CN106082531A - 一种养殖废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种养殖废水的处理方法，养殖废水经过固液分离预处理后，再经厌氧塘、第一兼氧/好氧池、第一沉淀池、第二兼氧/好氧池、第二沉淀池、反应池、第三沉淀池后出水达标排放；在反应池中投加废水处理剂，按重量份数计，其原料包括：高炉渣40~50份、碳酸钠20~25份、聚二甲基二烯丙基氯化铵10~15份、二氧化钛6~10份、活性炭5~8份、沸石粉3~5份和水60~70份。本发明COD平均去除率能达到98%以上，氨氮去除率达到96%以上，总磷去除率高达99%以上，厌氧反应程度高，沼气产量大，能源回收利用率高，系统抗冲击能力强，运行稳定。

Description

一种养殖废水的处理方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种养殖废水的处理方法。
背景技术
畜禽业是我国农业和农村经济的重要组成部分，畜禽养殖业大力发展所带来的环境污染问题日益严重。目前全国规模化养殖场每天排放的畜禽养殖废水量大、集中，并且废水中含有大量污染物，如不进行处理，将对水体、大气环境、农田和作物造成严重危害。
目前养殖废水的处理方法主要为综合利用和工业处理达标排放两大类。综合利用是养殖废水处理的最佳途径，但受季节性影响大，可利用土地面积小等因素影响，养殖废水的综合利用率较低，无法满足目前养殖业废水排放要求。工业达标排放主要采用厌氧＋好氧的处理工艺，但目前应用的常规处理工艺存在抗冲击能力弱，运行不稳定，能源回收利用率低等问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种养殖废水的处理方法。本发明COD平均去除率能达到98%以上，氨氮去除率达到96%以上，总磷去除率高达99%以上，厌氧反应程度高，沼气产量大，能源回收利用率高，系统抗冲击能力强，运行稳定。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种养殖废水的处理方法，具体包括以下步骤：
（1）养殖废水经过常规的固液分离预处理后，流入厌氧塘进行厌氧反应，反应时间为7~10d；
（2）厌氧塘出水流入第一兼氧/好氧池，进行反应，反应时间为6~8h，第一兼氧/好氧池出水进入第一沉淀池沉淀2~4h进行泥水分离，污泥回流进入第一兼氧/好氧池，回流比为1~1.5；
（3）第一沉淀池出水进入第二兼氧/好氧池，停留时间为4~6h，第二兼氧/好氧池出水进入第二沉淀池沉淀2~4h，进行泥水分离，污泥回流进入第二兼氧/好氧池，回流比为1~1.5；
（4）第二沉淀池出水进入反应池，反应池中投加废水处理剂反应6~12h后，进入第三沉淀池沉淀2~4h后出水，达标排放。
所述兼氧/好氧池为兼氧池和好氧池组成的组合池，其内的兼氧池和好氧池是一个组合池内两个相互独立的处理单元，当污泥流至第一兼氧/好氧池或第二兼氧/好氧池时，污泥先经过兼氧池，再流入好氧池。
所述第二兼氧/好氧池内部挂有生物填料，填料安装位置为液面下0.5～1m与池底上1m的空间范围内。
所述厌氧塘包括沿地表往下开设的倒梯形的塘体、布水系统、集水池，所述塘体的内周壁、塘底、塘体上方的塘口处均铺设有用以密封塘体的黑膜，所述布水系统包括伸入塘底的若干进水管，所述进水管的出水口上均设有米字形的布水器，所述塘体内部经出水管、出水泵与集水池连接，所述集水池经回流管、回流泵与进水管连接，所述塘体上方的塘口处设有出气管；位于塘体周侧的地表上还开设有环形沟渠，所述环形沟渠将塘体包围于环内，位于塘体外侧的黑膜的端部均经填土层埋设于环形沟渠内部。
