CN201256577Y - 适用于规模化猪场的虹吸式排粪装置 - Google Patents

适用于规模化猪场的虹吸式排粪装置 Download PDF

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刘贵阳
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Abstract

本实用新型属于家畜粪污处理技术领域,具体涉及一种适用于规模化猪场的虹吸式排粪装置。该装置包括粪坑、水管和虹吸式粪污输送管道,粪坑中设有进粪口控制室,控制室内设有碟阀,虹吸式排粪管为倒U型,其最高端设有一段水平管道,其上设有增接口,该增接口分别与排气管和注水管相连,在所述的排气管和注水管的管体上分别设有闸阀,闸阀(7a)的上方为排气管口,闸阀(7b)的上方为注水管管口并连接自来水管(8),注水管管口高于排气管管口约20-30厘米;在出粪口端装有碟阀(11)。与现有技术相比,本实用新型结构简单,经济实用,既可用于规模化养猪场,也可用于一般猪场的应用。

Description

适用于规模化猪场的虹吸式排粪装置
技术领域
本实用新型属于畜牧环境工程技术领域,具体涉及一种适用于规模化养猪场的虹吸式排粪装置。
背景技术
随着现代农业的快速发展,集约化(或称规模化)养猪已经成为一种趋势。据测定:1头猪日排粪尿量为6kg,平均每年产粪尿2.5吨,1个万头猪场每年向外界环境排放的粪便至少30000吨,日排污水100~150吨(汪莉,2001)。畜禽粪尿排泄物及污水中含有大量的有机物、氮、磷、悬浮物及致病菌,是农业污染最主要的来源之一(王学彬等,2008)。如何将畜禽每天产生的大量排泄物从养殖场排出成为人们要解决的一大难题。
目前,国内由于规模化程度的不同以及猪舍构造的差异,一部分猪场是采用人工清扫的方式清除粪污,劳动强度大,不经济;大多数规模化养猪场采用水直接冲粪的方式,向外直接排放粪污物,这种方式无疑对空气和水源都造成很大的污染。而发达国家诸如美国、丹麦、荷兰等,基本实现了集约化养殖,猪场普遍采用漏缝地板,所有的粪、尿和冲洗水都通过漏缝地板的缝隙排放到猪舍下面的粪坑中,然后集中处理。这种方式虽然可以很大程度降低猪场粪污对周围环境造成的污染,但是需要耗费巨大的电力将粪污从粪坑中抽出,因此在考虑保护环境的前提下,利用自然动力来排出规模化猪场产生的大量粪污是本设计的目的。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷,研制一种适用于规模化养猪场的粪污处理排粪装置,该装置既可避免畜禽排泄物直接对环境造成污染,同时又节省资源。本实用新型提供了一种自动虹吸式排粪装置。可以通过自动虹吸的方式,将规模化养殖场产生的大量的水、尿及粪的混合物排至运粪车或是沼气池,继而有效的处理这些排泄物。
实现本实用新型的技术方案是:
一种适用于规模化猪场的虹吸式排粪装置,它包括粪坑、水管和虹吸式粪污输送管道,其中:粪坑(1)的进粪口端设有碟阀(3),碟阀(3)位于一个由隔板和台阶构成的控制室(2)内;所述的虹吸式粪污输送管道是一个连通于进粪口和排粪口的排粪管道(10),该虹吸式排粪管为倒U型,其最高端为一段水平管道,在该水平管道上设有增接口(5a、5b),增接口(5a、5b)分别与排气管(6)和注水管(9)相连,排气管(6)和注水管(9)的管体上分别设有闸阀(7a、7b),闸阀(7a)的上方为排气管口,闸阀(7b)的上方为注水管管口,其中注水管管口的水平安装位置高于所述排气管管口20-30厘米;在出粪口端装有碟阀(11)。
本实用新型使用时,先将虹吸管内注满自来水,关闭进粪口和出粪口的控制阀门,然后打开注水阀门开始注水,当排气管排出不带空气的水流时表示管道内已经注满水,此时关闭排气管阀门和注水管阀门。先后依次打开排粪口和进粪口的控制阀门,虹吸排粪装置启动,排粪开始。若粪坑中的液面达到最低液面时,关闭排粪口和进粪口的阀门,整个装置停止运行。保持系统的密封性,下次使用打开排粪口和进粪口的控制阀门即可运行。
附图说明
图1:是本实用新型的结构示意图,图中:
1—粪坑;2—进粪口控制室;3—碟阀;4—最低液面显示线;5a、5b—增接口;6—排气管;7a、7b—闸阀;8—自来水管;9—注水管;10—虹吸式排粪管;11—排粪口碟阀;12—运粪车或是发酵池。
具体实施方式
实施例1
