CN103043835A

CN103043835A - 一种禽畜养殖废弃物处理方法

Info

Publication number: CN103043835A
Application number: CN2012103776640A
Authority: CN
Inventors: 赵立地
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2013-04-17

Abstract

本发明涉及一种用电解法净化水质的方法，特别是一种禽畜养殖废弃物处理方法。包括如下步骤，(1)禽畜养殖废弃物的固液分离；(2)对分离后的液体进行电解反应；(3)对电解后的物质进行刮除浮除处理，得到稀体物质和清水；(4)浮除后，每吨水加入3g臭氧(O3)，通过臭氧的强氧化性去除水中有毒物质，如重金属离子、有机物、细菌等；(5)浮除后水中经由254波长紫外线照射，每立方厘米10000μW.S，杀灭细菌、稳定水质。(6)水体进入滤塔，经过滤碳棒及石英石吸附，使水达到回收利用或排放标准；(7)稀体物质通过蚯蚓养殖完全去除重金属污染；(8)浮除工艺后的液体，也可经适当调配做为水培蔬菜的有机无公害营养液使用。

Description

一种禽畜养殖废弃物处理方法

技术领域

本发明涉及一种用电解法净化水质的方法，特别是一种禽畜养殖废弃物处理方法。

背景技术

现代社会中环境污染日趋严重，环境治理与保护已成为刻不容缓的社会责任。现代的禽畜养殖业，特别是养猪场容易产生大量废水和废弃物，如果不做有效处理而直接排放到环境，将会严重危害环境，加重环境污染。从废水系统中分离出或除去污染物的问题已经困扰本领域多年。起初，水处理仅是简单地通过加入适于引起一些物质沉淀的材料、过滤、离子交换、生化处理和其他方法来进行的。随着人们对于水质质量要求的不断提高，人们采用了化学絮凝方法。但是采用化学絮凝方法，存在以下缺点：1、形成的絮体较疏松、影响絮凝效果。2、所投入金属离子剂量较多，处理成本较高。3、只能产生絮凝作用，处理方式单一，废水处理效果较差。4、进水水质发生变化时，处理效果易受影响，不易控制。5、投入金属离子是离散过程，可能导致再稳定现象，影响絮凝效果。6、金属离子以化合物形式加入，使出水阴离子含量大大增加。

总之，使用单一的化学絮凝方法处理禽畜废弃物并不理想，处理质量达不到生产需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效的、处理效果好的禽畜养殖废弃物处理方法。

本发明的内容是，其包括如下步骤，

(1)禽畜养殖废弃物的固液分离；(2)对分离后的液体进行电解反应；(3)对电解后的物质进行刮除浮除处理，得到稀体物质和清水；(4)刮除浮除后，向清水中加入可去除有毒物质的强氧化性物质，并且用紫外线进行消毒杀菌；(5)上述反应完成后将清水加入滤塔，经过滤碳棒及石英石吸附；

所述分离后的液体进行电解反应前需要进行pH调节，使pH值控制在6.5-8；电解反应完成后进行刮除浮除处理前添加絮凝剂和助凝剂，所述进行电解反应的电化学机包括外壁和设置在外壁上的交错排列的阳极棒和阴极棒。

本发明优选的固液分离采用离心方法，调节pH的物质是氢氧化钠或硫酸，所述电解反应的阳极和阴极材料为石墨；电解反应采用交流电解，电压为150-180V，电流为20-30A。所述絮凝剂为聚丙烯酰胺，重量为电解后液体重量的0.005-0.05％；助凝剂为聚合氯化铝或碱式氯化铝，重量为电解后液体重量的0.05-0.5％；所述强氧化性物质为臭氧，所述紫外线的强度为每立方厘米10000μW.S。

本发明的有益效果是，本发明首先使用固液分离的方法分离禽畜废弃物中的固体和液体，然后把分离后的液体放入电化学机中进行电解反应，液体在电化学机中由下而上依次运行电解反应，电极上的反应式有：

2C1-2e^-→Cl₂

4OH^--4e^-→2H₂O+O₂

2H₂O-4e^-→4H+2(O)

