本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種畜禽糞水重金屬鈍化與養(yǎng)分氮磷回收的集成處理方法。
背景技術(shù)：
近年，隨著人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對(duì)肉蛋奶畜禽產(chǎn)品需求增大。但是，集約化養(yǎng)殖畜禽糞水所帶來(lái)的資源環(huán)境問(wèn)題日益突出。隨著養(yǎng)殖業(yè)和飼料工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代集約化養(yǎng)殖已發(fā)生顯著變化，在飼料中添加cu、zn、fe、as等微量元素可起到提高飼料利用率，減少疾病發(fā)生率，改善動(dòng)物生長(zhǎng)機(jī)能等作用。由于畜禽本身對(duì)微量元素的吸收有限，導(dǎo)致大部分重金屬元素?zé)o法被吸收而隨畜禽糞水排放進(jìn)入環(huán)境中。同時(shí)，畜禽糞水含有大量氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，有利于提高土壤肥力，促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán)，提高作物的品質(zhì)與產(chǎn)量。畜禽糞水的無(wú)序化處置不僅會(huì)造成氮磷養(yǎng)分資源的浪費(fèi)，流入環(huán)境還會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，破壞生態(tài)平衡。因此，對(duì)畜禽糞水的合理處置，不僅需要進(jìn)行無(wú)害化，減少重金屬等有害物質(zhì)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也需要對(duì)養(yǎng)分氮磷進(jìn)行高效的資源回收。
目前，畜禽糞水重金屬元素鈍化主要存在以下難點(diǎn)：1.鈍化重金屬效能低，易造成二次污染。糞污中重金屬無(wú)法被清除，只能通過(guò)形態(tài)遷移，降低其活性。常見(jiàn)的使用外源螯合劑固化重金屬，一方面容易造成二次污染，同時(shí)化學(xué)藥劑成本較高，且無(wú)法保證較高的固化率。2.鈍化重金屬易復(fù)活。由于畜禽糞污中有機(jī)物豐富，不同形態(tài)的重金屬元素易與伴存物質(zhì)結(jié)合，恢復(fù)活性。同時(shí)，對(duì)于畜禽糞水氮磷營(yíng)養(yǎng)元素的回收，面臨的難點(diǎn)主要有：1.畜禽糞水中的養(yǎng)分氮磷主要以微溶態(tài)和有機(jī)態(tài)存在于大量固形物中，難以直接回收利用；2.由于畜禽糞水中有機(jī)及無(wú)機(jī)伴存物質(zhì)較多，會(huì)摻雜氮磷回收產(chǎn)品的純度和養(yǎng)分有效性。
針對(duì)畜禽糞水重金屬元素難鈍化，易遷移且存在二次污染的問(wèn)題。主要處理方法包括：一是以人工濕地為主的生物處理方法。jorge等(cortesesquivelja,giácomanvallejosg,barceloquintalid,etal.heavymetalsremovalfromswinewastewaterusingconstructedwetlandswithhorizontalsub-surfaceflow[j].journalofenvironmentalprotection,2012,3(8),871-877)使用人工水平潛流濕地來(lái)處理豬場(chǎng)廢水中的重金屬，當(dāng)水力停留時(shí)間達(dá)到96h，可以保證zn的去除率98％以上，但生物處理方法耗時(shí)長(zhǎng)且受環(huán)境(溫度、降雨)因素干擾大，效果不穩(wěn)定。二是物化處理技術(shù)，如活性炭吸附法、微電解法等。毛一鳴等(毛一鳴,汪志敏,陳國(guó)和.鐵碳微電解對(duì)畜禽廢水的處理[j].紹興文理學(xué)院學(xué)報(bào),2016,36(7),95-99)利用鐵碳微電解技術(shù)處理畜禽廢水，處理后廢水中的cu,zn去除率分別達(dá)到62.8％和78.7％。微電解技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、效果明顯且無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，但由于畜禽糞水中含有大量固形物和復(fù)雜成分，制約其處理效果。
針對(duì)畜禽糞水中養(yǎng)分氮磷的高效回收，第一需要解決養(yǎng)分氮磷從固相中釋放和有機(jī)形態(tài)氮磷向無(wú)機(jī)形態(tài)氮磷轉(zhuǎn)化的難題。何蕓(何蕓.map沉淀法/超聲波對(duì)畜禽廢水脫氮除磷的研究[d].重慶大學(xué),2012)利用超聲波-曝氣技術(shù)破解畜禽廢水中的固體顆粒釋放磷素，同時(shí)曝氣輔助氮素的脫除，但對(duì)氮磷的形態(tài)轉(zhuǎn)化作用有限，無(wú)機(jī)化程度不足，且能耗較高。第二是提高氮磷養(yǎng)分的回收效果。專(zhuān)利cn106007201a公開(kāi)了一種重力預(yù)沉降聯(lián)合超濾與反滲透的畜禽廢水處理工藝，經(jīng)重力預(yù)沉降的畜禽糞水上清液，通過(guò)超濾及反滲透膜組件實(shí)現(xiàn)氮磷元素的富集，但長(zhǎng)期運(yùn)行易造成嚴(yán)重的膜污染問(wèn)題。專(zhuān)利cn202297252u公開(kāi)了一種低能耗一體化氮磷回收裝置，采用預(yù)先加入鳥(niǎo)糞石晶種的方法促進(jìn)鳥(niǎo)糞石晶體生長(zhǎng)，提高氮磷回收效果，但由于畜禽糞水有機(jī)雜質(zhì)組分和濃度波動(dòng)大，晶種無(wú)法動(dòng)態(tài)調(diào)控鳥(niǎo)糞石結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)位置和寬度，易造成鳥(niǎo)糞石微晶的形成與流失。專(zhuān)利cn105948156a公開(kāi)了一種吸附脫除廢水中有機(jī)磷的方法，在反應(yīng)釜中加入碳分子篩、9,10-二氰基蒽、過(guò)氧化乙酸叔丁酯、以及雙氧水進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾、烘干，得到可有效吸附廢水中有機(jī)磷的吸附劑，但存在吸附容量低，僅能吸附有機(jī)形態(tài)磷素，無(wú)法固定其它形態(tài)磷素的缺陷。
