猪粪水中的固液分离 – 它是如何实现的？

　　物理固液分离过程依赖于单个颗粒的密度、大小或形状。它们通常涉及通过重力、筛选或离心沉降。有效分离猪粪的一个基本要求是对处理过的液体进行连续搅拌。否则，会发生相对较快的沉降，从而导致分离效果不佳或分离情况不一致。
　　
　　沉降（通过重力）在总固体含量低于1%的废水中是有效的。沉降可以非常有效地去除小颗粒。沉降通常通过一系列沉降池或池来完成。重力沉降方法已使用多年，是使用沉淀池的基础。沉降的主要问题是过程缓慢，可能需要多个（3个或更多）沉淀池才能发挥作用（因此，占地面积很大），并且对于大多数操作来说，沉淀池的尺寸通常都很小，尤其是当操作发生增长时。
　　
　　筛选是液体肥料通过筛网的过程。当液体通过时，固体被收集在筛网上。筛分过程的分离效率取决于筛子的尺寸和设计。屏幕可以是静止的、旋转的或振动的。固定筛安装在斜坡上，粪便从筛的顶部边缘进入。当粪便通过筛网时，液体通过筛网排出，固体从下端掉落。振动筛与进入筛子中间的粪便流齐平。液体通过筛网开口，固体部分振动到筛网边缘并脱落。转鼓筛设计为连续旋转，允许液体通过筛网，固体通过筛网移动。这种设计使筛孔保持打开状态，因为筛网不断被刮干净。

　　其他分离器使用较小的筛网尺寸和压力来“挤压”粪便，例如螺旋压榨机、皮带压榨机或离心机。这些工艺可以处理固体含量更高的粪便，并且比典型的筛分机更有效，但通常需要更多的资本投资和能源投入。
　　
　　机械分离器涉及在大坑或储罐中收集原浆。大型潜水式或固定式底部叶轮提升泵混合原浆并将其泵送通过分离器，液体在该分离器中排出。当大量水通过分离器时，具有很少运动部件的分离器最有效。此外，机械分离器可以使用聚合物和絮凝剂等化学品将固体与液体分离。机械分离是处理动物排泄物的一种有效选择，但与重力分离或沉降相比，机械分离成本更高且需要日常清洁。
　　
　　筛分机通常接收从收集坑中抽出的粪便。这些类型的分离器可以安装在地面上，以便堆积分离的固体。成堆的分离固体可以堆放在混凝土垫上，排水管位于背面、撒肥机或专用容器中，以进行额外处理。筛网分离器通常仅去除 25% 的总固体，通常称为可分离固体。使用振动筛分离器，液体肥料通过受控振动筛泵送。液体冲过筛网，而固体则移动到筛网边缘。振动减少堵塞；然而，与固定倾斜筛相比，动力要求更高。固定式筛网分离器将液体肥料泵送到筛网的顶部边缘。固体在筛网上积聚并向下移动，而液体则通过筛网。该系统不需要电源（除了需要移动液体肥料的泵）和有限的移动部件。不幸的是，固定的倾斜筛网会出现固体堆积并堵塞开口。因此，需要频繁地用分离的流出物或水刷洗或喷洒，以使孔保持打开状态。旋转屏幕涉及屏幕连续转动或以受控速率旋转。液体通过筛网，而固体从表面刮下进入收集坑。离心分离器的作用是对粪便进行脱水，并依靠固体和液体材料之间的密度差异。一般来说，离心分离机在粪便脱水方面比其他类型的机械分离机更有效。两种类型的离心分离机是离心机和卧螺离心机，也称为螺旋压力机。然而，离心分离机在处理液体浆料（<4% 固体）时效果最佳与液体废物（6 – 10% 固体）相比。这些类型的分离器不涉及使用化学品（聚合物或絮凝剂）来分离固体和液体。
　　
　　带式压滤机是脱水设备，涉及应用化学调节、重力排水和机械施加压力对液体肥料进行脱水。带式压滤机的性能取决于肥料特性、化学调节的方法和类型、所产生的压力、机器配置、带孔率、带速和带宽。带式压滤机可有效去除水分含量低的固体和液体，但运行成本和化学品成本可能很高。带式压滤机的主要类型是辊压机和螺旋压滤机。
　　
　　辊压机包括两个凹面筛网和一系列刷子或辊子。粪浆沉积在第一个筛网上，用刷子在两个筛网上移动，然后用滚筒挤压。液体被挤压通过筛网，而固体仍然存在。两种类型的辊压机是带有压辊和穿孔压力辊分离器的刷式筛分机。带压辊的拉丝筛在第一阶段使用筛网，固体被刷到下一个阶段。使用辊压固体，浓缩的固体被刷出分离器。穿孔压力辊分离器是两级双辊压缩分离器。对于第一组穿孔辊，液体浆料是强制进料的。此时取出分离的液体进行储存。从第一阶段分离出来的固体被输送到第二阶段的辊筒，在那里纤维固体被机械输送机去除。液体部分被排出并返回到罐中。
　　
　　螺旋压力机由位于中心的螺旋式输送机组成。螺旋式输送机迫使粪浆通过管子并通过圆柱形筛网。保留在筛网上的固体被压到底并排出。流速决定了从液体肥料中去除的固体。对于大多数螺旋压力机，可以调节速度以控制水分含量。
　　
　　重力带增稠剂是一种连续带增稠剂，旨在将固体含量提高10倍。它们由水平过滤带组成，其中增稠分两部分进行，重力排水和压缩。在将污泥放在皮带上之前，必须用化学絮凝剂对其进行调理，以形成大的稳定絮凝物，并在分离的固体和液体之间有明显的区别（絮凝）。絮凝的生物固体被放置在连续移动的过滤带上，水排出。皮带上侧放置了一系列犁，以增强重力压缩并协助排水。最后，使用倾斜的坡道将生物固体转向自身，以进一步压缩和排水。重力带浓缩机可以提高脱水能力，降低运输和处置成本，提高蒸煮能力，降低投资成本。此外，它们还减少了空间需求，降低了操作和维护成本，并增加了捕获的固体。
　　
　　化学聚合物和絮凝剂的使用经常用于提高分离效率。聚合物和絮凝剂用于改变溶解和悬浮粪便固体的物理状态，以增加固体分离设备去除的百分比。还可以添加化学物质与磷和其他金属反应，以将溶解的颗粒凝结成可见的小絮状物。液体肥料中的细颗粒被称为悬浮固体。悬浮固体含有蛋白质、可溶性和不溶性碳水化合物、细菌和细矿物（元素）颗粒。悬浮固体，通常称为总悬浮固体 (TSS)，含有浆料的气味部分。虽然固液分离过程不一定会减少气味，但液体猪粪的难闻气味通常会留在分离的生物固体中。如果90%或更多的TSS从原浆中去除，则所得分离浆通常具有可忽略的气味。

推荐阅读：斜筛式固液分离机能产生什么经济效益？