三種固液分離設備處理豬場糞污的效果及成本比較

摘要：為分析螺旋擠壓式固液分離機、滾軸過濾固液分離機和臥式螺旋沉降離心機3種固液分離設備的性能，用這3種設備對豬場糞水進行固液分離，檢測處理后的液體的固體懸浮物含量、COD（化學需氧量）、總氮總磷，并對處理成本等進行分析。結果表明，臥式螺旋沉降離心機處理的糞水固體懸浮物較少，COD值和總氮總磷含量較低；螺旋擠壓式固液分離機和滾軸過濾固液分離機能耗較低；臥式螺旋沉降離心機的附加投入較小。綜合分析后認為用臥式螺旋沉降離心機對豬場糞水進行初步處理較為合適。

關鍵詞：固液分離設備；豬場；糞水處理

中圖分類號：X713 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）22-5879-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.22.038

Effect of Three Kinds of the Solid-liquid Separation Equipment on Piggery Wastes and Its Cost Comparison

GAO Qi-shuang1，PENG Xia1，LU Shun1，XIA Yu1，RUAN Zheng2，TAO Li-wen2，

WU Jian-ying2，WEN Neng-sheng3，XU Li-hua3

（1.Institute of Animal Husbandry and Veterinary，Wuhan Academy of Agricultural Science and Technology，Wuhan 430208，China；2.Wuhan Animal Disease Prevention and Control Center，Wuhan 430023，China；3.Wuhan Dongtai Animal Husbandry Co.， Ltd.，Wuhan 430409，China）

Abstract： In this study， the performance of three kinds of solid-liquid separation equipments such as screw extrusion solid-liquid separator，roller extrusion filter solid-liquid separator and horizontal scroll decanter centrifuge for piggery wastes were analyzed. The evaluation index included the content of suspended particles，COD（chemical oxygen demand），total nitrogen and total phosphorus in the liquid after treatment and the operation costs. The results showed that the horizontal scroll decanter centrifuge had the lowest content of suspended particles，COD，total nitrogen and total phosphorus values； screw extrusion solid-liquid separator and roller extrusion filter solid-liquid separator had less energy consumption； horizontal scroll decanter centrifuge had lower additional investment. It suggested that the horizontal scroll decanter centrifuge is more suitable for preliminary treatment of piggery wastes.

Key words： solid-liquid separation equipment； pig farm； wastes treatment

隨著養豬業的規模化發展，豬場污水的污染問題日益突出。豬場污水不達標排放，會污染周邊的土地、地下水和空氣，嚴重威脅居民的健康[1]。據報道，中國畜禽養殖業每年排放的污水總量超過了工業用水[2]。因此，及時有效地處理好養殖污水，是關系到中國養豬業健康發展和生態環境保護的大事。

為了保證豬場污水的肥源化處理物在種養結合的環境中低成本使用，固液分離[3]（或稱為干濕分離）往往是生產者們處理養殖污水采用的重要技術環節。然而，固液分離的效果尤其是分離后液體中固態物的含量，對后續處理過程及處理后液肥的質量和使用有著極大的關系，也與整個設備體系的投入需求以及整個體系的廢棄物污染處理效果有著極大的關系。糞污的分離效果很大程度上取決于生產者選擇何種設備和技術路線。因此，對相關設備和技術進行深層次分析有著非常顯著的現實意義。本試驗對3種固液分離設備的實際應用效果和所需經費投入進行了較為詳細的研究，旨在為養殖企業的污水處理提供參考。

1 材料和方法

1.1 機械設備

試驗選取市場上有售的3種分離設備。螺旋擠壓式固液分離機（簡稱滾軸擠壓型）和滾軸過濾固液分離機（簡稱滾軸過濾型）購自浙江明江環保科技有限公司，臥式螺旋沉降離心機（簡稱臥螺離心型）購自湖南湘潭縣離心機廠有限公司，其額定污水處理能力均為10 t/h。3種設備在同一糞污處理場地運行測試。