所述布水系统还包括沿着塘口的轮廓线布设的汇水管，所述汇水管上连接有养殖废水进水管道，所述集水池经回流管、回流泵与汇水管连接，所述汇水管再与若干进水管连接；所述进水管均由上水平管体、倾斜管体、下水平管体相互连接组成，所述上水平管体位于塘体的塘口处并与汇水管连接，所述下水平管体位于近塘底处，所述倾斜管体位于塘体的内周壁处，所述布水器连接于下水平管体上，所述倾斜管体沿着塘体内周壁的轮廓布设。
若干进水管与布水器沿着塘体的长度方向均布，并对称分布于塘体的长度方向上的中轴线的两侧；所述布水器包括用以与进水管的出水口连接的竖向管体，所述竖向管体的周侧环形均布并连通有若干个喷水支管，所述喷水支管上开设有若干个喷水孔；所述喷水支管的长度为塘体底部宽度的1/8，每根喷水支管的相邻喷水孔间距为6～10mm，塘体长度方向上的两相邻竖向管体的间距为0.6～1m；所述喷水支管的数量为八根。
所述黑膜位于进水管下方，所述集水池上设有排水管。
所述黑膜为HDPE防渗膜，膜厚为1～1.5mm，塘体上方塘口处的黑膜面积为塘体表面积的1.2～1.5倍，所述塘体的坡度系数为0.6～1，所述塘体的深度为6～7m。
步骤（4）所述废水处理剂，按重量份数计，其原料包括：高炉渣40~50份、碳酸钠20~25份、聚二甲基二烯丙基氯化铵10~15份、二氧化钛6~10份、活性炭5~8份、沸石粉3~5份和水60~70份。
所述废水处理剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将高炉渣和碳酸钠混合均匀后，升温至800~900℃进行煅烧，煅烧40~60min，升温速率为5℃/min，煅烧完成后自然冷却至室温；
（2）将步骤（1）煅烧后所得物料进行球磨1~2h，球磨转速为400r/min-600r/min，将球磨后所得的高炉渣熟料平均分成A和B两份，备用；
（3）将步骤（2）所得的高炉渣熟料A与2mol/L的硫酸在室温并伴随搅拌的状态下反应4h，高炉渣熟料A与硫酸的质量比为1:5；
（4）将步骤（2）所得的高炉渣熟料B与2mol/L的氢氧化钠在85℃并伴随搅拌的状态下反应4h，高炉渣熟料A与氢氧化钠的质量比为1:5；
（5）将步骤（3）处理所得溶液与步骤（4）处理所得溶液混合后，在常温下反应2h；
（6）将步骤（5）反应所得溶液与聚二甲基二烯丙基氯化铵、二氧化钛、活性炭、沸石粉和水搅拌分散均匀，即制得所述废水处理剂。
本发明的废水处理剂的净水原理：一方面能够水解后产生大量的多核络合物，通过吸附、架桥、交联等作用，使水中的胶体微粒凝聚在一起，同时发生了一系列的物理化学变化，并使得他们具有很强的电力中和能力，从而降低了胶团的电位，破坏了胶团的稳定性，促使胶粒快速凝聚沉淀，达到净化的效果；另一方面通过二氧化钛、活性炭和沸石粉结构中的所含的空穴或通道，起到类似过滤器和分子筛的作用，可以选择性地吸附或过滤废水中的有机物或无机物，起到净化效果。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明COD平均去除率能达到98%以上，氨氮去除率达到96%以上，总磷去除率高达99%以上，厌氧反应程度高，沼气产量大，能源回收利用率高，系统抗冲击能力强，运行稳定；
（2）本发明厌氧塘为地下式黑膜密封塘，受气温变化影响小，塘内温度稳定，产气效率高，气量大，塘体容积大，抗冲击能力强，运行稳定，自带大容积储气空间，能够保证沼气发电机长时间的持续发电作业，提高能源回收利用率，工程投资仅为目前常用厌氧处理工艺的2/3左右；
