申请日2016.06.21
公开(公告)日2016.09.21
IPC分类号C02F9/14; C02F103/20
摘要
本发明公开了一种畜禽养殖废水的综合处理方法，养殖废水经过固液分离预处理后，流经厌氧塘、反应池、沉淀池和生态塘后出水达标排放，在反应池中投加废水处理剂，按重量份数计，其原料包括：高炉渣45~55份、碳酸钠22~25份、聚二甲基二烯丙基氯化铵10~15份、二氧化钛6~9份、活性炭8~10份、沸石粉3~5份和水 70~80份。本发明实现了污水C、N、P有效去除，出水稳定达标，其中COD平均去除率能达到99%以上，氨氮去除率达到97%以上，总磷去除率高达99%以上，能源回收利用率高，运行稳定;生态塘处理方法具有污染不转移、减排有保证、生态全覆盖、生物全处理的基本特征，实现了污水、污泥、污物完全处理。
摘要附图
权利要求书
1. 一种畜禽养殖废水的综合处理方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)养殖废水经过常规的固液分离预处理后，流入厌氧塘进行厌氧反应，反应时间为7~10d;
(2)厌氧塘出水进入反应池，反应池中投加废水处理剂反应6~12h后，进入沉淀池沉淀2~4h;
(3)沉淀池出水最后经生态塘强化处理后，达标排放。
2. 根据权利要求1所述的畜禽养殖废水的综合处理方法，其特征在于：步骤(2)所述废水处理剂，按重量份数计，其原料包括：高炉渣45~55份、碳酸钠22~25份、聚二甲基二烯丙基氯化铵10~15份、二氧化钛6~9份、活性炭8~10份、沸石粉3~5份和水 70~80份;所述废水处理剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将高炉渣和碳酸钠混合均匀后，升温至850℃进行煅烧，煅烧45min，升温速率为5℃/min，煅烧完成后自然冷却至室温;
(2)将步骤(1)煅烧后所得物料进行球磨2h，球磨转速为450r/min，将球磨后所得的高炉渣熟料平均分成A和B两份，备用;
(3)将步骤(2)所得的高炉渣熟料A与2mol/L的硫酸在室温并伴随搅拌的状态下反应3.5h，高炉渣熟料A与硫酸的质量比为1:5;
(4)将步骤(2)所得的高炉渣熟料B与2mol/L的氢氧化钠在85℃并伴随搅拌的状态下反应3.5h，高炉渣熟料A与氢氧化钠的质量比为1:5;
(5)将步骤(3)处理所得溶液与步骤(4)处理所得溶液混合后，在常温下反应2h;
(6)将步骤(5)反应所得溶液与聚二甲基二烯丙基氯化铵、二氧化钛、活性炭、沸石粉和水搅拌分散均匀，即制得所述废水处理剂。
3. 根据权利要求1所述的一种畜禽养殖废水的综合处理方法，其特征在于：所述厌氧塘包括沿地表往下开设的倒梯形的塘体、布水系统、集水池，所述塘体的内周壁、塘底、塘体上方的塘口处均铺设有用以密封塘体的黑膜，所述布水系统包括伸入塘底的若干进水管，所述进水管的出水口上均设有米字形的布水器，所述塘体内部经出水管、出水泵与集水池连接，所述集水池经回流管、回流泵与进水管连接，所述塘体上方的塘口处设有出气管;位于塘体周侧的地表上还开设有环形沟渠，所述环形沟渠将塘体包围于环内，位于塘体外侧的黑膜的端部均经填土层埋设于环形沟渠内部;所述黑膜位于进水管下方，所述集水池上设有排水管。
4. 根据权利要求3所述的一种畜禽养殖废水的综合处理方法，其特征在于：所述布水系统还包括沿着塘口的轮廓线布设的汇水管，所述汇水管上连接有养殖废水进水管道，所述集水池经回流管、回流泵与汇水管连接，所述汇水管再与若干进水管连接;所述进水管均由上水平管体、倾斜管体、下水平管体相互连接组成，所述上水平管体位于塘体的塘口处并与汇水管连接，所述下水平管体位于近塘底处，所述倾斜管体位于塘体的内周壁处，所述布水器连接于下水平管体上，所述倾斜管体沿着塘体内周壁的轮廓布设。
5. 根据权利要求3所述的一种畜禽养殖废水的综合处理方法，其特征在于：若干进水管与布水器沿着塘体的长度方向均布，并对称分布于塘体的长度方向上的中轴线的两侧;所述布水器包括用以与进水管的出水口连接的竖向管体，所述竖向管体的周侧环形均布并连通有若干个喷水支管，所述喷水支管上开设有若干个喷水孔;所述喷水支管的长度为塘体底部宽度的1/8，每根喷水支管的相邻喷水孔间距为6～10mm，塘体长度方向上的两相邻竖向管体的间距为0.6～1m;所述喷水支管的数量为八根。
