恶臭气味。

经第三方权威机构检测，此微生物菌剂无有害挥发成分，对NH3、H2S 去除率近90%，比同类产品高出30%左右。

2.2.2 除臭喷洒设备研发 （1）除臭喷洒设备工作原理 该设备利用柱塞泵将经过过滤器配比好的除臭液加压，然后通过高压厚壁不锈钢管路将加压的水输送到喷嘴。这些喷嘴能够将液体高速旋转，并将其雾化成1～15 μm 的超微小雾粒子。这些微小雾粒子能够迅速扩散在空气中，并将植物液带到每个角落，从而达到除臭的目的。不仅如此，超微细雾化粒子在空气中弥漫的过程中还能够吸附空气中的灰尘颗粒，使其质量变重，从而让灰尘粒子自然下落，起到了降尘的作用。这种除臭设备适用于各种空间，如厕所、办公室、车辆内部等。它可以快速而彻底地除去空间中的异味，并且通过雾化降尘的效果，还能提高空气质量，营造一个清新宜人的环境。喷雾效率可达95%以上，达到高效除臭作用。

（2）除臭喷洒设备工作特点A 雾细：高压微雾喷嘴是一种先进的喷射设备，其每秒钟能够产生50亿个微小的雾滴。这些雾滴的直径非常小，通常只有5～25 μm。高压微雾喷嘴的喷雾效果极佳。高压微雾喷嘴的工作原理是通过将液体通过高压泵送至喷嘴喷孔，然后利用高压气体将液体分散成微小的雾滴。这种微雾喷嘴具有喷雾范围广、喷雾效果好等特点，被广泛应用于许多领域。

B 喷雾效果好：喷雾量大且可自由组合。应用回流新技术，避免管道积水、沉淀、长苔，保障喷头喷雾效果，喷头配有止滴器，喷头不滴水。配备多重过滤器和过滤箱，有效净化水源，减少喷头堵塞，增加运行效率。

C 节能：雾化技术是一种高效的加湿方式，具有低能耗和高效率的特点。以1 kg 水为例，仅需4 W的功率即可完成雾化过程，仅为传统的电热加湿器能耗的1%。同时，与气水混合式加湿器相比，雾化技术仅需1/10 能耗。雾化技术的高效率体现在喷雾效率上。喷雾效率指的是雾化设备中产生的雾化颗粒中，能够达到设定目标尺寸的颗粒所占的比例。而雾化技术的喷雾效率高达95%以上，说明绝大部分的雾化颗粒都能达到设定目标尺寸，可以提高加湿效果和效率。

D 可靠：高压微雾加湿系统是一种先进的加湿技术，主要用于改善室内空气质量和舒适度。其主机采用进口工业型柱塞泵，具有稳定可靠的性能。该柱塞泵能够连续运转24 h，保证系统的持续加湿效果。与此同时，该系统的喷嘴和水雾分配器非常耐用。它们不含有动力驱动的易损部件，因此在使用过程中不易损坏。这种设计非常适合在高粉尘环境中使用，因为粉尘会对一些机械部件造成损坏。喷嘴和水雾分配器在这种情况下仍能正常工作，可确保系统的稳定性和寿命。

E 安全自动泄压：喷雾机作为一种常见的工业设备，在很多应用场景中发挥着重要的作用。它通过产生高压喷射来达到喷洒、冲洗、除尘等目的。然而，当喷雾机停止工作时，怎样防止喷头滴水成为了一个值得关注和解决的问题。当喷雾机停止工作时，一般会有一种自动释放压力的机制来防止喷头滴水。这种机制可以确保喷头在停止工作后，压力会被逐渐释放，从而防止喷头滴水。

F 自动配比：系统可以根据要求的除臭剂的配比，自动配比出符合要求的植物液溶液，并储存于缓存水箱内，供喷雾系统使用，这样既便是在停水状态下只要有水就能喷雾除臭和降尘。

G 恒压供水：高压微雾变频主机，内置变频器和压力变送器，可以多区域提供独立的控制方案，可以根据每个不同区域不同的要求，进行自动恒压变频喷雾。每个区域可以设定不同的工作时间范围或者联动机制，各个区域互相独立，设备会自动根据喷雾压力的大小，进行全自动的变频来调整压力实现恒压供水。

2.3 根据地上粪便贮存室有效容积设计 需要考虑畜禽的存栏量以及贮存时间，使得所产生的粪便总量不低于9 个月的需求。单位容量为800 kg/m3，意味着每立方米的贮存容积可以容纳800 kg 的粪便。地上粪便贮存室的底面采用钢筋混凝土结构，并且要求底面厚度不少于200 mm。为了进一步提高过滤效果，我们还需要设置网状过滤处理结构，以确保粪便在贮存室内能够充分分解和发酵。墙体设计方面，底部两米的墙体采用钢筋混凝土结构，并且墙体厚度不少于240 mm。为了保证贮存室的防渗性能，我们需要进行防渗处理，以满足GB50069 中抗渗等级S6 的要求。其他墙体则采用防火板进行密封处理，以避免发生火灾并提高贮存室的安全性。另外，为了保护贮存室内的粪便不受雨水侵蚀，我们需要在顶部设置防雨棚。防雨棚的材料可以采用彩钢瓦等抗风防压材料，以确保贮存室在恶劣天气条件下的正常运行。

2.4 畜禽粪污干湿分离连体贮存室创新点 （1）全封闭结构，较少臭气外排，内设有除臭喷淋系统。（2）贮粪室地面设计采用三高一低坡度，过滤的尿液进入贮尿池，实现干湿分离。（3）整个畜禽粪污干湿分离连体贮存室是钢筋混凝土网状过滤处理结构。（4）三个贮尿池互不相通，保证发酵时间实现达标排放。（5）贮尿池内的液体经过一段时间后可直接作为有机肥料进行农田利用。

2.5 可解决的技术问题 克服现有技术的不足，提供一种实现了畜禽粪便的干湿分离，避免了畜禽粪便对养殖区域的环境污染，同时通过设置连通贮存室和贮液室的除臭喷淋塔，对贮存室和贮液室内的气体进行除臭和消毒处理，进一步避免了对养殖区域空气环境污染的畜禽粪污干湿分离系统。

2.6 附 图

图1

图2

图3

3 小 结

通过密闭改造，有效避免粪污的外溢和雨水的倒灌，使畜禽粪便快速、充分发酵腐熟，粪污资源化利用率提高0.5 个百分点；有效预防了发酵过程中产生的氨气、硫化物等恶臭气体散发，同位点氨气浓度降低64%，减少了异味对周边环境的影响，据统计有关养殖异味的举报案件同比下降60%；美化了周边环境，提升了畜禽粪污资源化利用水平，推动了畜牧业的转型升级，建议进一步加大推广力度，更好的推动畜牧业高质量发展。