專(zhuān)利名稱(chēng)：：沼液多級(jí)延遲過(guò)濾好氧儲(chǔ)存多生物鏈循環(huán)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及生態(tài)環(huán)保與生態(tài)養(yǎng)殖綜合利用
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及沼液自然生態(tài)處理工程技術(shù)。
背景技術(shù)：
：生豬的規(guī)模養(yǎng)殖是農(nóng)民在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中增收的一條重要途徑，但與此同時(shí)，年產(chǎn)出大量的糞尿生物質(zhì)能資源，這種資源未得到及時(shí)開(kāi)發(fā)而成為污染物，產(chǎn)生了以下四大問(wèn)題1)沼液混入灌溉用水，水稻青苗嚴(yán)重減產(chǎn)；2)沼液嚴(yán)重污染環(huán)境；3)沼氣嚴(yán)重污染大氣；4)生豬疫病風(fēng)險(xiǎn)增大從而嚴(yán)重影響生豬的規(guī)模養(yǎng)殖。2002年后，我國(guó)生豬規(guī)模養(yǎng)殖由大中城市近郊向南方農(nóng)區(qū)轉(zhuǎn)移，2005年以長(zhǎng)江中下游為中心向南北兩翼擴(kuò)散的生豬生產(chǎn)帶形成生豬養(yǎng)殖散戶(hù)大量退出，家庭養(yǎng)殖場(chǎng)、中小規(guī)模養(yǎng)殖專(zhuān)業(yè)戶(hù)成為農(nóng)村生豬養(yǎng)殖的主體，快速發(fā)展的農(nóng)區(qū)生豬養(yǎng)殖，為農(nóng)民帶來(lái)了比種植業(yè)更多更快的利益，大量集中排放養(yǎng)殖廢棄物造成的污染嚴(yán)重危害著農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。政府沼氣工程的投入有效抑制了豬糞尿等養(yǎng)殖廢棄物污染，但沼液、沼氣的污染卻仍隨之產(chǎn)生。萍鄉(xiāng)市普遍發(fā)展規(guī)模養(yǎng)殖，2007年泰華牧業(yè)科技有限公司所在的排上鎮(zhèn)年規(guī)模養(yǎng)殖年生豬出欄8.5萬(wàn)頭，公司年出欄1.2萬(wàn)頭，泰華養(yǎng)殖場(chǎng)年出欄4500頭，規(guī)模養(yǎng)殖對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染嚴(yán)重。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的，在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種沼液多級(jí)延遲過(guò)濾好氧儲(chǔ)存多生物鏈循環(huán)方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種沼液多級(jí)延遲過(guò)濾好氧儲(chǔ)存多生物鏈循環(huán)方法，系運(yùn)用美國(guó)JayW.Forrester教授的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)n階物質(zhì)延遲函數(shù)理論、厭氧法和好氧法生物處理原理、氧化塘的氧化原理、生物過(guò)濾池的過(guò)濾原理、人工濕地的種植吸收原理；它包含以下四項(xiàng)沼液自然生態(tài)處理工程1)沼液三級(jí)延遲過(guò)濾工程；2)沼液自然流好氧工程；3)沼液分流三級(jí)儲(chǔ)存工程；以上三項(xiàng)簡(jiǎn)稱(chēng)"沼液延遲工程"；以及4)"豬—沼一糧"、"豬一沼一菜"、"豬一沼一魚(yú)詞料"、"豬一沼—紅薯生物質(zhì)詞料"、"豬一沼一果"五項(xiàng)生物鏈的N、P、K等資源循環(huán)高值綜合利用養(yǎng)種生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)工程，該項(xiàng)簡(jiǎn)稱(chēng)五項(xiàng)生物鏈循環(huán)工程；所述的"沼液延遲工程"為"五項(xiàng)生物鏈循環(huán)工程"的基本條件，"五項(xiàng)生物鏈循環(huán)工程"是"沼液延遲工程"實(shí)現(xiàn)效益的前提，這兩部分工程相互促進(jìn)，構(gòu)成正反饋循環(huán)系統(tǒng)；沼液分流、延遲過(guò)濾、氧化儲(chǔ)存、五大養(yǎng)種生物鏈綜合利用，構(gòu)成高效農