6. 根据权利要求3所述的一种畜禽养殖废水的综合处理方法，其特征在于：所述黑膜为HDPE防渗膜，膜厚为1～1.5mm，塘体上方塘口处的黑膜面积为塘体表面积的1.2～1.5倍，所述塘体的坡度系数为0.6～1，所述塘体的深度为6～7m。
7. 根据权利要求1所述的一种畜禽养殖废水的综合处理方法，其特征在于：所述生态塘的中部设置有围成筒状的防水布，所述防水布内为处理区，所述防水布外为出水区，所述处理区内从下到上为污泥区、厌氧区、兼氧区以及好氧区，所述好氧区内设置有悬浮生物体装置，所述防水布在好氧区的顶部设置有连接至出水区的过水孔，所述塘体内设置有用以将养殖废水从外界导入厌氧区的第一管道，所述塘体还内设置用以将空气从外界导入悬浮生物体装置的第二管道;所述塘体深5~6m。
8. 根据权利要求7所述的一种畜禽养殖废水的综合处理方法，其特征在于：所述出水区的水面种植有用以形成浮动生物滤床的水生植物。
9. 根据权利要求7所述的一种畜禽养殖废水的综合处理方法，其特征在于：所述悬浮生物体装置包含若干网状箱体，每个所述网状箱体上均附着有用以生物降解、硝化的有机物，所述第二管道伸入网状箱体的内部;所述悬浮生物体装置经水泥块与塘体的底部固定连接。
10. 根据权利要求7所述的一种畜禽养殖废水的综合处理方法，其特征在于：所述防水布的顶部与设置在水面的浮力装置相连接;所述防水布由PE材料制成。
说明书
一种畜禽养殖废水的综合处理方法
技术领域
本发明属于畜禽废水处理领域，具体涉及一种畜禽养殖废水的综合处理方法。
背景技术
随着居民生活水平的提高，对肉类的需求增加推动养殖大力发展，从而导致养殖业污染物排放量急剧增加，根据2010年2月发布的《第一次全国污染源普查公报》分析，畜禽养殖业的COD和氨氮排放量分别为1268.26万吨和71.73万吨，占全国COD和氨氮排放量的41.9%和41.5%，畜禽养殖污染日益严重，给环境造成巨大压力。
目前，养殖废水主要处理模式为还田、还林资源回收利用及厌氧+好氧生物处理。还田、还林处理占地面积大，受天气及季节影响，无法满足大规模养殖场废水处理要求;传统厌氧+好氧生物处理存在沼气产量低、沼气利用方式单一、投资高、能耗大、运行操作要求高、建设时间长、出水稳定性差、产生恶臭及泡沫等问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种畜禽养殖废水的综合处理方法。本发明实现了污水C、N、P的有效去除，出水稳定达标，其中COD平均去除率能达到99%以上，氨氮去除率达到97%以上，总磷去除率高达99%以上，厌氧反应程度高，沼气产量大，能源回收利用率高，系统抗冲击能力强，运行稳定。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种畜禽养殖废水的综合处理方法，具体包括以下步骤：
(1)养殖废水经过常规的固液分离预处理后，流入厌氧塘进行厌氧反应，反应时间为7~10d;
(2)厌氧塘出水进入反应池，反应池中投加废水处理剂反应6~12h后，进入沉淀池沉淀2~4h;
(3)沉淀池出水最后经生态塘强化处理后，达标排放。
步骤(2)所述废水处理剂，按重量份数计，其原料包括：高炉渣45~55份、碳酸钠22~25份、聚二甲基二烯丙基氯化铵10~15份、二氧化钛6~9份、活性炭8~10份、沸石粉3~5份和水 70~80份;所述废水处理剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将高炉渣和碳酸钠混合均匀后，升温至850℃进行煅烧，煅烧45min，升温速率为5℃/min，煅烧完成后自然冷却至室温;
(2)将步骤(1)煅烧后所得物料进行球磨2h，球磨转速为450r/min，将球磨后所得的高炉渣熟料平均分成A和B两份，备用;
