异位发酵床翻抛设备工艺选型及管理要求

苏寄得

桂林灵川县德海机械厂

【摘要】翻抛设备的选型与配置直接影响异位发酵床的发酵效果，本文对异位发酵床翻抛设备工艺的选型以及其管理的相关要求进行研究和总结，以为工作人员提供参考及建议。

【关键词】异位发酵床;翻抛设备;工艺;选型;管理要求

异位发酵床是通过高温好氧微生物对喷洒在有机垫料中的粪污进行发酵作用，分解有机物，产生热量蒸发水分，保留养分杀灭病菌，实现粪便及尿液肥料化的一种新技术。其设备一般包括轨道行走部件、粪浆搅拌喷淋部件、翻抛部件、移位部件以及电气控制系统等，其中主要部件为翻抛部件，它直接影响垫料翻抛效果，如加快垫料中水分挥发、增加垫料与空气接触时间、打散垫料中结块物料以及实现垫料整齐平移等。目前，异位发酵床翻抛设备的工艺标准及设备选型尚在完善中，部分异位发酵床翻抛设备在设计、工艺匹配及配套上的不规范，是导致部分异位发酵床“死床”的原因之一。

1.异位发酵床垫料翻抛工艺要求分析

在初始运行阶段，异位发酵床的垫料厚度通常为1.5m，运行期间的要求必须在1m以上，而大部分时间运行高度在1.2~1.3m的范围，具体要求如下：（1）翻抛次数上的要求，指的是每日翻抛设备对垫料的翻抛次数。夏秋季当环境温度高于20℃时可每日 2 次，冬春季当环境温度低于20℃时宜每日1次；（2）翻抛曝气时间的要求，指的是翻抛时垫料与空气接触时间。曝气时间太短，垫料去水差。曝气时间越长，垫料与氧气接触越充分，垫料去水效果好，同时垫料翻抛后较为松散，也有利于后续垫料的好氧发酵。但如果曝气时间太长，又会降低垫料温度，不利于翻抛后的后续发酵。一般要求垫料翻抛曝气时间1～3 s为宜；（3）翻抛深度上的要求，指的是翻抛工作部件最低点与垫料上平面之间的距离。翻抛深度应不低于1.5 m^[1]；（4）翻抛率方面的要求，指一个翻抛周期内没有被翻抛的垫料体积与垫料总体积之比。漏翻率应不大于8%；（5）翻抛线速度的要求。翻抛工作部件末端的线速度。采用桨叶式结构的翻抛机，其翻抛桨叶末端线速度应不低于6.5 m/s；（6）垫料平整度的要求。指不计算首尾端锥段，翻抛后垫料表面最高点与最低点之间的距离。翻抛后垫料平整度应不大于0.2 m；（7）喷淋均匀度的要求，指粪浆喷淋时单位体积垫料中新增粪浆的最小质量与平均质量之比。喷淋均匀度应不小于80%。（8）喷浆总量的要求。指一个翻抛周期内的总喷浆量。粪浆搅拌喷淋部件宜具有粪浆喷淋流量计量功能，要求每立方米垫料喷浆总量不超过25 kg。（9）喷翻间隔的要求。指喷浆开始时间与翻抛开始时间之间的间隔。要求喷翻间隔不大于120 min。（10）轨道行走工艺的要求。轨道机行走时应匀速不卡滞，不上下跳动不左右偏摆，无异响。（11）移位工艺上的要求。移位部件行走时应匀速不卡滞，能准确对准移位轨道。（12）生产能力的要求。指翻抛设备每小时翻抛垫料的体积。要求翻抛设备生产能力不小于200 m³/h。（13）单位能耗的要求。指翻抛单位体积垫料的能耗。要求单位能耗不高于0.1 kW·h/m³。（14）电气控制系统的要求。除满足速度变化所需的变频要求外，电气控制系统还应具备翻抛设备行走、翻抛、搅拌、喷浆等动作的遥控功能，遥控距离应满足翻抛设备在发酵床内任一位置均能准确控制及操作的要求^[2]。

