一种畜禽粪便分段式连续深度脱水处理工艺的制作方法

本发明涉及畜禽粪便深度脱水技术领域，特别是指一种畜禽粪便分段式连续深度脱水处理工艺。

背景技术：

中国畜禽粪便年产量已达到38亿吨，一般非垫料畜禽粪便的含水率均在80％以上，同时，目前集约化养殖场采取的清洗模式也决定了畜禽粪便的含水率高。水分不仅增加了畜禽粪便的体积，随处堆放会产生恶臭等影响环境，高含水率不利于粪便资源化利用，且会增加使用时的运输费用等。因此，对其进行脱水或干燥是畜禽粪便无害化的有效方法，也是后续资源化利用的关键技术环节。

畜禽粪便脱水国内外采用的方法主要有重力脱水、机械分离、热力脱水、生物脱水等。与其他脱水方式相比，机械脱水的能耗低、周期短，而被广泛应用在畜禽粪便的固液分离上。机械脱水采用的技术主要有筛分式、压滤式、离心式，目前大多使用结构简单、操作方便、运行费用低、可靠性好的螺旋挤压式分离机。但在采用螺旋挤压分离机处理畜禽粪便时对固体的回收率低，过多的固体物质及氮、磷等营养物质易损失在液体部分，而且螺旋挤压式分离机只能将畜禽粪便的含水率降至50％～60％，无法进一步降低含水率。

技术实现要素：

本发明针对畜禽粪便含水率高的问题，提供一种畜禽粪便分段式连续深度脱水处理工艺，该工艺固体回收率高且脱水程度高，畜禽粪便除臭、杀菌及深度脱水于一体，使用成本较低、操作简单、便捷可调、处理速度快，大大提高了畜禽粪便的附加值和利用率，能够实现畜禽粪便减量化、无害化、资源化的目标。

该工艺包括步骤如下：

(1)收集：将运输收集来的畜禽粪便放入储粪池中；

(2)絮凝剂混合：向步骤(1)储粪池中高含水畜禽粪便中加入阳离子高分子絮凝剂(cpam)并充分搅拌，进行预处理。阳离子高分子絮凝剂(cpam)的用量可根据高含水畜禽粪便的不同浑浊度，测定最佳投药量，一般浊度在100-500mg/l时，每千吨投加量为10-20kg；

(3)挤压脱水：将步骤(2)混入絮凝剂的畜禽粪便注入到螺旋挤压式分离机进行挤压脱水，通过调节挤压速率(10-150r/min)、挤压压力(0.4-4.8mpa)进行调节脱水工艺，完成一级脱水；

(4)废液处理：一级脱水过程中产生的废液，进入废水处理系统处理后用作液体肥料；

(5)微波加热脱水：将步骤(3)一级脱水后的固体物质输送至微波螺旋真空泵设备中进行二级脱水，通过调节螺旋输送速率(5-100r/min)、微波干燥温度(≤100℃)进行工艺控制，将物料的含水率进一步降低，达到目标产物要求的含水率；

(6)出料收集：二级脱水反应后得到目标产物进入出料储存系统进行收集。

其中，步骤(2)中加入絮凝剂进行预处理以防止在采用螺旋挤压式分离机进行挤压脱水时过多的固体物质及氮、磷等营养物质损失在液体部分。

步骤(3)中螺旋挤压式分离机包括电机、无阻塞泵、挤压蛟龙、管道等，其电机要求耐磨、防潮，螺旋挤压式分离机的网筛孔径为0.1mm-1mm，挤压压力为5-100r/min，螺旋挤压式分离机的固体含量<50％。不同孔径网筛、挤压压力、力矩和进料浓度都会对处理效率出料量有很大的影响。

步骤(3)中一级脱水后的固体含水率为50～60％。

步骤(4)中废液在废水处理系统中经过曝气处理。

步骤(5)中的微波螺旋真空泵设备有微波抑制器。步骤(5)的微波螺旋真空泵系统选用高效节能、绿色环保的微波能作为能量供应源；采用螺旋输送的方式对物料同时具有连续输送和破碎的功能；真空泵可将热气循环使用，水气过滤排出。此系统带有专门的微波抑制器防止微波泄露，可将含水率降低至5％以下，一次性地完成干燥、灭菌作用。因此，可根据目标产物的含水率要求，控制和调节该系统的运行工艺参数，以达到目标要求的干燥效果。