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)三階物質(zhì)延遲函數(shù)模型，其三階物質(zhì)延遲功能函數(shù)如下物質(zhì)以流入率IN(t)流入一級(jí)延遲流位LEVl(t)，然后物質(zhì)以流率Rl(t)=LEVl(t)/(DEL/3)從一級(jí)延遲流位LEVI(t)流入二級(jí)延遲流位LEV2(t)，然后物質(zhì)又以流率R2(t)=LEV2(t)/(DEL/3)從二級(jí)延遲流位LEV2(t)流入三級(jí)延遲流位LEV3(t)，最后物質(zhì)又以流出率OUT(t)=LEV3(t)/(DEL/3)流出，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)三階延遲功能，其中DEL為總延遲時(shí)間。所涉及的養(yǎng)種生物鏈生產(chǎn)工程包括1)養(yǎng)種生物鏈生產(chǎn)工程一基于分流排灌功能開(kāi)發(fā)的"豬一沼液一水稻"工程技術(shù)；2)養(yǎng)種生物鏈生產(chǎn)工程技術(shù)二基于分流三級(jí)儲(chǔ)存功能，開(kāi)發(fā)的"豬一沼液一冬閑田/旱地蔬菜"種植工程技術(shù)，種植有機(jī)無(wú)公害蔬菜；3)養(yǎng)種生物鏈生產(chǎn)工程技術(shù)三基于三級(jí)儲(chǔ)存功能，開(kāi)發(fā)了"豬_沼液—旱地紅薯—生物質(zhì)詞料"種植工程技術(shù)。由三階物質(zhì)延遲函數(shù)功能，利用南方山丘區(qū)坡度地形，消化吸收氧化塘、生物過(guò)濾池與人工濕地等工程技術(shù)，設(shè)計(jì)了沼液分流三級(jí)延遲過(guò)濾自然流好氧處理儲(chǔ)存工程工藝流程，依賴(lài)于三個(gè)過(guò)濾凈化池--次凈化池、二次凈化池和三次凈化池，三級(jí)延遲凈化池是三級(jí)沼液儲(chǔ)存池，其要點(diǎn)如下專(zhuān)用沼液管道與灌溉用水溝并行，實(shí)現(xiàn)沼液、清水有效分流排灌；三個(gè)過(guò)濾凈化池內(nèi)設(shè)數(shù)隔板，用以增加沼液流動(dòng)的阻力，增長(zhǎng)其流經(jīng)的路徑，以延長(zhǎng)水力停留時(shí)間，實(shí)現(xiàn)有效的存儲(chǔ)、過(guò)濾；三個(gè)過(guò)濾凈化池依利用南方丘陵地區(qū)坡度地形由高而低依次修建，跨越區(qū)域內(nèi)200畝農(nóng)田，沼液順勢(shì)而下，沿專(zhuān)用管道自然流動(dòng)，利用地勢(shì)落差，實(shí)現(xiàn)自然好氧處理。圖1為沼液三級(jí)處理和分流排灌工藝流程示意圖；圖2為系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)三階物質(zhì)延遲函數(shù)模型的示意圖。具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖2，為系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)三階物質(zhì)延遲函數(shù)模型的示意圖，運(yùn)用美國(guó)JayW.Forrester教授的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)n階物質(zhì)延遲函數(shù)理論，采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)三階物質(zhì)延遲函數(shù)模型，其三階物質(zhì)延遲功能函數(shù)如下物質(zhì)以流入率IN(t)流入一級(jí)延遲流位LEVl(t)，然后物質(zhì)以流率Rl(t)二LEVl(t)/(DEL/3)從一級(jí)延遲流位LEVI(t)流入二級(jí)延遲流位LEV2(t)，然后物質(zhì)又以流率R2(t)二LEV2(t)/(DEL/3)從二級(jí)延遲流位LEV2(t)流入三級(jí)延遲流位LEV3(t)，最后物質(zhì)又以流出率OUT(t)=LEV3(t)/(DEL/3)流出，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)三階延遲功能，其中DEL為總延遲時(shí)間。參見(jiàn)圖l，沼液三級(jí)處理及分流排灌裝置，由相互聯(lián)通的一次凈化池、二次凈化池和三次凈化池組成，一次凈化池的前端聯(lián)接沼氣池，一次凈化池后端有兩個(gè)出口旁端出口與二次凈化池連通，底部出口上裝有污泥泵、連接至山旱地。