（3）本发明所用的废水处理剂具有很强的废水净化功能，一方面通过吸附、架桥、交联等作用，促使废水中胶粒快速凝聚沉淀，另一方面能起到类似过滤器和分子筛的作用，达到废水净化效果。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的厌氧塘去除塘口黑膜的构造示意图；
图3为图2中加上塘口黑膜的A-A剖视图；
图4为图2中加上塘口黑膜的B-B剖视图；
图2-4中：1-地表，2-塘体，3-集水池，4-黑膜，5-进水管，6-布水器，7-出水管，8-出水泵，9-回流管，10-回流泵，11-出气管，12-环形沟渠，13-填土层，14-汇水管，15-养殖废水进水管道，16-上水平管体，17-倾斜管体，18-下水平管体，19-竖向管体，20-喷水支管，21-排水管。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不仅仅限于这些实施例。
实施例1
畜禽养殖A厂废水排放，采用本发明的废水处理方法，具体步骤如下：
（1）养殖废水经过常规的固液分离预处理后，流入厌氧塘进行厌氧反应，反应时间为7d；
（2）厌氧塘出水流入第一兼氧/好氧池，进行反应，反应时间为6h，第一兼氧/好氧池出水进入第一沉淀池沉淀2h进行泥水分离，污泥回流进入第一兼氧/好氧池，回流比为1；
（3）第一沉淀池出水进入第二兼氧/好氧池，停留时间为4h，第二兼氧/好氧池出水进入第二沉淀池沉淀2h，进行泥水分离，污泥回流进入第二兼氧/好氧池，回流比为1；
（4）第二沉淀池出水进入反应池，反应池中投加废水处理剂反应6h后，进入第三沉淀池沉淀2h后出水，达标排放。
所述第二兼氧/好氧池内部挂有生物填料，填料安装位置为液面下1m与池底上1m的空间范围内。
步骤（4）所述废水处理剂，按重量份数计，其原料包括：高炉渣40份、碳酸钠20份、聚二甲基二烯丙基氯化铵10份、二氧化钛6份、活性炭5份、沸石粉3份和水 60份。
所述废水处理剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将高炉渣和碳酸钠混合均匀后，升温至800℃进行煅烧，煅烧60min，升温速率为5℃/min，煅烧完成后自然冷却至室温；
（2）将步骤（1）煅烧后所得物料进行球磨1h，球磨转速为600r/min，将球磨后所得的高炉渣熟料平均分成A和B两份，备用；
（3）将步骤（2）所得的高炉渣熟料A与2mol/L的硫酸在室温并伴随搅拌的状态下反应4h，高炉渣熟料A与硫酸的质量比为1:5；
（4）将步骤（2）所得的高炉渣熟料B与2mol/L的氢氧化钠在85℃并伴随搅拌的状态下反应4h，高炉渣熟料A与氢氧化钠的质量比为1:5；
（5）将步骤（3）处理所得溶液与步骤（4）处理所得溶液混合后，在常温下反应2h；
（6）将步骤（5）反应所得溶液与聚二甲基二烯丙基氯化铵、二氧化钛、活性炭、沸石粉和水搅拌分散均匀，即制得所述废水处理剂。
经检测，COD平均去除率能达到99.4%，氨氮去除率达到97.5%，总磷去除率高达99.3%。
实施例2
畜禽养殖B厂废水排放，采用本发明的废水处理方法，具体步骤如下：
（1）养殖废水经过常规的固液分离预处理后，流入厌氧塘进行厌氧反应，反应时间为10d；
（2）厌氧塘出水流入第一兼氧/好氧池，进行反应，反应时间为8h，第一兼氧/好氧池出水进入第一沉淀池沉淀4h进行泥水分离，污泥回流进入第一兼氧/好氧池，回流比为1.5；
（3）第一沉淀池出水进入第二兼氧/好氧池，停留时间为6h，第二兼氧/好氧池出水进入第二沉淀池沉淀4h，进行泥水分离，污泥回流进入第二兼氧/好氧池，回流比为1.5；
（4）第二沉淀池出水进入反应池，反应池中投加废水处理剂反应12h后，进入第三沉淀池沉淀4h后出水，达标排放。
所述第二兼氧/好氧池内部挂有生物填料，填料安装位置为液面下0.5m与池底上1m的空间范围内。
