CN108585192A - 利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法 - Google Patents
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Abstract
利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法，属于废水处理领域。将废弃生物质置于密闭的水溶液中，在190℃‑200℃下进行水热炭化4h，得到生物质炭。先将天然海泡石在马弗炉中焙烧进行热改性，冷却后与生物质炭按比例混合，用尼龙多空袋装好后置于含厌氧污泥的反应器内部，对养猪废水进行厌氧处理。本发明能有效提升厌氧处理养猪废水中COD、氨氮的去除率，且操作简单，成本低廉，无二次污染，还能有效利用废弃生物质材料，具有社会效益和经济效益。
Description
技术领域
属于废水处理技术领域，具体涉及一种利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法。
背景技术
随着养猪业经营方式日趋规模化，猪场废水带来的问题也日益严重，是形成农业面源污染的主要因素之一。规模化养猪废水属于典型的高氨废水，对我国地表水环境质量具有重要影响。我国规模化养猪场大多配备了厌氧发酵装置，但厌氧技术只能去除有机物而对氨氮基本没有去除能力，反而造成了排出沼液的氨氮浓度高、COD/TN低、可生化性差、生物处理难度大的问题。
目前，规模化养猪废水处理模式主要有三种：还田模式、自然处理模式和工业化处理模式。其中，还田模式具有如下优点：(1)投资省;(2)不耗能；(3)无需专人管理，运转费用低;(4)营养物质资源化，污染物零排放。但也存在以下问题：(1)雨季以及非用肥季节须考虑粪污或沼液出路；(2)传播畜禽疾病和人畜供患病的危险;(3)降解过程产生的氨氮、总磷等有害气体污染大气。自然处理模式具有以下优点：(1)投资比较省;(2)运行管理费用低，耗能低;(3)污泥量少，不需要复杂的污泥处理系统；(4)没有复杂的设备，管理方便，对周围环境影响小，无噪音。但也存在以下问题：(1)土地占用环境较大;(2)处理效果易受季节、温度变化的影响；(3)容易污染地下水。工业化处理模式具有以下优点：(1)占地少；(2)适应性广，不受地理位置限制；(3)季节变化的影响相对较小。但工业化处理能耗高，机械设备多，维护管理量大，运行管理费用需要专门的技术人员。因此，探寻高效稳定的养殖业污水处理方法，进行污染物的减量化、无害化、资源化处理与合理利用，才是治理养殖业污染的最佳途径。
发明内容
针对传统处理养猪废水技术的不足，本发明提供一种利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法，该方法在采取环保、经济的原则，降解养猪废水中的氨氮等有机物含量。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法，包括如下步骤：
1）将废弃生物质置于密闭的水溶液中，经过水热炭化，得到生物质炭。
2）将天然海泡石在马弗炉中焙烧冷却。
3）将生物质炭与海泡石按比例置于放有厌氧污泥的反应器内部，每24h更换一次进水。
上述的一种利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法，步骤1）所述废弃生物质炭为瓜子壳生物质炭。
上述的一种利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法，步骤1）所述生物质炭在水热炭化过程中与蒸馏水的固液比为10%-15%。
上述的一种利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法，步骤1）所述水热炭化的温度为190℃-200℃。
上述的一种利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法，步骤1）所述水热炭化的升温速率约为6℃/min，炭化时间为4h。
上述的一种利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法，步骤2）所述海泡石洗净烘干过筛后，在马弗炉中焙烧，800℃下加热6h，活化冷却，获得热改性海泡石；
上述的一种利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法，步骤3）所述生物质炭与海泡石的质量比为1：3-4。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水。海泡石具有绿色无毒的特点，而海泡石在高温热条件下，其晶体结构孔道中所含的吸附水易被去除，形成表面积很大的空穴，从而提高孔容积，增大吸附容量。瓜子壳是东北地区较为普遍的废弃物生物质炭材料，利用瓜子壳生物质炭处理养猪废水，可以有效利用当地的废弃资源处理当地的养猪废水，节约成本，实现对厌氧处理养猪废水中COD和氨氮去除率的提高。
附图说明
图1 实验反应装置图
图2海泡石和生物质炭联合对厌氧处理养猪废水中COD去除效能的影响
图3 海泡石和生物质炭联合对厌氧处理养猪废水中氨氮去除效能的影响
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，此处所描述的实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
（一）生物质炭的制备
本实施例的生物质炭原材料来自于辽宁省某食品加工厂的废弃瓜子壳。分别取1000-1500mL蒸馏水和100g干燥的瓜子皮粉末，固液比为10%-15%，加入反应釜中，待瓜子皮充分溶胀后，密封反应釜。将反应釜置于数显鼓风干燥箱中，待温度升至190-200℃后保持4h，升温速率约为6℃/min，停止加热取出，并用冷水冷却反应釜，待反应釜冷却至室温后，拧松放气阀放气后慢慢打开反应釜，进行离心过滤，抽滤后的残渣以及固体产物在105℃干燥24h，得瓜子壳生物质炭。
（二）热改性海泡石得制备
将100g天然海泡石原土清洗干净，105℃烘干，过75目筛后盛放于坩埚内移入马弗炉中焙烧，800℃下加热6h，活化冷却，获得热改性海泡石。
（三）处理方法
如图1-3所示，本实验用水为实际养猪废水，取自辽宁省某养猪调节池，废水中COD浓度为1745-2154mg/L、氨氮浓度为416.5-516.0mg/L。厌氧反应器所用颗粒污泥取自某乳制品厂运行稳定的UASB厌氧反应器，其污泥性质为：VSS/SS=0.6-0.7，SS为25g/L。本次实验将COD浓度作为本次实验的检测指标。
将2个特制锥形瓶作为厌氧反应器，其体积为2000mL，分别向2个反应器中加入约占反应器三分之一的厌氧污泥，然后将其中一个锥形瓶作为空白实验，标记为A1。另一个锥形瓶内部用细绳将尼龙多孔袋捆绑并固定悬挂于反应器内部，尼龙多孔袋内装有80海泡石+20g生物质炭，标记为A2；两个反应器均在35℃下恒温水浴进行实验。
试验期间每24h更换一次进水，记录两个反应器进、出水COD浓度和氨氮浓度，计算COD、氨氮的去除率。
Claims (7)
1.一种利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将废弃生物质置于密闭的水溶液中，经过水热炭化，得到生物质炭；
将天然海泡石在马弗炉中焙烧冷却；
将生物质炭与海泡石按比例置于放有厌氧污泥的反应器内部，每24h更换一次进水。
2.根据权利要求1所述的一种利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法，其特征在于，步骤1）所述废弃生物质炭为瓜子壳生物质炭。
3.根据权利要求1所述的一种利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法，其特征在于，步骤1）所述生物质炭在水热炭化过程中与蒸馏水的固液比为10%-15%。
4.根据权利要求1所述的一种利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法，其特征在于，步骤1）所述水热炭化的温度为190℃-200℃。
5.根据权利要求1所述的一种利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法，其特征在于，步骤1）所述水热炭化的升温速率约为6℃/min，炭化时间为4h。
6.根据权利要求1所述的一种利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法，其特征在于，步骤2）所述海泡石洗净烘干过筛后，在马弗炉中焙烧，800℃下加热6h，活化冷却，获得热改性海泡石。
7.根据权利要求1所述的一种利用海泡石和生物质炭联合厌氧处理养猪废水的方法，其特征在于，步骤3）所述生物质炭与海泡石的质量比为1：（3-4）。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180928 |