1 引言

隨著中國經濟的發展，人民生活水平的提高，環境問題也日益受到重視。我國大力提倡發展綠色經濟，伴隨著《污水綜合排放標準》（GB8976-1996）以及各行業排放標準等法規相繼出臺，畜禽糞便回收利用，變廢為寶，大有可為。在畜禽糞便處理工藝流程中，固液分離是一道必不可少的前期處理工序。畜禽糞便通過固液分離，不僅降低了污水中固體質量的含量，而且分離后糞渣含水率大為降低，為后期干燥做好準備，提高了效率，降低了成本。

2 固液分離設備

畜禽糞便處理可分為物理學處理、生物學處理和化學處理三類。固液分離是物理學處理的一道工序，也可改善生物學處理和化學處理的條件。國外從上世紀70年代開始就已經有主要采用機械物理分離的固液分離設備，我國從上世紀80年代起才逐漸從國外引進。與國外相比，國內的固液分離設備還存在著處理能力低、分離效率低、分離后糞渣含水量高等問題，有待進一步改進。目前養殖場常用的畜禽糞便固液分離設備主要有斜板篩、板框壓濾機、離心機、振動篩等。

2.1 斜板篩

斜板篩主要由篩板、支架、擋板等組成。工作時，物料從上方進入，依靠物料自身的重力，以重力加速度落下擊中篩板，通過選用不同大小和數量篩孔的篩板，使需要分離的固體不能透過篩板而沿斜面滑下排出，液體則透過篩板沿擋板排出。斜板篩結構簡單，成本低，易于安裝和維護，但由于篩板是以一定角度固定不變的，篩孔易堵塞，需要經常清洗以保持固液分離的效果。

2.2 板框壓濾機

板框壓濾機是由許多濾板和濾框間隔排列組成濾室，并以手動螺旋、電動螺旋或液壓等方式提供的壓力為過濾推動力的間歇操作固液分離機。板框壓濾機利用濾板、濾框和濾布，通過擠壓畜禽糞便實現固液分離。液體穿過濾布排出，固體無法穿過濾布從另一出口排出。板框壓濾機的一個工作循環由壓緊濾板、壓濾過程、松開濾板、濾板卸料組成。板框壓濾機是比較早期的過濾機，與其它固液分離機相比，其優點主要是更換濾布方便，但也存在體積重量大，效率低，活動部件多，不穩定，操作環境差等缺點。

2.3 離心機

離心機通常由電動機驅動，帶動轉鼓高速旋轉產生強大離心力，加快物料顆粒的沉降速度，使懸浮液中的固體和液體分開。離心機按不同方法可分為不同的類別，這里介紹臥式螺旋擠壓分離機。它主要由電動機、帶輪、差速器、轉鼓、螺旋推料器、溢流板等組成。工作時，畜禽糞便由進料口進入高速旋轉的轉鼓內，利用畜禽糞便密度不同的成分在離心力場中沉降分層速度不同的原理實現固液分離，并且在擠壓絞龍的作用下將固體擠壓推向轉鼓小端的排出口，隨著壓力逐漸增大，進一步脫水。液體則繞轉鼓內壁環流，通過調節溢流板來控制轉鼓內環形液層的深度。臥式螺旋擠壓分離機分離速度快，出渣量及含水量可調整，但清洗內部零部件不方便。

2.4 振動篩

振動篩主要由驅動電機、上偏心塊、下偏心塊、篩框、篩網、機座及支承裝置等組成。工作時，振動篩由驅動電機產生激振力，通過調節上下偏心塊的夾角來改變篩上物料的運動軌跡，通過選擇篩網的篩孔大小和數量來改變分離效果。固液分離時，固體不能通過篩網從上層排出，液體通過篩網從下層排出。由于畜禽糞便含固量低，含水量高，短時間內的分離難度大，故應盡可能延長其在篩面上的振動時間。實驗表明，當上下偏心塊夾角相差為90°時，物料在篩面上的運動軌跡為逐漸從中心旋渦向外振動的較長路線。振動篩結構相對簡單，適用面廣，但也存在工作噪音大，振動零部件易損壞等缺點。

3 固液分離設備設計所要解決的關鍵問題

3.1 電機選擇

畜禽糞便固液分離機的現場環境污水多、濕度大、腐蝕性強，電機在如此惡劣的環境下工作，要求具有良好的耐腐、防潮性能。電機的功率應根據工作機械所需要的功率來選擇，盡量使電動機在額定負載下運行。如果電機功率選得過小，會造成電機長期過載，損壞電機；如果電機功率選得過大，其輸出機械功率不能得到充分利用，造成電能浪費。

3.2 材料選擇

材料的選擇關系到設備能否長期穩定地工作，要根據設備的工作對象和工作條件決定。目前國內與國外設備中，主要部件都采用不銹鋼制造，只有少數國外廠家可針對不同的處理對象及介質的要求，采用合適的材質。考慮到畜禽糞便固液分離的工作環境比較惡劣，因此對設備材料的要求也比較特殊。一般選用不銹鋼作為機體主要材料，強度要求高的工作部件選用高硬度合金等材料，材料要經過熱處理和防銹處理。

3.3 篩網選擇

選擇合適的篩網關系到固液分離的結果。篩網的參數主要有篩網的目數和網孔的大小。目數和網孔成反比。網孔太小，易產生堵塞，影響分離效果；網孔太大，分離效果不明顯，亦不行。實際選擇時要根據分離對象的特性及要達到的分離效果決定目數和網孔大小。

3.4 噪音控制

噪音是多因素造成，同樣防噪也從多方面入手。控制機械設備噪音主要有兩條途徑：一是改進結構，提高其中部件的加工精度和裝配質量，采用合理的操作方法等，降低聲源的噪音發射功率。例如，將機械傳動部分的普通齒輪改為有彈性軸套的齒輪；把鉚接改成焊接，把鍛打改成摩擦壓力加工等；二是利用聲的吸收、反射、干涉等特性，采用吸聲、隔聲、減振、隔振等技術，以及安裝消聲器等，控制聲源的噪音輻射。例如，用尺寸精確的橡膠膠圈及阻尼材料做密封；用阻尼、隔振等措施降低固體發聲體的振動等。

4 不同分離機固液分離情況對比

斜板篩處理能力高，但TS去除率低，分離后糞渣的產量低，含水率較高，不利于后期處理。板框壓濾機處理能力低，TS去除率高，但其濾網易堵塞，造成固液分離后的糞渣產量和含水率不穩定，也不利于后期處理。離心機和振動篩固液分離的效果都基本能滿足畜禽糞便后期的處理要求，振動篩的處理能力和脫水率強于離心機，但TS去除率不如離心機。在實際應用時，要從畜禽糞便的處理環境、經濟型原則以及后期處理工藝的要求等方面綜合考慮，選擇合適的固液分離設備。