CN112707538B - 一种高级膜氧化处理养殖废水工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种高级膜氧化处理养殖废水工艺，将待处理养殖废水进行搅拌处理，搅拌完毕，通过过滤栅格网进行初步沉淀过滤，得到第一级滤液；向第一级滤液中加入臭氧进行混合，臭氧与水体里COD进行反应，降解水体里碳元素，得到第二级滤液；将第二级滤液通向具有纳米氧化铁改性超滤膜丝的膜组件进行过滤处理，过滤处理完毕得到合格出水。采用本发明的处理工艺能够有效降低氧化反应时不溶有机物对反应试剂的占用，影响后续的过滤效果，同时对过滤膜组件进行改性，使之表面负载催化剂，从而便于在过滤同时进行反应，反应效果好。

Description

一种高级膜氧化处理养殖废水工艺
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种高级膜氧化处理养殖废水工艺。
背景技术
在工业污水的处理中，养殖废水的处理难度较大，主要在于其中不仅包括大量的固体无机颗粒，还包括各种可溶和不可溶的有机污染物，且有机污染物还包括如或粪便等难以降解处理的污染物。
现有技术为了能够对养殖废水实现更加完全的处理，需要设置多种不同的处理步骤，包括常规的沉淀、反应处理、固液分离以及吸附处理等，该处理方法对固液分离的要求高，且固液分离的负担较大，同时在进行反应处理时，固体沉降物容易消耗大量处理药剂，降低了易处理的有机污染物的处理效率，同时不易处理的污染物积累堵塞后续的过滤系统。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种处理方法更加简单，能够在固液分离同时进行污染物氧化分解的高级膜氧化处理养殖废水工艺。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种高级膜氧化处理养殖废水的工艺，包括如下步骤：
步骤一、将待处理养殖废水进行搅拌处理，搅拌完毕，通过过滤栅格网进行初步沉淀过滤，得到第一级滤液；
步骤二、向第一级滤液中加入臭氧进行混合，臭氧与水体里COD进行反应，降解水体里碳元素，得到第二级滤液；
步骤三、将第二级滤液通向具有纳米氧化铁改性超滤膜丝的膜组件进行过滤处理，过滤处理完毕得到合格出水。
在以上技术方案的基础上，优选的，步骤三中，所述纳米氧化铁改性超滤膜丝的制备方法包括：
配置纳米氧化铁载体，将纳米氧化铁与丝素蛋白溶液混合搅拌，得到纳米氧化铁载体溶液；
配置铸膜液，混合PVC树脂、DMAC和PEG400，升温至40-50℃，保温搅拌10-20h，得到铸膜液；
制备膜丝，以纳米氧化铁载体溶液作为凝固浴，将铸膜液经过喷丝头挤出，依次经过空气、纳米氧化铁载体溶液进行成膜，然后再经过酸洗槽、水洗槽后得到膜丝。
以上实施方式中，采用丝素蛋白液作为膜丝表面改性的载体，一方面能够提高膜丝亲水性能，另一方面，能够提高膜丝表面负载纳米氧化铁的量和负载的稳定性，提高其氧化反应处理的效果。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述丝素蛋白溶液的质量浓度为5-10％，纳米氧化铁：丝素蛋白溶液的用量比为1：(24-44)。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述PVC树脂：DMAC：PEG400的用量比为(10-20)：(60-80)：(5-15)。
更进一步优选的，所述铸膜液还包括酰基氧化膦，所述PVC树脂：DMAC：PEG400：酰基氧化膦的用量比为(10-20)：(60-80)：(5-15)：(0.5-1.5)。
在以上技术方案的基础上，优选的，制备膜丝时，还包括使用紫外光照射纳米氧化铁载体溶液。
在以上技术方案的基础上，优选的，步骤一中，搅拌的速度为500-800r/min，搅拌时间为1-2h。
在以上技术方案的基础上，优选的，步骤一中，过滤栅格网的网孔宽度为0.5-2mm。
在以上技术方案的基础上，优选的，步骤一还包括，定期清理过滤栅格网上的滤渣，并将所得滤渣进行堆肥处理。
在以上技术方案的基础上，优选的，步骤二中，所述第一级滤液与臭氧的体积比为1：(0.3-0.5)。
本发明的高级膜氧化处理养殖废水工艺相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明通过对超滤膜进行改性，并将膜组件作为高级氧化反应的催化剂载体，在对养殖废水进行过滤的同时进行催化氧化反应，从而缩短了养殖废水处理的时间，利用过滤栅格网进行过滤的方式预先去除较大的不溶杂质，降低反应处理难度；
