CN105174664B - 一种农业污水的处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种农业污水的处理工艺，包括添加颗粒材料和助滤剂至农业污水中，然后进行一级过滤的步骤；其中，颗粒材料包括15～25重量份的AHPO4、15～30重量份的磷酸盐和28～55重量份的A(OH)2；其中，A为元素周期表上第二主族或副族的元素。本发明的工艺对于农业污水的除氮脱磷效果明显，经过本发明的工艺处理后的农业污水，各项指标均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918‑2002)一级A标准。此外，本发明的处理工艺处理效率较高、用地面积小、工程投资省、便于运行管理，具有重大的经济和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理工艺领域，尤其涉及一种农业污水的处理工艺。
背景技术
农业污水含有大量病原体、悬浮物、化肥、农药、不溶解固体物和盐分，影响极为广泛，例如，污水中的氮、磷等营养元素进入河流、湖泊等会导致富营养化；农药、病原体等会污染饮用水源，危害人体健康，造成大范围土壤污染，破坏生态系统的平衡。因此对于农业用水，除磷脱氮是十分关键的步骤。
常规污水处理工艺按污水处理标准的要求，一般要达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。目前，常规的活性污泥法工艺主要包括各种形式的A2/0工艺、氧化沟工艺和SBR工艺及改良SBR工艺等。SBR工艺及改良SBR工艺虽然流程较为简单，占地省，但自动化要求程度很高，仅适用于较大规模的工程，并且脱氮除磷效果一般，不适于日常农业用水的处理。
CN103058453A公开了一种微动力双膜法生物装置处理农村污水的工艺，具体方案如下：污水首先进入厌氧生物膜池，利用水解和产酸微生物，将水中的固体、大分子和不容易生物降解的有机物降解；污水再经过提升泵进入简易好氧生物膜池；在电动机或空气的驱动下，好氧生物膜池的减速转动装置带动转片进行缓慢的旋转，附着在转片上的生物膜交替地与污水和空气接触，对污水中的有机物进行吸附和氧化，使污水得以净化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能彻底去除农业污水中氮、磷等营养元素的农业污水处理工艺。
为解决为上述技术问题，本发明采用下述的技术方案。
一方面，本发明提供一种农业污水的处理工艺，包括添加颗粒材料和助滤剂至农业污水中，然后进行一级过滤的步骤，其中，所述颗粒材料的各组分按重量份组成如下：
AHPO4：15～25
磷酸盐：15～30
A(OH)2：28～55；
其中，AHPO4所占的重量份可以是15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份、20重量份、21重量份、22重量份、23重量份、24重量份或25重量份；
磷酸盐所占的重量份可以是15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份、20重量份、21重量份、22重量份、23重量份、24重量份、25重量份、26重量份、27重量份、28重量份、29重量份或30重量份；
A(OH)2所占的重量份可以是28重量份、29重量份、30重量份、31重量份、32重量份、33重量份、34重量份、35重量份、36重量份、37重量份、38重量份、39重量份、40重量份、41重量份、42重量份、43重量份、44重量份、45重量份、46重量份、47重量份、48重量份、49重量份、50重量份、51重量份、52重量份、53重量份、54重量份或55重量份；
其中，A为元素周期表上第二主族或副族的元素，例如可以是Mg元素、Ca元素、Ba元素或Zn元素；