整个工艺中产生的臭气均进入臭气处理系统进行处理。

臭气处理系统包括臭味收集器和除臭塔，整个工艺中产生的臭气从臭味收集器的输入口进入，臭味收集器的输出口与除臭塔的输入口相连。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明采用前处理、螺杆挤压脱水、微波螺旋真空泵脱水分段式生态环保型的畜禽粪便多级处理工艺，将多种分离技术集成，极大地避免了单级螺杆挤压式机械脱水的弊端，成本相对较低，极大地降低了系统能耗，尽可能地缩短了脱水周期，提高了脱水效率和固体回收率，集除臭、杀菌及深度脱水于一体，整个系统可实现连续运行，一体化连续处理。通过采用此梯级脱水处理工艺，终端产品的含水率可根据目标要求任意调节。所得的终端产品可为营养基质、土壤调理剂或者燃料，大大提高了畜禽粪便的附加值和利用率，最大限度的实现了减量化、无害化、资源化。

附图说明

图1为本发明的畜禽粪便分段式连续深度脱水处理工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种畜禽粪便分段式连续深度脱水处理工艺。

如图1所示，该工艺包括步骤如下：

(1)收集：将运输收集来的畜禽粪便放入储粪池中；

(2)絮凝剂混合：向步骤(1)储粪池中高含水畜禽粪便中加入阳离子高分子絮凝剂(cpam)并充分搅拌，进行预处理。阳离子高分子絮凝剂(cpam)的用量可根据高含水畜禽粪便的不同浑浊度，测定最佳投药量，一般浊度在100-500mg/l时，每千吨投加量为10-20kg；

(3)挤压脱水：将步骤(2)混入絮凝剂的畜禽粪便注入到螺旋挤压式分离机进行挤压脱水，通过调节挤压速率(10-150r/min)、挤压压力(0.4-4.8mpa)进行调节脱水工艺，完成一级脱水；

(4)废液处理：一级脱水过程中产生的废液，进入废水处理系统处理后用作液体肥料；

(5)微波加热脱水：将步骤(3)一级脱水后的固体物质输送至微波螺旋真空泵设备中进行二级脱水，通过调节螺旋输送速率(5-100r/min)、微波干燥温度(≤100℃)进行工艺控制，将物料的含水率进一步降低，达到目标产物要求的含水率；

(6)出料收集：二级脱水反应后得到目标产物进入出料储存系统进行收集。

在具体应用中，该工艺涉及储粪池、预处理、螺旋挤压式分离机系统、废液处理系统、微波螺旋真空泵系统、臭气处理系统、出料储存系统等。

将收集和运输来的畜禽粪便首先放入储粪池中，通过加入絮凝剂进行预处理，以防止在采用螺旋挤压式分离机进行挤压脱水时过多的固体物质及氮、磷等营养物质损失在液体部分；经过预处理后的畜禽粪便注入到螺旋挤压式分离机进行挤压脱水，通过调节挤压速率、挤压强度等进行调节脱水工艺，完成一级脱水；一级脱水过程中产生的废液，进入废水处理系统采用曝气机等设备进行再处理后可用作液体肥料；一级脱水后的物料通过输送系统进入微波螺旋真空泵系统，对其进行工艺调控，将物料的含水率进一步降低，得到目标产物要求的含水率，完成二级脱水处理，该过程无废水产生、无固体物质损失，尽可能的将n、p等营养元素留在固体残留物中；整个系统中产生的臭气都进入臭气处理系统进行处理，通过臭味收集器和除臭塔将臭气去除；二级脱水反应后产生的物料进入出料储存系统进行收集。所得的终端产品可作为营养基质、土壤调理剂或者燃料。

螺旋挤压式分离机是一级脱水处理，采用无阻塞泵将畜禽粪便抽入分离机内部，挤压蛟龙将物料逐渐向前推进，不断提高前端的压力，迫使物料中的水分挤出网筛，逐渐流出排水管，固体物质将卸料口顶开挤压出料。通过螺杆式分离机处理后可得到含水率为50～60％的挤压固体。

微波螺旋真空泵系统是二级脱水处理，物料通过输送装置进入该系统，采用螺旋推杆兼具对物料的连续输送和破碎功能，避免物料在微波干燥过程中因结壳效应而影响干燥效率，真空泵可将产生的水气过滤排出，热气继续在系统中循环利用，提高了能量的利用率，可进一步降低能耗。采用微波干燥方式对畜禽粪便进行干燥，可将其含水率进一步降至5％以下。因此，在此系统中，可根据目标产物的含水率要求，灵活调控该系统的运行工艺参数，以达到目标要求的干燥效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。