公布日：2022.06.24
申请日：2022.05.06
分类号：C02F9/02(2006.01)I;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F103/20(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种牲畜养殖粪污水资源化利用及治理方法。它包括下述步骤：S1、将粪尿水收集池内收集的粪尿水进行干湿分离处理，得到S1清相和S1浓相；S2、将S1清相通过膜澄清过滤装置进行澄清过滤，得到S2清相和S2浓相；S2浓相返回步骤S1再次进行干湿分离；S3、将S2清相通过有机质富集浓缩膜装置进行10倍以上的富集浓缩，得到S3浓相和S3清相；S4、将S3浓相通过膜重金属分离装置进行重金属的分离，得到S4清相和S4浓相；S5、将S3清相通过氨氮富集浓缩膜装置进行水质净化，得到S5清相和S5浓相。本发明实现了养殖粪尿水的资源生态循环利用，避免了直接排放对空气和水源造成污染。
权利要求书
1.一种牲畜养殖粪污水资源化利用及治理方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、将粪尿水收集池内收集的粪尿水进行干湿分离处理，得到S1清相和S1浓相，S1浓相用于固态肥的生产原料；S2、将S1清相通过膜澄清过滤装置进行澄清过滤，得到S2清相和S2浓相；S2浓相返回步骤S1再次进行干湿分离；S3、将S2清相通过有机质富集浓缩膜装置进行10倍以上的富集浓缩，得到S3浓相和S3清相；S4、将S3浓相通过膜重金属分离装置进行重金属的分离，得到S4清相和S4浓相；S4清相用于还田改良土壤或者作为水溶性肥料的生产原料，S4浓相进入危废系统无害化处理；S5、将S3清相通过氨氮富集浓缩膜装置进行水质净化，得到的S5清相和S5浓相，S5清相用于农田灌溉或直接排放，S5浓相作为液体氮肥的生产原料。
2.根据权利要求1所述的牲畜养殖粪污水资源化利用及治理方法，其特征在于，所述步骤S1中，进行干湿分离处理采用的是干湿分离机进行干湿分离，进行干湿分离时采用的滤网的过滤精度为0.05mm-0.5mm；干湿分离处理是在常压、温度≤50℃进行。
3.根据权利要求1所述的牲畜养殖粪污水资源化利用及治理方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述膜澄清过滤装置采用微滤膜或超滤膜，过滤精度为0.01-0.3um；所述膜澄清过滤装置采用在线清洗方式，工作温度为10-60℃，工作压力≤6bar。
4.根据权利要求1所述的牲畜养殖粪污水资源化利用及治理方法，其特征在于，所述步骤S2中，得到的S2清相的浊度≤1NTU。
5.根据权利要求1所述的牲畜养殖粪污水资源化利用及治理方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述有机质富集浓缩膜装置采用反渗透膜装置或纳滤膜，截留分子量50Da-600Da,装置采用在线清洗方式，工作温度为10-60℃，工作压力≤80bar。
6.根据权利要求1所述的牲畜养殖粪污水资源化利用及治理方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述膜重金属分离装置采用分子截留量为100-1000Da的纳滤膜，装置采用在线清洗方式，工作温度为10-40℃，工作压力≤40bar。
7.根据权利要求1所述的牲畜养殖粪污水资源化利用及治理方法，其特征在于，纳滤膜的分子截留量为600-800Da。
8.根据权利要求1所述的牲畜养殖粪污水资源化利用及治理方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述氨氮富集浓缩膜装置采用高截留率反渗透膜，装置采用在线清洗方式，工作温度为10-40℃，工作压力≤40bar。
发明内容
本发明的目的在于提供一种牲畜养殖粪污水资源化利用及治理方法，以解决现有的养殖场，养殖废弃物一般都是直接外排，对空气和水源都造成了严重的污染的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种牲畜养殖粪污水资源化利用及治理方法，包括下述步骤：