优选地，所述颗粒材料的比表面积为40～70m2/g，例如可以是40m2/g、45m2/g、50m2/g、55m2/g、60m2/g、65m2/g或70m2/g。
作为优选技术方案，本发明所述的农业污水处理工艺包括以下步骤：
(1)添加颗粒材料和助滤剂至农业污水中，然后进行一级过滤，其中，所述颗粒材料的各组分按重量份组成如下：
AHPO4：15～25
磷酸盐：15～30
A(OH)2：28～55；
其中，A为元素周期表上第二主族或副族的元素；
(2)将步骤(1)处理后的污水依次通入厌氧生物膜池和中沉池，然后进行二级过滤；
(3)将步骤(2)处理后的污水加入营养盐，然后通入纯氧曝气池；
(4)将步骤(3)处理后的污水加入絮凝剂，然后通入终沉池，处理完成。
优选地，步骤(1)所述颗粒材料和助滤剂在农业污水中的停留时间为1～2h，例如可以是1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h或2h；
优选地，所述助滤剂的粒径为3～20mm，例如可以是3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm或20mm。
对于所述颗粒材料和助滤剂的添加量，本发明并不做具体限制，所属技术领域的技术人员可以根据经验适当添加。例如，所述颗粒材料和助滤剂的添加量分别可以是10g、15g、20g、25g或30g。
优选地，步骤(2)中污水在所述厌氧生物膜池的停留时间为2.5～3.5h，例如可以是2.5h、2.6h、2.7h、2.8h、2.9h、3h、3.1h、3.2h、3.3h、3.4h或3.5h；
优选地，步骤(2)中污水在所述中沉池的停留时间为7～8h，例如可以是7h、7.1h、7.2h、7.3h、7.4h、7.5h、7.6h、7.7h、7.8h、7.9h或8h；
优选地，所述中沉池中含有活性炭颗粒，对于活性炭颗粒的添加量，本发明并不做具体限制，所属技术领域的技术人员可以根据经验进行添加。
优选地，步骤(3)中所述营养盐为氯化钙、氯化铁、硫酸镁或硫酸钠中的一种或至少两种的混合物，例如可以是氯化钙，氯化铁，硫酸镁和硫酸钠二者的混合物，或者氯化钙、氯化镁、硫酸镁和硫酸钠四种组分的混合物。对于营养盐的添加量，本发明并不做具体的限制，所属技术领域的技术人员可以根据经验决定所添加的具体量，例如可以是5g、10g、15g、20g或25g。
优选地，污水在步骤(3)所述纯氧曝气池的停留时间为7～9h，例如可以是7h、7.1h、7.2h、7.3h、7.4h、7.5h、7.6h、7.7h、7.8h、7.9h、8h、8.1h、8.2h、8.3h、8.4h、8.5h、8.6h、8.7h、8.8h、8.9h或9h。
优选地，步骤(4)中所述絮凝剂为有机絮凝剂和/或双机絮凝剂；对于絮凝剂的添加量，本发明并不做具体的限制，所属技术领域的技术人员可以根据经验决定所添加的具体量，例如可以是5g、10g、15g、20g、25g或30g。
优选地，所述终沉池中含有硅藻土、活性炭、硅胶或活性氧化铝中的一种或至少两种的混合物，例如可以是硅藻土，活性炭，硅胶和活性氧化铝的二者混合物，或者硅藻土、活性炭、硅胶和活性氧化铝四种组分的混合物。对于终沉池中这些组分的添加量，本发明并不做具体的限制，所属技术领域的技术人员可以根据经验决定所添加的量，例如分别可以是5g、10g、15g、20g、25g、30g、35g或40g。
优选地，污水在所述终沉池中的停留时间为9～12h，例如可以是9h、10h、11h或12h。
颗粒材料中的碱可以使污水中的铵离子以氨的形式排出，并借助弱酸把剥离的气体冲洗掉。磷酸氢盐对于含有铵离子化合物的污水能起到净化作用，本发明因此实现了二级过滤分解，使污水的除氮效果更显著；磷酸盐则用于中和污水的酸碱值，使其保持一个相对中性的环境，利于后续的处理。随后，污水先进入厌氧生物膜池，利用水解和产酸微生物，将水中的固体、大分子和不容易生物降解的有机物全部降解为易于生物降解的小分子有机物，使污水在后续曝气池的好氧处理单元中，能以较少的能耗和较短的停留时间得到高效处理；曝气池中加入营养盐起到除磷的作用，使磷以沉淀的形式析出，还能给予曝气池中好氧微生物足够的营养，使微生物净化分解效果更明显。