6ClO^-+3H₂O-6e^-→2ClO₃ ^-+6H⁺+4Cl^-+3/2O₂

Cl^-+3H₂O-6e^-→ClO₃ ^-+6H⁺

本发明的电化学总反应为：

水与有机物电解：H₂O+MOx→MOx[^·OH]+H+e^-

被吸收的氢氧自由基化物形成氧化学吸附物：MOx[^·OH]→MO_x+1+H^-+e^-

废水中的氯化物形成次氯酸钠：H₂O+Cl^-→HOCl+H⁺+2e^-

高压电及电磁场与水作用产生游离基：H₂O→·OH，·O，·⁺H，H₂O₂

水电解时产生的气体：2H₂O→2H⁺↑+O₂↑

有机物质被氢氧自由基氧化：R+MOx[^·OH]→MOx+CO₂+zH+_+ze^-

MO_x+1+R→MO_x+RO

R+HOCl→product+Cl^-

所述MO_x为阳极氧化物，所述MO_x+1为活性氧化学吸附物，所述MOx[^·OH]为被吸附的游离基，所述R为有机物质。

在整个电解反应中，发生有电絮凝反应、电气浮反应、电氧化反应、电还反应原、电吸附反应和电脱色反应。电絮凝反应的原理是在电场的作用下金属电极产生阳离子，从离子的产生到形成絮体包括三个连续的阶段：

(1)在电场的作用下，阳极产生电子形成“微絮凝剂”——铁或铝的氢氧化物；

(2)水中悬浮的颗粒、胶体污染物在絮凝剂的作用下失去稳定性；

(3)脱稳后的污染物颗粒和微絮凝剂之间相互碰撞，结合成肉眼可见的大絮体。

电气浮反应是利用电解作用产生的气泡来进行矿物浮选或污染物去除。

在电气浮反应中，由水分子电离生成的阳离子(H+)在阴极得到电子，生成氢气：

2H⁺+2e→H₂↑

有一部分OH-会在阳极失去电子，生成O₂：

4OH^--4e→O₂↑+2H₂O

更多的OH-与阳极生成的Fe²⁺反应，生成Fe(OH)₂沉淀：

Fe-2e→Fe²⁺

Fe²⁺+2OH^-→Fe(OH)₂↓

一部分Fe(OH)₂被生成的O₂及水中溶解的氧氧化生成Fe(OH)₃沉淀：

4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O→4Fe(OH)₃↓

此过程生成的氢气和氧气，其粒径分别只有20μm和20-60μm，远小于一般溶气气浮法的气泡(80μm)和布气气浮法的气泡(1000μm)，因而电气浮具有较高的去除效率。

由于电化学过程中电解反应的产物只是离子，不需要投加任何氧化剂或还原剂，对环境不产生或很少产生污染，被称为是一种环境友好水处理技术。电化学法具有很多的优点，如：设备简单，占地面积少，设备维护简单；电化学过程中不需要添加任何化学药剂或添加少量药剂，产生的污泥量少，且污泥的含水率低，易于处理；操作简单，容易实现自动化控制；

电化学可应用于高浓度的可生化、不可生化的有机废水的处理。相比较用传统的工艺处理，电化学具有流程短，运行成本低，负荷小，效果明显等诸多优点。

进过电解反应后，液体中的杂质分为两部分，一部分重的杂质沉到底部，一部分轻的杂质浮于水面上，在液体中加入絮凝剂和助凝剂后，浮于水面上的物质成为浮除，比较彻底的从液体中分离出来，经过刮除浮除处理后，杂质彻底从液体中分离出来。刮除浮除后，向清水中加入可去除有毒物质的强氧化性物质，并且用紫外线进行消毒杀菌，上述反应完成后将清水加入滤塔，经过滤碳棒及石英石吸附，可净化水质。

