專利名稱：絮凝氧化降阻法處理養(yǎng)豬場糞水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)類-污染物處理技術(shù)領(lǐng)域，是一種深度凈化處理養(yǎng)豬場糞水的新方法。該方法基于高能態(tài)微電子轉(zhuǎn)移和氧化還原微反應(yīng)的概念，降解糞水中的有機(jī)物，降低化學(xué)需氧量和氨氮值，殺滅大腸桿菌、蛔蟲卵等菌類有害物，去除惡臭，使處理后的糞水無色無味，CODcr^NH3-N, T-P、T-N等指標(biāo)均優(yōu)于國家集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞水處理的排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)糞水無害化處理。
背景技術(shù)：
養(yǎng)豬場糞水由畜禽尿液、糞便、飼料殘?jiān)痛罅繘_洗水組成，含有大量有機(jī)污染物、病原微生物和寄生蟲卵，CODcr, B0D5值高，NH3-N濃度高，顏色深、臭味濃，污染負(fù)荷高，未經(jīng)嚴(yán)格處理，不可以直接外排。如何經(jīng)濟(jì)、高效、徹底處理養(yǎng)豬場糞水，使其各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，處理后直接排放，已成為制約養(yǎng)豬業(yè)持續(xù)發(fā)展因而亟待解決的大問題。 規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖糞水的處理方法很多。畜禽養(yǎng)殖糞水無論以何種工藝處理，都要首先進(jìn)行預(yù)處理，以濾除粗大的固體雜物，并降低糞水的污染物濃度。目前畜禽養(yǎng)殖糞水的主要處理工藝有自然處理法、厭氧處理法、好氧處理法和混合處理法等。其中，自然處理法凈化畜禽養(yǎng)殖糞水成本低，但耗時周期長，所需水土空間大，只適用于地廣人稀的欠發(fā)達(dá)地區(qū)。厭氧處理法較為常用，采用厭氧消化工藝，能除去高濃度糞水中85 90%的可溶有機(jī)物，并殺死大量病原菌，還可產(chǎn)生沼氣燃料，也可分解好氧性微生物不能分解的少量有機(jī)物。但是，厭氧發(fā)酵處理不能有效去除糞水中以氨氮和磷酸鹽形式存在的氮磷等富營養(yǎng)物質(zhì)。活性好氧處理法，通常其C0Dra、B0D、SS降幅較高，可達(dá)標(biāo)，但N、P去除率低，不達(dá)標(biāo)，且工程設(shè)備投資大、運(yùn)行費(fèi)較高，如意大利某生產(chǎn)性序批式反應(yīng)器處理豬場糞水試驗(yàn)運(yùn)行費(fèi)高達(dá)3歐元/m3。上述各種污水處理方法均有其優(yōu)缺點(diǎn)，但單用一種方法處理很難達(dá)標(biāo)，實(shí)際操作中，常將幾種方法聯(lián)用。如厭氧-兼氧組合、厭氧好氧結(jié)合等，但有機(jī)物去除率不高，處理時間長，難以在城區(qū)推廣使用。目前我國養(yǎng)殖場當(dāng)前的污染控制技術(shù)與國外發(fā)達(dá)國家相比，相對簡單和落后，應(yīng)用較多的是生物處理技術(shù)，利用厭氧發(fā)酵可以有效的處理此類糞水，回收沼氣和發(fā)酵后的污泥可作農(nóng)田肥料。但是厭氧處理反應(yīng)時間較長，處理構(gòu)筑物容積較大，基建投資大，排放水氮磷不達(dá)標(biāo)等；好氧處理曝氣成本太高；聯(lián)合工藝也同樣存在處理時間較長和構(gòu)筑物占地面積大等缺點(diǎn)；利用自然生物處理方法占地面積大，處理時間長，水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，受氣候環(huán)境影響大。