2.异位发酵床翻抛设备结构与选型要求分析

异位发酵床翻抛设备各部件中，移位部件及轨道行走部件由于工艺要求较为单一，设备结构简单，选型工作较为简单。

2.1翻抛机

翻抛机可分为链板式翻抛机、滚筒式翻抛机、桨叶式翻抛机以及螺旋式翻抛机。滚筒式翻抛机能耗大且曝气去水效果一般，螺旋式翻抛机曝气及去水效果较差且不具有破碎功能，这两种结构的翻抛机国内使用较少。桨叶式翻抛机以曝气效果好、去水性佳以及兼具较好的破碎与混合能力，为国内异位发酵床采用的主要结构类型。其次是大跨度多幅桨叶式翻抛机。该结构只有1个发酵槽，宽度一般大于8 m最宽可达 40 m，跨度大。发酵槽上安装有大跨度桁架式行走机构，翻抛机可在桁架上左右移动。不同于需要移位机作业的整幅桨叶式翻抛机在一个发酵槽内需来回作业2次，多幅桨叶式翻抛机不需配置移位机，一个工作周期内翻抛机沿弓字（横向或纵向弓字）形轨迹进行翻抛作业，一个作业周期内翻抛机不重复作业，节省能耗。由于不需要多槽式发酵床体的中间墙体，大跨度翻抛机发酵床舍面积利用率大、发酵床建造成本更低。配置的粪浆槽位于发酵床体一侧，粪浆槽内安装有固定于行走机构一端的搅拌吸浆装置，喷淋部件安装于翻抛机的前进侧，通过可伸缩软管连接搅拌吸浆装置与喷淋部件。还有链板式翻抛机，链板式翻抛机同样有轨道式整幅式及多幅式两种结构，分别适用于多槽及单槽大跨度发酵床。配备独立的粪浆喷淋装置，当采用多槽整幅式结构时，需配备移位机进行翻抛机的移槽作业。

2.2粪浆搅拌喷淋机

粪浆搅拌喷淋机主要由粪浆搅拌机、粪浆泵吸机、喷淋部件等组成。粪桨搅拌机主要是在喷淋工作前将汇集至粪浆槽内的粪浆混合物进行充分搅拌并打散结块物。粪浆泵吸机在泵吸时，配置的高速泵吸旋切刀的刀片会切碎部分杂草等杂质，连同粪浆泵送至发酵槽上方的喷淋部件。喷淋部件的主要目的是将粪浆均匀分布至垫料上表面。如粪浆搅拌机，一般为立式布置，安装于泵吸机一侧，其主要作用是将排入粪浆槽内的粪便、尿液、水及部分杂质混合物在喷淋前进行局部充分搅拌并打散粪浆中的结块物。再如粪浆泵吸机，同样为立式布置，目前大都采用带杂物切割粉碎功能的立式泥浆泵，可根据所需的流量大小合理选用配置。

3.异位发酵床翻抛设备的管理要求分析

3.1做好安全防护管理工作

异位发酵床翻抛机电气设备多，运行时环境湿度大，日常管理中应特别注意安全防护措施要完善。首先应注意传动件的安全防护罩是否完好、各设备接地装置是否牢靠、伸缩式电缆线是否有破皮现象；其次应注意日常管理人员接触设备时须佩带防护手套及鞋套，严禁赤脚赤手操作及检维修设备。

3.2完善制度要求和操作规程要求

各养殖场应根据采购的翻抛设备制定符合实际的异位发酵床翻抛设备管理制度，制度应当规定翻抛设备的采购与验收、档案管理、使用操作、维护保养、备品备件管理、维护保养记录、维修记录等内容；应定设备操作规程，规定翻抛设备开机前的准备、启动与关闭、操作步骤、关机后整理、日常维护保养等内容。

3.3做好设备的日常维护与管理记录工作

工作人员在进行日常运行管理时，首先应按设备使用操作说明书要求定期做好设备的维护保养，如定期清洗轴承、加注润滑油等；其次各养殖场必须认真填写异位发酵床运行记录表。其中发酵槽温度测量点应位于垫料中部，每个槽至少测量3点。若是多幅式翻抛机，应按每翻抛一幅不少于3个点的要求进行记录^[3]。

4.结束语

综上所述，本文对异位发酵床翻抛设备工艺选型与管理要求进行分析，可总结为以下几点，工作人员应引起重视并严格实施：养殖场应根据异位发酵床发酵设备的工艺需求选择合适的异位发酵床翻抛设备，以达到异位发酵床最佳的运行效果；养殖场应制定严格的异位发酵床翻抛设备管理制度及操作规程，作好日常运行记录，定期对设备进行维护保养，使翻抛设备始终处于最佳工作状态；采用异位发酵床翻抛设备物联网系统结合GIS系统，对异位发酵床粪污资源化利用技术进行智慧管理，是今后异位床发酵床设备的发展趋势。

【参考文献】

[1]梁诗华.双向槽式翻推机运动参数优化研究试验[J].机电技术,2016,11(6):18-21.

[2]白威涛.槽式翻抛机工作部件的研究与设计[D].杭州：浙江理工大学,2012.

[3]黄宏源.异位发酵床模式推广取得阶段性成果——猪场粪污零排放模式技术创新与示范推广[J].中国畜牧业,2017,2(11):89.