CN103508536B - 一种畜牧养殖场污水处理絮凝剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种畜牧养殖场污水处理絮凝剂，属于污水处理技术领域。本发明提供的絮凝剂以有机物为主，主要成分为石斛叶粉、8-羟基喹啉、变性淀粉、壳聚糖，不含金属离子。对畜牧养殖场污水中的有机质、抗生素有很好的絮凝沉降效果，絮凝剂本身也可以逐渐分解，无残留危害，使水质达标。本发明所提供的絮凝剂各成分易得到，价格低廉，降低了污水处理成本。

Description

一种畜牧养殖场污水处理絮凝剂

技术领域

本发明涉及一种畜牧养殖场污水处理絮凝剂，属于污水处理技术领域。

背景技术

絮凝法处理污水是目前最经济，最实用的方法之一。通过向水体中投加絮凝剂，使水中污染物形成难溶或不溶物漂浮在水上或沉到水底，最终达到去除的目的。

畜禽粪便既是宝贵的有机肥资源，又是严重的污染源，如不经妥善处理即排入环境，将对地表水、地下水、土壤和空气造成严重的污染，并危及畜禽本身和人体健康。畜禽养殖场排放污水中污染物的含量远远高于一般居民生活污水，且远高于《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）规定的最高允许日均排放浓度。同时，在在畜牧业生产中，因采用冲水方式清洗场地，每天都有大量污水排出，这些污水中有大量的有机质、消毒剂、病原菌微生物和寄生虫卵等，影响了水生生物的生存并导致严重的水体富营养化。养殖废水中还有较高浓度土霉素、磺胺嘧啶，有研究表明，长期较高浓度的抗生素药物排放可能导致养殖场周围水体、土壤等环境受体中此类药物的残留累积，从而对生态环境与人类健康带来潜在危害，应进行深入研究如何去除此类养殖场污水处理中存在的抗生素，目前的絮凝剂或者沉淀药剂对抗生素的去除并没有深入研究，特别是分解此类物质存在一定的难度，絮凝剂要去除此类物质，需要综合利用成分的性质来进行解决。

前苏联专利1286534介绍了一种污水净化法。该法主要是用由氢氧化钙、氢氧化镁组成的混合剂处理污水，特点是能提高畜牧业污水净化程度，另外，由于添加氢氧化钾还降低了混合剂的消耗。但该发明用于处理畜牧业废水，后续污染较为严重，因为所用原材料均有中强碱性，如果控制不当就可能引起再次污染，甚至引发中毒，是需要解决的问题。

絮凝剂是一种可使液体中不易沉降的悬浮颗粒凝聚沉降的物质。絮凝剂的种类包括:无机絮凝剂、有机合成高分子絮凝剂、天然生物高分子絮凝剂。在这些絮凝剂中有机合成的高分子絮凝剂因其良好的絮凝效果和低廉的价格而被广泛的应用。但是人工合成的絮凝剂如聚丙烯酰胺的单体有神经毒性和“三致”效应(致畸、致癌、致突变)，铝盐具有毒性，会影响人类的健康，铁盐会造成处理水后带颜色，高浓度的铁也会对人类健康和生态环境产生不利，因此本发明技术也尽量避免或者减少使用此类物质，以确保污染治理的安全性，减少二次污染。

微生物絮凝剂是利用微生物技术，通过细菌、真菌等微生物发酵提取精制而得的，具有易于被生物分解和安全性高的优点，是一种高效、无毒无二次污染的絮凝剂，可以克服传统的无机高分子和合成有机高分子絮凝剂固有的缺陷，最终实现无污染排放，但其成本相对较高，而且微生物生长繁殖受环境影响较大，随着环境的变化，其使用范围也受到限制。

目前对养殖废水，在农村一般都不经过有效处理就排入河道中，一定程度上影响下游生物，规模养殖的畜禽厂一般采取先沉淀后排污，而沉淀絮凝时实现无污染治理，会大大减轻后续处理的压力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种畜牧养殖场污水处理絮凝剂，所述絮凝剂由以下成分组成（质量百分比）：基质为沸石粉，沸石粉选择10-30目，沸石粉：10-35%；芹菜叶粉：35-65%；石斛叶粉：3-10%；变性淀粉：15-25%；8-羟基喹啉：0.1-1.5%；壳聚糖：3-12%。

