Відділення твердих рідких речовин гною та стічних вод - Проблеми управління гноєм тварин у Техасі

Улоговини - це довгі, неглибокі споруди, що використовують земне тяжіння для осідання твердих речовин.

Виробники великої рогатої худоби та птиці шукають альтернативних методів обробки гною та стічних вод, що утворюються в процесі, щоб зменшити надмірне завантаження поживних речовин та потенціал запаху рідких гноєсховищ.

Відділення твердої рідини - це часткове видалення органічних та неорганічних твердих речовин із суміші тваринного гною, стоку з відкритих ділянок та стічних вод, що утворюються в процесі, також відомих як рідкий гній. Системи рідкого гною популярні серед тваринництва та птахівництва, оскільки вони полегшують обробку, зберігання, біологічну обробку гною в лагунах та на землю. Ями для гною та жолоби також легко зарядити та промити за допомогою лагунної рідини.

Відокремлені тверді речовини можуть бути використані для компостування, подачі або отримання біогазу (метану). Компостований матеріал можна використовувати як підстилку у вільних кошарах. Відділення твердих речовин від рідкого гною полегшує перекачування та обробку рідин. Це також допомагає зменшити:

Кількість органічного матеріалу (органічне завантаження)
в лікуванні лагун
Запахи в сховищах та очисних спорудах
Накопичення твердих речовин у первинних лагунах
Частота видалення мулу лагуни
Потенційне забруднення поверхневих та підземних вод, оскільки в відокремленій рідині менше азоту, фосфору та інших складових

Техніка та обладнання для розділення

Основними цілями розділення твердої рідини є фізичне відділення та видалення зважених твердих речовин та частини розчинених твердих речовин з рідкого гною. Існує кілька методів відділення твердих речовин від рідин:

Седиментація (тверді речовини осідають під дією сили тяжіння).
Механічне розділення. Гравітація та механічне розділення - два найпоширеніші прийоми, що використовуються для цієї мети.
Випаровувальні ставки. Вони можуть бути ефективними в посушливих регіонах, де випаровуванням видаляється набагато більше води, ніж додається опадами. Порівняно із системами, що використовують очищення та зрошення стоків, використання цих ставків обмежене їх більшими розмірами, вимогами до конструкції та чинними та діючими екологічними нормами.
Зневоднення. Цей метод, який використовує тепло для видалення вологи, є непопулярним через високі початкові витрати, обслуговування та енергетичні потреби.
Коагуляція Флокуляція. Порівняно нова техніка розділення твердої рідини використовує хімічні речовини для агрегування зважених твердих речовин (коагуляція) для утворення осідаючих частинок і для перетворення частинок у великі швидко осідаючі флокули (флокуляція).

Седиментація

Відстійники - це споруди, призначені для відділення твердих речовин від рідкого гною шляхом осадження. Надходження гною обмежується, щоб частина твердих речовин осіла. Рідини та деякі тверді речовини поступово стікають до водойми, що займається очищенням, до лагуни для очищення або до іншої структури зберігання. Тверді речовини, що залишилися в басейні, залишають висохнути, а потім видаляють.

Улоговини повинні бути неглибокими (як правило, глибиною від 1 до 3 футів), довгими, широкими та вільними дренажними. Швидкість потоку при проектній швидкості потоку повинна бути менше 1 фута в секунду; бажаний час гідравлічного утримання (середній час утримання рідкого гною, що надходить у басейн) від 20 до 30 хвилин.

Механічні сепаратори

Типи механічних сепараторів включають сітчасті сепаратори, центрифуги, гідроциклони та преси (гвинтові або стрічкові).

Екранні сепаратори

Далі сепаратори класифікуються як стаціонарні, обертові та вібраційні екрани.

Стаціонарний похилий екран: Ці так звані статичні екрани використовують гравітацію, щоб відокремити рідкий гній від твердих речовин. Рідкий гній закачується до верхнього краю екрану. Рідини проходять через екран, тоді як тверді речовини накопичуються і ковзають вниз по екрану, щоб осісти на колекторній прокладці або шнеку. Цей тип сітчастого сепаратора широко використовується для видалення волокнистих, грубих частинок з молочного гною, що полегшує обробку, зберігання та обробку гною, переробку рідин для промивання та нанесення їх на землю.

Переваги таких екранів полягають у тому, що вони не мають рухомих частин і вимагають невеликої потужності. Однак їм потрібна окрема система змиву, щоб екран не засмічувався. Вони також потребують відстійника та насоса для збору рідкого гною та індукції потоку через екран.

Внутрішньопроменевий конвеєрний екран: Цей сепаратор складається з похилого екрану та ряду горизонтальних брусків, які називаються лінійними конвеєрами. Сепаратор може бути розміщений безпосередньо у відкритому каналі стічних вод, що позбавляє потреби в відстійнику або ямі та підйомному насосі. Ланцюг перетягує спрацьовані транспортери, що перевозять рідкий гній, по верхній частині похилого екрану. Рідина проходить через екран і стікає в канал на нижній стороні сепаратора, тоді як відокремлені тверді речовини осідають на збірній прокладці. Використання цих сепараторів подібне до використання стаціонарних похилих сепараторів екрану, проте конвеєрні сепаратори екрану вимагають більшого механічного обслуговування, оскільки їх рухомі частини піддаються дії корозійних та абразивних матеріалів.

Вібраційний роздільник екрану: Цей сепаратор має екран, який швидко вібрує, що допомагає захистити екран від надмірного засмічення. Рідкий гній закачується на екран із контрольованою швидкістю. Рідина проходить через екран і збирається в ємність під ним. Відділені тверді речовини, що залишились на екрані, переміщуються до країв екрану.

Обертовий роздільник екрану: Як випливає з назви, екран, що постійно обертається або обертається, подібно до сушарки для білизни, отримує рідкий гній із контрольованою швидкістю. Скребок видаляє тверді речовини, які збираються на екрані; рідина, що проходить через екран, збирається в резервуар.

Центрифуги та гідроциклони

Центрифуги та гідроциклони відокремлюють тверді речовини від рідини за допомогою відцентрової сили для збільшення швидкості осідання зважених частинок. Вертикальні та горизонтальні центрифуги використовувались у переробці харчових продуктів та операціях з переробки промислових відходів. Тваринники використовували їх для відділення твердих речовин гною.

Улоговини - це довгі, неглибокі споруди, що використовують земне тяжіння для осідання твердих речовин.

Один тип горизонтальної центрифуги використовує обертовий циліндр. Коли рідкий гній потрапляє в циліндр, тверді речовини відокремлюються від рідини. Шнек усередині циліндра, обертаючись швидше, ніж циліндр, переміщує тверді речовини до отвору на одному кінці, де вони скидаються в стос або контейнер. Рідина виводиться з протилежного кінця. Гідроциклони - це конусоподібні циклонні сепаратори, які не мають рухомих частин. Гідроциклон налаштований таким чином, що коли рідкий гній закачується під кутом у циклон біля вершини, він закручується з високою швидкістю. Сильний закручений рух відокремлює тверді речовини, виштовхуючи їх назовні, і вони осідають під дією сили тяжіння на дні конуса. Рідина виходить з верхньої частини конуса по трубі. Для цих сепараторів потрібні підсилювальні насоси при 30 фунтів на квадратний дюйм або більше.