新型养牛场粪便污水固液分离设备

关键词：卧式螺旋卸料沉降离心机；养殖废水；固液分离；

目前常见污水有工业污水、生活污水和农牧业污水。随着国家对环保行业的重视，

对于污水处理工艺中固液分离设备要求也越来越高。在污水处理工艺中，固液分离是整

个环节中成本与运营费用的部分。因此，选择合适的固液分离设备对于污水处理非

常重要，常用污水处理设备有卧螺离心机，干湿分离机、板框压滤机、螺旋脱水机和带

式压滤机。与其他设备相比，卧螺离心机具有单机生产能力大，操作费用低，占地面积

小，能长期连续运行，进料口悬浮液浓度变化对其固液分离结果影响小等优点，在污水

处理中应用越来越广泛，特别是在市政污水处理厂中的脱水环节。

养殖废水作为农牧业污中的一种，是继工业废水、生活污水后的增速的水资源

污染源。随着人们生活水平的提高，对肉类的需求也越来越大，在城市周边地区，供应

肉类的养殖必然走向规模化、集约化。我国是畜禽养殖大国，近年来，随着经济的发展，

畜牧养殖业由传统的分散化、小规模家庭饲养逐步走向高度集约化、专业化和区域化发

展。但是，随着养殖规模化扩大，畜禽养殖废水排放量増加，排放更加集中，养殖废水

带来的环境污染问题也日趋严重。因此，如何处理畜禽养殖废水污染问题，实现畜禽养

殖与生态环境和谐发展，越来越得到社会各界的关注[1]。养殖场越大，每日产生的废水

量越大，以肉猪养殖场为例，每 100 头肉猪每天要消耗 1.8 吨的水，这些未经处理的养

殖场废水，浓度高，含有大量的有机物、氮、磷、悬浮物及致病细菌，对养殖场周边的

环境造成很大的破坏。针对养殖废水的污染情况，国家在 2009 年 12 月 1 日正式实施了

《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》（HJ497-2009）[2]，又在 2014 年 1 月 1 日施行《畜

禽规模养殖污染防治条例》[3] ，要求推进禽畜养殖场应当根据养殖规模和污染防治需

要，建设相应养殖废水的综合治理设施。

根据《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》（HJ497-2009）工艺要求，畜禽养殖场

的污水处理采用“固液分离预处理+厌氧处理+好氧处理+深度处理"的工艺流程。其中

处理后的排放水质要接近《污水综合排放标准》（GB8978-96）[4]中的一级排放标准（出

水水质：COD<100mg/L，BOD5<30mg/L，SS<70mg/L，NH3-N <15mg/L，总磷<0.5mg/L）。

养殖场对废水的处理方法与市政污水相似，固液分离环节的在整个养殖废水处理环

节非常关键，但与市政污水不同的是，养殖废水的含固率波动大，从 0.5%到 18%，同

时对固液分离后废渣要求较低的含水率，以方便运输与提高堆肥处理效率；对固液分离

后的废水含固率低，减小后面处理工作的难度。为了提高高浓度有机养殖废水的固液分

离效果，需要对现有的卧螺离心机结构进行优化。然而国内卧螺离心机用于高浓度有机

废水固液分离应用比较少，这方面研究也比较少，因此本研究十分必要。

高浓度有机养殖废水与污水厂污泥物料成分接近，根据现有的案例，卧螺离心机可

以应用在污水处理厂的污泥处理工艺中的固液分离脱水工序，如浙江朝前环保科技有限

公司生产的污水脱水处理成套装置，具有污泥脱水、污泥浓缩脱水一体化功能。养殖废

水物料特性与污水厂污泥成分组成接近，所以也可以用卧螺离心机处理。

根据离心机的斯托克斯沉降计算公式可知其对卧螺离心机的分离因素相对较低。但畜禽养殖场废水固相成分相对复杂，含蛋白质、脂肪类、半纤维素、有机酸以和无机盐等等，用卧螺离

心机对其进行处理时，需要通过添加絮凝剂，除去细小颗粒，增大絮凝团子[18]。现有

的养殖废水处理时间较长，占地面积广，而卧螺离心机对养殖废水进行固液分离的处理

量大，与其他固液分离设备相比，有着占地面积小、投资成本低、可调性高等优点。如

表 1.2 所示，朝前环保科技公司的 LW 系列泥浆分离型离心机，以每日运行 10 小时计算，根据

表中数据可得每日处理量可达 400m3/天。

表 1-2 朝前环保科技公司 LW 养殖废水固液分离卧螺离心机

名称        长径比   分离因素   转速 （rad/min） 处理量(m3 /h)

LW350×1500  4.3      2007       3200                  3~15

LW450×2000  4.2      1976       2800                  8~22

LW550×2200  4       1892       2600                  12~35

LW650×2300  3.3      1925      2300                  18~60

1.3.3 影响固液分离效果的因素

1、絮凝剂

(1) 絮凝剂的添加。根据斯托克斯沉降速度公式，养殖废水的颗粒沉降速度与颗粒

直径平方成正比，为了提高固液分离效果，在使用卧螺离心机前一般要加入适量的絮凝

剂，使养殖废水的固相与液相更易分离。养殖废水经过试验，以高效聚氯化铝效果佳。

(2) 搅拌速度。搅拌速度过快，容易破坏絮凝体，所以搅拌速度一般以 0.15~0.35m/s

合适。

2、结构参数

(1) 转鼓直径和有效沉降长度。直径越大，有效沉降长度越大，单位时间处理量就

越大，物料在转鼓内停留的时间也越长，沉降效果越好。

(2) 转鼓半锥角。半锥角大小影响转鼓内固相沉渣的输送和排渣口固相废渣的含水

率。

(3) 沉降层厚度。通过转鼓大端盖溢流口位置控制，沉降层越厚，有效沉降长度越

长，干燥段的长度就变短。排出固相废渣的含水率升高；反之，有效沉降长度变短干燥

段长度变长，排出废渣的含水率变低。

3、运行状态华南理工大学硕士学位论文

(1) 转鼓转速。转速越大，离心力越大，排出固相废渣的含水率越低，但过高的转

速会破坏养殖废水中的絮凝体，反而降低固液分离效果，同时过高的转速会导致机器磨

损增大，容易产生振动和噪声。

(2) 转鼓与螺旋送料器的转速差。影响卧螺离心机的排渣能力，排出固相废渣的含

水率和分离液相废水的含固率。

(3) 进料口养殖废水的浓度。进料口养殖废水的浓度，即养殖废水的含固率，根据

经验，养殖废水中的浓度超过 5%，需要加快卧螺离心机的排渣速度，如果含固率低于

5%，需要提高卧螺离心机的液相排出速度。

① 对物料的适应性较大，处理范围广；
② 能自动进料、自动卸料，可以连续、长期运转；
③ 单机生产能力大，结构紧凑，占地面积小；
④ 可以实现远程自动化控制。

新型养牛场粪便污水固液分离设备  养猪场污泥脱水离心机，该机适用于各种畜禽粪便的分离脱水机处理的回收，具有以下特点：申先生 136 .