公布日：2024.06.04
申请日：2024.03.08
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)I;C02F1/56(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C02F103/20(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种专用于小规模养牛场污水的联合预处理工艺。该工艺包括：取养牛场污水检测并调配获得养牛污水；取海带泡发污水检测并调配获得海带污水；向养牛污水中加入絮凝剂FeCl3溶液，再加入NaOH溶液，进行絮凝反应；加入海带污水进行初步助凝反应；加入阳离子聚丙烯酰胺溶液进行助凝反应；将所得混合液经层式过滤器过滤，分离出污水和污泥，以备后道工序分别处理。本发明利用海带泡发污水进行联合预处理，不仅能有效去除养牛污水中的悬浮物并大幅降低COD，还能有效减少助凝剂用量，同时能将两种污水一并进行预处理，利于提高环保效益。
权利要求书
1.一种专用于小规模养牛场污水的联合预处理工艺，其特征是，包括以下步骤：第一步、取养牛场污水并检测其COD浓度和悬浮物浓度，通过调配使污水的COD浓度为9500～21000mg/L，且悬浮物浓度为4000～12000mg/L；所得污水记作养牛污水，以备后续处理；第二步、取海带泡发污水并检测其COD浓度和悬浮物浓度，通过调配使污水的COD浓度为800～1700mg/L，且悬浮物浓度为20～70mg/L；所得污水记作海带污水，以备后续处理；第三步、取第一步所得养牛污水，在搅拌条件下，向养牛污水中先逐步加入絮凝剂FeCl3溶液，再逐步加入NaOH溶液，进行絮凝反应；所得混合液pH为7.2±0.1；在所得混合液中，絮体边界清晰，絮体间隙水清澈透明；第四步、取第二步所得海带污水，在搅拌条件下，向第三步所得混合液中逐步加入海带污水进行初步助凝反应，使所得混合液中的絮体当量粒径达到0.8～1.5mm；第五步、在搅拌条件下，向第四步所得混合液中逐步加入阳离子聚丙烯酰胺溶液进行助凝反应，使所得混合液中的絮体当量粒径达到4～6mm；第六步、采用具有多层滤袋的层式过滤器，且其滤袋由单丝滤布制成；将第五步所得混合液经层式过滤器过滤，分离出污水和污泥，以备后道工序分别处理。
2.根据权利要求1所述的一种专用于小规模养牛场污水的联合预处理工艺，其特征是，第一步中，针对养牛场污水的调配方式为：对于浓度过高的目标养牛场污水，向其中加入浓度低的养牛场污水和/或自来水；其中，浓度过高指COD浓度大于21000mg/L和/或悬浮物浓度大于12000mg/L，浓度低指COD浓度和/或悬浮物浓度小于目标养牛场污水；对于浓度过低的养牛场污水，向其中加入浓度高的养牛场污水；其中，浓度过低指COD浓度小于9500mg/L和/或悬浮物浓度小于4000mg/L，浓度高指COD浓度和/或悬浮物浓度大于目标养牛场污水。
3.根据权利要求2所述的一种专用于小规模养牛场污水的联合预处理工艺，其特征是，第二步中，针对海带泡发污水的调配方式为：对于浓度过高的目标海带泡发污水，向其中加入浓度低的海带泡发污水和/或自来水；其中，浓度过高指COD浓度大于1700mg/L和/或悬浮物浓度大于70mg/L，浓度低指COD浓度和/或悬浮物浓度小于目标海带泡发污水；对于浓度过低的海带泡发污水，向其中加入浓度高的海带泡发污水；其中，浓度过低指COD浓度小于800mg/L和/或悬浮物浓度小于20mg/L，浓度高指COD浓度和/或悬浮物浓度大于目标海带泡发污水。
4.根据权利要求3所述的一种专用于小规模养牛场污水的联合预处理工艺，其特征是，第三步中，养牛污水中悬浮物质量与加入絮凝剂所含FeCl3质量的比例为4:1～18:1；FeCl3溶液的质量浓度为10±0.5％；NaOH溶液的的质量浓度为10±0.5％。
5.根据权利要求4所述的一种专用于小规模养牛场污水的联合预处理工艺，其特征是，第四步中，养牛污水与海带污水的体积比为2:1～4:1。
