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高浓度畜禽养殖粪便废水固液分离工艺技术

发布时间:2022-10-09   点击次数:285次

    

近 20 年来,我国畜禽规模化养殖 得到了快速发展。规模化的集中饲养, 有利于提高饲料转化率、防疫能力和管 理水平,从而提高生产效率、降低生产成本,增加经济效益。但是规模化养殖 在提高生产效率的同时, 也造成了粪尿 过度集中和冲洗水量增加,给环境带来 了极大压力。一些地区,粪尿污染已经成为制约规模化畜禽养殖场(特别是规 模化猪场)持续健康发展的主要因素。 


为固液分离是使用机械设备和 设施将畜禽养殖粪水或厌氧发酵剩余物 中的固相和液相部分分离的技术。如果 以追求沼气生产为主要目的之一, 则畜 禽养殖废弃物将全部首先进入厌氧发酵 阶段生产沼气。为防止厌氧发酵剩余物 在贮液塘中的沉积, 厌氧发酵剩余物通 常进行固液分离,固相可以进入堆肥环 节, 也可以用于生产高值化产品,例如 育苗基质或者用于替代泥炭 ;液相则进 入沼液贮液塘经过长期贮存后用于农田 作为追肥(水肥一体化) 或者基肥(与 固态有机肥同时使用)。


根据前文所述,对确定后的卧螺离心机进行试制,通过试验验证其运行状态的好坏 和固液分离的效果,本项目试验依托广州沃博环境工程有限公司与从化华美牧场合作的 养殖废水固液分离处理项目,在华美牧场进行试验验证。

5.1 养殖场废水物料特性

根据现有的养殖废水固液分离处理工艺,养殖废水物理特性和化学特性是对分离处 理结果有着很大的影响,需要对养殖废水的预处理,提高固液分离效果。

(1) 高浓度有机养殖废水的预处理:

离浓度有机养殖废水中的固相粪污物质可以被分为两种状态,溶解态和悬浮态。在 此基础上悬浮物质又可以按粒径大小被分为胶体(<0.02mm)、细颗粒(0.02~1mm)、 粗颗粒(1~5mm)以及纤维材料(>5mm)等不同类型。有研究发现沉降离心分离的方 法可以沉降粒径为 20 μm 以上的颗粒,同时有研究表明沉降离心机在不加任何絮凝剂的 条件下可以去除 60%的磷,而当絮凝剂添加适当的时候磷的去除率可以达到 98%[46] 为了提高高浓度有机养殖废水的处理效果,需要在卧螺离心机处理之前加入高效聚氯化 铝作为絮凝剂,在搅拌容器内充分搅拌后,使水中细微悬浮粒子和胶体离子脱稳,聚集、 絮凝,提高高浓度有机养殖废水的固液分离效果。

(2) 卧螺离心机固液分离效果指标:分离后废水的澄清度。

5.2 样机设计性能参数

目前市场上卧螺离心机的型号主要是根据转鼓直径加长度确定的,例如浙江朝前环保科技有限公司的 LW350-1500 LW550-2000 型号的卧螺离心机,所以论文中的适于 高浓度有机养殖废水固液分离设计的卧螺离心机的型号定为 LW350-1500 ,性能参数如 下:

单机处理量:12.34 m3 /h

额定转速:3200rad/min

分离因数:2200 G

54第五章 样机运行实验及应用研究

转鼓直径:450mm

转鼓长度:2000mm

差速器:行星差速器

主电机功率:37kw

副电机功率:11kw

5.3 样机试运行结果

根据 LW450 卧螺离心机性能参数计算华美牧场的废水处理需求:每小时的处理量为 12.34m3,每日运行12小时,需2LW450型卧螺离心机,2 名员工操作与维护。

物料参数:养殖废水密度 ρ=1083 kg/m3。运行参数:初始入口速度 v=0.5m/s,转鼓与 螺旋送料器的转速差为 50rad/min,转速为 1000 rad/min

5-1 养殖废水处理现场

根据前文所述,对确定后的卧螺离心机进行试制,通过试验验证其运行状态的好坏 和固液分离的效果,本项目试验依托广州沃博环境工程有限公司与从化华美牧场合作的 养殖废水固液分离处理项目,在华美牧场进行试验验证。

 

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5-2 处理后的固相粪渣

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5-3 高浓度有机养殖废水处理前后对比

高浓度有机养殖废水经卧螺离心机固液分离后的废水前后对比如图 5-3 所示。养殖

废水通过优化后的卧螺离心机的处理,固液分离后的废水效果相对明显,澄清度比以前 的固液分离处理有所提高。

5.4 本章小结

本章通过样机试制,试验验证的方法,对卧螺离心机的优化性能进行了验证,试验 得出高浓度有机养殖废水固液分离效果比起原有的效果有改善,杂质去除率有提高,适 用于畜禽养殖场的高浓度有机养殖废水的固液分离处理,通过试验验证也进一步证实了 仿真结果的可靠性。


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