1.2 試驗場地

武漢市新洲區東泰畜牧科技有限公司養豬場。該豬場采取水泡糞式的糞污沖洗方式，每日大約產生100 t糞水。本試驗在該公司的污水處理區開展。

1.3 糞水收集

豬場糞水通過糞污導流管網匯集到沉淀池中，在池中沉淀發酵7 d，然后進行固液分離處理。

1.4 糞水固液分離操作與取樣

發酵處理后的糞水混合物用泵抽入糞水分離設備中。糞水分離操作按3種型號機組的說明書進行。設備運行后接取每種機械分離后的液體部分，每組重復取樣3次，檢測結果取平均值。

1.5 各機組工作效率測定

各機組連續工作5 h，測定耗電總量、工作效率和能耗比。

1.6 樣品檢測

分離后液體部分的固體懸浮物的測定采用重量法[4]測定；COD值測定按照黃桂榮等[5]的方法進行測定；總氮含量測定參考阮小杏等[6]的方法進行測定；總磷含量測定參考楊加文等[7]的方法進行測定。

1.7 污水處理的投入比較

在3個月內，對3種固液分離設備進行試運行，記錄各機組對輸送管道和輔助設備設施的需求情況，統計運轉期間的建設、維修和人員費用。

2 結果與分析

2.1 設備的工作效率及能耗

試驗結果（表1）表明，3種分離設備的實際工作效率與標定的工作效率稍有差距，這可能與設備沒有調整到最佳使用狀態有關；滾軸擠壓型和滾軸過濾型的能耗比相近，臥螺離心型的能耗比較高。

2.2 樣品檢測

試驗結果（表2）表明，滾軸擠壓型和滾軸過濾型處理污水的效果相近，臥螺離心型的污水處理效果最好。經臥螺離心型處理后的污水，其中的固體懸浮物含量極低，COD值、總氮、總磷含量也明顯低于另外2組。

2.3 機組維修成本

由表3可見，運作過程中，滾軸擠壓型和滾軸過濾型較易出故障，維修次數較多；臥螺離心型未出現故障，運作良好。

2.4 運行過程中的后續投入

由表4可見，滾軸擠壓型和滾軸過濾型需要增建相關的污水處理設施，包括沉淀池等，后續投入較多，而臥螺離心型則無需這些投入。

3 討論

從本試驗結果可以看出，盡管滾軸擠壓型機組和滾軸過濾型機組的單機價格比臥螺離心型機組低很多，但前兩者分離后的液體中固體懸浮物含量過大，不僅使其肥源化處理物過于濃稠，增大施用后造成土壤和水體污染的危險性，而且頻繁造成水肥一體化施用管道尤其是終端管道堵塞。這使得類似機組必須配套建設后續處理設施，目前最常用的是污水處理工程，其造價遠遠高出臥螺離心機組。而臥螺離心機組對污水的處理在開始階段即將豬場糞水的固體和液體成分較為徹底地分離開，分離后的液體在后續肥源化處理過程中除因微生物生長而導致乳濁樣變化外，未見明顯的懸浮顆粒物產生，對種養一體化水肥的輸送管道未造成任何堵塞，固液分離為后續的處理提供了便利。

從污水處理是否達標的角度看，臥螺離心型機組的污水處理效果也是令人滿意的。根據養殖污水處理的相關要求[8，9]，本試驗對3種設備處理的污水進行了檢測，結果臥螺離心型機組處理的污水總氮總磷基本符合GB 18596排放標準，而其他2種設備的處理效果則較差。目前，養殖場的污水處理主要采用自然沉淀和生物發酵的方法處理[10]，效果并不理想。如果先用固液分離技術作初步處理，能大大減少污水中的有機物和其他雜質，更利于污水達標排放。

因此，綜合分析后認為在污水處理前進行較徹底的固液分離，將有助于污水的后續處理和利用。豬場糞污出場后，較佳的處理工藝流程為：首先用高速離心設備（如臥式螺旋沉降離心機）對豬場污水進行固液分離，然后進入發酵池中發酵處理，最后經水肥一體化管道輸送到種植基地作為液肥施用，這樣既能充分利用糞污作為肥料，又能最大限度地消除污染。

參考文獻：

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