目前，單一技術(shù)手段已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足畜禽糞水重金屬鈍化與養(yǎng)分氮磷回收的技術(shù)需要，開(kāi)發(fā)集成處理方法，克服現(xiàn)有技術(shù)難題，具有重要研究與推廣意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)畜禽養(yǎng)殖糞污重金屬難以無(wú)害化和養(yǎng)分氮磷回收困難的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種畜禽糞水重金屬鈍化與養(yǎng)分氮磷回收的集成處理方法。
本發(fā)明所提供的畜禽糞水重金屬鈍化與養(yǎng)分氮磷回收的集成處理方法，包括下述步驟：
(1)使畜禽糞水與蝸牛酶反應(yīng)，對(duì)反應(yīng)后的畜禽糞水進(jìn)行電離輻照處理，得到電離輻照處理后的畜禽糞水；
(2)使所述電離輻照處理后的畜禽糞水進(jìn)行連續(xù)式鐵碳微電解流化床反應(yīng)；
(3)對(duì)步驟(2)處理后的畜禽糞水進(jìn)行碟管式反滲透處理；
(4)向步驟(3)處理后的畜禽糞水中加入鹽鹵，調(diào)節(jié)體系的ph值至8-10，進(jìn)行鳥(niǎo)糞石結(jié)晶處理；
(5)向步驟(4)處理后的畜禽糞水中加入載水合氧化鐵水熱炭作為吸附劑，調(diào)節(jié)體系的ph值至5-9，對(duì)畜禽糞水中的氮磷進(jìn)行吸附再處理；吸附完成后將處理后的液體外排。
上述方法步驟(1)中，與蝸牛酶反應(yīng)的畜禽糞水的含固率控制在3-50％，ph值可為6-9，蝸牛酶與畜禽糞水的配比可為3-10mg：1l。
所述蝸牛酶，是指含纖維素酶、果膠酶、淀粉酶、蛋白酶等二十多種混合酶的總稱(chēng)，其中含量最多的酶主要是纖維素酶(質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％)、果膠酶(質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％)、淀粉酶(質(zhì)量分?jǐn)?shù)8％)。
所述反應(yīng)在恒溫30-40℃下進(jìn)行2-10h；
所述電離輻照處理可在水簾式電離輻照處理反應(yīng)器中進(jìn)行，具體地，將反應(yīng)后的畜禽糞水通過(guò)進(jìn)水泵以0.5-1m/h引入水簾式電離輻照處理反應(yīng)器進(jìn)行電離輻照處理。
所述電離輻照處理的輻照量可為1-10kgy。
電離輻照設(shè)備選用電子加速器作為輻照源，其能量恒定為0.5-1.0mev，功率為40-100kw，束流為10-20ma，輻照時(shí)間為2-10min。
在進(jìn)行所述電離輻照處理后，還包括將所述電離輻照處理后的畜禽糞水引入均質(zhì)池調(diào)節(jié)ph值至4-8的操作。
其中利用5-10mol/l的naoh溶液或檸檬酸調(diào)節(jié)ph值。
上述方法步驟(2)中，所述連續(xù)式鐵碳微電解流化床反應(yīng)在微電解反應(yīng)器中進(jìn)行，具體地，所述電離輻照處理后的畜禽糞水以流速0.1-0.5m/h進(jìn)入微電解反應(yīng)器在鼓風(fēng)速率50-70l/min條件下進(jìn)行連續(xù)式鐵碳微電解流化床反應(yīng)。
其中，電離輻照處理后的畜禽糞水與微電解反應(yīng)器的容積可為1-2:3。
所述連續(xù)式鐵碳微電解流化床反應(yīng)的條件為：在鐵碳填料中插入直徑5-20mm的石墨電極，外加3-10v微弱電壓，正負(fù)電極極性脈沖式變化，反應(yīng)周期5-10s。
其中，所述鐵碳填料由鐵屑和炭顆粒制成，鐵碳質(zhì)量比可為1-2g:1g，鐵碳填料與液體(電離輻照處理后的畜禽糞水)的固液比1g:5-10:ml。
所述鐵屑為機(jī)械加工廠廢棄鐵屑，主要成分為三氧化鐵，含鐵量85％以上。
所述炭顆粒為水熱炭化生物質(zhì)獲得的水熱炭，具體制備方法：將生物質(zhì)粉末按1g:30-50ml的固液比與去離子水混合后進(jìn)行水熱反應(yīng)，即可。
其中反應(yīng)物(生物質(zhì)粉末和去離子水的混合物)占水熱反應(yīng)釜體積的1/2-2/3，在溫度250-340℃條件下反應(yīng)30-60min。
所述鐵屑粒徑為60-80目，炭顆粒粒徑為80-100目，所述石墨電極的長(zhǎng)度為1000-2100mm，其中1-2/3部分插入反應(yīng)填料。
所述微電解反應(yīng)器的底部裝載管式曝氣裝置，孔徑20-50mm。
所述反應(yīng)的停留時(shí)間可為60-120min。
所述連續(xù)式鐵碳微電解流化床反應(yīng)中，定時(shí)開(kāi)啟內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，控制循環(huán)流體速度10-20m/h，循環(huán)時(shí)間30-60min，間隔時(shí)間8-15h。
