CN108863475A - 利用屠宰场的废水和猪粪便制备富硒液体有机肥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了利用屠宰场的废水和猪粪便制备富硒液体有机肥的方法，以屠宰场的废水、加工废渣和猪粪便中的至少一种作为原料，添加硒元素物质，然后采用三级液体发酵工艺消除原料中的有机成分，得到富硒沼液；富硒沼液分别经过过滤和灭菌处理，得到所述富硒液体有机肥。本发明方法能够消除屠宰场的肉食品加工废水和猪粪便对环境的污染，实现养猪场废弃物的资源化利用；发酵的时间较长，无机硒元素能够充分转化为有机硒物质；原料来源丰富，富硒液体有机肥的产量大，产业化价值高。
Description
技术领域
本发明涉及制备富硒液体有机肥技术领域，具体是利用屠宰场的废水和猪粪便制备富硒液体有机肥的方法。
背景技术
猪肉是一种大众化的肉食品，与人们群众的生活密切相关。与养猪行业密切相关的生猪屠宰行业，在进行肉食品加工过程中产生大量废水，以及猪毛、骨头和残留猪粪等固体废渣；同时，喂养临时贮存的生猪也产生大量的猪粪便，对环境造成一定的影响。因此，如何减少屠宰场的废水和废渣排放，改善它们的卫生环境，又如何充分利用屠宰场废弃物，实现废弃物资源化利用，是当今屠宰行业急需解决的技术问题。
硒(Se)的原子量是78.96，硒元素位于化学元素周期表VIA族，化学性质与同族的硫元素相似，是一种微量元素。目前的普遍观点认为，硒具有抗癌、保肝护肝和防治心血管疾病等作用，饮食中适量的硒对人体保持健康具有重要作用。基于这样的依据，有机蔬菜和有机水果已经成为当前市场的热销产品。然而，一般的土壤中所含的硒元素的含量很低，需要施加富硒有机肥才能培养出有机蔬菜和有机水果。
基于屠宰场产生大量的肉食品加工废水，也因为喂养临时贮存的生猪而产生大量的猪粪便，以及生产富硒有机蔬菜和水果的需要，有必要对利用屠宰场的肉食品加工废水和猪粪便转化为富硒液体有机肥的技术进行深入研究。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了利用屠宰场的废水和猪粪便制备富硒液体有机肥。
本发明的技术方案如下：
利用屠宰场的废水和猪粪便制备富硒液体有机肥的方法，以屠宰场的废水、加工废渣和猪粪便中的至少一种作为原料，添加硒元素物质，然后采用三级液体发酵工艺消除原料中的有机成分，得到富硒沼液；富硒沼液分别经过过滤和灭菌处理，得到所述富硒液体有机肥。
所述硒元素物质为二氧化硒，添加量按待处理原料总重量的0.01-0.05％，将二氧化硒固体充分溶解后，添加到原料中。
所述三级液体发酵工艺为：
第一级发酵池中安装有10-20目网袋用以截留原料中的废渣并定期排出，余下废水在第一级发酵池中同时进行好氧发酵与厌氧发酵，发酵时间为24小时；发酵后的废水排入第二级发酵池；
从第一级发酵池排出的废水在第二级发酵池中进行厌氧发酵，发酵时间为240-360小时；产生的沼液被送入第三级发酵池，产生的沼气用作燃料；
从第二级发酵池排出的沼液被送入第三级发酵池中进行好氧发酵，发酵时间为120-240小时。
所述三级液体发酵工艺采用如下三级液体发酵装置进行：第一级发酵池顶部安装有封盖，在封盖上设有大气连通管与大气相通，第一级发酵池内通过格栅分隔为固体截留发酵室和液体发酵室，固体截留发酵室设有进料口，固体截留发酵室内铺设有网袋，液体发酵室通过管道连接第二级发酵池；
第二级发酵池为密封式，顶部设有沼气排出口，第二级发酵池通过管道连接第三级发酵池；
第三级发酵池顶部安装有盖板，在盖板上安装有大气连通管与大气相通；第三级发酵池设有沼液排出口。
所述的灭菌处理，是采用紫外光灭活结合电场灭活的方法。
本发明方法的原理：
二氧化硒溶于水后转化成亚硒酸水溶液，屠宰场废水自然发酵过程存在的多种混合细菌，包括酵母菌、丝状真菌、乳酸菌、醋酸菌、放线菌和枯草芽孢杆菌等，在发酵过程中，上述多种细菌对原料(屠宰场的废水、加工废渣和猪粪便中的一种或多种混合)中的血肉组织和猪粪便作用，产生醋酸、乳酸和腐植酸等多种有机酸以及醇类化合物；亚硒酸又与发酵池内含有羟基的物质反应，生成亚硒酸有机酯，使无机硒元素转化为有机硒元素，生成有机硒肥料。
本发明方法的优点：