对比处理后的水质和原始禽畜废弃物简单固液分离后的液体，可得到表1的对比结果。

表1禽畜废水和排放水的检测结果对比表

检测项目	禽畜废水	排放水	检测方法
				氨氮(mg/l)		22.79	GB7479-1987

COD_Cr(mg/l)		30.93
				悬浮固体(mg/l)	299	9.4	NIEA W510.54B
生化需氧量(mg/l)	1600	31.6	NIEA W510.54B
				化学需氧量(mg/l)	5030	135	NIEA W510.54B

本发明可能彻底清除污水中的浮油，油渍；快速破除各类乳化油，可溶性油脂；最高效的杀灭病菌、病毒及去除异味、臭气；能有效脱除各种无机或有机色素；迅速分离污水中的悬浮固体物；全面清除各种重金属离子；氧化难降解的有机污染物。

附图说明

图1是本发明的流程框图；

图2是本发明的电化学机的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如附图1所述，本发明具体包括如下步骤，

(1)采用离心方法对禽畜养殖废弃物进行固液分离；(2)用硫酸调节分离后的液体的pH，使之保持在6.5，必要时加入氯化钠增强其导电性，然后进行电解反应，电解反应的阳极和阴极材料为石墨；电解反应采用交流电解，电压为180V，电流为30A，进行电解反应的电化学机包括外壁1和设置在外壁1上的交错排列的阳极棒2和阴极棒3；(3)添加重量为电解后液体重量的0.05％的絮凝剂聚丙烯酰胺和重量为电解后液体重量的0.05％的助凝剂聚合氯化铝对电解后的液体进行刮除浮除处理，得到稀体物质和清水；(4)对得到的清水进行消毒处理，消毒方式为利用臭氧，强度为每立方厘米10000μW.S的紫外线对清水进行消毒。图1中，EPN处理系统即为进行电解反应的电化学机，电化学机包括外壁1和设置在外壁1上的交错排列的阳极棒2和阴极棒3。PAC药剂为助凝剂聚合氯化铝或碱式氯化铝，PAM药剂为絮凝剂聚丙烯酰胺。

实施例2

(1)采用离心方法对禽畜养殖废弃物进行固液分离；(2)用氢氧化钠调节分离后的液体的pH，使之保持在8，必要时加入氯化钠增强其导电性，然后进行电解反应，电解反应的阳极和阴极材料为石墨；电解反应采用交流电解，电压为150V，电流为20A，进行电解反应的电化学机包括外壁1和设置在外壁1上的交错排列的阳极棒2和阴极棒3；(3)添加重量为电解后液体重量的0.005％的絮凝剂聚丙烯酰胺和重量为电解后液体重量的0.5％的助凝剂碱式氯化铝对电解后的液体进行刮除浮除处理，得到稀体物质和清水；(4)对得到的清水进行消毒处理，消毒方式为利用臭氧，强度为每立方厘米10000μW.S的紫外线对清水进行消毒。

Claims

1.一种禽畜养殖废弃物处理方法，其特征是其包括如下步骤，

所述分离后的液体进行电解反应前需要进行pH调节，使pH值控制在6.5-8；电解反应完成后进行刮除浮除处理前添加絮凝剂和助凝剂，所述进行电解反应的电化学机包括外壁(1)和设置在外壁(1)上的交错排列的阳极棒(2)和阴极棒(3)。

2.根据权利要求1所述的禽畜养殖废弃物处理方法，其特征是所述的固液分离采用离心分离方法。

3.根据权利要求1所述的禽畜养殖废弃物处理方法，其特征是调节pH的物质是氢氧化钠或硫酸。

4.根据权利要求1所述的禽畜养殖废弃物处理方法，其特征是所述电解反应的阳极和阴极材料为石墨；电解反应采用交流电解，电压为150-180V，电流为20-30A。

5.根据权利要求1所述的禽畜养殖废弃物处理方法，其特征是所述絮凝剂为聚丙烯酰胺，重量为电解后液体重量的0.005-0.05％；助凝剂为聚合氯化铝或碱式氯化铝，重量为电解后液体重量的0.05-0.5％。

6.根据权利要求1所述的禽畜养殖废弃物处理方法，其特征是所述强氧化性物质为臭氧，所述紫外线的强度为每立方厘米10000μW.S。