上述方法步驟(3)中，所述碟管式反滲透處理中，膜材質(zhì)具體可為聚酰胺，膜通量可為5-15l/(m2·h)，操作壓力可為1-10mpa。
上述方法步驟(4)中采用序批式結(jié)晶反應(yīng)器進(jìn)行鳥(niǎo)糞石結(jié)晶處理。
所述序批式結(jié)晶反應(yīng)器分為機(jī)械攪拌區(qū)、懸浮結(jié)晶區(qū)、晶泥貯存區(qū)、出水區(qū)，其中機(jī)械攪拌區(qū)的高徑比為3-10:1，機(jī)械攪拌區(qū)與懸浮結(jié)晶區(qū)中間設(shè)置消能板。
所述鹽鹵由氯化鎂、硫酸鎂以及氯化鈉等組成(其中氯化鎂含量占15％～19％，硫酸鎂含量占6％～9％，氯化鈉含量占2％～6％)。
所述鹽鹵按照mg/p的配比為1-1.5:1加入。
上述方法步驟(5)中，所述吸附在移動(dòng)床吸附反應(yīng)器中進(jìn)行，所述載水合氧化鐵水熱炭(吸附劑)與畜禽糞水的配比為1-10g:100ml。
所述吸附劑按照上進(jìn)下出的方式進(jìn)料和排料，畜禽糞水按照下進(jìn)上出的方式進(jìn)料和排料。
步驟(5)中所述載水合氧化鐵水熱炭吸附劑通過(guò)下述方法制備得到：將生物質(zhì)與去離子水混合，進(jìn)行水熱反應(yīng)，將產(chǎn)物酸洗，清洗至中性后干燥得到水熱炭，向所述水熱炭中加入fecl3溶液，調(diào)節(jié)ph值至9-12，超聲混合，固液分離，對(duì)收集的固體進(jìn)行干燥，即得。
其中，所述生物質(zhì)為粉碎至1-3mm的生物質(zhì)。
所述生物質(zhì)按照20-50g:100ml的固液比與去離子水混合。
所述反應(yīng)物(生物質(zhì)與去離子水的混合物)占水熱反應(yīng)釜體積的1/2-2/3。
所述水熱反應(yīng)在溫度200-400℃條件下反應(yīng)30-100min。
所述酸洗的具體操作為：將產(chǎn)物按固液比0.1-5g:10ml加入0.1-1mol/l的hcl溶液酸洗0.5-4h。
所述fecl3溶液的濃度為0.5-2mol/l。
水熱炭與fecl3溶液的固液比可為0.1-5g:10ml。
所述超聲混合的條件為：在溫度20-40℃，轉(zhuǎn)速20-100r/min，超聲功率30-150w，超聲頻率10-50mhz的條件下混合18-24h。
所述干燥的條件為：60-80℃干燥4-8h。
步驟(5)中還包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)外排液體中重金屬銅鋅鉛鉻和養(yǎng)分氮磷元素的含量的操作，即，采用激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)外排液體中重金屬銅鋅鉛鉻和養(yǎng)分氮磷元素的含量。
所述激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀，主要由nd:yag激光控制器、等離子體激發(fā)光路、光譜分析設(shè)備組成，其輸出激光波長(zhǎng)為1064nm，脈寬為6-8ns，單脈沖最大能量約400mj，通過(guò)焦距25-50cm的聚焦透鏡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；采用八通道光纖光譜儀分析激光脈沖激發(fā)的等離子體信號(hào)，其波長(zhǎng)范圍為200-1050nm，八個(gè)通道的波長(zhǎng)范圍分別是200-317nm，315-417nm，497-565nm，563-673nm，671-750nm，748-931nm，929-1050nm；采用dg645數(shù)字脈沖延時(shí)發(fā)生器來(lái)控制激光脈沖與光譜儀采集的時(shí)間間隔，延時(shí)時(shí)間1000-2000ns。
本發(fā)明利用電離輻照/鐵碳微電解流化床集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)重金屬元素的鈍化與養(yǎng)分氮磷的活化，利用碟管式反滲透/鳥(niǎo)糞石結(jié)晶/載水合氧化鐵水熱炭吸附集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分氮磷的高效回收。
本發(fā)明的有益效果有：
(1)本發(fā)明提供一種畜禽糞水重金屬鈍化與養(yǎng)分氮磷回收的集成處理方法，可以快速鈍化畜禽糞水重金屬，銅鋅鉛鉻鈍化率大于90％，同時(shí)高效回收養(yǎng)分氮磷，氮素回收率大于90％，磷素回收率大于95％。
(2)本發(fā)明中采用電離輻照/鐵碳微電解流化床集成技術(shù)，可以鈍化重金屬銅鋅鉛鉻，鈍化率大于90％，同時(shí)轉(zhuǎn)化釋放養(yǎng)分氮磷到液相中，氮素釋放率大于95％，磷素釋放率大于93％。
(3)本發(fā)明中采用碟管式反滲透/鳥(niǎo)糞石結(jié)晶/載水合氧化鐵水熱炭集成技術(shù)，可以高效回收養(yǎng)分氮磷，氮素回收率大于95％，磷素回收率大于97％。
(4)本發(fā)明中采用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)、有效、快速的對(duì)處理后的糞污進(jìn)行檢測(cè)(最低檢測(cè)限達(dá)1ug/l)，保證其能安全排放。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明畜禽糞水重金屬鈍化與養(yǎng)分氮磷回收的集成處理的裝置的示意圖。其中，1糞水儲(chǔ)存池、2蠕動(dòng)泵、3糞水儲(chǔ)備池、4電離輻照設(shè)備、5均質(zhì)池、6鼓風(fēng)機(jī)、7管式曝氣設(shè)備、8微電解反應(yīng)器、9流量計(jì)、10繼電器與計(jì)數(shù)器、11碟管式反滲透膜組件、12鳥(niǎo)糞石結(jié)晶器、13機(jī)械攪拌器、14消能板、15螺旋式固液分離器、16移動(dòng)床吸附反應(yīng)器、17激光發(fā)射源、18反射鏡、19聚焦透鏡、20光纖探頭、21光纖光譜儀、22延時(shí)發(fā)生器、23電腦、24清水池，ⅰ出水區(qū)、ⅱ晶種懸浮結(jié)晶區(qū)、ⅲ晶體貯存區(qū)、ⅳ機(jī)械攪拌區(qū)、v鐵碳流化床。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于此。
