奶牛粪固形物热风干燥特性及工艺参数优化
2021-03-11黄光群兰泽锋韩鲁佳
农业工程学报 2021年23期
关键词:模型
黄光群,余 浩,方 晨,兰泽锋,韩鲁佳
(中国农业大学工学院,北京 100083)
0 引 言
近年来,中国奶牛养殖集约化水平不断提高,2018年存栏100 头以上规模养殖占比达58.3%[1],存栏数约为1 079.8 万头[2],每头每天平均产生30 kg 新鲜牛粪[3]。奶牛粪污中含有大量的氮磷钾、重金属、COD、BOD 以及悬浮物等[4-5],处理不当易造成水体和土壤污染;产生的温室气体、氨气及臭气等[6],会造成大气污染;含有的大量细菌及病原体[7-8]对环境和人类健康易造成潜在威胁。因此,对奶牛粪污进行合理的处理和资源化利用是当前奶牛养殖业亟需关注的问题。
目前,奶牛粪污经适当处理后用作牛床垫料,作为一种绿色技术途径正在被高度关注[9]。相比沙子、木屑、稻壳和橡胶等常用牛床垫料材料,牛粪再生垫料更具有经济性、环保型和安全性[10]。牛粪用作牛床垫料的安全含水率通常应为40%~50%或以下[11-12],但牛粪初始含水率约为75%~85%[13-14],固液分离后的牛粪固形物含水率约为75%[15-16],属于高湿多孔物料,因此,采用快速干燥技术可使奶牛粪污固形物达到牛床垫料使用的相关要求。
Li 等[17]研究了热风温度、风速和粪层厚度对于风机能耗、脱水率和氮素损失率的影响。Kic 等[18]研究了在恒定的干燥时间和温度条件下,风速对于干燥系数的影响。Amin-Nayyeri 等[19]研究了温度、风速和粪层厚度三个影响因素条件下,牛粪在对流盘式干燥机中的干燥特性,但与连续性带式干燥设备的干燥过程有所差别。李绚阳等[20]研究了温度、粪层厚度和风速对高湿多孔型鸡粪干燥特性的影响,并利用正交试验获取了鸡粪中低温干燥的最佳工艺参数。……
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