CN208414190U - 畜禽养殖固体废弃物的快速脱水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了畜禽养殖固体废弃物的快速脱水装置，包括脱水槽、阴极、阳极、真空泵和液压传动装置；所述脱水槽上端开口、底部设有排水孔、且两侧分设有阴极槽和阳极槽，阴极和阳极分别布置于阴极槽和阳极槽内；所述阴极和所述阳极均采用惰性电极；所述真空泵通过泵管连接排水孔；所述液压传动装置底端连接一压板，压板位于脱水槽开口上方，用来对脱水槽内的固体废弃物进行挤压。本实用新型利用电渗脱水和负压抽吸技术的协同效应，来对畜禽养殖固体废弃物进行快速脱水减量化处理，脱水速度快，且不受气候、温度等自然条件限制，可在短期内实现高效脱水。

Description

畜禽养殖固体废弃物的快速脱水装置

技术领域

本实用新型涉及畜禽废弃物的处置和利用，具体涉及畜禽养殖固体废弃物的快速脱水装置。

背景技术

我国畜禽养殖业正朝着规模化、集约化、现代化方向发展，同时也伴随着畜禽养殖废弃物的大幅度增加，给环境带来了沉重压力。据2010年由环境保护部、国家统计局和农业部联合发布的《全国第一次污染源普查公报》显示，畜禽养殖业的污染排放己经成为我国最重要的污染源之一。据2016年农业部统计，我国每年产生的畜禽养殖废弃物已达到38亿吨，而综合利用率不足60％，无害化率不足50％，在资源化利用率和无害化处置率都不高的情况下，畜禽养殖废弃物的环境污染问题逐渐凸显。

畜禽养殖废弃物主要包括畜禽粪便、养殖过程中的废水、废饲料、散落的羽毛以及畜禽舍产生的恶臭气体等。目前，我国对固态畜禽废物的处理方式主要有以下几种：一是传统的利用方式—直接还田，由于畜禽废物一年四季均衡产生与施肥存在季节性变化相矛盾，况且土地的消纳能力有限，不合理的直接还田可能造成环境污染、疫病传播，影响环境卫生。因此，总体上趋向于经适当处理后再农业利用。二是直接堆肥处理，是处理各种有机废弃物的传统方法之一，但存在堆肥周期长等问题。三是好氧发酵与厌氧生物处理，畜禽废弃物经生物发酵转化为商品有机肥料，符合废弃物治理减量化、资源化、无害化和生态化的原则，但目前生物处理工艺及配套设备有待进一步提高，与晾晒、直接烘干和自然堆沤方法相比，其生产成本偏高。四是循环利用与生态处理技术，是资源化、减量化、无害化解决畜禽养殖污染的根本途径。

畜禽养殖固体废弃物的处理是农业可持续发展的重要环节之一，一方面畜禽养殖固体废弃物中含有大量的污染物质及氮磷等营养元素，是导致水体富营养化的重要因素之一，新鲜的畜禽养殖固体废弃物含有较多的水分，高浓度畜禽养殖污水进入水体后，可使水中溶解氧含量降低，有毒成分增多，严重时使水体发黑、变臭，造成持久性的有机物污染，使原有的水体丧失使用功能。另一方面，畜禽养殖固体废弃物具有较多的营养物质，经处理后可进行资源化利用。因此有必要对畜禽养殖固体废弃物进行脱水处理，便于后续的资源化利用。

就猪粪来说，其主要由木质纤维、难消化的无机物和有机质等物质组成，这些成分可依靠表面的氢键和蛋白质的极性基团(羧基和氨基)形成大量的结合水。单一地通过负压抽吸技术不能有效的去除结合水，而在电动脱水过程中，水分子可在电场的作用下发生极化，从而迁移转换为间隙水。此时，在间隙水在加压和抽吸的共同作用下容易被去除，从而实现脱水的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种畜禽养殖固体废弃物的快速脱水装置。

本实用新型快速脱水装置利用电渗脱水和负压抽吸技术的协同效应进行畜禽养殖固体废弃物的脱水。首先，通过电渗脱水，将畜禽养殖固体废弃物中稳定的结合水转换为可迁移的孔隙水；然后，利用负压抽吸技术抽出孔隙水，从而可在短时间内对畜禽养殖固体废弃物进行脱水。