下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；下述實(shí)施例中所用的試劑、材料等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。
下述實(shí)施例中所使用的蝸牛酶購(gòu)自生工生物工程(上海)股份有限公司，貨號(hào)為sb0870-1g。
下述實(shí)施例中銅鋅鉛鉻鈍化率的測(cè)定方法為：利用石墨爐原子吸收分光光度計(jì)分析未處理前畜禽糞水上清液銅鋅鉛鉻的濃度c1，以及處理后出水中各種重金屬元素的濃度c2，鈍化率＝(c1-c2)/c1*100％；
氮素回收率的測(cè)定方法為：未處理前糞水中總氮濃度c3，出水中總氮的濃度c4，回收率＝(c3-c4)/c3*100％；
磷素回收率的測(cè)定方法為：未處理前糞水中總磷濃度c5，出水中總磷的濃度c6，回收率＝(c5-c6)/c5*100％。
實(shí)施例1
將畜禽糞水含固率控制在3％，調(diào)節(jié)ph值8，向儲(chǔ)存池中加入蝸牛酶(5mg/l)，恒溫30℃反應(yīng)5h；然后通過(guò)進(jìn)水泵以1m/h引入水簾式電離輻照處理反應(yīng)器，控制輻照量5kgy，輻照時(shí)間2min，電離輻照設(shè)備選用電子加速器作為輻照源(能量恒定0.5mev，功率40kw，束流10ma)；然后引入均質(zhì)池，利用5mol/l的naoh溶液調(diào)節(jié)ph值為8。
以流速0.5m/h將處理后的畜禽糞水引入微電解反應(yīng)器(底部裝載管式曝氣裝置，孔徑30mm)到體積比1:3，在鼓風(fēng)速率70l/min條件下進(jìn)行連續(xù)式鐵碳微電解流化床反應(yīng)(停留時(shí)間60min，鐵碳比1:1，鐵碳填料與液體的固液比1:5)，定時(shí)啟動(dòng)內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)(控制循環(huán)流體速度10m/h，循環(huán)時(shí)間30min，間隔時(shí)間8h)，在鐵碳填料中插入直徑5mm的石墨電極(電極長(zhǎng)度1000mm，其中1/3部分插入填料)，外加5v微弱電壓(正負(fù)電極極性脈沖式變化，反應(yīng)周期10s)，鐵微電極粒徑60目，原料來(lái)自機(jī)械加工廠廢棄鐵屑(主要成分為三氧化鐵，含鐵量85％以上)，碳微電極粒徑80目，原料為水熱炭(1mm的生物質(zhì)粉末按1:40的固液比與去離子水混合加入水熱反應(yīng)釜，反應(yīng)物占水熱反應(yīng)釜體積的1/2，溫度250℃條件下反應(yīng)30min)。
將處理后的畜禽糞水進(jìn)行碟管式反滲透，調(diào)控膜通量5l/(m2·h)，操作壓力10mpa，膜材質(zhì)為聚酰胺。
將濃縮后的畜禽糞水引入序批式結(jié)晶反應(yīng)器(分為機(jī)械攪拌區(qū)、懸浮結(jié)晶區(qū)、晶泥貯存區(qū)、出水區(qū)，其中機(jī)械攪拌區(qū)高徑比3:1，機(jī)械攪拌區(qū)與懸浮結(jié)晶區(qū)中間設(shè)置消能板)，按照mg/p比1:1加入鹽鹵(主要成分為氯化鎂、硫酸鎂、以及氯化鈉)，調(diào)節(jié)ph值8。
將處理后的畜禽糞水引入移動(dòng)床吸附反應(yīng)器，按照吸附劑:反應(yīng)溶液的質(zhì)量體積比1:100加入吸附劑載水合氧化鐵水熱炭(將粉碎至1mm的生物質(zhì)按50:100g/ml的固液比與去離子水混合，然后按照體積比1/2加入水熱反應(yīng)釜，在溫度300℃條件下反應(yīng)100min，將產(chǎn)物按固液比0.1:10g/ml加入1mol/l的hcl溶液酸洗4h，清洗至中性后干燥，按固液比0.1:10g/ml加入2mol/l的fecl3溶液，用5mol/l的naoh溶液調(diào)節(jié)ph值至9，然后在溫度20℃，轉(zhuǎn)速100r/min，超聲功率150w，超聲頻率10mhz的條件下混合18h，固液分離后80℃干燥6h)，控制反應(yīng)ph值5，吸附劑按照上進(jìn)下出的方式進(jìn)料和排料，反應(yīng)溶液按照下進(jìn)上出的方式進(jìn)料和排料。
將處理后的液體外排，利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重金屬銅鋅鉛鉻和養(yǎng)分氮磷元素，激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀主要由nd:yag激光控制器、等離子體激發(fā)光路、光譜分析設(shè)備組成，其輸出激光波長(zhǎng)為1064nm，脈寬為6ns，單脈沖最大能量約400mj，通過(guò)焦距25cm的聚焦透鏡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；采用八通道光纖光譜儀分析激光脈沖激發(fā)的等離子體信號(hào)，其波長(zhǎng)范圍為200-1050nm，八個(gè)通道的波長(zhǎng)范圍分別是200-317nm，315-417nm，497-565nm，563-673nm，671-750nm，748-931nm，929-1050nm；采用dg645數(shù)字脈沖延時(shí)發(fā)生器來(lái)控制激光脈沖與光譜儀采集的時(shí)間間隔，延時(shí)時(shí)間1000ns。
