一种畜禽排泄物中残留重金属稳定无害化处理工艺技术领域
本发明属于环境保护技术领域，涉及一种畜禽排泄物中残留重金属稳定无害化处理工艺。
背景技术
随着我国人民物质生活水平的不断提高，对禽肉蛋奶需求量的持续增加，使得畜禽养殖
业得到迅猛的发展；伴随而来的是畜禽排泄物总量的持续增加。畜禽排泄物经过无害化处理，
成为发展现代有机农业和生态农业的重要资源，而有机、环保和生态种植农业的持续发展，
是完全符合人们的对新的生活品质的要求。但是由于各种因素的综合影响，目前畜禽养殖业
排泄物中的重金属含量居高不下，这就严重干扰和影响排泄物的综合治理和有效利用，阻碍
了有机、环保、生态、绿色种植农业的发展。
据国家相关有机肥标准中的规定，有机肥中必检的重金属项目是铬、汞、砷、镉和铅。
针对国家相关有机肥标准所规定的排泄物中残留的重金属标准，如何进行稳定无害化处理，
使重金属形成在自然状态下稳定无害、难溶于水和难进行生态循环圈内的化合物，从而阻断
重金属离子进入生态食物链内的渠道，就显得尤为重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能高效、快速、工业化、环保处理畜禽排泄物中残
留的重金属，且全工艺流程机械化和全密封，减少病菌传播和环境污染；提高综合利用畜禽
排泄物的经济和社会效益、操作方便、低成本的畜禽排泄物中残留重金属稳定无害化处理工
艺。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
一种畜禽排泄物中残留重金属稳定无害化处理工艺，包括以下工艺步骤：
(1)畜禽排泄物经过预热至温度50℃～60℃后送进反应釜中；
(2)向反应釜投入物料总质量1％～3％的氧化钙，不断搅拌及加热，搅拌速度120～160
转/分；
(3)当反应釜内的物料被加热到70℃～80℃时，按投放系数K是1∶1.3～1.5投入聚铁
粉末，投放系数K是物料中所含重金属与聚铁粉末的质量比，不断搅拌并保持70℃～80℃温
度1小时，搅拌速度200～240转/分；
(4)向反应釜喷入物料总质量0.3％～2％的硫化钠饱和溶液，溶液温度控制在50～55℃，
将反应釜升压到1.3～5个大气压的压强，升温到180℃，保持温度1小时，期间保持搅拌同
时保持物料的pH值为6.5～8.5，搅拌速度200～240转/分；然后减压至常压，排出物料；
(5)步骤(4)减压过程中产生的蒸汽和异味气体经冷却后，进入气液分离器初级分离，
分离后的气体经过水分捕捉器，再通过紫外线照射，然后进入水洗塔，经过洗涤溶液涡流喷
淋洗涤处理后，放空；洗涤溶液为漂白粉饱和溶液，溶液温度控制在55～60℃；
(6)步骤(4)排放的物料经冷却后和步骤(5)经气液分离器分离的液体一起进入固液
分离器进行固液分离，所得固体腐熟，所得液体厌氧发酵。
所述反应釜的外壳采用16锰合金钢制成；反应釜中设有三重搅拌，其中一重搅拌采用刮
刀替代搅拌桨，搅拌桨、刮刀以及搅拌轴均采用奥氏体不锈钢制成；反应釜中设有夹层和盘
管，材质均为奥氏体不锈钢；加热系统为蒸汽锅炉，工作温度范围为室温～250℃；反应釜具
有水循环冷却功能；反应釜内采用耐高温防污涂料进行內防腐处理，外壳采用耐高温阻燃涂
料进行外防腐处理；处理工艺流程中所有管道外均采用节能涂料做外防腐处理。
所述步骤(2)的氧化钙通过3目筛选。
所述步骤(3)的聚铁粉末通过风机投入反应釜中，聚铁粉末通过50～100目筛选。
所述水分捕捉器的滤网采用2～4层400目不锈钢网组成。
所述气液分离器采用旋风分离器；固液分离器、旋风分离器、水分捕捉器和水洗塔均采
用16锰合金钢制成且内外均采用耐高温重防腐涂料进行防腐；换热器采用换热器专用涂料进
行防腐。
所述步骤(5)中洗涤溶液能循环使用，在循环使用中根据消耗量补充漂白粉。
所用设备均釆取防雷和防静电措施。
本发明的显著优点在于：能高效、快速、工业化、环保处理畜禽排泄物中残留的重金属，
且全工艺流程机械化和全密封，减少病菌传播和环境污染；提高综合利用畜禽排泄物的经济
和社会效益，操作方便、低成本。实现了稳定无害化处理畜禽排泄物中残留重金属。
