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畜禽养殖废水资源利用和再生循环利用方法

所属分类: 养殖废水处理 | 发布日期:2020-01-17 11:01:41

摘要   一种畜禽养殖废水的资源利用和再生循环利用方法,包括以下步骤:(1)厌氧消化产沼气;(2)除渣;(3)脱氨氮;(4)曝气生物滤池生化;(5)消毒;(6)有机肥制造。本发明基于基于厌氧技术、脱氮技术、BAF技术和消...

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摘要

  一种畜禽养殖废水的资源利用和再生循环利用方法,包括以下步骤:(1)厌氧消化产沼气;(2)除渣;(3)脱氨氮;(4)曝气生物滤池生化;(5)消毒;(6)有机肥制造。本发明基于基于厌氧技术、脱氮技术、BAF技术和消毒技术相结合,以畜禽养殖废水为资源,将其通过厌氧发酵处理,生产沼气,生产沼气后的废水再经固液分离,固态渣用于作为生产有机肥料的原料,生产有机肥料,废水再经过BAF技术和消毒后循环利用和达标排放,处理效果好、能耗低,综合利用资源同时具有经济效益。

权利要求书

  1.一种畜禽养殖废水的资源利用和处理方法,它包括以下步骤:

(1)厌氧消化产沼气

家畜废水通过厌氧槽到收集管,经过吸附厌氧池厌氧的,兼性菌,发酵,有机物为甲烷和二氧化碳产甲烷分解的作用下,改进的厌氧废水处理的B / C值,改进的生物降解性的;产生由气体收集装置收集的甲烷和二氧化碳气体;

(2)除渣

通过导管家畜废水通过网格到厌氧处理槽,浮在粗废水中除去和收集粪便分离残余物,以防止后续处理装置的堵塞,通过格栅流入废水处理槽调整槽,水质调整在池,水调节,和分离所述沉淀物;

(3)脱氨氮

调节池出水经管道流入脱氨氮系统,废水经过脱氨氮系统处理,除率达到50~90%的氨氮;

(4)曝气生物滤池生化(BAF生化)

  经过调节池后的废水进入曝气生物滤池,通过生物氧化降解作用对废水进行净化,进一步除去COD、SS、氨氮和磷,得到净化废水;

(5)消毒

废水经过曝气生物滤池生化处理后,出水再经过消毒处理,可进一步去除色度,并对废水进行杀菌消毒得再生水并收集于水池中,60~80%用于养殖场循环用水,20~40%达标排放;

(6)有机肥制造

  步骤(2)的渣和调节池、以及步骤(3)曝气生化滤池生化处理产生的污泥都通过管道进入污泥池,然后经过污泥压滤机的脱水作用得到干污泥,将得到的污泥和桔杆、粮食加工的糠、油料加工的饼粕混合后发酵得有机肥料,再添加复合肥得有机复合肥。

        2. 本发明涉及一种畜禽养殖废水的资源化利用和再生回用方法,其特征在于步骤(3)除氨是鸟粪石沉淀和吹脱两种方法之一。

3.如权利要求2所述的一种畜禽养殖废水的资源利用和再生循环利用方法,其特征在于:所述的鸟粪石沉淀法脱氨氮的步骤为,调节池出水经管道流入化学沉淀法脱氨氮反应池,经加药装置在搅拌下,按一定n(Mg):n(N):n(P)比例,先加入一定量的镁盐和磷酸盐,保持50-800转/分钟的转速,加氢氧化钠溶液调pH值至8.0~10.0,废水中的氨氮与Mg2+、PO43-(或HPO42-)反应生成磷酸铵镁MgNH4PO4·6H2O复盐沉淀,反应完全后进入初沉池进行沉淀分离,除去养殖废水中的氨氮,去除率达50~90%;鸟粪石沉淀法脱氨氮的沉淀物经过泵和管道送入污泥池中,最后在污泥脱水装置中进行过滤分离,并回收鸟粪石,废水进入曝气生物滤池,镁盐是氯化镁、菱镁矿、硫酸镁、氢氧化镁和氧化镁的一种,磷酸盐是磷酸一氢钠和磷酸的一种。