處理后的畜禽糞水重金屬(銅鋅鉛鉻)鈍化率為90％，氮素回收率為90％，磷素回收率為95％。
實(shí)施例2
將畜禽糞水含固率控制在50％，調(diào)節(jié)ph值7，向儲(chǔ)存池中加入蝸牛酶(10mg/l)，恒溫40℃反應(yīng)10h；然后通過(guò)進(jìn)水泵以0.5m/h引入水簾式電離輻照處理反應(yīng)器，控制輻照量10kgy，輻照時(shí)間5min，電離輻照設(shè)備選用電子加速器作為輻照源(能量恒定1.0mev，功率100kw，束流15ma)；然后引入均質(zhì)池，利用10mol/l的檸檬酸調(diào)節(jié)ph值為4。
以流速0.1m/h將處理后的畜禽糞水引入微電解反應(yīng)器(底部裝載管式曝氣裝置，孔徑40mm)到體積比2:3，在鼓風(fēng)速率50l/min條件下進(jìn)行連續(xù)式鐵碳微電解流化床反應(yīng)(停留時(shí)間120min，鐵碳比2:1，鐵碳填料與液體的固液比1:10)，定時(shí)啟動(dòng)內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)(控制循環(huán)流體速度20m/h，循環(huán)時(shí)間60min，間隔時(shí)間15h)，在鐵碳填料中插入直徑10mm的石墨電極(電極長(zhǎng)度1500mm，其中2/3部分插入填料)，外加3v微弱電壓(正負(fù)電極極性脈沖式變化，反應(yīng)周期5s)，鐵微電極粒徑80目，原料來(lái)自機(jī)械加工廠廢棄鐵屑(主要成分為三氧化鐵，含鐵量85％以上)，碳微電極粒徑90目，原料為水熱炭(2mm的生物質(zhì)粉末按1:50的固液比與去離子水混合加入水熱反應(yīng)釜，反應(yīng)物占水熱反應(yīng)釜體積的2/3，溫度340℃條件下反應(yīng)60min)。
將處理后的畜禽糞水進(jìn)行碟管式反滲透，調(diào)控膜通量10l/(m2·h)，操作壓力5mpa，膜材質(zhì)為聚酰胺。
將濃縮后的畜禽糞水引入序批式結(jié)晶反應(yīng)器(分為機(jī)械攪拌區(qū)、懸浮結(jié)晶區(qū)、晶泥貯存區(qū)、出水區(qū)，其中機(jī)械攪拌區(qū)高徑比10:1，機(jī)械攪拌區(qū)與懸浮結(jié)晶區(qū)中間設(shè)置消能板)，按照mg/p比1.5:1加入鹽鹵(主要成分為氯化鎂、硫酸鎂、以及氯化鈉)，調(diào)節(jié)ph值10。
將處理后的畜禽糞水引入移動(dòng)床吸附反應(yīng)器，按照吸附劑:反應(yīng)溶液的質(zhì)量體積比10:100加入吸附劑載水合氧化鐵水熱炭(將粉碎至2mm的生物質(zhì)按40:100g/ml的固液比與去離子水混合，然后按照體積比2/3加入水熱反應(yīng)釜，在溫度400℃條件下反應(yīng)50min，將產(chǎn)物按固液比5:10g/ml加入0.1mol/l的hcl溶液酸洗0.5h，清洗至中性后干燥，按固液比5:10g/ml加入0.5mol/l的fecl3溶液，用1mol/l的naoh溶液調(diào)節(jié)ph值至10，然后在溫度40℃，轉(zhuǎn)速50r/min，超聲功率30w，超聲頻率50mhz的條件下混合24h，固液分離后60℃干燥8h)，控制反應(yīng)ph值7，吸附劑按照上進(jìn)下出的方式進(jìn)料和排料，反應(yīng)溶液按照下進(jìn)上出的方式進(jìn)料和排料。
將處理后的液體外排，利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重金屬銅鋅鉛鉻和養(yǎng)分氮磷元素，激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀主要由nd:yag激光控制器、等離子體激發(fā)光路、光譜分析設(shè)備組成，其輸出激光波長(zhǎng)為1064nm，脈寬為7ns，單脈沖最大能量約400mj，通過(guò)焦距50cm的聚焦透鏡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；采用八通道光纖光譜儀分析激光脈沖激發(fā)的等離子體信號(hào)，其波長(zhǎng)范圍為200-1050nm，八個(gè)通道的波長(zhǎng)范圍分別是200-317nm，315-417nm，497-565nm，563-673nm，671-750nm，748-931nm，929-1050nm；采用dg645數(shù)字脈沖延時(shí)發(fā)生器來(lái)控制激光脈沖與光譜儀采集的時(shí)間間隔，延時(shí)時(shí)間1500ns。
處理后的畜禽糞水重金屬(銅鋅鉛鉻)鈍化率為91％，氮素回收率為90％，磷素回收率為95％。
實(shí)施例3
將畜禽糞水含固率控制在25％，調(diào)節(jié)ph值6，向儲(chǔ)存池中加入蝸牛酶(3mg/l)，恒溫35℃反應(yīng)2h；然后通過(guò)進(jìn)水泵以0.5m/h引入水簾式電離輻照處理反應(yīng)器，控制輻照量1kgy，輻照時(shí)間10min，電離輻照設(shè)備選用電子加速器作為輻照源(能量恒定1.0mev，功率100kw，束流20ma)；然后引入均質(zhì)池，利用10mol/l的naoh溶液調(diào)節(jié)ph值為8。