6.根据权利要求5所述的一种专用于小规模养牛场污水的联合预处理工艺，其特征是，第五步中，第四步所得混合液与阳离子聚丙烯酰胺溶液的体积比为15:1～40:1；所述阳离子聚丙烯酰胺溶液的质量浓度为0.1±0.01％；所述阳离子聚丙烯酰胺的分子量为1000万±100万。
7.根据权利要求6所述的一种专用于小规模养牛场污水的联合预处理工艺，其特征是，在第二步调配得到海带污水后，在1小时内完成第三步至第六步的处理，并在之后的3小时内完成对过滤器内污泥的清除和滤袋的清洗。
8.根据权利要求1至7任一项所述的一种专用于小规模养牛场污水的联合预处理工艺，其特征是，第六步中，层式过滤器具有顶部开口的池体，池体内部包括经隔断分隔形成且彼此隔离的进水蓄水区和出水蓄水区；进水蓄水区的顶部设有进水管，进水管上设有用于控制进水管通断的电磁阀、以及用于调节进水水量大小的进水量调节阀；出水蓄水区设有出水软管，出水软管的进水口竖直向上布置且其周围固定有浮筒，使进水口漂浮在出水蓄水区内液体的液面且与该液体保持连通；出水软管穿过出水蓄水区的下部侧壁并与侧壁密封连接，出水软管的出水口位于池体外且与外界连通；出水软管上设有用于调节出水水量大小的出水量调节阀；在池体的出水蓄水区内横向布置有至少一层滤袋，滤袋由单丝滤布制成；滤袋的一端设有进水口，该进水口经过渡管与进水总管的出水端连通，进水总管穿过隔断并与隔断密封连接，进水总管的进水端固定于进水蓄水区的下部；隔断底部设有压差计，用于计量进水蓄水区和出水蓄水区的液位差。
9.根据权利要求8所述的一种专用于小规模养牛场污水的联合预处理工艺，其特征是，在过滤时，当液位差大于第一设定值时关闭电磁阀以停止进水，当液位差小于第二设定值时打开电磁阀以开启进水；当滤饼厚度达到或接近厚度限定值时，通过控制进水量调节阀逐渐调小进水水量，同时通过控制出水量调节阀，使液位差始终小于第一设定值，直至进水完全停止；当进水完全停止，且出水蓄水区的最低处水位低于所有滤袋最低处的垂直距离超过第三设定值时，将所有滤袋保持继续将水滤出，并流至出水蓄水区的最低处，由出水软管继续排水，直至滤袋无水滤出。
10.根据权利要求9所述的一种专用于小规模养牛场污水的联合预处理工艺，其特征是，滤袋最低处与出水蓄水区的底部之间形成高低差，且该高低差大于第三设定值；滤袋的上方和/或下方设有透水的助滤板；滤袋还设有水封式拉链，用于排泥和/或滤袋清洗；出水蓄水区内还设有滤袋定位件；当单丝滤布的目数为150目-250目时，第一设定值为20±1mm，第二设定值为14±1mm，且平均液位差控制在15±1mm；第三设定值为至少20mm；厚度限定值为8±1mm。
发明内容
本发明的主要目的是：克服现有技术存在的问题，提出一种专用于小规模养牛场污水的联合预处理工艺，通过利用海带泡发污水进行联合预处理，不仅能有效去除养牛场污水中的悬浮物并大幅降低COD，还能有效减少助凝剂用量，同时能将两种污水一并进行预处理，利于提高环保效益。
本发明解决以上技术问题的技术方案如下：
一种专用于小规模养牛场污水的联合预处理工艺，其特征是，包括以下步骤：
第一步、取养牛场污水并检测其COD浓度和悬浮物浓度，通过调配使污水的COD浓度为9500～21000mg/L，且悬浮物浓度为4000～12000mg/L；所得污水记作养牛污水，以备后续处理。
第二步、取海带泡发污水并检测其COD浓度和悬浮物浓度，通过调配使污水的COD浓度为800～1700mg/L，且悬浮物浓度为20～70mg/L；所得污水记作海带污水，以备后续处理。
第三步、取第一步所得养牛污水，在搅拌条件下，向养牛污水中先逐步加入絮凝剂FeCl3溶液，再逐步加入NaOH溶液，进行絮凝反应；所得混合液pH为7.2±0.1；在所得混合液中，絮体边界清晰，絮体间隙水清澈透明。
第四步、取第二步所得海带污水，在搅拌条件下，向第三步所得混合液中逐步加入海带污水进行初步助凝反应，使所得混合液中的絮体当量粒径达到0.8～1.5mm。
第五步、在搅拌条件下，向第四步所得混合液中逐步加入阳离子聚丙烯酰胺溶液进行助凝反应，使所得混合液中的絮体当量粒径达到4～6mm。
第六步、采用具有多层滤袋的层式过滤器，且其滤袋由单丝滤布制成；将第五步所得混合液经层式过滤器过滤，分离出污水和污泥，以备后道工序分别处理。