所述絮凝剂的制备方法简单，是将配方中所提供的物质混合均匀即可。

所述芹菜叶粉的获得是从农贸市场采集无经济价值的芹菜叶，洗净后采用低温烘干，然后将其粉碎备用。芹菜叶纤维与壳聚糖可以形成稳定的絮凝沉淀物。

所述石斛叶粉的制备是取生产铁皮石斛后的残余废弃石斛叶，选取石斛叶肉较厚叶片，取石斛叶，粉碎至80目，取100g浸泡入40摄氏度的0.2mol/l氢氧化钠（水溶液）200ml中、0.1mol/l碳酸钠（水溶液）300ml中各20分钟后，加入0.2mol/l滴定盐酸（水溶液）至中和。使用10目过滤网过滤，过滤后溶液使用蒸发皿蒸干，获得石斛叶絮凝有效成分，整理备用。

所述芹菜叶粉与石斛叶粉均研磨成30目左右。

本发明率先采用了芹菜叶粉和石斛叶粉作为絮凝剂成分，充分利用了铁皮石斛叶中的黄酮碳苷类成分和芹菜叶粉中的叶黄酮类成分，叶黄酮用于絮凝剂中，可以为絮凝系统增加有机成分，更有利于形成絮凝物质，将这两种成分应用于絮凝系统中尚属首次。变性淀粉使得富含黄酮类物质的芹菜叶粉和石斛叶粉更好地絮凝成团，形成降解效率更高的沉淀物质。芹菜叶粉易取得，易处理，成本低廉。

养殖废水中含有较高浓度土霉素、磺胺嘧啶等成分，经过黄酮类的系列反应，特别是与黄酮碳苷类成分形成大分子团，通过吸附作用进入到絮凝污泥中，经试验，本发明絮凝剂对此类抗生素的去除率可达90%以上。8-羟基喹啉与污水中土霉素、磺胺嘧啶等有机物进行结合，络合物与絮凝剂中变性淀粉结合后，可以形成较大体积的絮凝物质，通过壳聚糖的絮凝作用形成沉淀物进入污泥中，可以降低成本。

本发明絮凝剂产品针对畜牧业废水的处理，以有机物为主，主要成分为石斛叶粉、8-羟基喹啉、变性淀粉、壳聚糖，不含金属离子，絮凝剂本身也可以逐渐分解，无残留危害，使水质达标，提供一定的辅助。各成分易得到，价格低廉，降低了污水处理成本。

具体实施方式

实施例1絮凝剂组成

变性淀粉优选大米淀粉，大米淀粉具有一些其他淀粉不具备的特性。与其他谷物淀粉颗粒相比，大米淀粉颗粒非常小，在2～8μm之间，且颗粒度均一，糊化的大米淀粉吸水快。取淀粉500g，摊开均匀，使用微波炉使用常规功率的光波功能处理10-15s，再使用微波功能处理10-15s，取出后，冷却装入玻璃瓶密封保存，在絮凝沉淀后，可以大大优化该污水可生化性。

8-羟基喹啉，LD504800mg/kg。8-羟基喹啉是两性的，能溶于强酸、强碱，在碱中电离成负离子，在酸中能结合氢离子，在PH=7时溶解性最小。用作沉淀和分离金属离子的络合剂和萃取剂，能与多种金属离子络合，也能与污水中土霉素、磺胺嘧啶等有机物进行结合，络合物与絮凝剂中变性淀粉结合后，可以形成较大体积的絮凝物质，通过壳聚糖的絮凝作用形成沉淀物进入污泥中。

铁皮石斛叶中含有黄酮碳苷类成分，铁皮石斛叶中化学成分进行分析，鉴定了苷元均为芹菜素的8种黄酮二碳糖苷类化合物，黄酮碳苷具有清除自由基，抗氧化等活性，但是在污水处理中，利用铁皮石斛的废弃物进行回收利用，并综合应用到污水治理中，尚未见于报道，主要原因是其成本较高，因此本发明选取的是铁皮石斛加工中产生的废弃物质进行提取，并且在絮凝剂中其配比含量相对较低，但该成分可以使水质的可生化性得到质的提升。铁皮石斛叶烘干后，研磨成粉状物，整理待用。