以流速0.3m/h將處理后的畜禽糞水引入微電解反應(yīng)器(底部裝載管式曝氣裝置，孔徑20mm)到體積比1:3，在鼓風(fēng)速率60l/min條件下進(jìn)行連續(xù)式鐵碳微電解流化床反應(yīng)(停留時(shí)間120min，鐵碳比1:1，鐵碳填料與液體的固液比1:5)，定時(shí)啟動(dòng)內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)(控制循環(huán)流體速度15m/h，循環(huán)時(shí)間60min，間隔時(shí)間15h)，在鐵碳填料中插入直徑20mm的石墨電極(電極長(zhǎng)度2100mm，其中2/3部分插入填料)，外加10v微弱電壓(正負(fù)電極極性脈沖式變化，反應(yīng)周期10s)，鐵微電極粒徑70目，原料來(lái)自機(jī)械加工廠廢棄鐵屑(主要成分為三氧化鐵，含鐵量85％以上)，碳微電極粒徑100目，原料為水熱炭(3mm的生物質(zhì)粉末按1:30的固液比與去離子水混合加入水熱反應(yīng)釜，反應(yīng)物占水熱反應(yīng)釜體積的1/2，溫度250℃條件下反應(yīng)60min)。
將處理后的畜禽糞水進(jìn)行碟管式反滲透，調(diào)控膜通量15l/(m2·h)，操作壓力1mpa，膜材質(zhì)為聚酰胺。
將濃縮后的畜禽糞水引入序批式結(jié)晶反應(yīng)器(分為機(jī)械攪拌區(qū)、懸浮結(jié)晶區(qū)、晶泥貯存區(qū)、出水區(qū)，其中機(jī)械攪拌區(qū)高徑比5:1，機(jī)械攪拌區(qū)與懸浮結(jié)晶區(qū)中間設(shè)置消能板)，按照mg/p比1.5:1加入鹽鹵(主要成分為氯化鎂、硫酸鎂、以及氯化鈉)，調(diào)節(jié)ph值9。
將處理后的畜禽糞水引入移動(dòng)床吸附反應(yīng)器，按照吸附劑:反應(yīng)溶液的質(zhì)量體積比5:100加入吸附劑載水合氧化鐵水熱炭(將粉碎至3mm的生物質(zhì)按30:100g/ml的固液比與去離子水混合，然后按照體積比1/2加入水熱反應(yīng)釜，在溫度200℃條件下反應(yīng)30min，將產(chǎn)物按固液比5:10g/ml加入0.1mol/l的hcl溶液酸洗0.5h，清洗至中性后干燥，按固液比5:10g/ml加入1.5mol/l的fecl3溶液，用2mol/l的naoh溶液調(diào)節(jié)ph值至11，然后在溫度40℃，轉(zhuǎn)速20r/min，超聲功率100w，超聲頻率50mhz的條件下混合24h，固液分離后70℃干燥4h)，控制反應(yīng)ph值9，吸附劑按照上進(jìn)下出的方式進(jìn)料和排料，反應(yīng)溶液按照下進(jìn)上出的方式進(jìn)料和排料。
將處理后的液體外排，利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重金屬銅鋅鉛鉻和養(yǎng)分氮磷元素，激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀主要由nd:yag激光控制器、等離子體激發(fā)光路、光譜分析設(shè)備組成，其輸出激光波長(zhǎng)為1064nm，脈寬為8ns，單脈沖最大能量約400mj，通過(guò)焦距50cm的聚焦透鏡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；采用八通道光纖光譜儀分析激光脈沖激發(fā)的等離子體信號(hào)，其波長(zhǎng)范圍為200-1050nm，八個(gè)通道的波長(zhǎng)范圍分別是200-317nm，315-417nm，497-565nm，563-673nm，671-750nm，748-931nm，929-1050nm；采用dg645數(shù)字脈沖延時(shí)發(fā)生器來(lái)控制激光脈沖與光譜儀采集的時(shí)間間隔，延時(shí)時(shí)間2000ns。
處理后的畜禽糞水重金屬(銅鋅鉛鉻)鈍化率為90％，氮素回收率為93％，磷素回收率為97％。
實(shí)施例4
將畜禽糞水含固率控制在10％，調(diào)節(jié)ph值9，向儲(chǔ)存池中加入蝸牛酶(10mg/l)，恒溫40℃反應(yīng)2h；然后通過(guò)進(jìn)水泵以1m/h引入水簾式電離輻照處理反應(yīng)器，控制輻照量1kgy，輻照時(shí)間10min，電離輻照設(shè)備選用電子加速器作為輻照源(能量恒定0.5mev，功率40kw，束流20ma)；然后引入均質(zhì)池，利用5mol/l的檸檬酸調(diào)節(jié)ph值為6。
以流速0.3m/h將處理后的畜禽糞水引入微電解反應(yīng)器(底部裝載管式曝氣裝置，孔徑50mm)到體積比2:3，在鼓風(fēng)速率60l/min條件下進(jìn)行連續(xù)式鐵碳微電解流化床反應(yīng)(停留時(shí)間60min，鐵碳比1:1，鐵碳填料與液體的固液比1:10)，定時(shí)啟動(dòng)內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)(控制循環(huán)流體速度20m/h，循環(huán)時(shí)間30min，間隔時(shí)間8h)，在鐵碳填料中插入直徑20mm的石墨電極(電極長(zhǎng)度2100mm，其中1/3部分插入填料)，外加10v微弱電壓(正負(fù)電極極性脈沖式變化，反應(yīng)周期5s)，鐵微電極粒徑70目，原料來(lái)自機(jī)械加工廠廢棄鐵屑(主要成分為三氧化鐵，含鐵量85％以上)，碳微電極粒徑100目，原料為水熱炭(3mm的生物質(zhì)粉末按1:30的固液比與去離子水混合加入水熱反應(yīng)釜，反應(yīng)物占水熱反應(yīng)釜體積的2/3，溫度340℃條件下反應(yīng)30min)。
將處理后的畜禽糞水進(jìn)行碟管式反滲透，調(diào)控膜通量15l/(m2·h)，操作壓力1mpa，膜材質(zhì)為聚酰胺。
