蚯蚓-蚯蚓粪分离-收获工艺与关键部件试验

• Published in: 农业工程学报 Vol. 38; no. 12; pp. 233 - 242
• Main Authors: 林嘉聪, 王定美, 袁京, 李国学, 李勤奋, 袁巧霞
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,农业农村部热区高效农业绿色低碳重点实验室/海南省热带生态循环农业重点实验室,海口 570011 01.06.2022; 中国热带农业科学院海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站,儋州 571737%中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,农业农村部热区高效农业绿色低碳重点实验室/海南省热带生态循环农业重点实验室,海口 570011%中国农业大学资源与环境学院,北京 100193%华中农业大学工学院,武汉 430070
• Subjects: 离散元仿真; 堆肥; 蚯蚓; 蚯蚓粪; 收获; 分离
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.12.027

S233%S899.8%X71; 蚯蚓堆肥是实现农业有机固体废弃物减量化、无害化、资源化和增值化的生物处理技术之一.蚯蚓堆肥结束后,如何将成熟活体蚯蚓从大量堆肥物料中快速分离收获,是目前规模化蚯蚓堆肥亟需解决的难题之一.为实现蚯蚓体快速、高效、稳定的分离和收获,该研究提出了蚯蚓堆肥产物3步分离收获工艺方法,并针对此工艺中的动态斜面分离收获关键部件和工艺参数开展了试验研究.在此基础上,结合力学分析、EDEM离散元仿真模拟揭示了蚯蚓分离关键过程中的动力学机制.结果表明:本研究所提出的分离工艺可较好实现蚯蚓、蚯蚓粪的分离和集中收获,动态斜面在蚯蚓-蚯蚓粪分离过程中起关键作用,利用了蚯蚓体表液膜接触粘附摩擦特性强,易粘附于斜面,而动态斜面作用下蚯蚓粪滚动摩擦力小的特性,蚯蚓与蚯蚓粪抛落于动态斜面后因受力差异导致两者呈相反方向运动,实现分离.蚯蚓-蚯蚓粪分离收获的最优参数组合为安装锥形分离器下,分离收获斜面速度50 mm/s、倾角为30°.基于此工艺方法处置蚯蚓粪-蚯蚓混合物料10 kg耗时55.36 s,在蚯蚓收获区的蚯蚓收获率为(81.50±5.55)％,蚯蚓粪含杂率接近于0,物料总收获率为(96.56±1.79)％.研究结果可提高蚯蚓堆肥产物分离收获的速度与效率,为规模化蚯蚓堆肥机械装备化、减少人工作业和降低成本提供借鉴与参考.