         4.如权利要求2所述的一种畜禽养殖废水资源化利用和循环利用的方法,其特征在于:所述吹吹法除氮的吹扫装置为强化吹扫罐和塔吹装置之一,塔吹装置分为填料塔和板式塔。

         5.使用一种根据再生家畜废水资源利用和权利要求2的周期,所述的方法,其中:所述吹离氨与无机酸,以产生氨的吸收,铵盐剥离,盐酸是无机酸,硫酸酸,磷酸或硝酸。

  6.如权利要求1所述的一种畜禽养殖废水的资源利用和处理方法,其特征在于:步骤(4)所述曝气生物滤池的滤料为沸石滤料、陶粒滤料和火山岩滤料中的一种。

  7.如权利要求1所述的一种畜禽养殖废水的资源利用和处理方法,其特征在于:步骤(4)所述消毒是电解消毒、臭氧消毒、氯消毒或紫外线消毒的一种。

  8.如权利要求3所述的一种畜禽养殖废水的资源利用和处理方法,其特征在于:步骤(4)所述电解消毒的电解机的相邻两电极间的电压为2~12V,电流密度为10~320mA/cm2。

  9.如权利要求3所述的一种畜禽养殖废水的资源利用和处理方法,其特征在于:步骤(5)所述电解消毒的电解机设有电源和电解槽;所述电解槽内的电极为石墨、钛、铁、铝、锌、铜、铅、镍、钼、铬、合金和纳米催化惰性电极中的一种。

  10.如权利要求3所述的市政污水处理及再生循环利用装置,其特征在于所述纳米催化惰性电极的表层涂覆有晶粒为10~35nm的金属氧化物惰性催化涂层,所述纳米催化惰性电极的基板为钛板或塑料板。

 

说明书

畜禽养殖废水资源利用和再生循环利用方法

技术领域

  本发明涉及一种畜禽养殖废水的资源利用和处理方法,特别是涉及一种基于厌氧技术、BAF技术和消毒技术的畜禽养殖废水资源综合利用和废水处理方法,特别是以畜禽养殖废水为资源,将其通过厌氧发酵处理,生产沼气,生产沼气后的废水再经固液分离,固态渣用于作为生产有机肥料的原料,生产有机肥料,废水再经过BAF技术和消毒后再生循环利用,属于环境工程的水污染治理领域。

背景技术

畜禽养殖场废水主要包括尿、粪便和养殖舍冲洗水,该类废水有机物浓度高、其COD为5000~13000mg/L、BOD为5000~6000 mg/L(水冲粪便,下同),悬浮物多、SS为17000~20000 mg/L,氨氮含量高、氨氮为600~1000 mg/L,臭味大。1、对水体的污染养殖业废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水,直接排放进入水体或存放地点的选择不恰当,受雨水冲洗进入水体,将可能造成地表水或地下水水质的严重恶化。粪尿中的氮、磷及水溶性有机物等淋溶量很大,如不妥善进行养殖场废水处理,就会通过地表径流和渗滤进入地下水层污染地下水。对地表水的影响则主要表现为,大量有机物质进入水体后,有机物的分解将大量消耗水中的溶解氧,使水体发臭;当水体中的溶解氧大幅度下降后,大量有机物质可在厌氧条件下继续分解,分解中将会产生甲烷、硫化氢等有毒气体,导致水生生物大量死亡;废水中的大量悬浮物可使水体浑浊,降低水中藻类的光合作用,限制水生生物的正常活动,使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡,从而进一步加剧水体底部缺氧,使水体同化能力降低;氮、磷可使水体富营养化,富营养化的结果会使水体中硝酸盐和亚硝酸盐浓度过高,人畜若长期饮用会引起中毒,而一些有毒藻类的生长与大量繁殖会排放大量毒素于水体中,导致水生动物的大量死亡,从而严重地破坏了水体生态平衡;粪尿中的一些病菌、病毒等随水流动可能导致某些流行病的传播等。