本实用新型提供的畜禽养殖固体废弃物的快速脱水装置，包括脱水槽、阴极、阳极、真空泵和液压传动装置；所述脱水槽上端开口、底部设有排水孔、且两侧分设有阴极槽和阳极槽，阴极和阳极分别布置于阴极槽和阳极槽内；所述阴极和所述阳极均采用惰性电极；所述真空泵通过泵管连接排水孔；所述液压传动装置底端连接一压板，压板位于脱水槽开口上方，用来对脱水槽内的固体废弃物进行挤压。

进一步的，所述脱水槽采用高强度绝缘材料制作。

为避免固体渣滓从排水孔排出，在排水孔安装滤网。

进一步的，阴极和阳极为石墨电极或钌钛电极。

为便于装填和卸载固体废弃物，在脱水槽除阴极槽和阳极槽所在侧以外的一侧设活动门，活动门一侧通过合页连接脱水槽，其另一侧设有锁紧器。锁紧器用来将活动门锁紧。

和现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

(1)本实用新型利用电渗脱水和负压抽吸技术的协同效应，来对畜禽养殖固体废弃物进行快速脱水减量化处理，脱水速度快，且不受气候、温度等自然条件限制，可在短期内实现高效脱水。

(2)采用本实用新型所脱出的水便于集中收集，这样可消除畜禽养殖固体废弃物中废水对环境的威胁，减少环境污染；同时，还有利于畜禽废物的资源化利用，促进农业可持续发展。

(3)本实用新型短期内可将畜禽养殖固体废弃物的含水率降至50％以下，脱水效率高。

附图说明

图1为实施例中快速脱水装置的结构示意图；

图2为实施例中脱水槽的结构示意图；

图3为实施例中脱水槽的仰视图

图4为石墨电极示意图；

图5为钌钛电极示意图。

图中：图中：100-脱水槽，110-阴极槽，120-阳极槽，130-装填区，140-排水孔，150-活动门，160-合页，170-锁紧器，200-阴极，300-阳极；400-真空泵，410-泵管；510-液压传动杆，520-压板；600-薄膜；700-固体废弃物。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型和/或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

下面将结合图1～3，进一步说明本实用新型快速脱水装置的一种具体实施方式。

见图1～3，所示快速脱水装置包括脱水槽100、阴极200、阳极300、真空泵400和液压传动装置，脱水槽100采用高强度绝缘材料制作。脱水槽100上端开口、底部设有排水孔140、且两侧分设有阴极槽110和阳极槽120，排水孔140安装有滤网。脱水槽100的装填区130用来放置固体废弃物。阴极200和阳极300分别布置于阴极槽110和阳极槽120内。阴极200和阳极300均可采用石墨电极或钌钛电极等惰性电极。阴极200和阳极300的尺寸依据脱水槽100尺寸设计。真空泵400同时具有排水和抽气功能，其通过泵管410连接排水孔140。液压传动装置包括液压传动杆510，液压传动杆510底端连接一压板520，压板520位于脱水槽100开口上方，用来对脱水槽100内的固体废弃物进行挤压。压板520的尺寸应与装填区130尺寸匹配。本具体实施方式中，排水孔140直径为2cm～10cm；滤网孔径为1mm～3mm。

为便于装填和卸载固体废弃物，本具体实施方式中，脱水槽100除阴极槽110和阳极槽120所在侧以外的一侧设有活动门150，活动门150一侧通过合页160连接脱水槽100，活动门150另一侧设有锁紧器170，活动门150设有锁紧器170的一侧记为活动侧。利用锁紧器170，可将活动门150的活动侧固定于脱水槽100，以锁紧活动门150。

本实用新型的使用方法和工作原理如下：

打开活动门150，将待脱水的固体废弃物700填充于装填区130，关上活动门150，并利用锁紧器170锁紧，采用薄膜699覆盖固体废弃物700。启动液压传动装置，液压传动杆510通过压板520对固体废弃物700进行挤压。同时，采用直流电源对电极施加30V/m～100V/m电压，电场作用下，固体废弃物中的结合水转化为孔隙水。利用真空泵400营造负压环境，将孔隙水从排水孔140排出并收集。脱水结束后，撤销电压，关闭真空泵400，抬升压板520，松开锁紧器170，打开活动门150，卸载固体废弃物。

