一种畜禽粪污资源化利用运营管理系统及方法与流程

本发明涉及畜禽养殖废弃物处理，具体涉及一种畜禽粪污资源化利用运营管理系统及方法。

背景技术：

1、随着我国畜禽养殖业规模化、集约化发展，畜禽粪污产生量巨大，已成为农村面源污染的主要来源之一。据统计，全国每年产生畜禽粪污约38亿吨，但是综合利用率不足60%，大量粪污未经有效处理直接排放，造成严重的水体、土壤和空气污染。

2、目前畜禽粪污处理主要存在以下问题：处理模式不合理：传统的"一场一设施"建设模式投资大、运行成本高，中小规模养殖场难以承担，大量粪污处理设施闲置或运行不正常；资源化利用水平低：粪污处理多停留在简单的堆肥或沼气发酵层面，产品附加值低，销路不畅，难以形成可持续的运营机制；监管难度大：粪污处理设施分散，环保部门难以实现有效监管，偷排漏排现象时有发生；生物安全风险高：粪污转运过程中容易造成疫病传播，跨区域转运存在重大动物疫情隐患；运营机制不健全：粪污处理多依赖政府补贴，缺乏市场化运营模式，处理设施难以长期稳定运行。

3、现有技术中，虽然已有一些粪污处理技术方案，如cn112320987a公开的一种畜禽粪污处理系统、cn113443912a公开的一种畜禽粪污资源化利用方法等，但这些技术多关注单一处理环节的工艺改进，缺乏从县域层面统筹规划、系统运营的整体解决方案，无法解决粪污处理全链条的运营管理问题。因此，迫切需要开发一种系统化、可复制、能盈利的畜禽粪污资源化利用运营管理模式。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中畜禽粪污处理投资大、运行成本高、资源化利用率低、监管困难、缺乏可持续运营机制的不足，提供一种畜禽粪污资源化利用运营管理系统及方法，采用"县域统筹、分布式预处理、集中深加工、智能化管控"的创新模式，实现畜禽粪污全量收集、零排放处理和高值化利用，形成可自我造血的商业化运营机制。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种畜禽粪污资源化利用运营管理系统，包括：

4、粪污收集子系统，包括分布于各养殖场的粪污储存设施和粪污转运设备，用于收集各养殖场产生的畜禽粪污并转运至环保预处理场；

5、分布式预处理子系统，包括以乡镇为单位布设的多个环保预处理场，每个环保预处理场设有深槽式发酵床处理单元，用于对接收的畜禽粪污进行发酵预处理，生成有机质垫料；

6、集中处理子系统，包括县级有机质集中处理中心，设有环保炭加工单元、生物质颗粒加工单元和有机肥料加工单元，用于对各环保预处理场输送来的有机质垫料进行多元化深加工；

7、运营管理中心，分别与粪污收集子系统、分布式预处理子系统和集中处理子系统通信连接，用于统筹粪污转运调度、发酵过程管控、垫料配方管理、设备运维和产品销售管理；

8、物联网监控子系统，包括部署于各养殖场、环保预处理场和集中处理中心的传感器、控制器和远程监控平台，用于实现粪污处理全过程的数据采集、远程控制和异常预警。

9、所述粪污储存设施包括在各养殖场外围建设的粪污储存池，粪污储存池的总容量按照养殖场日排污量的7-15天设计，确保粪污有足够的暂存空间，避免因天气或运输原因造成粪污溢流。养殖场圈舍内安装漏缝地板、节水饮水器和免冲水清粪设备，从源头减少污水产生量，同时实现雨污分离、饮污分离和地下水防渗处理，降低粪污处理负荷。养殖场标准化改造采用"一场一策"方式，根据现有设施条件进行填平补齐，最大限度降低总投入。

10、所述粪污转运设备包括吸污车和密封运输车，吸污车配备真空吸污装置和密封罐体，用于将养殖场粪污储存池中的液态粪污转运至环保预处理场，运输过程全程密封，避免跑冒滴漏和疫病传播。密封运输车配备防雨密闭货厢，用于将发酵完成的有机质垫料从环保预处理场转运至县级有机质集中处理中心。转运车辆统一安装gps定位装置，由运营管理中心统一调度，优化运输路线，降低物流成本。

11、所述深槽式发酵床处理单元包括发酵槽体、垫料层、曝气系统和翻抛设备。发酵槽体采用钢筋混凝土结构，做防渗防腐处理；垫料层由秸秆、稻壳、木屑等农业废弃物按特定比例配制，内含高效分解微生物菌群。粪污进入发酵床后通过微生物高温发酵进行无害化处理，发酵温度维持在55-70℃，有效杀灭病原菌和寄生虫卵，发酵周期为15-25天。发酵过程中产生的少量渗滤液通过槽底收集沟导入密闭发酵储存池进行厌氧发酵，腐熟后通过智能水肥一体化灌溉系统作为液态肥料施用于农田、果园或经济林地，实现粪污全量利用和零排放。