步骤（4）所述废水处理剂，按重量份数计，其原料包括：高炉渣50份、碳酸钠25份、聚二甲基二烯丙基氯化铵15份、二氧化钛10份、活性炭8份、沸石粉5份和水 70份。
所述废水处理剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将高炉渣和碳酸钠混合均匀后，升温至900℃进行煅烧，煅烧40min，升温速率为5℃/min，煅烧完成后自然冷却至室温；
（2）将步骤（1）煅烧后所得物料进行球磨2h，球磨转速为400r/min，将球磨后所得的高炉渣熟料平均分成A和B两份，备用；
（3）将步骤（2）所得的高炉渣熟料A与2mol/L的硫酸在室温并伴随搅拌的状态下反应4h，高炉渣熟料A与硫酸的质量比为1:5；
（4）将步骤（2）所得的高炉渣熟料B与2mol/L的氢氧化钠在85℃并伴随搅拌的状态下反应4h，高炉渣熟料A与氢氧化钠的质量比为1:5；
（5）将步骤（3）处理所得溶液与步骤（4）处理所得溶液混合后，在常温下反应2h；
（6）将步骤（5）反应所得溶液与聚二甲基二烯丙基氯化铵、二氧化钛、活性炭、沸石粉和水搅拌分散均匀，即制得所述废水处理剂。
经检测，COD平均去除率能达到99.1%，氨氮去除率达到98.6%，总磷去除率高达99.6%。
实施例3
畜禽养殖C厂废水排放，采用本发明的废水处理方法，具体步骤如下：
（1）养殖废水经过常规的固液分离预处理后，流入厌氧塘进行厌氧反应，反应时间为8d；
（2）厌氧塘出水流入第一兼氧/好氧池，进行反应，反应时间为7h，第一兼氧/好氧池出水进入第一沉淀池沉淀3h进行泥水分离，污泥回流进入第一兼氧/好氧池，回流比为1.2；
（3）第一沉淀池出水进入第二兼氧/好氧池，停留时间为5h，第二兼氧/好氧池出水进入第二沉淀池沉淀3h，进行泥水分离，污泥回流进入第二兼氧/好氧池，回流比为1.2；
（4）第二沉淀池出水进入反应池，反应池中投加废水处理剂反应9h后，进入第三沉淀池沉淀3h后出水，达标排放。
所述第二兼氧/好氧池内部挂有生物填料，填料安装位置为液面下0.8m与池底上1m的空间范围内。
步骤（4）所述废水处理剂，按重量份数计，其原料包括：高炉渣45份、碳酸钠22份、聚二甲基二烯丙基氯化铵12份、二氧化钛8份、活性炭6份、沸石粉4份和水 65份。
所述废水处理剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将高炉渣和碳酸钠混合均匀后，升温至850℃进行煅烧，煅烧50min，升温速率为5℃/min，煅烧完成后自然冷却至室温；
（2）将步骤（1）煅烧后所得物料进行球磨1.5h，球磨转速为500r/min，将球磨后所得的高炉渣熟料平均分成A和B两份，备用；
（3）将步骤（2）所得的高炉渣熟料A与2mol/L的硫酸在室温并伴随搅拌的状态下反应4h，高炉渣熟料A与硫酸的质量比为1:5；
（4）将步骤（2）所得的高炉渣熟料B与2mol/L的氢氧化钠在85℃并伴随搅拌的状态下反应4h，高炉渣熟料A与氢氧化钠的质量比为1:5；
（5）将步骤（3）处理所得溶液与步骤（4）处理所得溶液混合后，在常温下反应2h；
（6）将步骤（5）反应所得溶液与聚二甲基二烯丙基氯化铵、二氧化钛、活性炭、沸石粉和水搅拌分散均匀，即制得所述废水处理剂。
经检测，COD平均去除率能达到99.5，氨氮去除率达到98.9%以上，总磷去除率高达99.7%。
为了让发明中的厌氧塘的构造更加明显易懂，下面配合附图，作详细说明如下。