設(shè)有用于清水排灌的清水渠與上述三個(gè)凈化池的底部平行排列，并與三次凈化池污水排灌的下部出口連通。在每一個(gè)凈化池中均設(shè)有數(shù)個(gè)隔板。一次凈化池容積為210立方米，長(zhǎng)、寬、高分別為14米、15米、l米；二次凈化池容積為495立方米，長(zhǎng)、寬、高分別為45米、11米、l米；三次凈化池容積為200立方米，長(zhǎng)、寬、高分別為20米、10米、l米。一次凈化池與二次凈化池之間間隔為180米，二次凈化池與三次凈化池之間間隔為90米。沼氣池與一次凈化池之間間隔為40米。形成清水排灌的清水渠與形成污水排灌的三次凈化池下部出口的垂直距離為460米。該裝置實(shí)現(xiàn)了沼液的三級(jí)過(guò)濾儲(chǔ)存，為公司和家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制下區(qū)域內(nèi)各農(nóng)戶(hù)，種植選時(shí)選量選用沼液資源創(chuàng)造了條件；沼液與灌溉用水分流，為公司和家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制下區(qū)域內(nèi)農(nóng)戶(hù)，選時(shí)選沼液施肥，選水灌溉種水稻創(chuàng)造了條件，基于沼液三級(jí)延遲過(guò)濾好氧處理儲(chǔ)存工程，綜合開(kāi)發(fā)應(yīng)用了促進(jìn)沼液系統(tǒng)內(nèi)消化，以實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖污水零排放為目標(biāo)的五項(xiàng)養(yǎng)種生物鏈循環(huán)工程技術(shù)。參見(jiàn)下表泰華生豬養(yǎng)殖區(qū)域出水檢驗(yàn)結(jié)果(mg/L)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注1.水質(zhì)由南昌大學(xué)環(huán)境工程試驗(yàn)室樊艷春、曾常華、陳亞試驗(yàn)員2006.6.5-2006.6.12測(cè)定。2.標(biāo)準(zhǔn)1為《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18596—2001)的污染物最高允許排放濃度。3.標(biāo)準(zhǔn)2為《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的污染物最高允許排放濃度。表中檢測(cè)結(jié)果表明沼液的污染治理工程凈化池3出水使出水完全達(dá)標(biāo)。沼液的生態(tài)處理工程使出水完全達(dá)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)殖廢水的零排放。已達(dá)考核指標(biāo)2:運(yùn)行費(fèi)用低；沼液自然生態(tài)處理工程日常運(yùn)行費(fèi)用、電耗少，幾乎為零。由上創(chuàng)建了"沼液多級(jí)延遲過(guò)濾好氧儲(chǔ)存多生物鏈循環(huán)技術(shù)"已達(dá)考核指標(biāo)2:生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益大，體現(xiàn)在(l)規(guī)模養(yǎng)殖、農(nóng)民增收；(2)區(qū)域內(nèi)農(nóng)戶(hù)選時(shí)選量利用沼液施肥種植水稻，沼肥過(guò)量水稻青苗減產(chǎn)問(wèn)題解決，年年水稻增產(chǎn)；(3)區(qū)域內(nèi)利用沼液施肥種植冬閑田蔬菜，生產(chǎn)無(wú)公害綠色食品；(4)利用沼液施肥種植紅薯生物質(zhì)飼料，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)循環(huán)；(5)區(qū)域內(nèi)農(nóng)戶(hù)每年用沼液種植魚(yú)飼料，生產(chǎn)高品質(zhì)的無(wú)公害綠色的可口的魚(yú)產(chǎn)品；(6)區(qū)域內(nèi)農(nóng)戶(hù)可選時(shí)選量利用沼液施肥種植果樹(shù)，實(shí)現(xiàn)規(guī)模養(yǎng)殖環(huán)境優(yōu)美目標(biāo)。