12、所述运营管理中心建立有发酵床管理技术模块、水肥农灌技术模块和物联网数据管理平台。发酵床管理技术模块用于根据终端产品类型调整发酵床垫料配方和发酵工艺参数，使产出的有机质垫料分别适配环保炭加工、生物质颗粒加工和有机肥料加工的原料要求，实现原料品质的精准控制。运营管理中心还负责新垫料的统一采购配送和到期垫料的统一回收转运，确保各环保预处理场物料平衡。

13、所述环保预处理场的选址按照乡镇行政区域划分，综合考虑养殖场分布、交通条件、环境保护要求和生物安全距离，每个环保预处理场服务半径为5-15公里，服务范围内的生猪存栏总规模控制在2-5万头，确保运输距离经济合理。环保预处理场除处理周边养殖场粪污外，同时接收周边自建发酵床处理场输送的粪污或发酵后有机质，实现区域粪污全量处理。

14、所述物联网监控子系统包括安装于发酵床内的温度传感器、湿度传感器、氧气浓度传感器和ph值传感器，实时监测发酵过程关键参数，根据预设阈值自动控制曝气风机运行、翻抛机作业和粪污补料操作，实现发酵过程自动化控制。通过远程监控平台实现各处理站点的视频监控、设备运行状态监测和故障自动报警，运营人员可在中央控制室对全县所有处理设施进行远程管理，大幅减少现场操作人员数量，降低运营成本。

15、所述运营管理中心与各养殖场签订粪污有偿回收协议，按照养殖规模或粪污产生量约定合理的粪污收集处理费，统一承担各环保预处理场和集中处理中心的建设投资和运营成本。同时负责终端产品（环保炭、生物质颗粒、有机肥料）的市场销售，建立稳定的销售渠道，通过产品收益抵消处理成本，建立"按量收费+产品收益"的双盈利模式，形成粪污处理-资源化产品销售的闭环运营机制，无需长期依赖政府补贴即可实现可持续运营。

16、所述发酵床垫料采用农业废弃物作为主要原料，包括农作物秸秆、稻壳、木屑、菌渣等，按照碳氮比、孔隙度、含水率等参数要求科学配比，既降低垫料成本，又实现农业废弃物的协同处理。垫料使用周期为6-12个月，到期后更换新垫料，废弃垫料作为发酵产物全部输送至集中处理中心进行资源化加工，无固体废弃物排放。

17、本发明还提供一种采用上述系统的畜禽粪污资源化利用运营管理方法，包括以下步骤：

18、s1、养殖场标准化改造：在各养殖场外围建设符合容量要求的粪污储存池，改造圈舍排污设施，安装漏缝地板和节水设备，实现源头减量化、雨污分离和粪污密封储存；

19、s2、分布式预处理：以乡镇为单位合理布局建设环保预处理场，通过专用吸污车定期收集周边养殖场粪污，送入深槽式发酵床进行高温好氧发酵处理，发酵过程产生的渗滤液经厌氧发酵腐熟后作为液态肥还田利用；

20、s3、集中深加工：将发酵成熟的有机质垫料通过密封运输车运输至县级集中处理中心，根据原料品质和市场需求分别加工成环保机制炭、生物质颗粒燃料或有机肥料等多元化产品；

21、s4、智能化运营管理：通过物联网监控平台对各站点设备运行和工艺参数进行远程监控和数据采集，运营管理中心统一调度粪污转运车辆、管控发酵工艺参数、维护设备正常运行并负责终端产品的市场销售；

22、s5、闭环循环：粪污处理产生的资源化产品进入市场销售，运营收益用于覆盖粪污收集处理系统的运行成本，实现畜禽粪污零排放和全量资源化利用，形成自我造血、可持续发展的商业化运营模式。

23、本发明的有益效果：

24、1.模式创新：首创"县域统筹、分布式处理、集中加工、智能管控"的运营模式，打破传统"一场一设施"的分散建设模式，通过规模化运营大幅降低单位处理成本，解决中小养殖场粪污处理难题；

25、2.全量资源化：采用深槽式发酵床+多元化深加工工艺，粪污经发酵后全部转化为环保炭、生物质颗粒、有机肥料等高值产品，渗滤液作为液态肥还田，真正实现零排放和全量资源化利用；

26、3.生物安全：以乡镇为单位建设预处理场，粪污转运半径控制在合理范围，避免跨区域长距离转运造成的疫病传播风险，转运过程全程密封，有效保障生物安全；

27、4.智能管控：通过物联网技术实现全县处理设施的远程监控和自动化运行，大幅减少人工成本，提高处理效率和稳定性，同时便于环保部门监管；

28、5.可持续运营：建立"按量收费+产品收益"的商业化模式，通过高值化产品销售获得稳定收益，改变传统粪污处理依赖政府补贴的局面，实现项目自我造血和长期稳定运行；

29、6.可复制性强：系统采用标准化设计，运营模式成熟，可在全国畜牧大县快速复制推广，具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。