(1)在生产富硒液体有机肥的过程中，消除屠宰场的肉食品加工废水和猪粪便对环境的污染，实现养猪场废弃物的资源化利用；(2)发酵的时间较长，无机硒元素能够充分转化为有机硒物质；(3)采用三级液体发酵装置，逐级进行厌氧和好氧发酵，结构简单，操作方便；(4)原料来源丰富，富硒液体有机肥的产量大，产业化价值高，有利于扩大富硒蔬菜和水果的种植面积，提高富硒蔬菜和水果的产量，从而改善人民群众的生活。
附图说明
图1是本发明方法中采用的三级液体发酵装置结构示意图。
图中:
1:第一级发酵池,2:封盖,3:网袋,4:固体截留发酵室,5:液体发酵室,6:第一管道，7：第一大气连通管，8：进料口，9：格栅，10：第二级发酵池，11：沼气排出口，12：第二管道，13：第三级发酵池，14：第二大气连通管，15：盖板，16：排水口。
具体实施方式
以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于以下实施例。
实施例1：
利用屠宰场的废水和猪粪便制备富硒液体有机肥的方法，步骤如下：
(1)、以屠宰场的肉食品加工废水、加工废渣(猪毛、碎骨头和其它的大块组织)和猪粪便为待处理原料，添加硒元素物质。添加硒元素物质，是产生富硒液体有机肥的必要手段，添加方法是：硒元素物质二氧化硒固体按待处理原料总重量的0.01％，将二氧化硒固体充分溶解后，添加到准备送入待处理原料中。
(2)、步骤(1)添加硒元素物质后的待处理原料，连续或者间歇地进入第一级发酵池；在第一级发酵池内进行厌氧好氧联合发酵，连续发酵24小时。第一级发酵池中安装有10-20目网袋，猪毛、碎骨头和其它的大块组织等废渣被截留在网袋中，定期每一个月清洗和排出被截留的废渣，得到经过发酵脱臭处理后的猪毛原料。通过网袋的废水和细小组织连续发酵24小时后被送入第二级发酵池。
第一级发酵池属于厌氧兼好氧发酵装置，其容积相当于平均每天待处理原料的体积。其结构如图1所示，第一级发酵池1上安装有封盖2，在封盖2上安装有第一大气连通管7，利用不锈钢格栅9将第一发酵池1分成固体截留发酵室4和液体发酵室5；在固体截留发酵室4中铺设有网袋3，截留得到固体物质；液体及细小隔离固体透过网袋3，进入到液体发酵室5中，在此停留发酵24小时后，经过第一管道6进入第二级发酵池10。由于第一级发酵池1设有第一大气连通管7与大气相通，液位上层的液体部分能够获得一定的氧气供给，发生好氧发酵，位于液位下层的液体和底部的固体，不能获得足够的氧气供应，所以发生厌氧发酵。
第一级发酵池1的作用是：屠宰场废水自然发酵过程存在的多种混合细菌，包括酵母菌、丝状真菌、乳酸菌、醋酸菌、放线菌和枯草芽孢杆菌等，利用上述多种细菌在厌氧和好氧发酵中，快速消除废水中的血肉组织，达到消除肉食品加工废水的腥臭味的作用。
(3)、步骤(2)所得的废水送入第二级发酵池进行厌氧发酵240小时，形成初级沼液。
第二级发酵池10属于厌氧发酵装置，其结构如图1所示，第二发酵池10为密封式，不与大气相通；在第二发酵池10的顶部安装有沼气排出口11,将产生的沼气通过管道引到火炬塔、燃气灶和锅炉等装置进行燃烧。第二级发酵池10的容积相当于平均每天产生的待处理原料的体积的10-15倍。由于完全密封，没有氧气供给，第二级发酵池10中的废水发生厌氧发酵。
第二级发酵池10的作用是：利用发酵过程中存在的多种细菌的共同发酵作用，消除废水中的血肉组织和猪粪便的有机成分，使之转化为沼气和二氧化碳，达到深度降解废水中的有机质的作用，第二级发酵池10降解废水中约70-80％的有机质。
(4)、步骤(3)所得的初级沼液被引入第三级发酵池进行补充好氧发酵，发酵时间为120小时。得到符合生产富硒液体有机肥的合格富硒沼液。
如图1所示，第三级发酵池13属于好氧发酵装置，为浅宽型水池，顶部安装有盖板15，在盖板15上安装有第二大气连通管14与大气相通；发酵池13对应于池内最高液位处设有沼液排出口16，将发酵成熟的沼液排出池外。第三级发酵池13的容积相当于平均每天产生的总体待处理原料的体积的5-10倍。
(5)、过滤步骤(4)所得富硒沼液，滤液采用紫外光结合电场灭杀活菌，得到灭菌沼液。
(6)、步骤(5)所得灭菌沼液经过灌装，得到瓶装、桶装或者大罐装的富硒有机肥商品，所得富硒液体有机肥按质量百分比计含：水分96％；有机质3％，其它固形物1％。主要肥效成分及其质量百分比为：N，0.8％；P(P2O5),0.70％；K(K2O)，0.4％；Se，0.005％。