(2)整个工艺过程简单，通过具有负载纳米氧化铁的膜组件与臭氧配合进行氧化分解有机污染物，采用丝素蛋白溶液对纳米氧化铁进行负载和悬浮，提高膜丝表面负载氧化铁的稳定性，同时提高膜丝对污染物的过滤能力，丝素蛋白还能够对膜丝表现进行保护。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
以湖北省武汉市某养殖厂排放养殖废水作为处理对象，分别按照以下实施方式进行处理测试。
实施例1
制备氧化铁改性超滤膜丝：
称取1kg纳米氧化铁和24kg质量浓度为5％的丝素蛋白溶液，以100rpm的转速搅拌处理1h，得到纳米氧化铁载体溶液，再称取PVC树脂10kg、DMAC60kg和5kg的PEG400，混合后升温至40℃，保温搅拌10h，得到铸膜液，将铸膜液从喷丝头挤出，经过5mm的空气后进入纳米氧化铁载体溶液中，在纳米氧化铁载体溶液中浸泡处理30s，然后进入酸洗槽酸洗20s，进入水洗槽水洗40s，得到氧化铁改性超滤膜丝，用氧化铁改性超滤膜丝制备对应的膜组件，备用。
废水处理：将100L待处理的养殖废水转入搅拌釜中，以500r/min的搅拌速度搅拌处理1h，搅拌处理完毕，通过网孔宽度为0.5mm的过滤栅格网进行初步过滤处理，得到第一级滤液，向第一级滤液中加入臭氧进行混合，臭氧与水体里COD进行反应，降解水体里碳元素，调节完毕，得到第二级滤液，将第二级滤液通向具有纳米氧化铁改性超滤膜丝的膜组件，进行水处理，收集过滤出来的水液，同时计算处理时间，对过滤的水液进行检测。
实施例2
制备氧化铁改性超滤膜丝：
称取1kg纳米氧化铁和30kg质量浓度为6％的丝素蛋白溶液，以200rpm的转速搅拌处理1h，得到纳米氧化铁载体溶液，再称取PVC树脂12kg、DMAC64kg、8kg的PEG400和0.5kg酰基氧化磷，混合后升温至42℃，保温搅拌12h，得到铸膜液，将铸膜液从喷丝头挤出，经过5mm的空气后进入纳米氧化铁载体溶液中，在纳米氧化铁载体溶液中浸泡处理30s，同时对纳米氧化铁载体溶液进行紫外光照射，然后进入酸洗槽酸洗20s，进入水洗槽水洗40s，得到氧化铁改性超滤膜丝，用氧化铁改性超滤膜丝制备对应的膜组件，备用。
废水处理：将100L待处理的养殖废水转入搅拌釜中，以600r/min的搅拌速度搅拌处理2h，搅拌处理完毕，通过网孔宽度为0.6mm的过滤栅格网进行初步过滤处理，得到第一级滤液，向第一级滤液中加入臭氧进行混合，臭氧与水体里COD进行反应，降解水体里碳元素，调节完毕，得到第二级滤液，将第二级滤液通向具有纳米氧化铁改性超滤膜丝的膜组件，进行水处理，收集过滤出来的水液，同时计算处理时间，对过滤的水液进行检测。
实施例3
制备氧化铁改性超滤膜丝：
称取1kg纳米氧化铁和35kg质量浓度为7％的丝素蛋白溶液，以200rpm的转速搅拌处理2h，得到纳米氧化铁载体溶液，再称取PVC树脂14kg、DMAC68kg、10kg的PEG400和0.8kg酰基氧化磷，混合后升温至44℃，保温搅拌14h，得到铸膜液，将铸膜液从喷丝头挤出，经过5mm的空气后进入纳米氧化铁载体溶液中，在纳米氧化铁载体溶液中浸泡处理30s，同时对纳米氧化铁载体溶液进行紫外光照射，然后进入酸洗槽酸洗20s，进入水洗槽水洗40s，得到氧化铁改性超滤膜丝，用氧化铁改性超滤膜丝制备对应的膜组件，备用。
废水处理：将100L待处理的养殖废水转入搅拌釜中，以700r/min的搅拌速度搅拌处理1h，搅拌处理完毕，通过网孔宽度为0.85mm的过滤栅格网进行初步过滤处理，得到第一级滤液，向第一级滤液中加入臭氧进行混合，臭氧与水体里COD进行反应，降解水体里碳元素，调节完毕，得到第二级滤液，将第二级滤液通向具有纳米氧化铁改性超滤膜丝的膜组件，进行水处理，收集过滤出来的水液，同时计算处理时间，对过滤的水液进行检测。
实施例4
制备氧化铁改性超滤膜丝：
称取1kg纳米氧化铁和40kg质量浓度为8％的丝素蛋白溶液，以100rpm的转速搅拌处理2h，得到纳米氧化铁载体溶液，再称取PVC树脂16kg、DMAC74kg、12kg的PEG400和1.2kg酰基氧化磷，混合后升温至48℃，保温搅拌18h，得到铸膜液，将铸膜液从喷丝头挤出，经过5mm的空气后进入纳米氧化铁载体溶液中，在纳米氧化铁载体溶液中浸泡处理30s，同时对纳米氧化铁载体溶液进行紫外光照射，然后进入酸洗槽酸洗20s，进入水洗槽水洗40s，得到氧化铁改性超滤膜丝，用氧化铁改性超滤膜丝制备对应的膜组件，备用。