目前国内外规模化猪场粪污的处理方法主要包括综合利用和处理达标排放两大类。综合利用是实现生物质能多层次利用,建设生态农业,实现农业可持续发展的良好途径..然而,目前由于畜禽养殖场管理落后,加上厌氧处理的综合利用养不到位之前,往往是畜禽粪便产生了许多问题,在这种废水利用过程中产生的大,复合组合物,治疗后污染物浓度仍然很高,更多的水通过灌溉和季节等稀释。在排放方面的治疗依从性,在国外是基本相同的方法使用,即,固液分离 - 厌氧消化 - 好氧处理。

1、固液分离

无论畜禽养殖场废水采用什么系统或综合措施进行处理,都必须首先进行固液分离,这是一道必不可少的工艺环节,其重要性及意义主要在于:首先,一般养殖场排放出来的废水中固体悬浮物含量很高,最1高可达160000mg/L,相应的有机物含量也很高,通过固液分离可使液体部分的污染物负荷量大大降低;其次,家禽养殖一体化废水处理设备厂家直销,通过固液分离可防止较大的固体物进入后续处理环节,防止设备的堵塞损坏等。此外,厌氧消化前的固液分离也可以提高厌氧消化运行的可靠性,减小厌氧反应器的体积和所需的停留时间,减少设备投资,提高 cod 的去除效率。固液分离技术一般包括:筛过滤,离心,过滤,浮选,沉淀,絮凝等工序..目前,我国已有成熟的固液分离技术和相应的设备,方博环保废水处理设备主要有筛网式、卧式离心机、压滤机以及水力旋流器、旋转锥形筛和离心盘式分离机等。

2、厌氧处理

养殖废水处理技术养殖业废水属于高有机物浓度、高N、P含量和高有害微生物数量的三高废水。因此厌氧技术成为畜禽养殖废水处理中不可缺少的关键技术。对于养殖场这种高浓度的有机废水,养殖废水处理设备采用厌氧消化工艺可在较低的运行成本下有效地去除大量的可溶性有机物,COD去除率达85%~90%,而且有利于养殖场的防疫。如果采用好氧工艺直接处理固液分离后的养殖废水,虽然一次性投资可以节省20%,但由于耗电量大,动力流量消耗多达厌氧处理的10倍,因此长期运行成本将给养殖场带来沉重的经济负担。

目前用于处理养殖场粪污的厌氧工艺很多,其中较为常用的有以下几种:厌氧滤器(af)、上流式厌氧污泥床(uasb)、复合厌氧反应器(uasb+af)、两段厌氧消化法和升流式污泥床反应器(usr)等。近年来,厌氧消化,即沼气发酵技术在农场的废物处理中得到了广泛的应用。到2002年底,我国畜禽养殖场大中型沼气工程已达2000多个,是世界上规模最大的沼气厂国家之一。我国沼气建设虽然有一些失败的例子,但项目的成功率仅为85%,但该技术是解决畜禽粪便污水无害化和资源化问题的最有效的技术方案。畜禽养殖场的废弃物和废水是宝贵的资源,可以通过厌氧消化处理变得无害化,同时还可以回收沼气和有机肥料,因此,建设沼气工程将是处理中小型畜禽养殖场的最佳选择。