该工艺中引入海带污水进行联合预处理，能够有效去除养牛污水中的悬浮物，并大幅降低COD，能有效减少助凝剂用量；不仅能对养牛污水进行有效的预处理，同时还能将海带污水一并进行预处理，从而提高环保效益。
本发明进一步完善的技术方案如下：
优选地，第一步中，针对养牛场污水的调配方式为：对于浓度过高(指COD浓度大于21000mg/L和/或悬浮物浓度大于12000mg/L)的目标养牛场污水，向其中加入浓度低(指COD浓度和/或悬浮物浓度小于目标养牛场污水)的养牛场污水和/或自来水；对于浓度过低(指COD浓度小于9500mg/L和/或悬浮物浓度小于4000mg/L)的养牛场污水，向其中加入浓度高(指COD浓度和/或悬浮物浓度大于目标养牛场污水)的养牛场污水。
优选地，第二步中，针对海带泡发污水的调配方式为：对于浓度过高(指COD浓度大于1700mg/L和/或悬浮物浓度大于70mg/L)的目标海带泡发污水，向其中加入浓度低(指COD浓度和/或悬浮物浓度小于目标海带泡发污水)的海带泡发污水和/或自来水；对于浓度过低(指COD浓度小于800mg/L和/或悬浮物浓度小于20mg/L)的海带泡发污水，向其中加入浓度高(指COD浓度和/或悬浮物浓度大于目标海带泡发污水)的海带泡发污水。
优选地，第三步中，养牛污水中悬浮物质量与加入絮凝剂所含FeCl3质量的比例为4:1～18:1；FeCl3溶液的质量浓度为10±0.5％；NaOH溶液的的质量浓度为10±0.5％。
关于质量浓度的举例说明：例如，质量浓度为10％是指每毫升溶液含有溶质0.1g，以此类推。
优选地，第四步中，养牛污水与海带污水的体积比为2:1～4:1。
优选地，第五步中，第四步所得混合液与阳离子聚丙烯酰胺溶液的体积比为15:1～40:1；所述阳离子聚丙烯酰胺溶液的质量浓度为0.1±0.01％；所述阳离子聚丙烯酰胺的分子量为1000万±100万。
优选地，在第二步调配得到海带污水后，在1小时内完成第三步至第六步的处理，并在之后的3小时内完成对过滤器内污泥的清除和滤袋的清洗。这样可避免出现海带污水和污泥腐败发臭及污泥解体的问题。
优选地，第六步中，层式过滤器具有顶部开口的池体，池体内部包括经隔断分隔形成且彼此隔离的进水蓄水区和出水蓄水区；进水蓄水区的顶部设有进水管，进水管上设有用于控制进水管通断的电磁阀、以及用于调节进水水量大小的进水量调节阀；出水蓄水区设有出水软管，出水软管的进水口竖直向上布置且其周围固定有浮筒，使进水口漂浮在出水蓄水区内液体的液面且与该液体保持连通；出水软管穿过出水蓄水区的下部侧壁并与侧壁密封连接，出水软管的出水口位于池体外且与外界连通；出水软管上设有用于调节出水水量大小的出水量调节阀。
在池体的出水蓄水区内横向布置有至少一层滤袋，滤袋由单丝滤布制成；滤袋的一端设有进水口，该进水口经过渡管与进水总管的出水端连通，进水总管穿过隔断并与隔断密封连接，进水总管的进水端固定于进水蓄水区的下部；隔断底部设有压差计，用于计量进水蓄水区和出水蓄水区的液位差。
更优选地，在过滤时，当液位差大于第一设定值时关闭电磁阀以停止进水，当液位差小于第二设定值时打开电磁阀以开启进水。
当滤饼厚度达到或接近厚度限定值时，通过控制进水量调节阀逐渐调小进水水量，同时通过控制出水量调节阀，使液位差始终小于第一设定值，直至进水完全停止；当进水完全停止，且出水蓄水区的最低处水位低于所有滤袋最低处的垂直距离超过第三设定值时，将所有滤袋保持继续将水滤出，并流至出水蓄水区的最低处，由出水软管继续排水，直至滤袋无水滤出。
更优选地，滤袋最低处与出水蓄水区的底部之间形成高低差，且该高低差大于第三设定值；滤袋的上方和/或下方设有透水的助滤板；滤袋还设有水封式拉链，用于排泥和/或滤袋清洗；出水蓄水区内还设有滤袋定位件；当单丝滤布的目数为150目-250目时，第一设定值为20±1mm，第二设定值为14±1mm，且平均液位差控制在15±1mm；第三设定值为至少20mm；厚度限定值为8±1mm。
采用以上优选方案，可进一步完善工艺各步骤的具体技术特征。
与现有技术相比，本发明利用海带泡发污水进行联合预处理，不仅能有效去除养牛污水中的悬浮物并大幅降低COD，还能有效减少助凝剂用量，同时能将两种污水一并进行预处理，利于提高环保效益。
（发明人：陈元刚;于忠华;刘浩;薛东凡;吕婷;金辉）