下面将提供本实用新型快速脱水装置的两个应用实施例。

实施例1

某养猪场将碎秸秆、木屑铺设在猪圈内与猪粪尿混合，猪粪尿与碎秸秆、木屑的混合物含水率约72％。为方便对废弃物的运输及资源化处置，降低环境风险，本实施例拟对猪粪尿与碎秸秆、木屑的混合物进行脱水失重处理。本实施例所采用的快速脱水装置，其中，脱水槽尺寸为：长1.0m，宽1.0m，高1.0m，厚2cm；脱水槽底部设有直径5cm的排水孔，排水孔安装有孔径1mm的滤网；阴极和阳极均采用石墨电极，见图4所示。

将猪粪尿与碎秸秆、木屑的混合物填充于装填区，并在上方覆盖薄膜，使混合物处于密闭环境。通过压板对猪粪尿与碎秸秆、木屑的混合物施加2MPa的压力。同时，对电极施加50V/m电压，电场作用下，猪粪尿与碎秸秆、木屑的混合物中的结合水转化为孔隙水。利用真空泵营造负压环境，猪粪尿与碎秸秆、木屑的混合物中的水分在电场、负压及挤压的协同作用下脱出，所脱出的水通过真空泵从排水孔抽出并集中处理。

经脱水24小时，猪粪尿与碎秸秆、木屑的混合物的含水率从72％降至49％。

实施例2

某养鸡场为实现鸡粪的资源化利用，拟对鲜鸡粪进行脱水处理，本实施例拟对含水率约65％的鲜鸡粪进行脱水处理。本实施例所采用的快速脱水装置，其中，脱水槽尺寸为：长2.0m，宽1.0m，高1.0m，厚2cm；脱水槽底部设有直径5cm的排水孔，排水孔安装有孔径1mm的滤网；阴极和阳极均采用钌钛电极，见图5所示。

将鲜鸡粪填充于装填区，并在上方覆盖薄膜，使鲜鸡粪处于密闭环境。通过压板对鲜鸡粪施加2MPa的压力。同时，对电极施加80V/m的电压，打开真空泵排水抽气，使鲜鸡粪处于负压状态。电场作用下，鲜鸡粪中的结合水转化为孔隙水。鲜鸡粪中的水在电场、负压及挤压的协同作用下脱出，所脱出的水通过真空泵从排水孔抽出并集中处理。

经脱水24小时，鲜鸡粪的含水率从65％降至47％。

上述实施例所述是用以具体说明本实用新型，文中虽通过特定的术语进行说明，但不能以此限定本实用新型的保护范围，熟悉此技术领域的人士可在了解本实用新型的精神与原则后对其进行变更或修改而达到等效目的，而此等效变更和修改，皆应涵盖于权利要求范围所界定范畴内。

Claims (5)

1.畜禽养殖固体废弃物的快速脱水装置，其特征是：

包括脱水槽、阴极、阳极、真空泵和液压传动装置；

所述脱水槽上端开口、底部设有排水孔、且两侧分设有阴极槽和阳极槽，阴极和阳极分别布置于阴极槽和阳极槽内；

所述阴极和所述阳极均采用惰性电极；

所述真空泵通过泵管连接排水孔；

所述液压传动装置底端连接一压板，压板位于脱水槽开口上方，用来对脱水槽内的固体废弃物进行挤压。

2.如权利要求1所述的畜禽养殖固体废弃物的快速脱水装置，其特征是：

所述脱水槽采用高强度绝缘材料制作。

3.如权利要求1所述的畜禽养殖固体废弃物的快速脱水装置，其特征是：

所述排水孔安装有滤网。

4.如权利要求1所述的畜禽养殖固体废弃物的快速脱水装置，其特征是：

所述阴极和阳极为石墨电极或钌钛电极。

5.如权利要求1所述的畜禽养殖固体废弃物的快速脱水装置，其特征是：

所述脱水槽除阴极槽和阳极槽所在侧以外的一侧设有活动门，活动门一侧通过合页连接脱水槽，其另一侧设有锁紧器。