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高濃度畜禽養殖糞便廢水固液分離工藝技術
近 20 年來，我國畜禽規模化養殖 得到了快速發展。規模化的集中飼養， 有利于提高飼料轉化率、防疫能力和管 理水平，從而提高生產效率、降低生產成本，增加經濟效益。但是規模化養殖 在提高生產效率的同時， 也造成了糞尿 過度集中和沖洗水量增加，給環境帶來 了極大壓力。一些地區，糞尿污染已經成為制約規模化畜禽養殖場（特別是規 模化豬場）持續健康發展的主要因素。
為固液分離是使用機械設備和 設施將畜禽養殖糞水或厭氧發酵剩余物 中的固相和液相部分分離的技術。如果 以追求沼氣生產為主要目的之一， 則畜 禽養殖廢棄物將全部首先進入厭氧發酵 階段生產沼氣。為防止厭氧發酵剩余物 在貯液塘中的沉積， 厭氧發酵剩余物通 常進行固液分離，固相可以進入堆肥環 節， 也可以用于生產高值化產品，例如 育苗基質或者用于替代泥炭 ；液相則進 入沼液貯液塘經過長期貯存后用于農田 作為追肥（水肥一體化） 或者基肥（與 固態有機肥同時使用）。
根據前文所述，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的好壞 和固液分離的效果，本項目試驗依托廣州沃博環境工程有限公司與從化華美牧場合作的 養殖廢水固液分離處理項目，在華美牧場進行試驗驗證。
5.1 養殖場廢水物料特性
根據現有的養殖廢水固液分離處理工藝，養殖廢水物理特性和化學特性是對分離處 理結果有著很大的影響，需要對養殖廢水的預處理，提高固液分離效果。
(1) 高濃度有機養殖廢水的預處理：
離濃度有機養殖廢水中的固相糞污物質可以被分為兩種狀態，溶解態和懸浮態。在 此基礎上懸浮物質又可以按粒徑大小被分為膠體（<0.02mm）、細顆粒（0.02~1mm）、 粗顆粒（1~5mm）以及纖維材料（>5mm）等不同類型。有研究發現沉降離心分離的方 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，而當絮凝劑添加適當的時候磷的去除率可以達到 98%[46]。 為了提高高濃度有機養殖廢水的處理效果，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，在攪拌容器內充分攪拌后，使水中細微懸浮粒子和膠體離子脫穩，聚集、 絮凝，提高高濃度有機養殖廢水的固液分離效果。
(2) 臥螺離心機固液分離效果指標：分離后廢水的澄清度。
5.2 樣機設計性能參數
目前市場上臥螺離心機的型號主要是根據轉鼓直徑加長度確定的，例如浙江朝前環保科技有限公司的 LW350-1500 與 LW550-2000 型號的臥螺離心機，所以論文中的適于 高濃度有機養殖廢水固液分離設計的臥螺離心機的型號定為 LW350-1500 ，性能參數如 下：
單機處理量：12.34 m3 /h
額定轉速：3200rad/min
分離因數：2200 G
54第五章 樣機運行實驗及應用研究
轉鼓直徑：450mm
轉鼓長度：2000mm
差速器：行星差速器
主電機功率：37kw
副電機功率：11kw
5.3 樣機試運行結果
根據 LW450 臥螺離心機性能參數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：養殖廢水密度 ρ=1083 kg/m3。運行參數：初始入口速度 v=0.5m/s，轉鼓與 螺旋送料器的轉速差為 50rad/min，轉速為 1000 rad/min。
圖 5-1 養殖廢水處理現場
根據前文所述，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的好壞 和固液分離的效果，本項目試驗依托廣州沃博環境工程有限公司與從化華美牧場合作的 養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 高濃度有機養殖廢水處理前后對比
高濃度有機養殖廢水經臥螺離心機固液分離后的廢水前后對比如圖 5-3 所示。養殖
廢水通過優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
本章通過樣機試制，試驗驗證的方法，對臥螺離心機的優化性能進行了驗證，試驗 得出高濃度有機養殖廢水固液分離效果比起原有的效果有改善，雜質去除率有提高，適 用于畜禽養殖場的高濃度有機養殖廢水的固液分離處理，通過試驗驗證也進一步證實了 仿真結果的可靠性。