CN117843194A - 一种废水处理剂及其制备方法、畜禽废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及废水处理的技术领域，具体公开了一种废水处理剂及其制备方法、畜禽废水的处理方法。本申请公开的废水处理剂，具体包括以下重量份的组分：聚合氯化铝10‑17份、蛭石8‑15份、木质磺酸钙6‑14份、酶解剂1‑5份、醋酸菌0.8‑1.5份、助剂2‑6份、水20‑30份；酶解剂选自淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶中的一种或多种；助剂包括重量比为5‑9：1‑5的蓖麻油聚氧乙烯醚、松香酸钠。本申请还提供了上述废水处理剂的制备方法。本申请将上述废水处理剂用于畜禽废水的处理方法中，可有效去除畜禽废水中的COD、氨氮、SS、TDS杂质含量，从而减轻畜禽废水处理工艺的负荷，降低畜禽废水处理的成本与能耗。
Description
技术领域
本申请涉及废水处理的技术领域，具体涉及一种废水处理剂及其制备方法、畜禽废水的处理方法。
背景技术
畜禽养殖业是关系到我国国计民生的重要产业，但其所带来的环境污染问题也日益突出。规模化畜禽养殖带来大量畜禽粪污，是农村面源污染的主要来源。研究表明，畜禽养殖污染已成为继工业污染、生活污染之后的第三大污染源。为了更好的处理污染，需要对污水进行处理。
以猪场废水为例，畜禽养殖废水具有高COD、高氨氮(NH3-N)、高悬浮颗粒物(SS)、高色度的特点。如果这些畜禽养殖废水不经过有效处理直接排放，严重污染环境。现阶段，规模化、集约化养猪场采用的处理工艺多为厌氧-好氧组合工艺，但是实际运行中发现厌氧段沼气产率较低，出水有机物、NH3-N浓度高，且具有很高的SS，脱色效果差加重后续生化处理的负荷，出水往往难以达标。
虽然目前处理畜禽养殖废水采用铁盐絮凝剂(如FeCl3、聚合硫酸铁、聚合氯化铝-聚丙烯酰胺)可有效去除SS，但是无法有效降解有机污染物导致废水脱色效果差。并且上述絮凝剂处理畜禽养殖废水往往会带来一些弊端，例如FeCl3具有一定的毒性，同时对设备具有腐蚀性。
发明内容
为了提高畜禽废水的处理效果，同时降低成本与能耗，本申请提供一种废水处理剂及其制备方法、畜禽废水的处理方法。
第一方面，本申请提供了一种废水处理剂，具体包括以下重量份的组分：聚合氯化铝10-17份、蛭石8-15份、木质磺酸钙6-14份、酶解剂1-5份、醋酸菌0.8-1.5份、助剂2-6份、水20-30份；
所述酶解剂选自淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶中的一种或多种；
所述助剂由重量比为5-9：1-7的蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠混合组成。
本申请利用合适重量比的蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠混合组成助剂，并与聚合氯化铝、蛭石、木质磺酸钙、酶解剂、醋酸菌作为原料组分，然后制备得到废水处理剂，用于畜禽废水的处理方法中，经过固液分离，达到了较好的混合絮凝效果，可有效去除畜禽废水中的COD、氨氮、SS、TDS等杂质含量，从而大大减轻畜禽废水后续处理工艺的负荷，进而有利于降低畜禽废水处理过程中的成本与能耗。
在畜禽废水的废水处理剂中，投加本申请提供的配套的废水处理剂，其中，废水处理剂中的聚合氯化铝可以通过静电引力、氢键、范德华引力、配位键等作用力与畜禽废水中的胶粒吸附，形成大量的絮体；利用废水处理剂中的酶解剂和醋酸菌可以有效分解畜禽废水中糖类、多肽等有机杂质，经过处理后，废液中大分子物质被拆解，进而容易形成絮体；加入本申请制备的废水处理剂后，废水中裹挟的油脂可以得到有效释放，可以进一步有效除去废水中的杂质；另外，在常规混凝、絮凝的过程中，具有孔隙率的蛭石会与废水中的杂质颗粒以及混凝过程中的絮体结合，形成稳定絮体。
因此，将本申请制备的废水处理剂用于畜禽废水的处理过程中，混凝絮凝反应的吸附、架桥、扑捉能力可以得到进一步提升，进而强化了处理效果，达到快速沉降和固液分离的目的，并减少常规絮凝剂的用量。
