申请日2018.12.03
公开(公告)日2019.02.01
IPC分类号C02F9/04; C02F9/14; C02F103/20; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种猪废水处理用固液分离装置及分离方法，该一种猪废水处理用固液分离装置包括固液分离室和带有搅拌装置的重金属吸附室，重金属吸附室的出口和固液分离室的入口通过带有阀门的连通管连接;所述重金属吸附室内放置有用于漂浮在重金属吸附室内液面上的秸秆，秸秆上涂覆有一层重金属吸附剂;所述固液分离室内从上到下依次设有初级过滤筒、药液处理室和二级过滤筒，所述药液处理室内放置有絮凝剂，具有降低分离出的固体中的重金属含量的优点。
权利要求书
1.一种猪废水处理用固液分离装置，其特征在于，包括固液分离室和带有搅拌装置的重金属吸附室，重金属吸附室的出口和固液分离室的入口通过带有阀门的连通管连接;所述重金属吸附室内放置有用于漂浮在重金属吸附室内液面上的秸秆，秸秆上涂覆有一层重金属吸附剂;所述固液分离室内从上到下依次设有初级过滤筒、药液处理室和二级过滤筒，所述药液处理室内放置有絮凝剂。
2.一种猪废水处理用固液分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)废水经管路流入重金属吸附室内，在搅拌条件下，废水和涂覆有重金属吸附剂的秸秆接触反应;停止搅拌并在静置后去掉漂浮在液面上或悬浮在液体中的秸秆，开启重金属吸附室和固液分离室之间的连通管上的阀门，将处理后的废水引入初级过滤筒内;
(2)废水在初级过滤筒内进行初次固液分离，少量液体和部分固体滞留在初级过滤筒内，大量液体和部分固体进入药液处理室内;进入药液处理室内的固液混合物和絮凝剂接触反应，固体沉降增加，固液混合物进入二级过滤筒后进行二次固液分离。
3.根据权利要求2所述的一种猪废水处理用固液分离方法，其特征在于，废水处理时，待处理废水和重金属吸附剂的质量比为100:0.1~0.2;涂覆有重金属吸附剂的秸秆的制备方法为：将重金属吸附剂、碳酸钙、三乙胺、聚甲基丙烯酸羟乙酯、环烷油、乙醇和水按质量比为1:2~3:0.5~0.6:1.5~2.0:2~3:8~10:20~25混合，得到乳液，将乳液涂覆在干燥并切成杆状的秸秆上，烘干，即得;所述重金属吸附剂选用EDTA二钠。
4.根据权利要求3所述的一种猪废水处理用固液分离方法，其特征在于，废水处理时，待处理废水和絮凝剂的质量比为100:0.1~0.2;所述絮凝剂选用活性氧化铝、环糊精、柠檬酸和氯化钠，活性氧化铝、环糊精、柠檬酸和氯化钠的质量比为1:0.1~0.2:0.04~0.05:0.01~0.02。
5.根据权利要求4所述的一种猪废水处理用固液分离方法，其特征在于，通过步骤(1)和(2)处理后的废水依次通过厌氧处理、好氧处理和生物接触氧化法处理进行处理;
厌氧处理时，温度控制在25~30℃，pH控制在6.8~7.1，溶解氧控制在0.08~0.20mg/l，MLVSS控制在4~5g/l，投放有有效池容0.5~0.6%的厌氧微生物和有效池容20~25%的颗粒污泥;
好氧处理时，温度控制在25~30℃，pH控制在6.8~7.1，溶解氧控制在4~5mg/l，MLVSS控制在4~5g/l，投放有有效池容0.5~0.6%的好氧微生物、有效池容28~30%的污泥;
生物接触氧化法处理时，温度控制在25~30℃，pH控制在6.8~7.1，溶解氧控制在8~10mg/l。
说明书
一种猪废水处理用固液分离装置及分离方法
技术领域
本发明涉及一种猪废水处理用固液分离装置及分离方法。
背景技术
