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高濃度畜禽養(yǎng)殖糞便廢水固液分離工藝技術(shù)
近 20 年來，我國畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖 得到了快速發(fā)展。規(guī)模化的集中飼養(yǎng)， 有利于提高飼料轉(zhuǎn)化率、防疫能力和管 理水平，從而提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟效益。但是規(guī)模化養(yǎng)殖 在提高生產(chǎn)效率的同時， 也造成了糞尿 過度集中和沖洗水量增加，給環(huán)境帶來 了極大壓力。一些地區(qū)，糞尿污染已經(jīng)成為制約規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場（特別是規(guī) 模化豬場）持續(xù)健康發(fā)展的主要因素。
為固液分離是使用機械設(shè)備和 設(shè)施將畜禽養(yǎng)殖糞水或厭氧發(fā)酵剩余物 中的固相和液相部分分離的技術(shù)。如果 以追求沼氣生產(chǎn)為主要目的之一， 則畜 禽養(yǎng)殖廢棄物將全部首先進入?yún)捬醢l(fā)酵 階段生產(chǎn)沼氣。為防止厭氧發(fā)酵剩余物 在貯液塘中的沉積， 厭氧發(fā)酵剩余物通 常進行固液分離，固相可以進入堆肥環(huán) 節(jié)， 也可以用于生產(chǎn)高值化產(chǎn)品，例如 育苗基質(zhì)或者用于替代泥炭 ；液相則進 入沼液貯液塘經(jīng)過長期貯存后用于農(nóng)田 作為追肥（水肥一體化） 或者基肥（與 固態(tài)有機肥同時使用）。
根據(jù)前文所述，對確定后的臥螺離心機進行試制，通過試驗驗證其運行狀態(tài)的好壞 和固液分離的效果，本項目試驗依托廣州沃博環(huán)境工程有限公司與從化華美牧場合作的 養(yǎng)殖廢水固液分離處理項目，在華美牧場進行試驗驗證。
5.1 養(yǎng)殖場廢水物料特性
根據(jù)現(xiàn)有的養(yǎng)殖廢水固液分離處理工藝，養(yǎng)殖廢水物理特性和化學(xué)特性是對分離處 理結(jié)果有著很大的影響，需要對養(yǎng)殖廢水的預(yù)處理，提高固液分離效果。
(1) 高濃度有機養(yǎng)殖廢水的預(yù)處理：
離濃度有機養(yǎng)殖廢水中的固相糞污物質(zhì)可以被分為兩種狀態(tài)，溶解態(tài)和懸浮態(tài)。在 此基礎(chǔ)上懸浮物質(zhì)又可以按粒徑大小被分為膠體（<0.02mm）、細(xì)顆粒（0.02~1mm）、 粗顆粒（1~5mm）以及纖維材料（>5mm）等不同類型。有研究發(fā)現(xiàn)沉降離心分離的方 法可以沉降粒徑為 20 μm 以上的顆粒，同時有研究表明沉降離心機在不加任何絮凝劑的 條件下可以去除 60%的磷，而當(dāng)絮凝劑添加適當(dāng)?shù)臅r候磷的去除率可以達(dá)到 98%[46]。 為了提高高濃度有機養(yǎng)殖廢水的處理效果，需要在臥螺離心機處理之前加入高效聚氯化 鋁作為絮凝劑，在攪拌容器內(nèi)充分?jǐn)嚢韬螅顾屑?xì)微懸浮粒子和膠體離子脫穩(wěn)，聚集、 絮凝，提高高濃度有機養(yǎng)殖廢水的固液分離效果。
(2) 臥螺離心機固液分離效果指標(biāo)：分離后廢水的澄清度。
5.2 樣機設(shè)計性能參數(shù)
目前市場上臥螺離心機的型號主要是根據(jù)轉(zhuǎn)鼓直徑加長度確定的，例如浙江朝前環(huán)保科技有限公司的 LW350-1500 與 LW550-2000 型號的臥螺離心機，所以論文中的適于 高濃度有機養(yǎng)殖廢水固液分離設(shè)計的臥螺離心機的型號定為 LW350-1500 ，性能參數(shù)如 下：
單機處理量：12.34 m3 /h
額定轉(zhuǎn)速：3200rad/min
分離因數(shù)：2200 G
54第五章 樣機運行實驗及應(yīng)用研究
轉(zhuǎn)鼓直徑：450mm
轉(zhuǎn)鼓長度：2000mm
差速器：行星差速器
主電機功率：37kw
副電機功率：11kw
5.3 樣機試運行結(jié)果
根據(jù) LW450 臥螺離心機性能參數(shù)計算華美牧場的廢水處理需求：每小時的處理量為 12.34m3，每日運行12小時，需2臺LW450型臥螺離心機，2 名員工操作與維護。
物料參數(shù)：養(yǎng)殖廢水密度 ρ=1083 kg/m3。運行參數(shù)：初始入口速度 v=0.5m/s，轉(zhuǎn)鼓與 螺旋送料器的轉(zhuǎn)速差為 50rad/min，轉(zhuǎn)速為 1000 rad/min。
圖 5-1 養(yǎng)殖廢水處理現(xiàn)場
根據(jù)前文所述，對確定后的臥螺離心機進行試制，通過試驗驗證其運行狀態(tài)的好壞 和固液分離的效果，本項目試驗依托廣州沃博環(huán)境工程有限公司與從化華美牧場合作的 養(yǎng)殖廢水固液分離處理項目，在華美牧場進行試驗驗證。
圖 5-2 處理后的固相糞渣
圖 5-3 高濃度有機養(yǎng)殖廢水處理前后對比
高濃度有機養(yǎng)殖廢水經(jīng)臥螺離心機固液分離后的廢水前后對比如圖 5-3 所示。養(yǎng)殖
廢水通過優(yōu)化后的臥螺離心機的處理，固液分離后的廢水效果相對明顯，澄清度比以前 的固液分離處理有所提高。
5.4 本章小結(jié)
本章通過樣機試制，試驗驗證的方法，對臥螺離心機的優(yōu)化性能進行了驗證，試驗 得出高濃度有機養(yǎng)殖廢水固液分離效果比起原有的效果有改善，雜質(zhì)去除率有提高，適 用于畜禽養(yǎng)殖場的高濃度有機養(yǎng)殖廢水的固液分離處理，通過試驗驗證也進一步證實了 仿真結(jié)果的可靠性。