綜觀國內(nèi)外養(yǎng)殖場糞水處理現(xiàn)狀，不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行處理方法由于沒有有效的分解-去除糞水中的不溶/可溶有機(jī)物，處理后水體C0Dra、NH3-N、色度、臭味均達(dá)不到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，研究一種處理速度快、處理費(fèi)用較低的養(yǎng)殖場糞水處理方法非常必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種絮凝氧化降阻法處理養(yǎng)豬場糞水的方法，一種深度處理養(yǎng)豬場糞水的新技術(shù)，采用本發(fā)明方法處理養(yǎng)豬場糞水，可降解糞水中的有機(jī)物，降低化學(xué)需氧量和氨氮值，殺滅大腸桿菌、蛔蟲卵等菌類有害物，去除惡臭，CODcr, NH3-N, T-P、T-N等指標(biāo)均達(dá)到國家集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞水處理的排放標(biāo)準(zhǔn)，使處理后的糞水無色無味，實(shí)現(xiàn)糞水無害化處理。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種絮凝氧化降阻法處理養(yǎng)豬場糞水的方法，該方法步驟如下a、將所述養(yǎng)豬場糞水靜置4 12小時后，上部糞水進(jìn)入第一絮凝池，下部糞渣經(jīng)固液分離后，濾液進(jìn)入第一絮凝池；b、于第一絮凝池的糞水中添加聚沉絮凝劑，聚沉絮凝劑的加入量為每千克糞水加
O.005 O. 3克聚沉絮凝劑；C、第一絮凝池出來的上部糞水進(jìn)入第二絮凝池，下部沉淀糞泥經(jīng)固液分離后，濾 液進(jìn)入第二絮凝池；d、于第二絮凝池中的糞水中添加氧化劑和氧化引發(fā)劑，氧化劑的加入量為每千克糞水加O. 02 O. 5克氧化劑，氧化引發(fā)劑的加入量為每千克糞水加O. 005 O. 2克氧化引發(fā)劑，氧化時間為30 65min ；e、于第二絮凝池出來的上部糞水中添加聚沉絮凝劑，聚沉絮凝劑的加入量為每千克糞水加O. 005 O. 2克聚沉絮凝劑，再采用壓濾機(jī)過濾。上述步驟b中的聚沉絮凝劑為FeCl3、聚合FeCl3、聚合硫酸鐵、分子量為800萬 1200萬的陽離子聚丙烯酰胺、分子量為1200萬 1600萬的陰離子聚丙烯酰胺、分子量為1200萬 1600萬的中性聚丙烯酰胺、聚合FeCl3嫁接的聚丙烯酰胺、或聚合硫酸鐵嫁接的聚丙烯酰胺。其中，最佳的聚沉絮凝劑為聚合硫酸鐵、聚合FeCl3嫁接的聚丙烯酰胺或聚合硫酸鐵嫁接的聚丙烯酰胺。最佳聚沉絮凝劑的最佳用量范圍為聚合硫酸鐵加入量為每千克糞水加O. 008 O. 06克聚合硫酸鐵，聚合FeCl3嫁接的聚丙烯酰胺的加入量為每千克糞水加O. 012 O. 08克聚合FeCl3嫁接的聚丙烯酰胺，聚合硫酸鐵嫁接的聚丙烯酰胺的加入量為每千克糞水加O. 005 O. 05克聚合硫酸鐵嫁接的聚丙烯酰胺。上述步驟d中的氧化劑為03、H2O2或兩者的混合物，最佳為O3或H2O2,最佳氧化劑的用量為03的加入量為每千克糞水加O. 03克03，H2O2的加入量為每千克糞水加O. 05克H202。上述氧化引發(fā)劑為活性炭、FeCl3或兩者的混合物，最佳為活性炭或FeCl3，最佳氧化引發(fā)劑的用量為活性炭的加入量為每千克糞水加O. 02克活性炭，F(xiàn)eCl3的加入量為每千克糞水加0.01克FeCl3。上述步驟e中的聚沉絮凝劑為FeCl3、聚合FeCl3、聚合硫酸鐵、分子量為800萬 1200萬的陽離子聚丙烯酰胺、分子量為1200萬 1600萬的陰離子聚丙烯酰胺、分子量為1200萬 1600萬的中性聚丙烯酰胺、聚合FeCl3嫁接的聚丙烯酰胺、或聚合硫酸鐵嫁接的聚丙烯酰胺。其中，最佳的聚沉絮凝劑為聚合硫酸鐵、聚合FeCl3嫁接的聚丙烯酰胺或聚合硫酸鐵嫁接的聚丙烯酰胺。