公布日：2023.11.10
申请日：2023.09.06
分类号：C02F9/00(2023.01)I;B01J20/14(2006.01)I;B01J20/30(2006.01)I;C02F3/12(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/
50(2023.01)N;C02F1/38(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/
38(2006.01)N;C02F103/20(2006.01)N
摘要
本发明公开一种畜牧养殖污水净化处理工艺，属于环保技术领域。本发明净化处理工艺包括固液分离、酸碱调节、发酵处理、絮凝处理、固液分离、消毒等步骤。首先初步过滤去除畜牧养殖废水中的悬浮固体物质，其次加入复合微生物菌剂进行混合发酵，两种菌等比例混合后，两者共生协作，相互促进，实现水中氨氮等主要污染物的初步净化；经过发酵处理后的污水后续使用复合絮凝剂进行进一步的处理，实现污水中污染物的高效吸附和固定；最后进行二次固液分离和消毒处理，彻底净化污水，本发明整个处理过程处理效率高，人工成本低，且对环境友好，不会造成二次污染。
权利要求书
1.一种畜牧养殖污水净化处理工艺，其特征在于，包括以下处理步骤：(1)固液分离；将污水进行初步过滤，去除污水中的固体悬浮物质，得到初滤液；(2)酸碱调节：利用碱液，将初滤液的pH调节到6.8-7.2后，将待处理的污水引至絮凝池；(3)发酵处理：在絮凝池中加入生物发酵剂，进行发酵，得到发酵液；(4)絮凝处理：发酵完成后，在发酵液中，按照固液比10-20g/吨，加入复合絮凝吸附剂，絮凝吸附处理的处理时间为30-60min，处理的过程中进行持续搅拌；(5)固液分离：絮凝处理后的废水通过连续离心机进行固液分离，得固形物和分离液，分离液排出至集水池；(6)消毒：利用紫外线或者臭氧对分离液进行最后的消毒处理即可；步骤（3）生物发酵剂的加入量为100-300mL/m3，发酵时间为24-36h；所述生物发酵剂的制备方法为：将枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）、谷关假单胞菌（Pseudomonasguguanensis）两种菌株活化后分别接种到LB培养基中，在200r/min，30℃恒温震荡培养24h，4000r/min的条件下离心5min，弃去上清液，收集菌体加入磷酸盐缓冲液，使悬浮液的菌体浓度达到2×109CFU/mL，得到菌悬液，再将两种菌的菌悬液按照体积比1:1混合，得到生物发酵剂；所述枯草芽孢杆菌购自中国普通微生物保藏管理中心，保藏编号为CGMCC1.8955；所述谷关假单胞菌购自中国普通微生物保藏管理中心，保藏编号为CGMCC1.15627；所述复合絮凝吸附剂的组成为：聚合硫酸铁8-10份、聚合硫酸铝4-6份、聚丙烯酰胺8-10份、改性硅藻土4-8份、海藻酸钠1-3份；所述改性硅藻土的制备方法为：(1)将天然硅藻土去除杂质，破碎过200目筛后置于马弗炉中煅烧2h，冷却后按固液比100g：1L用质量浓度为25%硫酸溶液酸浸6h，水洗至pH为中性，得到预处理硅藻土；(2)将预处理硅藻土依次浸泡于质量浓度为3-5%、10-12%、20-22%的纳米硅溶胶溶液中，浸泡时间均为1h，浸泡完成后充分干燥，得到改性硅藻土。
2.根据权利要求1所述畜牧养殖污水净化处理工艺，其特征在于，步骤（2）所述碱液为氢氧化钠溶液和/或者氢氧化钾溶液，摩尔浓度为1-3mol/L。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种新型的畜牧养殖污水净化处理工艺，以生物处理和化学吸附相结合的方式，实现畜牧养殖污水中污染物的高效净化。
为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：
一种畜牧养殖污水净化处理工艺，包括以下处理步骤：
(1)固液分离；将污水进行初步过滤，去除污水中的固体悬浮物质，得到初滤液；
(2)酸碱调节：利用碱液，将初滤液的pH调节到6.8-7.2后，将待处理的污水引至絮说 明 书1/9页3CN117023899B3凝池；