將濃縮后的畜禽糞水引入序批式結(jié)晶反應(yīng)器(分為機(jī)械攪拌區(qū)、懸浮結(jié)晶區(qū)、晶泥貯存區(qū)、出水區(qū)，其中機(jī)械攪拌區(qū)高徑比5:1，機(jī)械攪拌區(qū)與懸浮結(jié)晶區(qū)中間設(shè)置消能板)，按照mg/p比1:1加入鹽鹵(主要成分為氯化鎂、硫酸鎂、以及氯化鈉)，調(diào)節(jié)ph值8。
將處理后的畜禽糞水引入移動(dòng)床吸附反應(yīng)器，按照吸附劑:反應(yīng)溶液的質(zhì)量體積比5:100加入吸附劑載水合氧化鐵水熱炭(將粉碎至1mm的生物質(zhì)按20:100g/ml的固液比與去離子水混合，然后按照體積比2/3加入水熱反應(yīng)釜，在溫度200℃條件下反應(yīng)30min，將產(chǎn)物按固液比0.1:10g/ml加入1mol/l的hcl溶液酸洗4h，清洗至中性后干燥，按固液比0.1:10g/ml加入1mol/l的fecl3溶液，用3mol/l的naoh溶液調(diào)節(jié)ph值至12，然后在溫度20℃，轉(zhuǎn)速20r/min，超聲功率100w，超聲頻率10mhz的條件下混合18h，固液分離后80℃干燥4h)，控制反應(yīng)ph值9，吸附劑按照上進(jìn)下出的方式進(jìn)料和排料，反應(yīng)溶液按照下進(jìn)上出的方式進(jìn)料和排料。
將處理后的液體外排，利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重金屬銅鋅鉛鉻和養(yǎng)分氮磷元素，激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀主要由nd:yag激光控制器、等離子體激發(fā)光路、光譜分析設(shè)備組成，其輸出激光波長(zhǎng)為1064nm，脈寬為8ns，單脈沖最大能量約400mj，通過(guò)焦距25cm的聚焦透鏡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；采用八通道光纖光譜儀分析激光脈沖激發(fā)的等離子體信號(hào)，其波長(zhǎng)范圍為200-1050nm，八個(gè)通道的波長(zhǎng)范圍分別是200-317nm，315-417nm，497-565nm，563-673nm，671-750nm，748-931nm，929-1050nm；采用dg645數(shù)字脈沖延時(shí)發(fā)生器來(lái)控制激光脈沖與光譜儀采集的時(shí)間間隔，延時(shí)時(shí)間2000ns。
處理后的畜禽糞水重金屬(銅鋅鉛鉻)鈍化率為92％，氮素回收率為90％，磷素回收率為96％。
實(shí)施例5
將畜禽糞水含固率控制在30％，調(diào)節(jié)ph值6，向儲(chǔ)存池中加入蝸牛酶(3mg/l)，恒溫30℃反應(yīng)5h；然后通過(guò)進(jìn)水泵以1m/h引入水簾式電離輻照處理反應(yīng)器，控制輻照量5kgy，輻照時(shí)間5min，電離輻照設(shè)備選用電子加速器作為輻照源(能量恒定1.0mev，功率60kw，束流15ma)；然后引入均質(zhì)池，利用7mol/l的檸檬酸調(diào)節(jié)ph值為4。
以流速0.5m/h將處理后的畜禽糞水引入微電解反應(yīng)器(底部裝載管式曝氣裝置，孔徑50mm)到體積比2:3，在鼓風(fēng)速率50l/min條件下進(jìn)行連續(xù)式鐵碳微電解流化床反應(yīng)(停留時(shí)間90min，鐵碳比2:1，鐵碳填料與液體的固液比1:5)，定時(shí)啟動(dòng)內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)(控制循環(huán)流體速度10m/h，循環(huán)時(shí)間45min，間隔時(shí)間10h)，在鐵碳填料中插入直徑10mm的石墨電極(電極長(zhǎng)度1500mm，其中2/3部分插入填料)，外加3v微弱電壓(正負(fù)電極極性脈沖式變化，反應(yīng)周期10s)，鐵微電極粒徑80目，原料來(lái)自機(jī)械加工廠廢棄鐵屑(主要成分為三氧化鐵，含鐵量85％以上)，碳微電極粒徑80目，原料為水熱炭(2mm的生物質(zhì)粉末按1:40的固液比與去離子水混合加入水熱反應(yīng)釜，反應(yīng)物占水熱反應(yīng)釜體積的1/2，溫度300℃條件下反應(yīng)45min)。
將處理后的畜禽糞水進(jìn)行碟管式反滲透，調(diào)控膜通量10l/(m2·h)，操作壓力5mpa，膜材質(zhì)為聚酰胺。
將濃縮后的畜禽糞水引入序批式結(jié)晶反應(yīng)器(分為機(jī)械攪拌區(qū)、懸浮結(jié)晶區(qū)、晶泥貯存區(qū)、出水區(qū)，其中機(jī)械攪拌區(qū)高徑比3:1，機(jī)械攪拌區(qū)與懸浮結(jié)晶區(qū)中間設(shè)置消能板)，按照mg/p比1:1加入鹽鹵(主要成分為氯化鎂、硫酸鎂、以及氯化鈉)，調(diào)節(jié)ph值10。
將處理后的畜禽糞水引入移動(dòng)床吸附反應(yīng)器，按照吸附劑:反應(yīng)溶液的質(zhì)量體積比10:100加入吸附劑載水合氧化鐵水熱炭(將粉碎至2mm的生物質(zhì)按20:100g/ml的固液比與去離子水混合，然后按照體積比1/2加入水熱反應(yīng)釜，在溫度400℃條件下反應(yīng)50min，將產(chǎn)物按固液比2:10g/ml加入0.5mol/l的hcl溶液酸洗2h，清洗至中性后干燥，按固液比1:10g/ml加入1.5mol/l的fecl3溶液，用1mol/l的naoh溶液調(diào)節(jié)ph值至12，然后在溫度30℃，轉(zhuǎn)速50r/min，超聲功率30w，超聲頻率30mhz的條件下混合20h，固液分離后70℃干燥6h)，控制反應(yīng)ph值7，吸附劑按照上進(jìn)下出的方式進(jìn)料和排料，反應(yīng)溶液按照下進(jìn)上出的方式進(jìn)料和排料。