附图说明
图1是本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合图1和实施例对本发明作进一步地说明，但不构成对本发明权利要求保护范围
的限制。
如图1所示，一种畜禽排泄物中残留重金属稳定无害化处理工艺，包括以下工艺步骤：
1、从养殖场排出畜禽排泄物，通过输送带进入换热器1预热至温度50℃～60℃，预热
后的物料送进反应釜中。
2、按物料总质量的1％～3％向反应釜中投入经3目筛选的氧化钙，在反应釜中以200～
240转/分不断搅拌，并通过加热系统加热物料。反应釜内采用耐高温防污涂料进行內防腐处
理；外壳采用耐高温阻燃涂料进行外防腐处理；处理工艺流程中所有管道外，均采用节能涂
料做外防腐处理；
3、当反应釜中的物料被加热到70℃～80℃时，根据畜禽排泄物中残留不同的重金属含
量，按投放系数K值是1∶1.3～1.5，通过风机投入经80～100目筛选的聚铁粉末，投放系数
K值是物料中所含重金属与聚铁粉末的质量比。以速度200～240转/分不断搅拌物料并保持
70℃～80℃温度1小时，使聚铁粉末与物料充分均匀混和、反应。
4、然后喷入物料总质量0.3％～2％的硫化钠饱和溶液，溶液温度控制在50～55℃，通过
压力系统将反应釜升压到1.3～5个大气压的压强，升温到180℃后，保持温度1小时，并以速
度200～240转/分保持搅拌；同时要使反应釜中的物料保持pH值为7.5～9.0。pH值调整可
通过喷入硫酸铵饱和溶液或氯化铵饱和溶液进行，溶液温度控制在60～65℃。然后减压至常
压，从反应釜中将处理后的物料排出。
5、减压过程中产生的蒸汽和异味气体经换热器2进行热交换，冷却后，进入气液分离器
进行初级分离，分离后的气体再进入水分捕捉器进行二级分离，然后再通过紫外线照射后进
入水洗塔，在水洗塔中经过漂白粉饱和溶液涡流喷淋洗涤处理后排空，溶液温度控制在55～
60℃。作为洗涤溶液的漂白粉饱和溶液能循环使用，根据耗量补充漂白粉。气液分离器和水
分捕捉器分离的液体，经过沉淀后，可直接排入环境。
6、步骤(4)排放的物料经过换热器3进行热交换，冷却后进入固液分离器进行固液分
离，所得固体腐熟，所得液体厌氧发酵。
步骤(5)经气液分离器分离的液体也可以送入固液分离器，和步骤(4)排放的物料一
起进行固液分离。
所述反应釜的外壳采用16锰合金钢制成；反应釜中设有三重搅拌，其中一重搅拌采用刮
刀替代搅拌桨，搅拌桨、刮刀以及搅拌轴均采用奥氏体不锈钢制成；反应釜中设有夹层和盘
管，材质均为奥氏体不锈钢；加热系统为蒸汽锅炉，工作温度范围为室温～250℃；反应釜还
具有水冷却功能。
所述水分捕捉器的滤网采用四级400目不锈钢网组成。
所述气液分离器采用旋风分离器，固液分离器、旋风分离器、水分捕捉器和水洗塔均采
用16锰合金钢制成且设备内外均采用耐高温重防腐涂料进行防腐。换热器采用换热器专用涂
料进行防腐。
压力系统包括螺杆式压缩机组、压力罐、气水分离器、管道及闸阀、安全阀以及数控传
感器。压力罐、气水分离器、管道内外均采用耐高温重防腐涂料(玻璃鳞片型、不锈钢粉型
和玻璃微球型)进行防腐。
上述工艺流程中所有设备均釆用防雷和防静电措施；消防设计按石油化工企业规范设计
执行。
畜禽排泄物中残留重金属离子与物质离子反应式：
Hg2++S-2＝HgS
Cd2++S-2＝CdS
Pd2++S-2＝PdS
2As3++3S-2＝As2S3
2As5++5S-2＝As2S5
Cr3++3OH-＝Cr(OH)3
经上述工艺处理后的畜禽排泄物中残留重金属离子，即铬、汞、砷、镉和铅，均能以在
自然状态下稳定无害化的化合物形式存在，阻断其进生态圈和食物链的途径，使畜禽排泄物
中残留重金属得到稳定无害化处理，使畜禽排泄物资源被有效利用成为可能。
实施例的主要指标(单位为毫克每千克)：
项目
质量指标
总砷(As)(以烘干基计)
≤15
总汞(Hg)(以烘干基计)
≤2
总铅(Pb)(以烘干基计)
≤50
总镉(Cd)(以烘干基计)
≤3
总铬(Cr)(以烘干基计)
≤150