絮凝剂不仅可以沉淀二次生物膜分解反应产生的代谢杂质，还能除去废水中的特殊气味，根据污水pH的不同，可选择阴离子有机絮凝剂、阳离子有机絮凝剂或非离子有机絮凝剂；而双基絮凝剂含有多个反应活性基团和活性部位，可以同时发生亲核、亲电等多种化学反应，较好地融合了有机和无机絮凝剂的优点，但比较昂贵，在经济条件允许的情况下，可以适当加入。
另一方面，本发明提供所述农业污水的处理工艺在农田径流、饲养场污水及农产品加工污水处理中的应用。
本发明的有益效果：
本发明的工艺对于农业污水的除氮脱磷效果明显，经过本发明的工艺处理后的农业污水，可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，显著高于国家规定的污水处理达标标准——《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准，可排入GB3838地表水Ⅲ类功能水域、GB3097海水二类功能水域、湖、库等封闭或半封闭水域、稀释能力较小的河湖中作为城镇景观用水和一般回用水等用途。本发明的处理工艺处理效率较高、用地面积小、工程投资少、便于运行管理，具有重大的经济和社会效益。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，而不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例采用以下方法对农业污水进行处理：
(1)添加5g颗粒材料和10g助滤剂至100L农业污水中，停留1h后进行一级过滤；所述颗粒材料的组成为：15重量份的MgHPO4、15重量份磷酸钾和28重量份Mg(OH)2；所述颗粒材料的比表面积为40m2/g，所述助滤剂的粒径为3mm；
(2)将步骤(1)处理后的污水依次通入厌氧生物膜池并停留2.5h，再通入中沉池停留7h，然后进行二级过滤；
(3)将步骤(2)处理后的污水加入营养盐20g，然后通入纯氧曝气池并停留7h；
(4)将步骤(3)处理后的污水加入有机絮凝剂50g，然后通入终沉池，停留9h，处理完成。
实施例2
本实施例采用以下方法对农业污水进行处理：
(1)添加5g颗粒材料和5g助滤剂至100L农业污水中，停留1.5h后进行一级过滤；所述颗粒材料的组成为：20重量份的BaHPO4、30重量份磷酸钠和55重量份Ba(OH)2；所述颗粒材料的比表面积为70m2/g，所述助滤剂的粒径为20mm；
(2)将步骤(1)处理后的污水依次通入厌氧生物膜池并停留3.5h，再通入中沉池停留7.5h，然后进行二级过滤；
(3)将步骤(2)处理后的污水加入营养盐30g，然后通入纯氧曝气池并停留8h；
(4)将步骤(3)处理后的污水加入双机絮凝剂35g，然后通入终沉池，停留12h，处理完成。
实施例3
本实施例采用以下方法对农业污水进行处理：
(1)添加10g颗粒材料和10g助滤剂至100L农业污水中，停留2h后进行一级过滤；所述颗粒材料的组成为：25重量份的ZnHPO4、22.5重量份磷酸钠和41.5重量份Zn(OH)2；所述颗粒材料的比表面积为55m2/g，所述助滤剂的粒径为11.5mm；
(2)将步骤(1)处理后的污水依次通入厌氧生物膜池并停留3h，再通入中沉池停留8h，然后进行二级过滤；
(3)将步骤(2)处理后的污水加入营养盐25g，然后通入纯氧曝气池并停留9h；
(4)将步骤(3)处理后的污水加入10g有机絮凝剂和10g双机絮凝剂，然后通入终沉池，停留10.5h，处理完成。
实施例4
本实施例采用以下方法对农业污水进行处理：
(1)添加10g颗粒材料和10g助滤剂至100L农业污水中，停留2h后进行一级过滤；所述颗粒材料的组成为：25重量份的ZnHPO4、20重量份磷酸钾和35重量份Ba(OH)2；所述颗粒材料的比表面积为50m2/g，所述助滤剂的粒径为10mm；