芹菜叶纤维的加工：从农贸市场采集无经济价值的芹菜叶，洗净后采用低温烘干，然后将其粉碎后，与铁皮石斛叶混合均匀，经试验，芹菜叶纤维与壳聚糖可以形成稳定的絮凝沉淀物，目前尚未见两者结合应用的报道，两者结合处理畜牧污水可以提升絮凝效率30%以上。取某公司生产铁皮石斛后的残余废弃石斛叶，选取石斛叶肉较厚叶片，取石斛叶，粉碎至80目，取100g浸泡入40摄氏度的0.2mol/l氢氧化钠200ml中、0.1mol/l碳酸钠300ml中20分钟后，加入0.2mol/l滴定盐酸至中和。使用10目过滤网过滤，取出石斛叶残渣部分烘干备用；过滤后溶液使用蒸发皿蒸干，获得石斛叶絮凝有效成分，整理备用。芹菜叶粉与石斛叶粉均研磨成30目左右。

絮凝剂配制方法简单，将配方中所提供的物质混合均匀即可。

絮凝剂由以下成分组成：

30目沸石粉：17%；

芹菜叶粉：60%；

石斛叶粉：4%；

变性淀粉：12%；

8-羟基喹啉：1%；

壳聚糖：6%。

实施例2絮凝剂组成

絮凝剂由以下成分组成：

10目沸石粉：32%；

芹菜叶粉：43%；

石斛叶粉：3%；

变性淀粉：15%；

8-羟基喹啉：0.5%；

壳聚糖：6.5%。

实施例3絮凝剂组成

絮凝剂由以下成分组成：

沸石粉：25%；

芹菜叶粉：38%；

石斛叶粉：5%；

变性淀粉：22%；

8-羟基喹啉：0.3%；

壳聚糖：9.7%。

实施例4畜牧农场污水处理

污水调节：收集污水，经0.5cm方孔隔栅去除大块漂浮物后，污水排入絮凝沉淀池，调节污水的pH为3.5-10.0、污水的容积有机负荷为8.0-12.0kg.cod/(m³.d)。

将FeCl₃和实施实例1、2、3制成不同浓度溶液投加到猪场废水原液中，经过处理16-20小时后，测定污水净化效果，得到表1。从表1中看出FeCl₃在不同投加量时COD的去除率也发生相应变化，当投加量达到溶液中1400mg/L时FeCl₃对COD和SS都有最大去除率。同时，可以看出本发明所提供的絮凝剂在与FeCl₃投加量相同的情况下，对COD和SS的去除效果均明显优于无机絮凝剂FeCl₃。

对土霉素和磺胺嘧啶等抗生素含量的检测，主要针对标志性抗生素土霉素进行了测试，为提升检测效果，在1000ml污水中额外加入外源土霉素，取市售某品牌盐酸土霉素片10片，研细，精密称取适量（约相当于土霉素100mg），置200mL量瓶中，加入某猪场废水原液进行定容至1000ml，投入以下絮凝剂后，检测土霉素的去除率，土霉素含量采用液相色谱HPLC检测方法进行检测，结果如表1所示。

表1不同絮凝剂对污水的处理效果

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (5)

1.一种畜牧养殖场污水处理絮凝剂，其特征在于，所述絮凝剂由以下组分组成：10-30目沸石粉，10-35％；芹菜叶粉，35-65％；石斛叶粉，3-10％；变性淀粉，15-25％；8-羟基喹啉，0.1-1.5％；壳聚糖，3-12％；所述百分比均为质量百分比。

2.一种制备权利要求1所述絮凝剂的方法，其特征在于，是将配方中所提供的物质混合均匀即可。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述芹菜叶粉是从农贸市场采集无经济价值的芹菜叶，洗净后采用低温烘干，然后将其粉碎至30目备用。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述石斛叶粉是取生产铁皮石斛后的残余废弃石斛叶中叶肉较厚叶片，粉碎至80目，取100g石斛叶粉浸泡入40摄氏度的0.2mol/L氢氧化钠200mL中、0.1mol/L碳酸钠300mL中各20分钟后，加入0.2mol/L盐酸滴定至中和，使用10目过滤网过滤，过滤后溶液使用蒸发皿蒸干，获得石斛叶絮凝有效成分，粉碎至30目备用。

5.权利要求1所述的絮凝剂在畜牧养殖场污水处理中的应用。