生產(chǎn)生物質(zhì)飼料替代工業(yè)飼料，有利于消除豬食用工業(yè)飼料而產(chǎn)生的重金屬污染，生產(chǎn)無(wú)公害豬肉食品已達(dá)考核指標(biāo)3:理論自主創(chuàng)新達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平創(chuàng)建了由關(guān)鍵變量頂點(diǎn)賦權(quán)因果關(guān)系圖法、極小基模對(duì)角矩陣計(jì)算法、極小基模生成集法、基模仿真分析法四種系統(tǒng)動(dòng)反饋動(dòng)態(tài)復(fù)雜性仿真分析的新理論方法，實(shí)現(xiàn)了理論自主創(chuàng)新。本發(fā)明的有益效果如下環(huán)境效益沼液生態(tài)處理出水達(dá)標(biāo)。成本效益過(guò)濾好氧儲(chǔ)存池工程運(yùn)行費(fèi)用低，平時(shí)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，電費(fèi)近為零。生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益(l)規(guī)模養(yǎng)殖、農(nóng)民增收。(2)區(qū)域內(nèi)農(nóng)戶(hù)選時(shí)選量利用沼液施肥種植水稻，沼肥過(guò)量水稻青苗減產(chǎn)問(wèn)題解決，年年水稻增產(chǎn)。(3)區(qū)域內(nèi)利用沼液施肥種植冬閑田蔬菜，生產(chǎn)無(wú)公害綠色食品。(4)利用沼液施肥種植紅薯生物質(zhì)飼料，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)循環(huán)。(5)區(qū)域內(nèi)農(nóng)戶(hù)每年用沼液種植魚(yú)飼料，生產(chǎn)高品質(zhì)的無(wú)公害綠色的可口的魚(yú)產(chǎn)品。(6)區(qū)域內(nèi)農(nóng)戶(hù)可選時(shí)選量利用沼液施肥種植果樹(shù)，實(shí)現(xiàn)規(guī)模養(yǎng)殖環(huán)境優(yōu)美目標(biāo)。"沼液多級(jí)延遲過(guò)濾好氧儲(chǔ)存多生物鏈循環(huán)技術(shù)"是丘陵地區(qū)規(guī)模養(yǎng)種生態(tài)能源系統(tǒng)工程研究與應(yīng)用的核心技術(shù)，"丘陵地區(qū)規(guī)模養(yǎng)種生態(tài)能源系統(tǒng)工程研究與應(yīng)用"項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)研究已獲萍鄉(xiāng)市2008年科技進(jìn)步壹等獎(jiǎng)，獲江西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。權(quán)利要求1.一種沼液多級(jí)延遲過(guò)濾好氧儲(chǔ)存多生物鏈循環(huán)方法，系運(yùn)用美國(guó)JayW.Forrester教授的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)n階物質(zhì)延遲函數(shù)理論、厭氧法和好氧法生物處理原理、氧化塘的氧化原理、生物過(guò)濾池的過(guò)濾原理、人工濕地的種植吸收原理；其特征在于它包含四項(xiàng)沼液自然生態(tài)處理工程1)沼液三級(jí)延遲過(guò)濾工程；2)沼液自然流好氧工程；3)沼液分流三級(jí)儲(chǔ)存工程；以上三項(xiàng)簡(jiǎn)稱(chēng)“沼液延遲工程”；以及4)“豬—沼—糧”、“豬—沼—菜”、“豬—沼—魚(yú)飼料”、“豬—沼—紅薯生物質(zhì)飼料”、“豬—沼—果”五項(xiàng)生物鏈的N、P、K等資源循環(huán)高值綜合利用養(yǎng)種生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)工程，該項(xiàng)簡(jiǎn)稱(chēng)五項(xiàng)生物鏈循環(huán)工程；所述的“沼液延遲工程”為“五項(xiàng)生物鏈循環(huán)工程”的基本條件，“五項(xiàng)生物鏈循環(huán)工程”是“沼液延遲工程”實(shí)現(xiàn)效益的前提，這兩部分工程相互促進(jìn)，構(gòu)成正反饋循環(huán)系統(tǒng)；沼液分流、延遲過(guò)濾、氧化儲(chǔ)存、五大養(yǎng)種生物鏈綜合利用，構(gòu)成高效農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼液多級(jí)延遲過(guò)濾好氧儲(chǔ)存多生物鏈循環(huán)方法，其特征在于采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)三階物質(zhì)延遲函數(shù)模型，其三階物質(zhì)延遲功能函數(shù)如下物質(zhì)以流入率頂