3、好氧处理

它指的是一种使用养殖废水的好氧微生物处理好氧处理。好氧生物处理法可分为天然好氧养殖污水处理厂处理和人工好氧处理两大类。自然好氧生物处理是利用天然水和土壤微生物对废水进行净化的一种方法。 它也被称为自然生物处理,包括水净化和土壤净化。前者主要有氧化塘(好氧塘、兼性塘、厌氧塘)和养殖塘等;后者主要有土地处理(慢速渗滤、kuai速法滤、地面漫流)和人工湿地等。天然生物处理方法不仅基础设施建设成本低,功耗小,而且对有机物,氮,磷等营养物质和细菌的去除率更高,较常规二级处理难以被生化降解,可在部分部位达到三级处理的效果..此外,在一定条件下,该方法可以与污水灌溉水利用率实现。该方法的主要缺点是面积大,处理效果的季节性影响..但是,如果农场面积小,附近有废弃沟渠和泥滩,应尽可能选择这种方法,以节省投资和处理费用。养鸡场污水处理设备是采取人工强化供氧以提高好氧微生物活力的废水处理方法。该方法主要有活性污泥法、 生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、序批式活性污泥法(SBR)、厌氧/好氧(A/O)及氧化沟法等。在对过程的影响,接触法,和治疗效果生物转盘氧化比活性污泥法更好的条件,虽然生物滤池工艺也非常好,但在过滤器堵塞是易于发生。氧化沟,sbr和a/o工艺均属于改进的活性污泥法。氧化出水水质好、产生泥量少,畜禽养殖废水处理设备加工商,也可对污水进行脱氮处理,但其处理的BOD负荷小、占地面积大、运行费用高。sbr法自动化控制程度高,能够对污水进行深度处理,但其缺点是bod负荷较小,投资也大。A/O是一种兼有去除BOD和脱氮双重作用的活性污泥处理工艺,经该法处理后的水易于达标排放。因此对于那些生活规模大、废水产生量多且有较强经济能力的生活可选择A/O法,而对于中等规模的生活可选择接触氧化和生物转盘等好氧处理工艺。

中国专利CN200110060847.5处理养殖废水的步骤为 :污水调节

厌氧酸化水解

好氧处理

絮凝沉淀

废水吸附。

中国专利CN200610062628.X,公开了一种畜禽养殖废水的处理方法,主要包括下列步骤:先将畜禽废水注入调节池,进行曝气搅拌;在反应初沉池中进行絮凝沉淀;再将待处理废水注入前后两段式的、填放有活性污泥的膜生物反应器;在膜生物反应器的后端安装有超滤膜;待处理废水在膜生物反应器内进行生物降解后,通过超滤膜进行过滤后再排放;膜生物反应器的前、后两段还可以分别设置微孔曝气器和穿孔曝气装置对废水进行曝气处理。

中国专利CN201220350995.0公开了一种畜禽养殖废水处理装置,包括调节池、厌氧EGSB反应器、中间沉淀池和多功能滤塔,其中调节池通过管道连接在厌氧EGSB反应器上,厌氧EGSB反应器与中间沉淀池之间连接有管道,中间沉淀池与多功能生物滤塔之间连接管道,多功能生物滤塔德出水口分为两路,其中一路连接在调节池的进水口上,另一路与外界利用端连接。

从现有的处理技术和工艺来看,存在一些不足:1,大部分厌氧一次处理,降低了大部分COD,但氮磷的去除率不是很高。2,氮,磷,资源不能被充分再循环到易于水的富营养化。3.此类垃圾处理设施建设所需投资过大,运营成本过高..因此,探寻设施投资少、运行费用低和处理高效的专业污水厂投资及建设方法,已成为解决养殖业污染的关键所在。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的问题,将厌氧消化生物制气技术、曝气生物滤池技术和消毒技术相结合,提出了畜禽养殖废水资源化利用和废水回用的新方法,具有处理效果好、能耗低、资源综合利用和经济效益高的优点。

  本发明所述一种畜禽养殖废水资源利用和废水处理方法包括以下步骤:

(1)厌氧消化产沼气

畜禽养殖废水通过管道收集后排入厌氧池,经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下将有机物分解成甲烷和二氧化碳(沼气主要成分),通过厌氧处理提高废水的B/C值,改善废水的可生化性;产生的甲烷和二氧化碳通过气体收集装置收集得沼气;

(2)除渣

通过导管家畜废水通过网格到厌氧处理槽,浮在粗废水中除去和收集粪便分离残余物,以防止后续处理装置的堵塞,通过格栅流入废水处理槽调整槽,水质调整在池,水调节,和分离所述沉淀物;

(3)脱氨氮

调节池出水经管道流入脱氨氮系统,废水经过脱氨氮系统处理,除率达到50~90%的氨氮;