如图2~4所示，本发明的厌氧塘，包括沿地表1往下开设的倒梯形的塘体2、布水系统、集水池3，所述塘体的内周壁、塘底、塘体上方的塘口处均铺设有用以密封塘体的黑膜4，密封使塘体内部保持氧气不足的状态，所述布水系统包括伸入塘底的若干进水管5，所述进水管的出水口上均设有米字形的布水器6，所述塘体内部经出水管7、出水泵8与集水池连接，所述集水池经回流管9、回流泵10与进水管连接，所述塘体上方的塘口处设有出气管11。
位于塘体周侧的地表上还开设有环形沟渠12，所述环形沟渠将塘体包围于环内，位于塘体外侧的黑膜的端部均经填土层13埋设于环形沟渠内部。
所述布水系统还包括沿着塘口的轮廓线布设的汇水管14，所述汇水管上连接有养殖废水进水管道15，所述集水池经回流管、回流泵与汇水管连接，所述汇水管再与若干进水管连接。
所述进水管均由上水平管体16、倾斜管体17、下水平管体18相互连接组成，所述上水平管体位于塘体的塘口处并与汇水管连接，所述下水平管体位于近塘底处，所述倾斜管体位于塘体的内周壁处，所述布水器连接于下水平管体上，所述倾斜管体沿着塘体内周壁的轮廓布设。
若干进水管与布水器沿着塘体的长度方向均布，并对称分布于塘体的长度方向上的中轴线的两侧。
所述布水器包括用以与进水管的出水口连接的竖向管体19，所述竖向管体的周侧环形均布并连通有若干个喷水支管20，所述喷水支管上开设有若干个喷水孔。
所述喷水支管的数量为八根。
所述黑膜位于进水管下方，所述集水池上设有排水管21。
所述黑膜为HDPE防渗膜，膜厚为1～1.5mm，塘体上方塘口处的黑膜面积为塘体表面积的1.2～1.5倍，所述塘体的坡度系数为0.6～1，所述塘体的深度为6～7m。
所述喷水支管的长度为塘体底部宽度的1/8，每根喷水支管的相邻喷水孔间距为6～10mm，塘体长度方向上的两相邻竖向管体的间距为0.6～1m。
塘体位于地表下受气温变化影响小，塘内温度稳定，产气效率高，气量大，塘体容积大，抗冲击能力强，运行稳定，自带大容积储气空间，能够保证沼气发电机长时间的持续发电作业，提高能源回收利用率，工程投资仅为目前常用厌氧处理工艺的2/3左右。
具体实施过程：将养殖废水原水经养殖废水进水管道泵入，依次经过汇水管、上水平管体、倾斜管体、下水平管体，从塘底的布水器喷出，在塘体内进行厌氧反应，同步开启回流泵，出水至集水池的废水再次回流至汇水管，再依次经过上水平管体、倾斜管体、下水平管体，从塘底的布水器再次喷出；反应产生的沼气从出气管排出供沼气发电机长时间的持续发电作业；反应结束后，集水池的废水从排水管排出。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种养殖废水的处理方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
（1）养殖废水经过常规的固液分离预处理后，流入厌氧塘进行厌氧反应，反应时间为7~10d；
（2）厌氧塘出水流入第一兼氧/好氧池，进行反应，反应时间为6~8h，第一兼氧/好氧池出水进入第一沉淀池沉淀2~4h进行泥水分离，污泥回流进入第一兼氧/好氧池，回流比为1~1.5；
（3）第一沉淀池出水进入第二兼氧/好氧池，停留时间为4~6h，第二兼氧/好氧池出水进入第二沉淀池沉淀2~4h，进行泥水分离，污泥回流进入第二兼氧/好氧池，回流比为1~1.5；
（4）第二沉淀池出水进入反应池，反应池中投加废水处理剂反应6~12h后，进入第三沉淀池沉淀2~4h后出水，达标排放。
2.根据权利要求1所述的一种养殖废水的处理方法，其特征在于：所述兼氧/好氧池为兼氧池和好氧池组成的组合池，其内的兼氧池和好氧池是一个组合池内两个相互独立的处理单元，当污泥流至第一兼氧/好氧池或第二兼氧/好氧池时，污泥先经过兼氧池，再流入好氧池。
