申请日2016.08.26
公开(公告)日2017.02.08
IPC分类号A23K10/37; A23K10/26; A23K10/18; A23K10/12; A23K50/90; A01K67/033; A23K50/80; A23K10/20; A01G31/00; A01G33/00; A01K61/10; A01K61/59; A01G17/00; C05G1/00
摘要
本发明提供一种以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式，包括如下步骤：废物收集及预处理，废水回用，废水废渣发酵，蚯蚓、蝇蛆养殖，藻草养殖，鱼虾养殖和葛根种植。本发明对葛粉生产过程中的废水和废渣、厂内的厨余垃圾和化粪池内的污泥污水进行资源化利用，利用葛渣及葛粉废水添加厨余垃圾及化粪池内容物发酵后的产品养殖蝇蛆、蚯蚓及藻草等作为鱼类养殖的饲料，并使用养殖蚯蚓、蝇蛆后的土及鱼塘底泥混合得到有机肥料，施用于葛根种植基地，建立生态循环模式。本发明实现零排放，不会对环境产生二次污染，既可保护环境、节约废物处理成本，又能产生良好的经济效益。
摘要附图
权利要求书
1.一种以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式，其特征在于，包括如下步骤：
1)废物收集及预处理：将葛粉生产过程中产生的废水收集至葛根废水收集池，废渣收集至葛根废渣收集池;将厂区日常产生的厨余垃圾置于厨余垃圾收集池中，经厨余垃圾脱水机脱水后，废水收集至废水发酵池，废渣收集至废渣发酵池;
2)废水回用：将葛根废水收集池中的一部分葛根废水循环到葛粉生产水洗工序中进行回用;
3)废水废渣发酵：将葛根废水收集池中的另一部分葛根废水，厨余废水及厂区化粪池上清液输送至废水发酵池中进行混合，调节pH，投加水解酸化菌剂进行水解酸化发酵，得到发酵废水;另外，将葛根废渣、厨余废渣，以及化粪池中的沼渣置于废渣发酵池，加入发酵菌液进行厌氧发酵，产生发酵混合饲料Ⅰ;
4)蚯蚓、蝇蛆养殖：将发酵混合饲料Ⅰ置于蝇蛆养殖区，放置集卵物使苍蝇开始繁殖，蝇蛆出土后对蝇蛆进行收集作为鱼饲料，并将剩余富含蝇蛆粪的废料进行二次发酵，制成发酵混合饲料Ⅱ;将发酵混合饲料Ⅱ与种植土混合作为蚯蚓养殖土，用草席麻袋遮光，拨放蚓种养殖蚯蚓，蚯蚓长大后收集蚯蚓作为鱼饲料，剩余养殖土作为肥料;
5)藻草养殖：将步骤3)中的一部分发酵废水泵入藻草池养殖水藻及水草，并定期将水用泵抽至鱼塘，且始终保持藻草池内的水量大于池容的1/2。当藻草繁殖后对其进行收集，作为草鱼的饲料投入鱼塘;
6)鱼虾养殖：向鱼塘中投放鱼苗和虾苗，同时将蚯蚓、蝇蛆、藻草根据投放鱼苗的食性及数量投入鱼塘，使以上鱼类开始生长繁殖;待鱼成熟后捞出，以维持鱼塘生态系统的平衡;
7)葛根种植：葛根收获后，取出鱼塘中的部分底泥晒至半干与步骤4)中的剩余养殖土混合形成有机肥料，用于下一批葛根的种植;同时，将步骤3)中的另一部分发酵废水滴灌至葛根种植田中。
2.根据权利要求1所述的以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式，其特征在于，所述步骤1)中葛根废水收集池的水力停留时间为8-10小时，葛根废渣收集池停留时间为7天。
3.根据权利要求1所述的以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式，其特征在于，所述葛根废水收集池中80%的葛根废水循环到葛粉生产水洗工序中进行回用，20%的葛根废水进入废水发酵池。
4.根据权利要求1所述的以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式，其特征在于，所述步骤3)中葛根废水、厨余废水、化粪池上清液混合时的体积比为10:1:3。
5.根据权利要求1所述的以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式，其特征在于，所述步骤3)中废水发酵池中的pH值用生石灰或盐酸调节至7-7.5，所述水解酸化菌剂投加量为每立方米废水投加30-50克。
6.根据权利要求1所述的以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式，其特征在于，所述步骤3)中水解酸化发酵时的温度为25-35℃，发酵时间为8-10小时。
7.根据权利要求1所述的以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式，其特征在于，所述步骤3)中发酵菌液为粪便发酵菌液，所述粪便发酵菌液的投加量为每千克废渣发酵池中混合物投加2-5毫升，所述厌氧发酵的温度为30-40℃，发酵时间为4-7天。