优选地，所述废水处理剂具体包括以下重量份的组分：聚合氯化铝10-14份、蛭石12-15份、木质磺酸钙6-10份、酶解剂3-5份、醋酸菌1.2-1.5份、助剂2-4份、水20-30份。
优选地，所述助剂由重量比为5-7：3-7的蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠混合组成。
在一个具体的实施方案中，所述蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠的重量比可以为5：1、5：3、5：7、7：1、7：3、7：7、9：1、9：3、9：7。
在一些具体的实施方案中，所述蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠的重量比还可以为5-7：1、5-7：3、5-9：7、7：1-3、7-9：3、7：3-7、9：1-3、5-9：3、9：3-7。
经过试验分析可知，本申请选择利用上述重量比的蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠混合作为废水处理剂中的助剂，可以进一步提高废水中的COD、氨氮、SS、TDS杂质含量的去除效果。
优选地，所述酶解剂为重量比为0.7-2.3：10的脂肪酶和纤维素酶。
优选地，所述酶解剂为重量比为1.2-1.8：10的脂肪酶和纤维素酶。
在一个具体的实施方案中，所述脂肪酶和纤维素酶的重量比可以为0.7：10、1.2：10、1.5：10、1.8：10、2.3：10。
在一些具体的实施方案中，所述脂肪酶和纤维素酶的重量比还可以为0.7-1.2：10、0.7-1.5：10、0.7-1.8：10、1.2-1.5：10、1.2-2.3：10、1.5-1.8：10、1.5-2.3：10、1.8-2.3：10。
经过试验分析可知，本申请选择利用上述重量比的脂肪酶和纤维素酶混合作为废水处理剂中的酶解剂，可以进一步提高废水中的COD、氨氮、SS、TDS杂质含量的去除效果。
优选地，所述蛭石的粒度为0.2-0.8mm。
第二方面，本申请提供了上述废水处理剂的制备方法，具体包括以下步骤：
按照各原料的重量份计，将所述醋酸菌加入至温度为40-60℃的水中，开启搅拌转速为300-800rpm，然后加入所述聚合氯化铝、所述蛭石、所述木质磺酸钙、所述酶解剂，搅拌40-60min；降至室温，加入助剂，即得所述废水处理剂。
第三方面，本申请提供了一种畜禽废水的处理方法，具体包括以下步骤：
畜禽废水通过筛网过滤分离后，投加上述废水处理剂，在第一气体搅拌强度为1-7m3/m2/h的条件下，搅拌35-50min；然后在第二气体搅拌强度为9-18m3/m2/h的条件下，搅拌15-25min；所述废水处理剂与所述畜禽废水的比为15-20g/L。
在畜禽废水的处理方法中，气体搅拌强度对于废水中杂质含量的去除具有较大的影响，本申请在加入废水处理剂后，将第一气体搅拌强度控制为上述条件，搅拌一定时间后，升高至第二气体搅拌强度为上述条件，可以有效去除废水中的杂质含量。
优选地，所述第一气体搅拌强度为1-4m3/m2/h。
在一个具体的实施方案中，所述第一气体搅拌强度可以为1m3/m2/h、4m3/m2/h、7m3/m2/h。
优选地，所述第二气体搅拌强度为13-18m3/m2/h。
在一些具体的实施方案中，所述第二气体搅拌强度可以为9m3/m2/h、13m3/m2/h、18m3/m2/h。
经过试验分析可知，本申请将第一气体搅拌强度和第二气体搅拌强度控制为上述范围，可以进一步提高废水中的COD、TOC、Si、TDS杂质含量的去除效果。
综上所述，本申请的技术方案具有以下效果：
本申请利用重量比为5-9：1-7的蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠混合组成助剂，并与聚合氯化铝、蛭石、木质磺酸钙、酶解剂、醋酸菌作为原料组分，然后制备得到废水处理剂，用于畜禽废水的处理方法中，经过固液分离，达到了较好的混合絮凝效果，可有效去除畜禽废水中的COD、氨氮、SS、TDS等杂质含量，从而大大减轻畜禽废水后续处理工艺的负荷，进而有利于降低畜禽废水处理过程中的成本与能耗。