3.根据权利要求1所述的一种养殖废水的处理方法，其特征在于：所述第二兼氧/好氧池内部挂有生物填料，填料安装位置为液面下0.5～1m与池底上1m的空间范围内。
4. 根据权利要求1所述的一种养殖废水的处理方法，其特征在于：步骤（4）所述废水处理剂，按重量份数计，其原料包括：高炉渣40~50份、碳酸钠20~25份、聚二甲基二烯丙基氯化铵10~15份、二氧化钛6~10份、活性炭5~8份、沸石粉3~5份和水 60~70份。
5.根据权利要求4所述的一种养殖废水的处理方法，其特征在于：所述废水处理剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将高炉渣和碳酸钠混合均匀后，升温至800~900℃进行煅烧，煅烧40~60min，升温速率为5℃/min，煅烧完成后自然冷却至室温；
（2）将步骤（1）煅烧后所得物料进行球磨1~2h，球磨转速为400r/min-600r/min，将球磨后所得的高炉渣熟料平均分成A和B两份，备用；
（3）将步骤（2）所得的高炉渣熟料A与2mol/L的硫酸在室温并伴随搅拌的状态下反应4h，高炉渣熟料A与硫酸的质量比为1:5；
（4）将步骤（2）所得的高炉渣熟料B与2mol/L的氢氧化钠在85℃并伴随搅拌的状态下反应4h，高炉渣熟料A与氢氧化钠的质量比为1:5；
（5）将步骤（3）处理所得溶液与步骤（4）处理所得溶液混合后，在常温下反应2h；
（6）将步骤（5）反应所得溶液与聚二甲基二烯丙基氯化铵、二氧化钛、活性炭、沸石粉和水搅拌分散均匀，即制得所述废水处理剂。
6.根据权利要求1所述的一种养殖废水的处理方法，其特征在于：所述厌氧塘包括沿地表往下开设的倒梯形的塘体、布水系统、集水池，所述塘体的内周壁、塘底、塘体上方的塘口处均铺设有用以密封塘体的黑膜，所述布水系统包括伸入塘底的若干进水管，所述进水管的出水口上均设有米字形的布水器，所述塘体内部经出水管、出水泵与集水池连接，所述集水池经回流管、回流泵与进水管连接，所述塘体上方的塘口处设有出气管；位于塘体周侧的地表上还开设有环形沟渠，所述环形沟渠将塘体包围于环内，位于塘体外侧的黑膜的端部均经填土层埋设于环形沟渠内部。
7.根据权利要求6所述的一种养殖废水的处理方法，其特征在于：所述布水系统还包括沿着塘口的轮廓线布设的汇水管，所述汇水管上连接有养殖废水进水管道，所述集水池经回流管、回流泵与汇水管连接，所述汇水管再与若干进水管连接；所述进水管均由上水平管体、倾斜管体、下水平管体相互连接组成，所述上水平管体位于塘体的塘口处并与汇水管连接，所述下水平管体位于近塘底处，所述倾斜管体位于塘体的内周壁处，所述布水器连接于下水平管体上，所述倾斜管体沿着塘体内周壁的轮廓布设。
8.根据权利要求6所述的一种养殖废水的处理方法，其特征在于：若干进水管与布水器沿着塘体的长度方向均布，并对称分布于塘体的长度方向上的中轴线的两侧；所述布水器包括用以与进水管的出水口连接的竖向管体，所述竖向管体的周侧环形均布并连通有若干个喷水支管，所述喷水支管上开设有若干个喷水孔；所述喷水支管的长度为塘体底部宽度的1/8，每根喷水支管的相邻喷水孔间距为6～10mm，塘体长度方向上的两相邻竖向管体的间距为0.6～1m；所述喷水支管的数量为八根。
9.根据权利要求6所述的一种养殖废水的处理方法，其特征在于：所述黑膜位于进水管下方，所述集水池上设有排水管。
10.根据权利要求6所述的一种养殖废水的处理方法，其特征在于：所述黑膜为HDPE防渗膜，膜厚为1～1.5mm，塘体上方塘口处的黑膜面积为塘体表面积的1.2～1.5倍，所述塘体的坡度系数为0.6～1，所述塘体的深度为6～7m。
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