实施例2
利用屠宰场的废水和猪粪便制备富硒液体有机肥的方法，步骤如下：
(1)、以屠宰场的肉食品加工废水和猪粪便为待处理原料，添加硒元素物质。添加硒元素物质，是产生富硒液体有机肥的必要手段，添加方法是：硒元素物质二氧化硒固体按待处理原料总重量的0.03％，将二氧化硒固体充分溶解后，添加到准备送入待处理原料中。
(2)、步骤(2)同实施例1。
(3)、步骤(2)所得的废水送入第二级发酵池进行厌氧发酵300小时，形成初级沼液。
(4)步骤(3)所得的初级沼液被引入第三级发酵池进行补充好氧发酵，发酵时间为120小时。得到符合生产富硒液体有机肥的合格富硒沼液。
本实施例的三级液体发酵装置结构和作用同实施例1。
(5)过滤步骤(4)所得富硒沼液，滤液采用紫外光结合电场灭杀活菌，得到灭菌沼液。
(6)步骤(5)所得灭菌沼液经过灌装，得到瓶装、桶装或者大罐装的富硒有机肥商品，所得富硒液体有机肥按质量百分比计含水分为94％，有机质5％，其它固体成分1％。主要肥效成分及其质量百分比为：N，1.0％；P(P2O5),1.3％；K(K2O)，0.5％；Se，0.008％。
实施例3：
利用屠宰场的废水和猪粪便制备富硒液体有机肥的方法，步骤如下：
(1)、以屠宰场的肉食品加工废水和猪粪便为待处理原料，添加硒元素物质。添加硒元素物质，是产生富硒液体有机肥的必要手段，添加方法是：硒元素物质二氧化硒固体按待处理原料总重量的0.05％，将二氧化硒固体充分溶解后，添加到准备送入待处理原料中。
(2)、步骤(2)同实施例1。
(3)、步骤(2)所得的废水送入第二级发酵池进行厌氧发酵360小时，形成初级沼液。
(4)步骤(3)所得的初级沼液被引入第三级发酵池进行补充好氧发酵，发酵时间为240小时。得到符合生产富硒液体有机肥的合格富硒沼液。
本实施例的三级液体发酵装置结构和作用同实施例1。
(5)过滤步骤(4)所得富硒沼液，滤液采用紫外光结合电场灭杀活菌，得到灭菌沼液。
(6)步骤(5)所得灭菌沼液经过灌装，得到瓶装、桶装或者大罐装的富硒有机肥商品，所得富硒液体有机肥按质量百分比计含：水分91％；有机质8％，其它固体1％。主要肥效成分及其质量百分比为：N，1.3％；P(P2O5),1.7％；K(K2O)，0.7％；Se，0.01％。
Claims (5)
1.利用屠宰场的废水和猪粪便制备富硒液体有机肥的方法，其特征是：以屠宰场的废水、加工废渣和猪粪便中的至少一种作为原料，添加硒元素物质，然后采用三级液体发酵工艺消除原料中的有机成分，得到富硒沼液；富硒沼液分别经过过滤和灭菌处理，得到所述富硒液体有机肥。
2.根据权利要求1所述的利用屠宰场的废水和猪粪便制备富硒液体有机肥的方法，其特征是：所述硒元素物质为二氧化硒，添加量按待处理原料总重量的0.01-0.05％，将二氧化硒固体充分溶解后，添加到原料中。
3.根据权利要求1所述的利用屠宰场的废水和猪粪便制备富硒液体有机肥的方法，其特征是，所述三级液体发酵工艺为：
第一级发酵池中安装有10-20目网袋用以截留原料中的废渣并定期排出，余下废水在第一级发酵池中同时进行好氧发酵与厌氧发酵，发酵时间为24小时；发酵后的废水排入第二级发酵池；
从第一级发酵池排出的废水在第二级发酵池中进行厌氧发酵，发酵时间为240-360小时；产生的沼液被送入第三级发酵池，产生的沼气用作燃料；
从第二级发酵池排出的沼液被送入第三级发酵池中进行好氧发酵，发酵时间为120-240小时。
4.根据权利要求3所述的利用屠宰场的废水和猪粪便制备富硒液体有机肥的方法，其特征是，所述三级液体发酵工艺采用如下三级液体发酵装置进行：第一级发酵池顶部安装有封盖，在封盖上设有大气连通管与大气相通，第一级发酵池内通过格栅分隔为固体截留发酵室和液体发酵室，固体截留发酵室设有进料口，固体截留发酵室内铺设有网袋，液体发酵室通过管道连接第二级发酵池；
第二级发酵池为密封式，顶部设有沼气排出口，第二级发酵池通过管道连接第三级发酵池；
第三级发酵池顶部安装有盖板，在盖板上安装有大气连通管与大气相通；第三级发酵池设有沼液排出口。
5.根据权利要求1所述的利用屠宰场的废水和猪粪便制备富硒液体有机肥的方法，其特征是，所述的灭菌处理，是采用紫外光灭活结合电场灭活的方法。
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