(2)将步骤(1)处理后的污水依次通入厌氧生物膜池并停留3h，再通入中沉池停留8h，然后进行二级过滤；
(3)将步骤(2)处理后的污水加入营养盐20g，然后通入纯氧曝气池并停留9h；
(4)将步骤(3)处理后的污水加入25g有机絮凝剂和10g双机絮凝剂，然后通入终沉池，停留10h，处理完成。
实施例5
本实施例采用以下方法对农业污水进行处理：
(1)添加8g颗粒材料和7g助滤剂至100L农业污水中，停留2h后进行一级过滤；所述颗粒材料的组成为：18重量份的MgHPO4、18重量份磷酸钠和30重量份的Ca(OH)2；所述颗粒材料的比表面积为60m2/g，所述助滤剂的粒径为15mm；
(2)将步骤(1)处理后的污水依次通入厌氧生物膜池并停留3h，再通入中沉池停留7h，然后进行二级过滤；
(3)将步骤(2)处理后的污水加入营养盐25g，然后通入纯氧曝气池并停留9h；
(4)将步骤(3)处理后的污水加入17g有机絮凝剂和3g双机絮凝剂，然后通入终沉池，停留11h，处理完成。
对实施例1至5进行项目检测的分析方法及结果如表1所示。
表1
105数量级，即达到国家一级A标准；有机磷农药含量全部低于0.5，即达到国家一级A标准；乐果含量全部低于0.5，即达到国家一级A标准。可见，本发明的农业污水处理工艺除磷脱氮的效果显著，处理后的水质优良，可排入GB3838地表水Ⅲ类功能水域、GB3097海水Ⅱ类功能水域、湖、库等封闭或半封闭水域、稀释能力较小的河湖中作为城镇景观用水和一般回用水等用途。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (12)
1.一种农业污水的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)添加颗粒材料和助滤剂至农业污水中，然后进行一级过滤，其中，所述颗粒材料的各组分按重量份组成如下：
AHPO4：15～25
磷酸盐：15～30
A(OH)2：28～55；
其中，A为元素周期表上第二主族或副族的元素；
所述颗粒材料的比表面积为40～70m2/g；
(2)将步骤(1)处理后的污水依次通入厌氧生物膜池和中沉池，然后进行二级过滤；
(3)将步骤(2)处理后的污水加入营养盐，然后通入纯氧曝气池；
(4)将步骤(3)处理后的污水加入絮凝剂，然后通入终沉池，处理完成。
2.根据权利要求1所述的农业污水的处理工艺，其特征在于，步骤(1)所述颗粒材料和助滤剂在农业污水中的停留时间为1～2h。
3.根据权利要求1所述的农业污水的处理工艺，其特征在于，所述助滤剂的粒径为3～20mm。
4.根据权利要求1所述的农业污水的处理工艺，其特征在于，步骤(2)中污水在所述厌氧生物膜池的停留时间为2.5～3.5h。
5.根据权利要求1所述的农业污水的处理工艺，其特征在于，步骤(2)中污水在所述中沉池的停留时间为7～8h。
6.根据权利要求1所述的农业污水的处理工艺，其特征在于，所述中沉池中含有活性炭颗粒。
7.根据权利要求1所述的农业污水的处理工艺，其特征在于，步骤(3)中所述营养盐为氯化钙、氯化铁、硫酸镁或硫酸钠中的一种或至少两种的混合物。
8.根据权利要求1所述的农业污水的处理工艺，其特征在于，污水在步骤(3)所述纯氧曝气池的停留时间为7～9h。
9.根据权利要求1所述的农业污水的处理工艺，其特征在于，步骤(4)中所述絮凝剂为有机絮凝剂和/或双机絮凝剂。
10.根据权利要求1所述的农业污水的处理工艺，其特征在于，所述终沉池中含有硅藻土、活性炭、硅胶或活性氧化铝中的一种或至少两种的混合物。
11.根据权利要求1所述的农业污水的处理工艺，其特征在于，污水在所述终沉池中的停留时间为9～12h。
12.根据权利要求1至11之一所述的农业污水的处理工艺在农田径流、饲养场污水及农产品加工污水处理中的应用。
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