最佳聚沉絮凝劑的最佳用量范圍為聚合硫酸鐵的加入量為每千克糞水加O. 006 O. 05克聚合硫酸鐵，聚合FeCl3嫁接的聚丙烯酰胺的加入量為每千克糞水加O. 01 O. 06克聚合FeCl3嫁接的聚丙烯酰胺，聚合硫酸鐵嫁接的聚丙烯酰胺的加入量為每千克糞水加O. 005 O. 04克聚合硫酸鐵嫁接的聚丙烯酰胺。上述步驟a和步驟c中的經(jīng)固液分離可采用壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，如采用板框壓濾機(jī)、隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾。本發(fā)明方法主要包括三部份第一部分為降阻絮凝工藝，即絮凝除糞渣降低糞水后續(xù)處理阻力于第一絮凝池的糞水中添加聚沉絮凝劑，通過物理化學(xué)作用，有效降低小顆粒污染物的絮凝阻力，凝聚成大顆粒而沉降，去除部分NH3-N等，降低C0Dra、B0D5。第二部分為強(qiáng)化氧化絮凝在第二絮凝池中利用氧化劑與氧化引發(fā)劑結(jié)合，形成羥基自由基，協(xié)同高能態(tài)電子e*與引發(fā)傳質(zhì)體鐵離子構(gòu)建能態(tài)軌道對稱的微電子轉(zhuǎn)移體系，使水中可溶性的有機(jī)物苯胺、苯酚等和類膽色素、尿膽色素、糞臭素、硫醇等反應(yīng)生成有機(jī)自由基，有機(jī)自由基 進(jìn)一步氧化使有機(jī)物結(jié)構(gòu)的碳鏈斷裂，破壞蛋白質(zhì)、多糖等，最終使有機(jī)質(zhì)被氧化和分解，同時把水中亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽氧化成無害的高價態(tài)物質(zhì)。使養(yǎng)殖場糞水中C0Dra、NH3-N、色度和臭度明顯降低。第三部分為糞水中有機(jī)物聚沉脫水工藝經(jīng)聚沉絮凝劑誘導(dǎo)和本體的鹽析作用，各類可溶性有機(jī)物結(jié)合成結(jié)構(gòu)緊密的有機(jī)聚合物沉降，粒子數(shù)減少，體系飽和蒸汽壓升高，糞水C0Dra、NH3-N、色度和臭度大幅降低，處理糞水經(jīng)壓濾機(jī)機(jī)械快速脫水，實(shí)現(xiàn)渣、水分離和糞水的無害化處理，高效分解了糞水中的有機(jī)質(zhì)、菌落和惡臭污染物，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)，可以直接外排。本發(fā)明方法為一種采用降阻絮凝工藝和強(qiáng)化氧化絮凝工藝去除糞水CODra、除臭的技術(shù)，結(jié)合聚沉絮凝劑和壓濾機(jī)脫水實(shí)現(xiàn)了渣、水簡單快速分離，解決了養(yǎng)豬場糞水的處理難題。本發(fā)明的有益效果如下I)水質(zhì)達(dá)標(biāo)，節(jié)能減排糞水經(jīng)本發(fā)明處理后濾液無色無味，清澈透明，CODcr,BOD5, SS、NH3-H, T-P、T-N、惡臭污染物、菌落、重金屬總銅和總鋅等值均優(yōu)于國家集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞水處理的排放標(biāo)準(zhǔn)。達(dá)到無害化處理，符合十二五規(guī)劃綠色發(fā)展，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會要求。2)節(jié)省投資，處理成本低應(yīng)用本發(fā)明方法處理150噸養(yǎng)豬場糞水/日，投資固定資產(chǎn)90 110萬元，處理每噸糞水能耗IOkwh左右，處理成本為2. 6 2. 9元/噸糞水。3)處理后廢渣無害化、含水率55%以下通過強(qiáng)化氧化工藝處理，破壞了糞渣中菌類的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，聚沉并結(jié)合自身的鹽析作用，細(xì)胞液外滲，菌類細(xì)胞死亡。