(3)将步骤(2)所得的高炉渣熟料A与2mol/L的硫酸在室温并伴随搅拌的状态下反应3.5h，高炉渣熟料A与硫酸的质量比为1:5;
(4)将步骤(2)所得的高炉渣熟料B与2mol/L的氢氧化钠在85℃并伴随搅拌的状态下反应3.5h，高炉渣熟料A与氢氧化钠的质量比为1:5;
(5)将步骤(3)处理所得溶液与步骤(4)处理所得溶液混合后，在常温下反应2h;
(6)将步骤(5)反应所得溶液与聚二甲基二烯丙基氯化铵、二氧化钛、活性炭、沸石粉和水搅拌分散均匀，即制得所述废水处理剂。
所述厌氧塘包括沿地表往下开设的倒梯形的塘体、布水系统、集水池，所述塘体的内周壁、塘底、塘体上方的塘口处均铺设有用以密封塘体的黑膜，所述布水系统包括伸入塘底的若干进水管，所述进水管的出水口上均设有米字形的布水器，所述塘体内部经出水管、出水泵与集水池连接，所述集水池经回流管、回流泵与进水管连接，所述塘体上方的塘口处设有出气管;位于塘体周侧的地表上还开设有环形沟渠，所述环形沟渠将塘体包围于环内，位于塘体外侧的黑膜的端部均经填土层埋设于环形沟渠内部;所述黑膜位于进水管下方，所述集水池上设有排水管。
所述布水系统还包括沿着塘口的轮廓线布设的汇水管，所述汇水管上连接有养殖废水进水管道，所述集水池经回流管、回流泵与汇水管连接，所述汇水管再与若干进水管连接;所述进水管均由上水平管体、倾斜管体、下水平管体相互连接组成，所述上水平管体位于塘体的塘口处并与汇水管连接，所述下水平管体位于近塘底处，所述倾斜管体位于塘体的内周壁处，所述布水器连接于下水平管体上，所述倾斜管体沿着塘体内周壁的轮廓布设。
若干进水管与布水器沿着塘体的长度方向均布，并对称分布于塘体的长度方向上的中轴线的两侧;所述布水器包括用以与进水管的出水口连接的竖向管体，所述竖向管体的周侧环形均布并连通有若干个喷水支管，所述喷水支管上开设有若干个喷水孔;所述喷水支管的长度为塘体底部宽度的1/8，每根喷水支管的相邻喷水孔间距为6～10mm，塘体长度方向上的两相邻竖向管体的间距为0.6～1m;所述喷水支管的数量为八根。
所述黑膜为HDPE防渗膜，膜厚为1～1.5mm，塘体上方塘口处的黑膜面积为塘体表面积的1.2～1.5倍，所述塘体的坡度系数为0.6～1，所述塘体的深度为6～7m。
所述生态塘的中部设置有围成筒状的防水布，所述防水布内为处理区，所述防水布外为出水区，所述处理区内从下到上为污泥区、厌氧区、兼氧区以及好氧区，所述好氧区内设置有悬浮生物体装置，所述防水布在好氧区的顶部设置有连接至出水区的过水孔，所述塘体内设置有用以将养殖废水从外界导入厌氧区的第一管道，所述塘体还内设置用以将空气从外界导入悬浮生物体装置的第二管道;所述塘体深5~6m。
所述出水区的水面种植有用以形成浮动生物滤床的水生植物。
所述悬浮生物体装置包含若干网状箱体，每个所述网状箱体上均附着有用以生物降解、硝化的有机物，所述第二管道伸入网状箱体的内部;所述悬浮生物体装置经水泥块与塘体的底部固定连接。
所述防水布的顶部与设置在水面的浮力装置相连接;所述防水布由PE材料制成。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的养殖废水的综合处理方法实现污水C、N、P的有效去除，出水稳定达标，其中COD平均去除率能达到99%以上，氨氮去除率达到97%以上，总磷去除率高达99%以上，厌氧反应程度高，沼气产量大，能源回收利用率高，系统抗冲击能力强，运行稳定;
(2)本发明厌氧塘为地下式黑膜密封塘，受气温变化影响小，塘内温度稳定，产气效率高，气量大，塘体容积大，抗冲击能力强，运行稳定，自带大容积储气空间，能够保证沼气发电机长时间的持续发电作业，提高能源回收利用率，工程投资仅为目前常用厌氧处理工艺的2/3左右;
(3)本发明所用的废水处理剂具有很强的废水净化功能，一方面通过吸附、架桥、交联等作用，促使废水中胶粒快速凝聚沉淀，另一方面能起到类似过滤器和分子筛的作用，达到废水净化效果;
(4)本发明的生态塘处理方法投资低、运行费用少、操作运行简单、系统运行稳定、建设时间短、无恶臭等特点，具有污染不转移、减排有保证、生态全覆盖、生物全处理的基本特征，实现了污水、污泥、污物完全处理