8.根据权利要求1所述的以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式，其特征在于，所述废水发酵池中60%的发酵废水进入藻草池，40%的发酵废水进入葛根种植田。
9.根据权利要求1所述的以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式，其特征在于，所述步骤4)中二次发酵时的湿度控制在70%-80%，发酵时间为3-5天，所述发酵混合饲料Ⅱ与种植土混合时的质量比为1:3，所述蚯蚓养殖土的湿度控制在60%-70%，所述养殖蚯蚓的时间为50-100天。
10.根据权利要求1所述的以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式，其特征在于，所述步骤5)中的水藻和水草种类为罗氏轮叶黑藻、苦草、眼子菜和黄丝草中的任意一种或几种;所述藻草池的水力停留时间为30天，所述藻草池中废水泵送至鱼塘的周期为每15天1次，每次泵送的水量为池容的1/4。
11.根据权利要求1所述的以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式，其特征在于，所述步骤6)中的虾苗为南美白对虾虾苗，投放密度为3-5万尾/亩;所述鱼苗包括草鱼，以及罗非鱼、鲶鱼、黄颡鱼、鲫鱼、青鱼、胖头鱼中的任意三种鱼苗，所述草鱼、罗非鱼、鲶鱼、黄颡鱼、鲫鱼、青鱼、胖头鱼的鱼苗投放密度分别为50-100尾/亩、100-200尾/亩、20-30尾/亩、40-60尾/亩、80-100尾/亩、30-50尾/亩、40-60尾/亩。
12.根据权利要求1所述的以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式，其特征在于，所述步骤7)中晒至半干的鱼塘底泥与步骤4)中剩余养殖土混合时的质量比为1:1。
说明书
一种以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式
技术领域
本发明涉及环境资源和生物养殖技术领域，具体涉及一种以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式。
背景技术
葛根广泛分布于我国湖北、湖南、陕西、安徽、广东等大部分地区，因其含有丰富的淀粉、膳食纤维、黄酮、多糖等，具有较高的经济价值和药用价值而被人们所喜爱。葛根中含有的黄酮类化合物对于降低血压血脂、抗氧化、调节体内雌激素水平、改善循环等具有良好的功效，另外也含有丰富的钙、铁、铜、锡等人体必须的矿物质，是老少皆宜的营养品。
虽然我国目前的葛粉生产工艺已经比较成熟，也具有较为先进的废水回用系统，但是每年仍会产生大量的富含黄酮、淀粉等营养成分的废水，以及含有纤维素、半纤维素、木质素、果胶等成分的废渣，若是继续将其直接排放弃置到环境中，不仅会对周围环境产生危害，也会造成其所含有的丰富的营养物质的浪费。
目前我国的葛根种植基地基本地处农村地区，葛粉生产厂家也在种植基地附近，除了废水废渣处理不当会对农村生态环境产生影响之外，厂区内由于人员活动产生的厨余垃圾、化粪池中的污泥等物的处理成本也较高，给葛粉生产厂家带来一定的经济负担。因此，有必要开发出一种以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式，在减轻企业负担的同时增加资源的综合利用率。
发明内容
本发明的目的是提供一种以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式，对葛粉生产过程中的废水和废渣、厂内的厨余垃圾和化粪池的污泥进行资源化利用，建立生态循环模式，既可保护环境、节约废物处理成本，又能产生良好的经济效益。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种以葛根废水及废渣资源化利用为基础的生态循环模式，包括如下步骤：
1)废物收集及预处理：将葛粉生产过程中产生的废水收集至葛根废水收集池(钢铨结构)，废渣收集至葛根废渣收集池;将厂区日常产生的厨余垃圾置于厨余垃圾收集池中，经厨余垃圾脱水机脱水后，废水收集至废水发酵池，废渣收集至废渣发酵池;
2)废水回用：将葛根废水收集池中的一部分葛根废水循环到葛粉生产水洗工序中进行回用;
3)废水废渣发酵：将葛根废水收集池中的另一部分葛根废水，厨余废水及厂区化粪池上清液输送至废水发酵池中进行混合，调节pH，投加水解酸化菌剂，进行水解酸化发酵，得到发酵废水;另外，将葛根废渣、厨余废渣以及化粪池中的沼渣置于废渣发酵池，加入发酵菌液进行厌氧发酵，产生发酵混合饲料Ⅰ;