由于近年来畜禽养殖业的发展，集约化、规模化畜禽养殖业迅速崛起，已使畜禽养殖污染成为不容忽视的问题。虽然我国集约化畜禽养殖业起步较晚，但发展迅猛，很短时间已达到相当规模，并呈高速发展趋势，畜禽养殖场排放的大量粪尿与废水已成为许多城市和农村的新兴污染源。特别是规模化养猪场，由于废水排放量大，有机质浓度高、含氮量高等特点，如果得不到有效处理，会对我国城市环境、饮用水源、农业生态产生直接威胁和危害。国内外对猪场废水已进行大量的研究，开发经济、高效的猪场废水处理技术是目前研究热点。
猪场废水含有大量的固体悬浮物，它是COD 的主要来源之一，一般通过格栅等物理分离的手段进行固液分离，分离出的干粪可出售或生产有机肥。研究发现，在废水处理过程中，废水中的重金属处理后，废水中的重金属含量下降，但分离出的固体中仍含有相当的重金属，不利于分离出的固体的二次利用。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种猪废水处理用固液分离装置，具有降低分离出的固体中的重金属含量的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种猪废水处理用固液分离装置，包括固液分离室和带有搅拌装置的重金属吸附室，重金属吸附室的出口和固液分离室的入口通过带有阀门的连通管连接;所述重金属吸附室内放置有用于漂浮在重金属吸附室内液面上的秸秆，秸秆上涂覆有一层重金属吸附剂;所述固液分离室内从上到下依次设有初级过滤筒、药液处理室和二级过滤筒，所述药液处理室内放置有絮凝剂。
本发明的第二目的是提供一种猪废水处理用固液分离方法。
一种猪废水处理用固液分离方法，包括以下步骤：
(1)废水经管路流入重金属吸附室内，在搅拌条件下，废水和涂覆有重金属吸附剂的秸秆接触反应;停止搅拌并在静置后去掉漂浮在液面上或悬浮在液体中的秸秆，开启重金属吸附室和固液分离室之间的连通管上的阀门，将处理后的废水引入初级过滤筒内;
(2)废水在初级过滤筒内进行初次固液分离，少量液体和部分固体滞留在初级过滤筒内，大量液体和部分固体进入药液处理室内;进入药液处理室内的固液混合物和絮凝剂接触反应，固体沉降增加，固液混合物进入二级过滤筒后进行二次固液分离。
进一步优选为：废水处理时，待处理废水和重金属吸附剂的质量比为100:0.1~0.2;涂覆有重金属吸附剂的秸秆的制备方法为：将重金属吸附剂、碳酸钙、三乙胺、聚甲基丙烯酸羟乙酯、环烷油、乙醇和水按质量比为1:2~3:0.5~0.6:1.5~2.0:2~3:8~10:20~25混合，得到乳液，将乳液涂覆在干燥并切成杆状的秸秆上，烘干，即得;所述重金属吸附剂选用EDTA二钠。
采用上述技术方案，乳液在秸秆上的结合力强，在水中不易崩解，有利于重金属吸附处理;同时三乙胺、聚甲基丙烯酸羟乙酯和环烷油的综合环境有利于增加重金属离子和重金属吸附剂反应生成的重金属沉淀物与秸秆之间的结合力较大，可减少处理过程中重金属沉淀物沉降的可能性。
进一步优选为：废水处理时，待处理废水和絮凝剂的质量比为100:0.1~0.2;所述絮凝剂选用活性氧化铝、环糊精、柠檬酸和氯化钠，活性氧化铝、环糊精、柠檬酸和氯化钠的质量比为1:0.1~0.2:0.04~0.05:0.01~0.02。
进一步优选为：通过步骤(1)和(2)处理后的废水依次通过厌氧处理、好氧处理和生物接触氧化法处理进行处理;
厌氧处理时，温度控制在25~30℃，pH控制在6.8~7.1，溶解氧控制在0.08~0.20mg/l，MLVSS控制在4~5g/l，投放有有效池容0.5~0.6%的厌氧微生物和有效池容20~25%的颗粒污泥;
好氧处理时，温度控制在25~30℃，pH控制在6.8~7.1，溶解氧控制在4~5mg/l，MLVSS控制在4~5g/l，投放有有效池容0.5~0.6%的好氧微生物、有效池容28~30%的污泥;
生物接触氧化法处理时，温度控制在25~30℃，pH控制在6.8~7.1，溶解氧控制在8~10mg/l。
