CN109368848A - 一种规模化畜禽养殖废水的预处理方法 - Google Patents

一种规模化畜禽养殖废水的预处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种规模化畜禽养殖废水的预处理方法，包括以下步骤：1）向畜禽养殖废水中加入碱调节pH值至8~10；2）再向畜禽养殖废水中加入氧化镁和普钙，进行反应；3）反应后加入絮凝剂进行絮凝沉淀，即完成畜禽养殖废水的预处理。该方法毒性小，添加的MgO和普钙在碱性条件下基本都能以鸟粪石或其他沉淀形式沉淀下来，不会对废水造成毒性；本发明药剂成本低；本发明可以实现同步去除SS、COD、氨氮，节约工艺设备及运行时间。

Description

一种规模化畜禽养殖废水的预处理方法
技术领域
本发明涉及一种规模化畜禽养殖废水的预处理方法，属于废水处理领域。
背景技术
随着我国人民日常生活水平的提高，畜禽养殖越来越普遍。与传统的畜禽散养方式相比，随着近年来我国农业结构调整和农业产业化经营，规模化、集约化的畜禽养殖业得以迅速发展，成为我国农业农村经济的重要组成部分。但是，规模化养殖产生大量的畜禽粪尿等有机污染物，也成为污染水体的重要污染源。
畜禽养殖废水一般具有有机物、SS、氨氮浓度高的特点，不具备进行生化处理的条件，而直接采用物化法要处理达标成本又过高。因此寻找合适的预处理方法对提高畜禽养殖废水处理效果、降低处理成本极为重要。现有畜禽养殖废水处理工艺常见的预处理手段为絮凝沉淀，或进一步地进行汽提吹脱以去除氨氮，但仅采用絮凝沉淀难以去除氨氮，而组合预处理工艺需分步进行，增加了工艺设备以及工艺停留时间，且汽提吹脱成本高。
专利号为CN102718360A的发明专利《一体化畜禽养殖废水处理方法》采用的预处理工艺为将养殖废水统一收集后，加入聚合硫酸铁絮凝后用固液分离机进行初步分离。专利号为CN103922538A的发明专利《一种畜禽养养殖废水处理方法》中采用的预处理工艺为调节预处理池—初沉池—氨汽提塔，其中调节预处理池投加絮凝剂，混合均匀后进入初沉池进行固液分离，初沉池中的上层液进入氨汽提塔中进行吹脱去除60～70％氨氮。
发明内容
本发明解决的技术问题是，畜禽养殖废水的预处理过程中氨氮处理困难，预处理的工艺成本高。
本发明的技术方案是，提供一种规模化畜禽养殖废水的预处理方法，包括以下步骤：
1)向畜禽养殖废水中加入碱调节pH值至8～10；
2)再向畜禽养殖废水中加入氧化镁和普钙，进行反应；
3)反应后加入絮凝剂进行絮凝沉淀，即完成畜禽养殖废水的预处理。
优选地，步骤1)中，采用氢氧化钠将畜禽养殖废水的pH调节至8～10。
优选地，步骤2)中，氧化镁和普钙的质量比为1:3～1:6。
优选地，步骤2)中，氧化镁和普钙的质量比为1:4～1:5。
优选地，步骤2)的畜禽养殖废水中，氧化镁的浓度为氨氮浓度的2:1～3:1。
优选地，步骤2)中，反应时间为5～15分钟，优选8-12min，反应时间短，可以通过搅拌使畜禽养殖废水混匀。
优选地，步骤3)中，絮凝沉淀过程中使用有机絮凝剂，如PAM。
优选地，畜禽养殖废水中的氨氮浓度为1000-4000mg/L。
优选地，絮凝沉淀过程中絮凝剂的投加量为2～5mg/L。
优选地，氧化镁以悬浊液的形式加入，可以加快反应速度，以及提高沉淀的絮凝效果。
本发明使用MgO和普钙进行复配，作为除氮剂，价格低廉。普钙，即普通过磷酸钙，是用硫酸分解磷矿[磷灰石Ca5(PO4)3F]制得。普钙主要组份为磷酸二氢钙的水合物Ca(H2PO4)2·H2O和少量游离的磷酸，还含有无水硫酸钙组份。普钙本身具有固氮作用，能去除废水中部分氮；此外普钙中的H2PO4 2-、PO4 4-和MgO中的Mg2+能与废水中的氨氮发生鸟粪石反应，进一步去除废水中的氨氮。因此MgO和普钙的复配除氮剂能有效去除废水中的氮。此外，生成的鸟粪石沉淀以及氢氧化镁具有一定的絮凝性能，通过投加有机絮凝剂阴离子PAM作为助凝剂，能通过絮凝沉淀去除废水中大部分的SS，及其所含的COD。
与现有技术比较，本发明具有如下有益效果：
(1)该方法毒性小，添加的MgO和普钙在碱性条件下基本都能以鸟粪石或其他沉淀形式沉淀下来，不会对废水造成毒性；
(2)本发明药剂成本低；
(3)本发明可以实现同步去除SS、COD、氨氮，节约工艺设备及运行时间。
(4)本发明排出的污泥可以作为原料进行有机肥料生产。
(5)本发明处理效果对SS、COD和氨氮的去除效果好，经预处理后的废水可进行后续生化或物化处理，使出水达标排放。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