渣、水中類膽色素、尿膽色素、糞臭素、硫醇等有機(jī)物也被礦化降解，臭度大幅降低。廢渣經(jīng)Fe絮凝氧化降阻法處理后，礦化度提高，經(jīng)壓濾機(jī)機(jī)械脫水，含水率可降至55%以下，廢渣易于儲存，便于資源化利用。4、不僅可為養(yǎng)殖場糞水大規(guī)模無害化高效處理提供技術(shù)支撐，而且為其處理產(chǎn)物的產(chǎn)業(yè)化增值利用奠定基礎(chǔ)，能有效破解困擾畜禽養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)發(fā)展的難題，推動畜禽養(yǎng)殖業(yè)與社會環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。


附圖是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明方法作進(jìn)一步說明。參見附圖，養(yǎng)豬場糞水靜置4 12小時后，上清液(上部糞水)進(jìn)入第一絮凝池，下部糞渣經(jīng)固液分離(可采用板框壓濾機(jī)、隔膜壓濾機(jī)等)后，濾液進(jìn)入第一絮凝池，濾渣回收；在第一絮凝池中，上清液和濾液混合，于第一絮凝池中添加聚沉絮凝劑進(jìn)行降阻絮凝，聚沉絮凝劑的加入量為每千克糞水加O. 005 O. 3克聚沉絮凝劑；沉淀后，第一絮凝池出來的上清液(上部糞水)進(jìn)入第二絮凝池，下部沉淀糞泥經(jīng)固液分離(可采用板框壓濾機(jī)、隔膜壓濾機(jī)等)后，濾液進(jìn)入第二絮凝池，濾渣回收；在第二絮凝池中上清液與濾液混合，于第二絮凝池中添加氧化劑和氧化引發(fā)劑進(jìn)行氧化絮凝，氧化劑的加入量為每千克糞水加
O.02 O. 5克氧化劑，氧化引發(fā)劑的加入量為每千克糞水加O. 005 O. 2克氧化引發(fā)劑，氧化時間為30 65min ;沉淀后，第二絮凝池出來的上部糞水進(jìn)入反應(yīng)器中，并添加聚沉絮凝齊U，聚沉絮凝劑的加入量為每千克糞水加O. 005 O. 2克聚沉絮凝劑,添加聚沉絮凝劑的處理糞水再經(jīng)壓濾機(jī)快速脫水，實(shí)現(xiàn)渣、水分離，濾渣回收，處理糞水排放。實(shí)施例I
湖南省長沙縣某養(yǎng)豬場排出的養(yǎng)豬糞水，糞水中的C0Dra、BOD5, SS、NH3-H, T_P、Τ-Ν、惡臭污染物、菌落、重金屬總銅和總鋅等含量見下表1，依本發(fā)明方法進(jìn)行糞水處理的結(jié)果見表I，可知，依本發(fā)明方法處理后，養(yǎng)豬場糞水排放符合國標(biāo)(GB18596-2001)排放標(biāo)準(zhǔn)。表I原糞水處理后濾液檢測結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種絮凝氧化降阻法處理養(yǎng)豬場糞水的方法，其特征在于該方法步驟如下 a、將所述養(yǎng)豬場糞水靜置4 12小時后，上部糞水進(jìn)入第一絮凝池，下部糞渣經(jīng)固液分離后，濾液進(jìn)入第一絮凝池； b、于第一絮凝池的糞水中添加聚沉絮凝劑，聚沉絮凝劑的加入量為每千克糞水加O. 005 O. 3克聚沉絮凝劑； C、第一絮凝池出來的上部糞水進(jìn)入第二絮凝池，下部沉淀糞泥經(jīng)固液分離后，濾液進(jìn)入第二絮凝池； d、于第二絮凝池中的糞水中添加氧化劑和氧化引發(fā)劑，氧化劑的加入量為每千克糞水加O. 02 O. 5克氧化劑，氧化弓I發(fā)劑的加入量為每千克糞水加O. 005 O. 2克氧化弓I發(fā)劑，氧化時間為30 65min ； e、于第二絮凝池出來的上部糞水中添加聚沉絮凝劑，聚沉絮凝劑的加入量為每千克糞水加O. 005 O. 2克聚沉絮凝劑，再采用壓濾機(jī)過濾。