综上所述，本发明具有以下有益效果：利用涂覆有重金属吸附剂的秸秆对废水进行处理，废水中的重金属离子和重金属吸附剂反应生成重金属沉淀物，该沉淀物被吸附在比表面积大的秸秆上，且在三乙胺、聚甲基丙烯酸羟乙酯和环烷油粘附下该结合力较大，可减少重金属沉淀物沉降的可能性，因此重金属沉淀物随秸秆漂浮在液面上或悬浮在液面中，在除去秸秆时，重金属沉淀物随之除去，因此在固液混合物中重金属含量少，减少固液分离得到的液体和固体中的重金属含量，分离出的干物质可制成无重金属污染的有机复合肥;
分离出的液体，通过絮凝剂处理，利用其与液体中凝胶、乳液之间的静电吸附、化学键互相吸引作用，进一步沉降液体中的微小颗粒，使分离出的液体的TSS、COD下降明显，可减轻后期处理的负荷;在后期使用厌氧处理、好氧处理和接触氧化结合，进一步降低废水中的COD、氨氮和总氮。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。
实施例1：一种猪废水处理用固液分离装置，包括固液分离室和带有搅拌装置的重金属吸附室，重金属吸附室的出口和固液分离室的入口通过带有阀门的连通管连接。固液分离室内从上到下依次设有初级过滤筒、药液处理室和二级过滤筒。
一种猪废水处理用固液分离方法，包括以下步骤：
(1)废水经管路流入重金属吸附室内，在搅拌条件下，废水和涂覆有重金属吸附剂的秸秆接触反应;停止搅拌并在静置后去掉漂浮在液面上或悬浮在液体中的秸秆，开启重金属吸附室和固液分离室之间的连通管上的阀门，将处理后的废水引入初级过滤筒内;
废水处理时，待处理废水和重金属吸附剂的质量比为100:0.1;涂覆有重金属吸附剂的秸秆的制备方法为：将重金属吸附剂、碳酸钙、三乙胺、聚甲基丙烯酸羟乙酯、环烷油、乙醇和水按质量比为1:2:0.5:1.5:2:8:20混合，得到乳液，将乳液涂覆在干燥并切成杆状的秸秆上，烘干，即得;重金属吸附剂选用EDTA二钠;
(2)废水在初级过滤筒内进行初次固液分离，少量液体和部分固体滞留在初级过滤筒内，大量液体和部分固体进入药液处理室内;进入药液处理室内的固液混合物和絮凝剂接触反应，固体沉降增加，固液混合物进入二级过滤筒后进行二次固液分离;
废水处理时，待处理废水和絮凝剂的质量比为100:0.1;絮凝剂选用活性氧化铝、环糊精、柠檬酸和氯化钠，活性氧化铝、环糊精、柠檬酸和氯化钠的质量比为1:0.1:0.04:0.01;
(3)通过步骤(1)和(2)处理后的废水依次通过厌氧处理、好氧处理和生物接触氧化法处理进行处理;
厌氧处理时，温度控制在25℃，pH控制在6.8，溶解氧控制在0.08mg/l，MLVSS控制在4g/l，投放有有效池容0.5%的厌氧微生物和有效池容20%的颗粒污泥;好氧处理时，温度控制在25℃，pH控制在6.8，溶解氧控制在4mg/l，MLVSS控制在4g/l，投放有有效池容0.5%的好氧微生物、有效池容28%的污泥;生物接触氧化法处理时，温度控制在25℃，pH控制在6.8，溶解氧控制在8mg/l。
实施例2：一种猪废水处理用固液分离装置，包括固液分离室和带有搅拌装置的重金属吸附室，重金属吸附室的出口和固液分离室的入口通过带有阀门的连通管连接。固液分离室内从上到下依次设有初级过滤筒、药液处理室和二级过滤筒。
一种猪废水处理用固液分离方法，包括以下步骤：
(1)废水经管路流入重金属吸附室内，在搅拌条件下，废水和涂覆有重金属吸附剂的秸秆接触反应;停止搅拌并在静置后去掉漂浮在液面上或悬浮在液体中的秸秆，开启重金属吸附室和固液分离室之间的连通管上的阀门，将处理后的废水引入初级过滤筒内;
废水处理时，待处理废水和重金属吸附剂的质量比为100:0.2;涂覆有重金属吸附剂的秸秆的制备方法为：将重金属吸附剂、碳酸钙、三乙胺、聚甲基丙烯酸羟乙酯、环烷油、乙醇和水按质量比为1:3:0.6:2.0:3:10:25混合，得到乳液，将乳液涂覆在干燥并切成杆状的秸秆上，烘干，即得;重金属吸附剂选用EDTA二钠;