步骤(3)脱氮可以是鸟粪石沉淀法和吹脱法两种脱氮方法之一。

步骤(3)所述的鸟粪石沉淀法脱氨氮的步骤为:调节池出水经管道流入化学沉淀法脱氨氮反应池,经加药装置在搅拌下,按一定n(Mg):n(N):n(P)比例,先加入一定量的镁盐和磷酸盐,保持50-800转/分钟的转速,加氢氧化钠溶液调pH值至8.0~10.0,废水中的氨氮与Mg2+、PO43-(或HPO42-)反应生成磷酸铵镁MgNH4PO4·6H2O复盐沉淀,俗称鸟粪石,反应完全后进入初沉池进行沉淀分离,除去养殖废水中的氨氮,去除率达50~90%;鸟粪石沉淀法脱氨氮的沉淀物(即污泥)经过泵和管道送入污泥池中,最后在污泥脱水装置中进行过滤分离,并回收鸟粪石,出水则进入曝气生物滤池;所述镁盐可以是氯化镁、碳酸镁、硫酸镁、氢氧化镁、氧化镁中的一种;磷酸盐可能是磷酸氢二钠和磷酸中的一种。

步骤(3)所述吹吹法除氮的吹扫设备为强化吹扫槽(鼓泡槽)和吹塔装置(吹塔)等之一..吹塔分为填料塔和板式塔..

氨在步骤(3)剥离用无机酸吸收剂,铵盐产生的氨的方法;所述无机酸为盐酸,硫酸,磷酸或硝酸。

(4)曝气生物滤池生化(BAF生化)

  经过调节池后的废水进入曝气生物滤池,通过生物氧化降解作用对废水进行净化,进一步除去COD、SS、氨氮和磷,得到净化废水;

(5)消毒

废水经过曝气生物滤池生化处理后,出水再经过消毒处理,可进一步去除色度,并对废水进行杀菌消毒得再生水并收集于水池中,60~80%用于养殖场循环用水,20~40%达标排放;

(6)有机肥制造

步骤(2)的污泥和调节池,步骤(3)曝气滤池生化处理后产生的污泥均通过管道进入污泥池,然后通过污泥压滤机脱水得到脱水污泥..

第(4)步曝气生物滤池的滤料是沸石滤料、陶粒滤料、火山岩滤料等。

步骤(5)是一个消毒所述电解消毒器,臭氧消毒,氯消毒或紫外线消毒。

  步骤(4)所述电解消毒的电解机设有电源和电解槽。

所述电解槽内的电极材料为石墨、钛、铁、铝、锌、铜、铅、镍、钼、铬、合金和纳米催化惰性材料中的一种,纳米催化惰性电极的表层涂覆有晶粒为10~35nm的金属氧化物惰性催化涂层,所述纳米催化惰性电极的基板为钛板或塑料板;所述电解消毒的电解机的相邻两电极间的电压为2~12V,电流密度为10~320mA/cm2。

本发明克服了这两个单独的厌氧,需氧处理成本高的缺陷,而且还克服了常规农业废水处理方法是不高资源利用率,治疗效果并不理想,废水,污染等缺陷的量大。与现有技术相比,具有如下突出的优点:

          (1)通过厌氧消化,沼气生产,废物作为资源,以产生生物能源,并减少废水处理,高度的资源利用率的成本;

            (2)鸟粪石结晶沉淀法可实现氨氮的回收利用,沉淀反应不受温度和水中毒素的限制,设计和操作简单,可有效处理高浓度氨氮废水。是实现鸟粪回收利用的良好缓释肥料

     ( 3)粪便通过厌氧消化后,再经过固液分离后得脱水污泥,将得到的污泥和桔杆、粮食加工的糠、油料加工的饼粕混合后发酵得有机肥料,再添加复合肥得有机复合肥,资源利用程度深;

         (4)曝气生物滤池生化处理后,通过好氧微生物的氧化分解,彻底分解水中的污染物;

(5)通过纳米催化电解 产生的强氧化性自由基进一步脱除废水中的色度和臭味,降低氨氮、COD等指标,并杀灭废水中的细菌等微生物,使得再生水水质稳定,满足循环利用水质要求;

(6)再生水水质稳定,60~80%用于养殖场循环用水,20~40%达标排放,水的循环利用率高,排放少。

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