(3)发酵处理：在絮凝池中加入生物发酵剂，进行发酵，得到发酵液；
(4)絮凝处理：发酵完成后，在发酵液中，按照固液比10-20g/吨，加入复合絮凝吸附剂，絮凝吸附处理的处理时间为30-60min，处理的过程中进行持续搅拌；
(5)固液分离：絮凝处理后的废水通过连续离心机进行固液分离，得固形物和分离液，分离液排出至集水池；
(6)消毒：利用紫外线或者臭氧对分离液进行最后的消毒处理即可。
进一步的，步骤(2)所述碱液为氢氧化钠溶液和/或者氢氧化钾溶液，摩尔浓度为1-3mol/L。
进一步的，步骤(3)生物发酵剂的加入量为100-300mL/m3，发酵时间为24-36h；所述生物发酵剂的制备方法为：将枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、谷关假单胞菌(Pseudomonasguguanensis)两种菌株活化后分别接种到LB培养基中，在200r/min，30℃恒温震荡培养24h，4000r/min的条件下离心5min，弃去上清液，收集菌体加入磷酸盐缓冲液，使悬浮液的菌体浓度达到2×109CFU/mL，得到菌悬液，再将两种菌的菌悬液按照体积比1:1混合，得到生物发酵剂。
LB培养基的组成为：酵母浸粉5g，胰蛋白胨10g，氯化钠10g，蒸馏水1000mL，pH调至7.0；并蒸汽高温121℃灭菌20min。
更进一步的，所述枯草芽孢杆菌购自中国普通微生物保藏管理中心，保藏编号为CGMCC1.8955，原始保藏日期为2009年2月26日；所述谷关假单胞菌购自中国普通微生物保藏管理中心，保藏编号为CGMCC1.15627，原始保藏日期为2015年2月25日。
本发明涉及的两种菌种均可通过中国普通微生物保藏管理中心中的订购流程开放购买。
进一步的，所述复合絮凝吸附剂的组成为：聚合硫酸铁8-10份、聚合硫酸铝4-6份、聚丙烯酰胺8-10份、改性硅藻土4-8份、海藻酸钠1-3份。
更进一步的，所述改性硅藻土的制备方法为：
(1)将天然硅藻土去除杂质，破碎过200目筛后置于马弗炉中煅烧2h，冷却后按固液比100g：1L用质量浓度为25％硫酸溶液酸浸6h，水洗至pH为中性，得到预处理硅藻土；
(2)将预处理硅藻土依次浸泡于质量浓度为3-5％、10-12％、20-22％的纳米硅溶胶溶液中，浸泡时间均为1h，浸泡完成后充分干燥，得到改性硅藻土。
所述纳米硅溶胶的平均粒径不超过1μm即可。
有益效果
(1)首先初步过滤去除畜牧养殖废水中的悬浮固体物质，并调节体系pH为中性。其次加入复合微生物菌剂进行混合发酵，所选枯草芽孢杆菌可利用水体中的有机物进行光合作用，降低水体中的COD和N、P含量，而谷关假单胞菌除了降解COD和N、P外，其分泌的聚合物类物质，通常由多糖类物质、蛋白质以及脂质类物质组成，分子中含有大量吸附活性基团，能够对污水中的重金属离子产生较好的吸附作用，两种菌等比例混合后，两者共生协作，相互促进，不仅集合了单菌的功能，而且增加了菌种间的协同共生作用，还可以稳定水体的pH，提高水体的溶氧量及透明度；
(2)经过发酵处理后的污水后续使用复合絮凝剂进行进一步的处理，添加的聚合硫酸铁、聚合硫酸铝共同与形成的絮凝体协同对废水的无机物和有机物进行吸附沉降，增强絮凝作用；同时添加改性硅藻土，利用改性的硅藻土对水中污染物进行高效的吸附和固定。但是硅藻土虽然具有比表面积大、高空隙度、强吸附性、化学稳定性高、价格低廉等特点，但天然硅藻土的吸附性能不佳，需要通过改性与负载其他材料来进一步提高吸附性能。因此本发明手段通过酸蚀去除天然硅藻土的表面杂质并打开硅藻土表面和内部空隙，其次通过由低浓度到高浓度的硅溶胶处理对硅藻土进行处理，纳米级别的硅溶胶具有极高的吸附性和催化作用，可以充分吸附于硅藻土表面及内部孔道表面，一方面增加了硅藻土的吸附活性，另一方面可以起到支撑作用，增加强度，最终实现污水中污染物的高效吸附和固定；
(3)最后进行二次固液分离和消毒处理，彻底净化污水，本发明整个处理过程处理效率高，人工成本低，且对环境友好，不会造成二次污染。
（发明人：巩立书;刘建华;王涛;安昊;张明凤）