(t)流入一級(jí)延遲流位LEVl(t)，然后物質(zhì)以流率Rl(t)《EVl(t)/(DEL/3)從一級(jí)延遲流位LEVl(t)流入二級(jí)延遲流位LEV2(t)，然后物質(zhì)又以流率R2(t)《EV2(t)/(DEL/3)從二級(jí)延遲流位LEV2(t)流入三級(jí)延遲流位LEV3(t)，最后物質(zhì)又以流出率OUT(t)二LEV3(t)/(DEL/3)流出，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)三階延遲功能，其中DEL為總延遲時(shí)間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼液多級(jí)延遲過(guò)濾好氧儲(chǔ)存多生物鏈循環(huán)方法，其特征在于所涉及的養(yǎng)種生物鏈生產(chǎn)工程包括1)養(yǎng)種生物鏈生產(chǎn)工程一基于分流排灌功能開(kāi)發(fā)的"豬一沼液一水稻"工程技術(shù)；2)養(yǎng)種生物鏈生產(chǎn)工程技術(shù)二基于分流三級(jí)儲(chǔ)存功能，開(kāi)發(fā)的"豬—沼液一冬閑田/旱地蔬菜"種植工程技術(shù)，種植有機(jī)無(wú)公害蔬菜；3)養(yǎng)種生物鏈生產(chǎn)工程技術(shù)三基于三級(jí)儲(chǔ)存功能，開(kāi)發(fā)了"豬—沼液一旱地紅薯一生物質(zhì)飼料"種植工程技術(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼液多級(jí)延遲過(guò)濾好氧儲(chǔ)存多生物鏈循環(huán)方法，其特征在于由三階物質(zhì)延遲函數(shù)功能，利用南方山丘區(qū)坡度地形，消化吸收氧化塘、生物過(guò)濾池與人工濕地等工程技術(shù)，設(shè)計(jì)了沼液分流三級(jí)延遲過(guò)濾自然流好氧處理儲(chǔ)存工程工藝流程，依賴(lài)于三個(gè)過(guò)濾凈化池——一次凈化池、二次凈化池和三次凈化池，三級(jí)延遲凈化池是三級(jí)沼液儲(chǔ)存池，其要點(diǎn)如下專(zhuān)用沼液管道與灌溉用水溝并行，實(shí)現(xiàn)沼液、清水有效分流排灌；三個(gè)過(guò)濾凈化池內(nèi)設(shè)數(shù)隔板，用以增加沼液流動(dòng)的阻力，增長(zhǎng)其流經(jīng)的路徑，以延長(zhǎng)水力停留時(shí)間，實(shí)現(xiàn)有效的存儲(chǔ)、過(guò)濾；三個(gè)過(guò)濾凈化池依利用南方丘陵地區(qū)坡度地形由高而低依次修建，跨越區(qū)域內(nèi)200畝農(nóng)田，沼液順勢(shì)而下，沿專(zhuān)用管道自然流動(dòng)，利用地勢(shì)落差，實(shí)現(xiàn)自然好氧處理。全文摘要本發(fā)明涉及一種沼液多級(jí)延遲過(guò)濾好氧儲(chǔ)存多生物鏈循環(huán)方法，包含四項(xiàng)沼液自然生態(tài)處理工程沼液三級(jí)延遲過(guò)濾、沼液自然流好氧、沼液分流三級(jí)儲(chǔ)存簡(jiǎn)稱(chēng)沼液延遲工程，及五項(xiàng)生物鏈循環(huán)工程。兩部分相互促進(jìn)，構(gòu)成正反饋循環(huán)系統(tǒng)；沼液分流、延遲過(guò)濾、氧化儲(chǔ)存、五大養(yǎng)種生物鏈綜合利用，構(gòu)成高效農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益，規(guī)模養(yǎng)殖，農(nóng)民增收，年年水稻增產(chǎn)。利用沼液施肥種植冬閑田蔬菜，生產(chǎn)無(wú)公害綠色食品。沼液施肥種植紅薯生物質(zhì)飼料，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)循環(huán)。沼液種植魚(yú)飼料，生產(chǎn)高品質(zhì)無(wú)公害綠色魚(yú)產(chǎn)品。選時(shí)選量利用沼液施肥種植果樹(shù)，實(shí)現(xiàn)規(guī)模養(yǎng)殖環(huán)境優(yōu)美的目標(biāo)。文檔編號(hào)C02F3/30GK101475262SQ200910000819公開(kāi)日2009年7月8日申請(qǐng)日期2009年1月19日優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日發(fā)明者彭玉權(quán),涂國(guó)平,王翠霞,賈仁安,賈偉強(qiáng),賈曉菁,鄧群釗,黃志堅(jiān)申請(qǐng)人:賈仁安