将本申请制备的废水处理剂用于畜禽废水的处理过程中，可以达到治污除臭降氨净化环境的目的，具有高效性、专一性、反应条件温和的优势。
具体实施方式
本申请中的聚合氯化铝，CAS号：1327-41-9；蛭石购自石家庄特森矿业有限公司；木质磺酸钙购自艾多唯(山东)新材料有限公司；蓖麻油聚氧乙烯醚购自江苏省海安石油化工厂业；松香酸钠，CAS号为14351-66-7，购自郑州佳捷化工产品有限公司；醋酸菌购自上海研生实业有限公司；淀粉酶(来源于米曲霉)、脂肪酶(来源于黑曲霉)、蛋白酶(来源于灰色链霉菌)、纤维素酶(来源于曲霉属)购自默克公司；其他原料与实际均可通过商购获得。
本申请中的试验废水来源于某猪场企业现有的污水收集池，废水Q＝5m3/d，其中主要物质包括COD 5881mg/L、氨氮浓度412mg/L、SS浓度1424mg/L、TDS 46397mg/L。
以下结合实施例、对比例以及性能检测试验对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例
实施例1-3
实施例1-3分别提供了一种畜禽废水的处理方法。
上述实施例的不同之处在于：废水处理剂中各原料组分的用量不同，具体如表1所示。
上述实施例中废水处理剂的制备方法具体如下：
按照表1中各原料的重量计，分别称取相应重量的原料，将醋酸菌加入至温度为50℃的水中，开启搅拌转速为500rpm，然后加入聚合氯化铝、蛭石(粒度为0.2-0.8mm)、木质磺酸钙、酶解剂(由重量比为1.5：10的脂肪酶和纤维素酶混合组成)，搅拌50min；降至室温，加入助剂(由重量比为7：3的蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠混合组成)，即得废水处理剂。
上述实施例中畜禽废水的处理方法具体如下：
畜禽废水通过筛网过滤分离后进入调节池，自流到一体化设备，向10L畜禽废水中投加上述制备的废水处理剂18g，在第一气体搅拌强度为4m3/m2/h的条件下，搅拌40min；然后在第二气体搅拌强度为13m3/m2/h的条件下，搅拌20min；
污水流入到澄清沉淀池，完成固液分离过程，然后对污水监测各项指标。
表1废水处理剂中各原料组分的用量
实施例4-7
实施例4-7分别提供了一种畜禽废水的处理方法。
上述实施例与实施例2的不同之处在于：废水处理剂中助剂的种类不同，具体如下所示。
实施例4中：助剂由重量比为5：7的蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠混合组成。
实施例5中：助剂由重量比为6：5的蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠混合组成。
实施例6中：助剂由重量比为9：1的蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠混合组成。
实施例7中：助剂由重量比为5：1的蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠混合组成。
上述实施例中与实施例2中废水处理剂的其余组分、各组分的用量以及废水处理剂的制备方法、畜禽废水的处理方法均相同。
实施例8-12
实施例8-12分别提供了一种畜禽废水的处理方法。
上述实施例与实施例2的不同之处在于：废水处理剂中酶解剂的种类不同，具体如下所示。
实施例8中：酶解剂为纤维素酶。
实施例9中：酶解剂由重量比为1.5：10的脂肪酶和蛋白酶混合组成。
实施例10中：酶解剂由重量比为2.5：10的淀粉酶和纤维素酶混合组成。
实施例11中：酶解剂由重量比为0.7：10的脂肪酶和纤维素酶混合组成。
实施例12中：酶解剂由重量比为2.3：10的脂肪酶和纤维素酶混合组成。
上述实施例与实施例2中废水处理剂的其余组分、各组分的用量以及废水处理剂的制备方法、畜禽废水的处理方法均相同。
实施例13
实施例13提供了一种畜禽废水的处理方法。