(2)废水在初级过滤筒内进行初次固液分离，少量液体和部分固体滞留在初级过滤筒内，大量液体和部分固体进入药液处理室内;进入药液处理室内的固液混合物和絮凝剂接触反应，固体沉降增加，固液混合物进入二级过滤筒后进行二次固液分离;
废水处理时，待处理废水和絮凝剂的质量比为100:0.2;絮凝剂选用活性氧化铝、环糊精、柠檬酸和氯化钠，活性氧化铝、环糊精、柠檬酸和氯化钠的质量比为1:0.2:0.05:0.02;
(3)通过步骤(1)和(2)处理后的废水依次通过厌氧处理、好氧处理和生物接触氧化法处理进行处理;
厌氧处理时，温度控制在30℃，pH控制在7.1，溶解氧控制在0.20mg/l，MLVSS控制在5g/l，投放有有效池容0.6%的厌氧微生物和有效池容25%的颗粒污泥;
好氧处理时，温度控制在30℃，pH控制在7.1，溶解氧控制在5mg/l，MLVSS控制在5g/l，投放有有效池容0.6%的好氧微生物、有效池容30%的污泥;
生物接触氧化法处理时，温度控制在30℃，pH控制在7.1，溶解氧控制在10mg/l。
对比实施例1：一种猪废水处理用固液分离方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(1)中，涂覆有重金属吸附剂的秸秆用重金属吸附剂和秸秆的混合物替代：废水处理时，重金属吸附剂溶解在废水中，秸秆漂浮在水面上。
对比实施例2：一种猪废水处理用固液分离方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(1)中，涂覆有重金属吸附剂的秸秆的制备方法为：将重金属吸附剂和水按质量比为1:20混合，得到乳液，将乳液涂覆在干燥并切成杆状的秸秆上，烘干，即得。
对比实施例3：一种猪废水处理用固液分离方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中，絮凝剂选用活性氧化铝。
对比实施例4：一种猪废水处理用固液分离方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中，絮凝剂选用环糊精。
对比实施例5：一种猪废水处理用固液分离方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中，絮凝剂选用活性氧化铝和环糊精，活性氧化铝和环糊精的质量比为1:0.1。
性能测试
以同批次的原废水(原水CODcr3200mg/L、氨氮170mg/L、总氮300mg/L、总镉1.252mg/L、总砷12.31mg/L、总铅5.9mg/L)为待处理废水，分别按实施例1-2以及对比实施例1-2的方法进行处理(每次测试以1吨废水为处理对象)，测试处理前后的废水的CODcr、氨氮、总氮以及分别在步骤(2)中初次固液和二次固液分离得到的固体(以干重计)中总镉、总砷和总铅。
以同批次的原废水(原水CODcr3200mg/L、氨氮170mg/L、总氮300mg/L、总镉1.252mg/L、总砷12.31mg/L、总铅5.9mg/L)为待处理废水，分别按对比实施例3-5的方法进行处理(每次测试以1吨废水为处理对象)，测试处理前后的废水的CODcr、氨氮、总氮。
平行试验5次，取平均值。测试结果如表1和表2所示。
表1显示：经实施例1-2或对比实施例1-5处理后，废水中的CODcr、氨氮和总氮均有明显下降，CODCr、氨氮和总氮的去除率均分别不低于98%、94%和93%，均优于排放标准;其中经实施例1-2处理后的废水的CODCr、氨氮和总氮的去除率均分别不低于99%、97%和98%，为最佳实施例。