2.如權(quán)利要求I所述的絮凝氧化降阻法處理養(yǎng)豬場糞水的方法，其特征在于所述步驟b和步驟e中的聚沉絮凝劑為FeCl3、聚合FeCl3、聚合硫酸鐵、分子量為800萬 1200萬的陽離子聚丙烯酰胺、分子量為1200萬 1600萬的陰離子聚丙烯酰胺、分子量為1200萬 1600萬的中性聚丙烯酰胺、聚合FeCl3嫁接的聚丙烯酰胺、或聚合硫酸鐵嫁接的聚丙烯酰胺。
3.如權(quán)利要求2所述的絮凝氧化降阻法處理養(yǎng)豬場糞水的方法，其特征在于所述聚沉絮凝劑為聚合硫酸鐵、聚合FeCl3嫁接的聚丙烯酰胺或聚合硫酸鐵嫁接的聚丙烯酰胺。
4.如權(quán)利要求3所述的絮凝氧化降阻法處理養(yǎng)豬場糞水的方法，其特征在于所述步驟b中，聚合硫酸鐵加入量為每千克糞水加O. 008 O. 06克聚合硫酸鐵，聚合FeCl3嫁接的聚丙烯酰胺的加入量為每千克糞水加O. 012 O. 08克聚合FeCl3嫁接的聚丙烯酰胺，聚合硫酸鐵嫁接的聚丙烯酰胺的加入量為每千克糞水加O. 005 O. 05克聚合硫酸鐵嫁接的聚丙烯酰胺。
5.如權(quán)利要求3所述的絮凝氧化降阻法處理養(yǎng)豬場糞水的方法，其特征在于所述步驟e中，聚合硫酸鐵的加入量為每千克糞水加O. 006 O. 05克聚合硫酸鐵，聚合FeCl3嫁接的聚丙烯酰胺的加入量為每千克糞水加O. 01 O. 06克聚合FeCl3嫁接的聚丙烯酰胺，聚合硫酸鐵嫁接的聚丙烯酰胺的加入量為每千克糞水加O. 005 O. 04克聚合硫酸鐵嫁接的聚丙烯酰胺。
6.如權(quán)利要求I所述的絮凝氧化降阻法處理養(yǎng)豬場糞水的方法，其特征在于所述步驟d中的氧化劑為O3、或H2O2中的至少一種，氧化引發(fā)劑為活性炭或FeCl3中的至少一種。
7.如權(quán)利要求6所述的絮凝氧化降阻法處理養(yǎng)豬場糞水的方法，其特征在于所述氧化劑為O3或H2O2，氧化引發(fā)劑為活性炭或FeCl3。
8.如權(quán)利要求7所述的絮凝氧化降阻法處理養(yǎng)豬場糞水的方法，其特征在于所述O3的加入量為每千克糞水加O. 03克03，H2O2的加入量為每千克糞水加O. 05克H2O2。
9.如權(quán)利要求6所述的絮凝氧化降阻法處理養(yǎng)豬場糞水的方法，其特征在于所述活性炭的加入量為每千克糞水加O. 02克活性炭，F(xiàn)eCl3的加入量為每千克糞水加O. 01克FeCl3O
全文摘要
一種絮凝氧化降阻法處理養(yǎng)豬場糞水的方法，該方法基于高能態(tài)微電子轉(zhuǎn)移和氧化還原微反應(yīng)的概念，降解糞水中的有機(jī)物，降低化學(xué)需氧量和氨氮值，殺滅大腸桿菌等菌類有害物，去除惡臭，使處理后的糞水無色無味，CODcr、NH3-N、T-P、T-N等指標(biāo)均優(yōu)于國家集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞水處理的排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)糞水無害化處理。該方法采用先絮凝除糞渣降低后續(xù)處理阻力，再采用強(qiáng)化氧化法對糞水中有機(jī)物進(jìn)行降解，聯(lián)用聚沉技術(shù)，使各類可溶性有機(jī)物結(jié)合成結(jié)構(gòu)緊密的有機(jī)聚合物沉降，利用壓濾機(jī)快速脫水，實(shí)現(xiàn)渣水分離，該方法處理占地面積小、速度快、費(fèi)用較低、效果佳，具有明顯的社會效益、環(huán)境效益。
文檔編號C02F9/04GK102874957SQ20121043427
公開日2013年1月16日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者李輝勇, 李成, 劉燦明, 李志光, 彭韜 申請人:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)