试验选择湖南省株洲市姚家坝原种猪场,该猪场生产区与下游低位处理区域的落差达15m,具有应用虹吸排粪装置的条件。猪场主要由三栋猪舍(配怀舍、保育—育成舍和育肥—种公猪舍)组成,每栋猪舍长125m,宽32m,面积4000m2。猪舍全封闭管理,由全套从美国引进的Airwork通风换气系统来控制舍内的温度,地板全部采用漏缝地板,猪舍下面为2m.深的粪坑。猪产生的尿液、粪便以及冲洗栏舍的水等都通过漏缝地板的缝隙排入猪舍底部的粪坑中,形成水泡粪。每个粪坑有效容量6000m3,水泡粪每半年清除一次,最初用泥浆泵抽出来,用车运走,每次抽完三个粪坑的水泡粪,需要耗电1万度以上,支付了一大笔电费。改用本装置以后,不仅整个过程的操作变的简单,而且还节省了这一笔巨大的电费支出。
虹吸管的选材:
如图1所示,本实用新型的虹吸管都采用钢管,钢管内径416mm,管壁厚度5mm。钢管单节长2m,共15节;分别制作1m和0.5m短管各2节,用法兰连接,每个法兰配16个20×60mm的螺栓,接上法兰后每节管重125kg;另外制作弯管3个,轴线为1m,拐角根据猪场坡度设计为30°,弯管一端为固定式,另一端为活动式。
进、排粪口控制阀门的设计:
进粪口的控制阀门采用碟阀(江苏阜宁县中力阀门制造厂生产,型号为Dt343,金属弹性硬密封蝶阀),碟阀板中心最厚处为65mm。考虑到虹吸的对象是动物排泄物,在粪坑内单独建立一个小的控制室(见图1),进粪口通过控制室地板插入粪坑,控制阀门则设计在控制室便于操作。排粪口的控制阀门与进粪口的相同,同样排粪口处也用混凝土进行固定。
虹吸管内排气设计:
虹吸管内气体的排除采用灌水排气方式,即需要设立注水管和排气管。这种方式较真空泵抽气对管的密闭性要求相对较低,且适用范围广。注水管和排气管的管径为50.8mm,两个管道都配闸阀(江苏阜宁县中力阀门制造厂生产,型号为Z15W-A,不锈钢丝口闸阀)进行控制。
表1 虹吸排粪装置的配置表
Figure Y200820191010D00051
充水设备设计:
由于猪场内部建有深水井,井水通过水泵抽到高处的水塔,猪场所有用水都是通过水塔输水,因此对于虹吸装置的充水设备,不需要另外单独安装抽水设备,只需要安装一根带有阀门的水管到注水管即可。
排粪能力的计算:
虹吸装置所处的地理位置上,落差有H=15m,使用的虹吸管管径D=0.416m,经过测定虹吸管中的流速为v=0.7m/s,水泡粪混合物的密度为ρ=2120kg/m3,此外,两个常量取值为圆周率π=3.14,重力加速度g=9.8m/s2;由此可以计算出该虹吸装置的排粪能力:
每小时的排出的体积(流量)为:V=900πD2v=0.7×900×3.14×0.4162=342.34m3/h湖南省株洲市姚家坝原种猪场拥有种猪1000头,包括900头母猪和100头种公猪,年出栏猪约18000头。根据水泡粪平面初步估算,每个粪坑每半年的水泡粪产量为4500m3(包括粪、尿及冲洗水),超过整个粪坑有效容量的2/3,整个猪场三个粪坑每年总的水泡粪产量为27000m3,换算成重量则为57000吨。最开始使用泥浆泵,利用电力将粪坑中的水泡粪抽到运粪车上,扬程达5m,考虑到工作效率的问题,我们选择河北东兴水泵有限公司生产的10PN重型泥浆泵,具体参数如下表2所示:
表2 10PN型泥浆泵的工作参数
Figure Y200820191010D00061
10PN型泥浆泵的排粪流量为1030m3/h,工作4.4小时即可抽完一坑粪,累计工作26.4小时可将全年产生的水泡粪抽完,功耗为33501.6千瓦/时,虹吸装置的排粪能力为342m3/h,工作13小时即可抽完一坑粪,累计工作78小时可将全年产生的水泡粪抽完,而此过程不需要耗费电力,可节电33501.6千瓦/时。使用虹吸式排粪装置之后,虽然工作时间有所增加,节省了这一项上的电费开支,按每千瓦/时用电0.65元计算,每年可节省抽粪的费用支出21776.04元,很大程度上降低了猪场的生产成本。

Claims (2)

1、一种适用于规模化猪场的虹吸式排粪装置,它包括粪坑、水管和虹吸式粪污输送管道,其特征在于:粪坑(1)的进粪口端设有碟阀(3),碟阀(3)位于一个由隔板和台阶构成的控制室(2)内;所述的虹吸式粪污输送管道是一个连通于进粪口和排粪口的排粪管道(10),该管的最高端为一段水平管道,其上设有增接口(5a、5b),增接口(5a、5b)分别与排气管(6)和注水管(9)相连,排气管(6)和注水管(9)的管体上分别设有闸阀(7a、7b),闸阀(7a)的上方为排气管口,闸阀(7b)的上方为注水管管口,其中注水管管口的水平安装位置高于所述排气管管口20-30厘米;在出粪口端装有碟阀(11)。
2、根据权利要求1所述的排粪装置,其特征在于虹吸排粪管道(10)呈倒U型。
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