4)蚯蚓、蝇蛆养殖：将发酵混合饲料Ⅰ置于蝇蛆养殖区，放置集卵物使苍蝇开始繁殖，蝇蛆出土后对蝇蛆进行收集作为鱼饲料，并将剩余富含蝇蛆粪的废料进行二次发酵，制成发酵混合饲料Ⅱ;将发酵混合饲料Ⅱ与种植土混合作为蚯蚓养殖土，用草席麻袋遮光，拨放蚓种养殖蚯蚓，蚯蚓长大后收集蚯蚓作为鱼饲料，剩余养殖土作为肥料;
5)藻草养殖：将步骤3)中的一部分发酵废水泵入藻草池养殖水藻及水草，并定期将水用泵抽至鱼塘，且始终保持藻草池内的水量大于池容的1/2，当藻草繁殖后对其进行收集，作为草鱼的饲料投入鱼塘;
6)鱼虾养殖：向鱼塘中投放鱼苗和虾苗，同时将蚯蚓、蝇蛆、藻草根据投放鱼苗的食性及数量投入鱼塘，使以上鱼类开始生长繁殖，待鱼成熟后捞出，以维持鱼塘生态系统的平衡;
7)葛根种植：葛根收获后，取出鱼塘中的部分底泥晒至半干与步骤4)中的剩余养殖土混合形成有机肥料，用于下一批葛根的种植。同时，将步骤中3)的另一部分发酵废水滴灌至葛根种植田中。
根据以上方案，所述步骤1)中葛根废水收集池的水力停留时间为8-10小时，葛根废渣收集池停留时间为7天。
根据以上方案，所述葛根废水收集池中80%的葛根废水循环到葛粉生产水洗工序中进行回用，20%的葛根废水进入废水发酵池。
根据以上方案，所述步骤3)中葛根废水、厨余废水、化粪池上清液混合时的体积比为10:1:3。
根据以上方案，所述步骤3)中废水发酵池中的pH值用生石灰或盐酸调节至7-7.5，所述水解酸化菌剂投加量为每立方米废水投加30-50克。
根据以上方案，所述步骤3)中水解酸化发酵时的温度为25-35℃，发酵时间为8-10小时。
根据以上方案，所述步骤3)中发酵菌液为粪便发酵菌液，所述粪便发酵菌液的投加量为每千克废渣发酵池中混合物投加2-5毫升，所述厌氧发酵的温度为30-40℃，发酵时间为4-7天。
根据以上方案，所述步骤3)中废水发酵池中60%的发酵废水进入藻草池，40%的发酵废水滴灌至葛根种植田。
根据以上方案，所述步骤4)中二次发酵时的湿度控制在70%-80%，发酵时间为3-5天，所述发酵混合饲料Ⅱ与种植土混合时的质量比为1:3，所述蚯蚓养殖土的湿度控制在60%-70%，所述养殖蚯蚓的时间为50-100天。
根据以上方案，所述步骤5)中的水藻和水草种类为罗氏轮叶黑藻、苦草、眼子菜和黄丝草中的任意一种或几种;所述藻草池的水力停留时间为30天，所述藻草池中废水泵送至鱼塘的周期为每15天1次，每次泵送的水量为池容的1/4。
根据以上方案，所述步骤6)中的虾苗为南美白对虾虾苗，投放密度为3-5万尾/亩;所述鱼苗包括草鱼，以及罗非鱼、鲶鱼、黄颡鱼、鲫鱼、青鱼、胖头鱼中的任意三种鱼苗，所述草鱼、罗非鱼、鲶鱼、黄颡鱼、鲫鱼、青鱼、胖头鱼的投放密度分别为50-100尾/亩、100-200尾/亩、20-30尾/亩、40-60尾/亩、80-100尾/亩、30-50尾/亩、40-60尾/亩。
根据以上方案，所述步骤7)中晒至半干的鱼塘底泥与步骤4)中剩余养殖土混合时的质量比为1:1。
本发明的有益效果是：
①目前的葛粉生产厂一般就近建在葛根种植基地，处于农村地区，可以就近利用本发明处理葛粉生产过程中产生的废水废渣、厂区厨余垃圾以及化粪池废物，达到废物零排放，以保护农村的生态环境;
②本发明充分对各种废物进行资源化利用，可节省葛粉生产企业处理废物的成本，并通过鱼虾养殖为企业提供收入;
③本发明将废水进行水解酸化发酵，使其更适合藻类和水草的养殖，废渣进行厌氧发酵，使其成为适合喂养蝇蛆及蚯蚓的饲料;
④本发明的藻草池养殖了藻类和水草，为鱼类特别是草鱼提供饲料，而且对水质有一定的净化作用，其间歇进水出水的性质减少了发酵废水大量进入鱼塘对其生态系统产生的不良冲击影响;
⑤本发明中藻草池的水营养丰富，抽入鱼塘后适合浮游动物的生长以作为鱼类的饲料;
⑥本发明可将葛粉生产废水及废渣中的黄酮类、蛋白质、氨基酸等营养物质通过食物链进入养殖的鱼虾体内，增强鱼类的抗病能力和抗氧化能力，促进鱼类生长，并使其肉质更加健康鲜嫩，可以自己食用或出售，更具市场竞争力;
⑦本发明的鱼塘底泥中含有很多腐烂的动植物尸体以及动物的排泄物，这些物质被分解后产生了许多植物所需的营养元素，特别是微量元素，塘泥还具有透气性好的特点，是良好的种植基质;
⑧本发明使用塘泥、蝇蛆及蚯蚓养殖剩余土作为有机肥料应用于葛根种植，同时将部分发酵废水滴灌至葛根种植田中，不需使用其他化肥，以更低的种植成本得到营养价值更高的葛根，并且更加天然环保;
⑨本发明将葛根种植、蝇蛆及蚯蚓养殖、藻草养殖、鱼虾养殖有机结合在一起，充分利用各步骤的产出作为另外步骤的投入，使资源利用达到最大化，为现代生态农业循环模式的建立提供了新的途径。