取SS为4500mg/L，COD浓度为30000mg/L、氨氮浓度为1500mg/L、SS浓度为4600mg/L的畜禽养殖废水1升，使用2mol/L的氢氧化钠调节其pH至8；然后投加MgO悬浊液，使MgO投加量为3g/L；充分搅拌后加入13.5g/L普钙，充分搅拌，反应10min；然后加入5mg/L阴离子PAM，快速搅拌5min，慢速搅拌20min，最后静置30min。取上清液进行检测，出水SS去除率达99.1％，COD去除率为76.7％以上，氨氮去除率为68％。
实施例2
取SS为4500mg/L，COD浓度为30000mg/L、氨氮浓度为1500mg/L、SS浓度为4600mg/L的畜禽养殖废水1升，使用2mol/L的氢氧化钠调节其pH至8；然后投加MgO悬浊液，使MgO投加量为3.6g/L；充分搅拌后加入16.5g/L普钙，充分搅拌，反应10min；然后加入5mg/L阴离子PAM，快速搅拌5min，慢速搅拌20min，最后静置30min。取上清液进行检测，出水SS去除率达99.1％，COD去除率为81.7％，氨氮去除率为80.5％。
对比例2
取SS为4500mg/L，COD浓度为30000mg/L、氨氮浓度为1500mg/L、SS浓度为4600mg/L的畜禽养殖废水1升，使用2mol/L的氢氧化钠调节其pH至8；然后投加MgCl悬浊液，使MgCl投加量为5.73g/L；充分搅拌后加入磷酸二氢钠溶液，使磷酸二氢钠溶液的投加量为6.8g/L，充分搅拌，反应10min；然后加入5mg/L阴离子PAM，快速搅拌5min，慢速搅拌20min，最后静置30min。取上清液进行检测，出水SS去除率达36％，COD去除率为34.6％，氨氮去除率为80.36％。
将实施例2和对比例1的处理效果对比于附表1，并将实施例2和对比例1的处理成本对比于附表2。
附表1处理效果对比
附表2处理成本对比
由以上对比可以看出，在利用鸟粪石沉淀原理去除等量氨氮污染时，本发明采用氧化镁和普钙分别作为镁源和磷源，生成的鸟粪石沉淀以及氢氧化镁、氢氧化钙具有一定的絮凝性能，与常规的鸟粪石药剂(如氯化镁与磷酸二氢钠的药剂组合)相比，除了通过鸟粪石沉淀反应去除氨氮，还能通过絮凝反应去除更多的COD、SS等污染物。本发明虽药剂投加量相对较大，但由于氧化镁和普钙价格低廉，因而成本大大降低。

Claims (10)

1.一种规模化畜禽养殖废水的预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）向畜禽养殖废水中加入碱调节pH值至8~10；
2）再向畜禽养殖废水中加入氧化镁和普钙，进行反应；
3）反应后加入絮凝剂进行絮凝沉淀，即完成畜禽养殖废水的预处理。
2.如权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，步骤1）中，采用氢氧化钠将畜禽养殖废水的pH调节至8~10。
3.如权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，步骤2）中，氧化镁和普钙的质量比为1:3~1:6。
4.如权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，步骤2）中，氧化镁和普钙的质量比为1:4~1:5。
5.如权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，步骤2）的畜禽养殖废水中，氧化镁的浓度为氨氮浓度的2:1~3:1。
6.如权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，步骤2）中，反应时间为5~15分钟。
7.如权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，步骤3）中，絮凝沉淀过程中使用有机絮凝剂。
8.如权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，畜禽养殖废水中的氨氮浓度为1000-4000mg/L。
9.如权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，絮凝沉淀过程中絮凝剂的投加量为2~5 mg/L。
10.如权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，步骤2）中，氧化镁以悬浊液的形式加入。
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