废水处理：将100L待处理的养殖废水转入搅拌釜中，以800r/min的搅拌速度搅拌处理2h，搅拌处理完毕，通过网孔宽度为1mm的过滤栅格网进行初步过滤处理，得到第一级滤液，向第一级滤液中加入臭氧进行混合，臭氧与水体里COD进行反应，降解水体里碳元素，调节完毕，得到第二级滤液，将第二级滤液通向具有纳米氧化铁改性超滤膜丝的膜组件，进行水处理，收集过滤出来的水液，同时计算处理时间，对过滤的水液进行检测。
实施例5
制备氧化铁改性超滤膜丝：
称取1kg纳米氧化铁和44kg质量浓度为10％的丝素蛋白溶液，以100rpm的转速搅拌处理2h，得到纳米氧化铁载体溶液，再称取PVC树脂20kg、DMAC80kg、15kg的PEG400和1.5kg酰基氧化磷，混合后升温至50℃，保温搅拌20h，得到铸膜液，将铸膜液从喷丝头挤出，经过5mm的空气后进入纳米氧化铁载体溶液中，在纳米氧化铁载体溶液中浸泡处理30s，同时对纳米氧化铁载体溶液进行紫外光照射，然后进入酸洗槽酸洗20s，进入水洗槽水洗40s，得到氧化铁改性超滤膜丝，用氧化铁改性超滤膜丝制备对应的膜组件，备用。
废水处理：将100L待处理的养殖废水转入搅拌釜中，以800r/min的搅拌速度搅拌处理1h，搅拌处理完毕，通过网孔宽度为2mm的过滤栅格网进行初步过滤处理，得到第一级滤液，向第一级滤液中加入臭氧进行混合，臭氧与水体里COD进行反应，降解水体里碳元素，调节完毕，得到第二级滤液，将第二级滤液通向具有纳米氧化铁改性超滤膜丝的膜组件，进行水处理，收集过滤出来的水液，同时计算处理时间，对过滤的水液进行检测。
分别对实施例1-5所得过滤水液进行质量检测，同时计算处理的时长，结果如下：
Figure GDA0003921430260000071
以上实施例可以看出，采用本发明的处理工艺，可以在对养殖废水过滤的同时进行处理，膜组件的表面通过特定的制备工艺附着了一层氧化铁颗粒，氧化铁与双氧水在酸性条件下作用可以对废水中的有机物进行氧化分解，从而降低污染物，并对大分子污染物进行过滤去除。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高级膜氧化处理养殖废水工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将待处理养殖废水进行搅拌处理，搅拌完毕，通过过滤栅格网进行初步沉淀过滤，得到第一级滤液；
步骤二、向第一级滤液中加入臭氧进行混合，臭氧与水体里COD进行反应，降解水体里碳元素，得到第二级滤液；
步骤三、将第二级滤液通向具有纳米氧化铁改性超滤膜丝的膜组件进行过滤处理，过滤处理完毕得到合格出水；
所述纳米氧化铁改性超滤膜丝的制备方法包括：
配置纳米氧化铁载体，将纳米氧化铁与丝素蛋白溶液混合搅拌，得到纳米氧化铁载体溶液；
配置铸膜液，混合PVC树脂、DMAC和PEG400，升温至40-50℃，保温搅拌10-20h，得到铸膜液；
制备膜丝，以纳米氧化铁载体溶液作为凝固浴，将铸膜液经过喷丝头挤出，依次经过空气、纳米氧化铁载体溶液进行成膜，然后再经过酸洗槽、水洗槽后得到膜丝。
2.如权利要求1所述的高级膜氧化处理养殖废水工艺，其特征在于，所述丝素蛋白溶液的质量浓度为5-10％，纳米氧化铁：丝素蛋白溶液的重量比为1：(24-44)。
3.如权利要求1所述的高级膜氧化处理养殖废水工艺，其特征在于，所述PVC树脂：DMAC：PEG400的重量比为(10-20)：(60-80)：(5-15)。
4.如权利要求1所述的高级膜氧化处理养殖废水工艺，其特征在于，所述铸膜液还包括酰基氧化膦，所述PVC树脂：DMAC：PEG400：酰基氧化膦的重量比为(10-20)：(60-80)：(5-15)：(0.5-1.5)。
5.如权利要求4所述的高级膜氧化处理养殖废水工艺，其特征在于，制备膜丝时，还包括使用紫外光照射纳米氧化铁载体溶液。
6.如权利要求1所述的高级膜氧化处理养殖废水工艺，其特征在于，步骤一中，搅拌的速度为500-800r/min，搅拌时间为1-2h。
7.如权利要求1所述的高级膜氧化处理养殖废水工艺，其特征在于，步骤一中，过滤栅格网的网孔宽度为0.5-2mm。
8.如权利要求1所述的高级膜氧化处理养殖废水工艺，其特征在于，步骤一还包括，定期清理过滤栅格网上的滤渣，并将所得滤渣进行堆肥处理。
9.如权利要求1所述的高级膜氧化处理养殖废水工艺，其特征在于，步骤二中，所述第一级滤液与臭氧的体积比为1：(0.3-0.5)。
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