S1、将粪尿水收集池内收集的粪尿水进行干湿分离处理，得到S1清相和S1浓相，S1浓相回用于固态肥的生产原料；干湿分离处理的目的是将粪尿水中的固形物分离，根据需要可连续运行或间断运行；
S2、将S1清相通过膜澄清过滤装置进行澄清过滤，得到S2清相和S2浓相；S2浓相返回步骤S1再次进行干湿分离；膜澄清过滤装置主要用于分离粪尿水中的悬浮杂质及微生物，为后续步骤S3的有机质富集浓缩膜装置提供符合进液条件的清液；
S3、将S2清相通过有机质富集浓缩膜装置进行10倍以上的富集浓缩，得到S3浓相和S3清相；S3浓相富集了S2清相中的-有机质、重金属等成分，S3清相中含有氨氮和少量低分子有机物；有机质富集浓缩膜装置主要用于浓缩有机质和重金属成分等；
S4、将S3浓相通过膜重金属分离装置进行重金属的分离，得到S4清相和S4浓相；S4清相是符合水溶性肥料相关重金属限量标准的富集液，可回用于还田改良土壤或者用于水溶性肥料的生产原料，S4浓相送入危废系统无害化处理；
S5、将S3清相通过氨氮富集浓缩膜装置进行水质净化，得到的S5清相和S5浓相，S5清相可达到DB51/2311-2016规模化畜禽养殖场污染物排放标准和GB5084-2021农田灌溉水质基本控制项目限制标准，可用于农田灌溉或直接排放；S5浓相作为液体氮肥的生产原料。
进一步的，所述步骤S1中，进行干湿分离处理采用的是干湿分离机进行干湿分离，进行干湿分离时采用的滤网的过滤精度为0.05mm-0.5mm；干湿分离处理是在常压、温度≤50℃进行；
进一步的，所述步骤S2中，所述膜澄清过滤装置为微滤膜系统或超滤膜系统，过滤精度为0.01-0.3um；所述膜澄清过滤装置采用在线清洗方式，工作温度为10-60℃，工作压力≤6bar。
进一步的，所述步骤S2中，得到的S2清相的浊度≤1NTU。
进一步的，所述步骤S3中，所述有机质富集浓缩膜装置采用耐高压反渗透有机质富集浓缩膜装置，采用在线清洗方式，工作温度为10-60℃，工作压力≤80bar。
进一步的，所述步骤S4中，所述膜重金属分离装置采用分子截留量为100-1000Da的纳滤膜，对重金属富集浓缩100倍以上，采用在线清洗方式，工作温度为10-40℃，工作压力≤40bar。
进一步的，纳滤膜的分子截留量为600-800Da。
进一步的，所述步骤S5中，所述氨氮富集浓缩膜装置采用高截留率反渗透膜，装置采用在线清洗方式，工作温度为10-40℃，工作压力≤40bar。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
(1)本发明提供的牲畜养殖粪污水资源化利用及治理方法，实现了养殖粪尿水的资源生态循环利用，实现了废弃物资源的再生利用；将粪尿水处理后，得到的S1浓相为粪渣，可回用作为固态肥的生产原料；得到的S4清相为富集液，可回用于还田改良土壤或者回用于水溶性肥料的生产原料；得到的S5清相为净化水，可用于农田灌溉或直接排放；S5浓相作为液体氮肥的生产原料。避免了直接排放对对空气和水源造成的严重污染。
(2)本发明提供的牲畜养殖粪污水资源化利用及治理方法，在步骤S3中通过有机质富集浓缩膜装置进行10倍以上的富集浓缩，相当于将沼液进行了10倍以上的浓缩，进而将步骤S4得到的富集液(可回用于还田改良土壤或者回用于水溶性肥料的生产原料)的运输体积至少减少了90％，大大减少了以养殖粪尿水发酵产沼气的项目大量沼液外运还田的运输费用。
(3)本发明提供的牲畜养殖粪污水资源化利用及治理方法，得到的S4浓相要进行危废无害化处理，但得到的S4浓相体积量小，大大减少了危废处理成本。
(4)本发明提供的牲畜养殖粪污水资源化利用及治理方法，经过步骤S4膜重金属分离装置进行重金属的分离处理后，得到的富集液具有低重金属、低抗生素、高有机质等特点，其回用于还田改良土壤或者回用于水溶性肥料的生产原料，是一种安全、有效的有机肥生产原料；
(5)本发明提供的牲畜养殖粪污水资源化利用及治理方法，解决了之前养殖场污水处理排放指标不稳定的问题，将粪尿水处理后，得到的净化水符合农灌回用或排放标准，可用于农田灌溉或直接排放。
（发明人：邱全国）