本实施例与实施例2中废水处理剂的组分、各组分的用量以及废水处理剂的制备方法均相同。
本实施例中畜禽废水的处理方法具体如下：
畜禽废水通过筛网过滤分离后，向10L畜禽废水中投加上述制备的废水处理剂18g，在第一气体搅拌强度为7m3/m2/h的条件下，搅拌40min；然后在第二气体搅拌强度为9m3/m2/h的条件下，搅拌20min；
污水流入到澄清沉淀池，完成固液分离过程，然后对污水监测各项指标。
实施例14
实施例14提供了一种畜禽废水的处理方法。
本实施例与实施例2中废水处理剂的组分、各组分的用量以及废水处理剂的制备方法均相同。
本实施例中畜禽废水的处理方法具体如下：
畜禽废水通过筛网过滤分离后，向10L畜禽废水中投加上述制备的废水处理剂18g，在第一气体搅拌强度为1m3/m2/h的条件下，搅拌40min；然后在第二气体搅拌强度为18m3/m2/h的条件下，搅拌20min；
污水流入到澄清沉淀池，完成固液分离过程，然后对污水监测各项指标。
对比例
对比例1-2
对比例1-2分别提供了一种畜禽废水的处理方法。
上述对比例的不同之处在于：废水处理剂中各原料组分的用量不同，具体如表1所示。
上述对比例中与实施例2中废水处理剂的制备方法、畜禽废水的处理方法均相同。
对比例3-4
对比例3-4分别提供了一种畜禽废水的处理方法。
上述对比例的不同之处在于：废水处理剂中原料的种类不同，具体如下所示。
对比例3中：助剂由重量比为7：3的蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠混合组成
对比例4中：以等量的硝酸菌(购自普罗生物技术(上海)有限公司)代替醋酸菌。
上述对比例中与实施例2中废水处理剂的制备方法、畜禽废水的处理方法均相同。
对比例5
对比例5提供了一种畜禽废水的处理方法。
本对比例与实施例2中废水处理剂的组分、各组分的用量以及废水处理剂的制备方法均相同。
本实施例中畜禽废水的处理方法具体如下：
畜禽废水通过筛网过滤分离后，向10L畜禽废水中投加上述制备的废水处理剂18g，在第一气体搅拌强度为13m3/m2/h的条件下，搅拌40min；然后在第二气体搅拌强度为4m3/m2/h的条件下，搅拌20min；
污水流入到澄清沉淀池，完成固液分离过程，然后对污水监测各项指标。
性能检测试验
按照GB/T 11914-1989《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》对废水处理后的COD含量进行检测。
按照GB/T 34532-2017《氨氮含量的测定》对废水处理后的氨氮含量进行检测。
对废水处理后的SS(固体悬浮物)含量进行检测。
按照CJT 3018.4-1993《生活垃圾渗沥水总溶解性固体与总悬浮性固体的测定》对废水处理后的总溶解性固体(TDS)含量进行检测。
检测结果：如表2所示。
表2实施例1-14以及对比例1-5中污水的性能检测结果
结合表2的检测结果，本申请由重量比为5-9：1-7的蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠混合组成助剂，与聚合氯化铝、蛭石、木质磺酸钙、酶解剂、醋酸菌作为原料组分，制备得到的废水处理剂用于畜禽废水的处理方法中，经过固液分离，达到了较好的混合絮凝效果，可有效去除畜禽废水中的COD、氨氮、SS、TDS等杂质含量，从而大大减轻废水后续处理工艺的负荷，进而有利于降低废水处理过程中的成本与能耗。
通过对比实施例1-3与对比例1-2的检测结果，可知，对比例1-2采用的废水处理剂中各组分的用量配比关系不符合本申请的限定，废水的处理效果较差；而本申请通过对各组分的用量进行优化匹配，控制废水处理剂中各组分的用量为聚合氯化铝10-17份、蛭石8-15份、木质磺酸钙6-14份、酶解剂1-5份、醋酸菌0.8-1.5份、助剂2-6份、水20-30份，可以大大提高废水中的COD、氨氮、SS、TDS杂质含量的去除效果。
通过对比实施例2、4-7与对比例3的检测结果，可知，本申请选择利用重量比为5-7：3-7的蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠混合作为废水处理剂中的助剂，可以进一步提高废水中的COD、氨氮、SS、TDS杂质含量的去除效果。