將處理后的液體外排，利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重金屬銅鋅鉛鉻和養(yǎng)分氮磷元素，激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀主要由nd:yag激光控制器、等離子體激發(fā)光路、光譜分析設(shè)備組成，其輸出激光波長(zhǎng)為1064nm，脈寬為7ns，單脈沖最大能量約400mj，通過(guò)焦距25cm的聚焦透鏡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；采用八通道光纖光譜儀分析激光脈沖激發(fā)的等離子體信號(hào)，其波長(zhǎng)范圍為200-1050nm，八個(gè)通道的波長(zhǎng)范圍分別是200-317nm，315-417nm，497-565nm，563-673nm，671-750nm，748-931nm，929-1050nm；采用dg645數(shù)字脈沖延時(shí)發(fā)生器來(lái)控制激光脈沖與光譜儀采集的時(shí)間間隔，延時(shí)時(shí)間1500ns。
處理后的畜禽糞水重金屬(銅鋅鉛鉻)鈍化率為90％，氮素回收率為90％，磷素回收率為95％。
實(shí)施例6
將畜禽糞水含固率控制在40％，調(diào)節(jié)ph值9，向儲(chǔ)存池中加入蝸牛酶(5mg/l)，恒溫35℃反應(yīng)10h；然后通過(guò)進(jìn)水泵以0.5m/h引入水簾式電離輻照處理反應(yīng)器，控制輻照量10kgy，輻照時(shí)間2min，電離輻照設(shè)備選用電子加速器作為輻照源(能量恒定0.5mev，功率80kw，束流10ma)；然后引入均質(zhì)池，利用8mol/l的檸檬酸調(diào)節(jié)ph值為6。
以流速0.1m/h將處理后的畜禽糞水引入微電解反應(yīng)器(底部裝載管式曝氣裝置，孔徑20mm)到體積比1:3，在鼓風(fēng)速率70l/min條件下進(jìn)行連續(xù)式鐵碳微電解流化床反應(yīng)(停留時(shí)間90min，鐵碳比2:1，鐵碳填料與液體的固液比1:10)，定時(shí)啟動(dòng)內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)(控制循環(huán)流體速度15m/h，循環(huán)時(shí)間45min，間隔時(shí)間12h)，在鐵碳填料中插入直徑5mm的石墨電極(電極長(zhǎng)度1000mm，其中1/3部分插入填料)，外加7v微弱電壓(正負(fù)電極極性脈沖式變化，反應(yīng)周期5s)，鐵微電極粒徑60目，原料來(lái)自機(jī)械加工廠廢棄鐵屑(主要成分為三氧化鐵，含鐵量85％以上)，碳微電極粒徑90目，原料為水熱炭(1mm的生物質(zhì)粉末按1:50的固液比與去離子水混合加入水熱反應(yīng)釜，反應(yīng)物占水熱反應(yīng)釜體積的2/3，溫度300℃條件下反應(yīng)45min)。
將處理后的畜禽糞水進(jìn)行碟管式反滲透，調(diào)控膜通量5l/(m2·h)，操作壓力10mpa，膜材質(zhì)為聚酰胺。
將濃縮后的畜禽糞水引入序批式結(jié)晶反應(yīng)器(分為機(jī)械攪拌區(qū)、懸浮結(jié)晶區(qū)、晶泥貯存區(qū)、出水區(qū)，其中機(jī)械攪拌區(qū)高徑比10:1，機(jī)械攪拌區(qū)與懸浮結(jié)晶區(qū)中間設(shè)置消能板)，按照mg/p比1.5:1加入鹽鹵(主要成分為氯化鎂、硫酸鎂、以及氯化鈉)，調(diào)節(jié)ph值9。
將處理后的畜禽糞水引入移動(dòng)床吸附反應(yīng)器，按照吸附劑:反應(yīng)溶液的質(zhì)量體積比1:100加入吸附劑載水合氧化鐵水熱炭(將粉碎至3mm的生物質(zhì)按50:100g/ml的固液比與去離子水混合，然后按照體積比2/3加入水熱反應(yīng)釜，在溫度300℃條件下反應(yīng)100min，將產(chǎn)物按固液比4:10g/ml加入0.5mol/l的hcl溶液酸洗3h，清洗至中性后干燥，按固液比4:10g/ml加入1mol/l的fecl3溶液，用5mol/l的naoh溶液調(diào)節(jié)ph值至9，然后在溫度30℃，轉(zhuǎn)速100r/min，超聲功率150w，超聲頻率30mhz的條件下混合22h，固液分離后60℃干燥8h)，控制反應(yīng)ph值5，吸附劑按照上進(jìn)下出的方式進(jìn)料和排料，反應(yīng)溶液按照下進(jìn)上出的方式進(jìn)料和排料。
將處理后的液體外排，利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重金屬銅鋅鉛鉻和養(yǎng)分氮磷元素，激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀主要由nd:yag激光控制器、等離子體激發(fā)光路、光譜分析設(shè)備組成，其輸出激光波長(zhǎng)為1064nm，脈寬為6ns，單脈沖最大能量約400mj，通過(guò)焦距50cm的聚焦透鏡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；采用八通道光纖光譜儀分析激光脈沖激發(fā)的等離子體信號(hào)，其波長(zhǎng)范圍為200-1050nm，八個(gè)通道的波長(zhǎng)范圍分別是200-317nm，315-417nm，497-565nm，563-673nm，671-750nm，748-931nm，929-1050nm；采用dg645數(shù)字脈沖延時(shí)發(fā)生器來(lái)控制激光脈沖與光譜儀采集的時(shí)間間隔，延時(shí)時(shí)間1000ns。
處理后的畜禽糞水重金屬(銅鋅鉛鉻)鈍化率為90％，氮素回收率為90％，磷素回收率為95％。