通过对比实施例2与对比例4的检测结果，可知，对比例4采用等量的硝酸菌代替醋酸菌后，废水的处理效果较差；本申请采用醋酸菌与废水处理剂中的其他原料相互配合使用，可以有效去除废水中的杂质含量。
通过对比实施例2、8-12的检测结果，可知，本申请选择利用重量比为0.7-2.3：10的脂肪酶和纤维素酶作为废水处理剂中的酶解剂，可以进一步提高废水中的COD、氨氮、SS、TDS杂质含量的去除效果。
通过对比实施例2、13-14与对比例5的检测结果，可知在畜禽废水的处理方法中，气体搅拌强度对于废水中杂质含量的去除具有较大的影响，本申请控制第一气体搅拌强度为1-7m3/m2/h的条件下，搅拌35-50min；然后在第二气体搅拌强度为9-18m3/m2/h的条件下，搅拌15-25min，可以有效去除废水中的杂质含量。进一步地，本申请将第一气体搅拌强度控制为1-4m3/m2/h，第二气体搅拌强度控制为13-18m3/m2/h。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种废水处理剂，其特征在于，具体包括以下重量份的组分：聚合氯化铝10-17份、蛭石8-15份、木质磺酸钙6-14份、酶解剂1-5份、醋酸菌0.8-1.5份、助剂2-6份、水20-30份；
所述酶解剂选自淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶中的一种或多种；
所述助剂由重量比为5-9：1-7的蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠混合组成。
2.根据权利要求1所述的废水处理剂，其特征在于，所述废水处理剂具体包括以下重量份的组分：聚合氯化铝10-14份、蛭石12-15份、木质磺酸钙6-10份、酶解剂3-5份、醋酸菌1.2-1.5份、助剂2-4份、水20-30份。
3.根据权利要求1所述的废水处理剂，其特征在于，所述助剂由重量比为5-7：3-7的蓖麻油聚氧乙烯醚和松香酸钠混合组成。
4.根据权利要求1所述的废水处理剂，其特征在于，所述酶解剂为重量比为0.7-2.3：10的脂肪酶和纤维素酶。
5.根据权利要求4所述的废水处理剂，其特征在于，所述酶解剂为重量比为1.2-1.8：10的脂肪酶和纤维素酶。
6.根据权利要求1所述的废水处理剂，其特征在于，所述蛭石的粒度为0.2-0.8mm。
7.权利要求1-6任一项所述的废水处理剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
按照各原料的重量份计，将所述醋酸菌加入至温度为40-60℃的水中，开启搅拌转速为300-800rpm，然后加入所述聚合氯化铝、所述蛭石、所述木质磺酸钙、所述酶解剂，搅拌40-60min；降至室温，加入助剂，即得所述废水处理剂。
8.一种畜禽废水的处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
畜禽废水通过筛网过滤分离后，投加权利要求1-6任一项所述的废水处理剂，在第一气体搅拌强度为1-7m3/m2/h的条件下，搅拌35-50min；然后在第二气体搅拌强度为9-18m3/m2/h的条件下，搅拌15-25min；
所述废水处理剂与所述畜禽废水的比为15-20g/L。
9.根据权利要求8所述畜禽废水的处理方法，其特征在于，所述第一气体搅拌强度为1-4m3/m2/h。
10.根据权利要求8所述畜禽废水的处理方法，其特征在于，所述第二气体搅拌强度为13-18m3/m2/h。
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| CN202410164365.1A CN117843194A (zh) | 2024-02-05 | 2024-02-05 | 一种废水处理剂及其制备方法、畜禽废水的处理方法 |
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