CN202148238U - 一种禽畜养殖废弃物处理系统 - Google Patents

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Abstract

一种禽畜养殖废弃物处理系统涉及一种废物处理系统，特别涉及一种禽畜养殖废弃物处理系统。实用新型提供一种高效的、处理效果好的禽畜养殖废弃物处理系统，其能有效地将粪污分开并进行高效处理，使其可以进行再次利用。本实用新型的禽畜养殖废弃物处理系统包括固液分离装置、废物处理装置和废水处理装置，固液分离装置分别与废物处理装置和废水处理装置连接。

Description

一种禽畜养殖废弃物处理系统
技术领域
本实用新型涉及一种废物处理系统，特别涉及一种禽畜养殖废弃物处理系统。 
背景技术
现代社会中环境污染日趋严重，环境治理与保护已成为刻不容缓的社会责任。现代的禽畜养殖业，特别是养猪场容易产生大量废水和废弃物，如果不做有效处理而直接排放到环境，将会严重危害环境，加重环境污染。从废水系统中分离出或除去污染物的问题已经困扰本领域多年。起初，废水处理系统仅是简单地通过过滤、分离将粪便和污水分离开，在分离后的污水中加入适于引起一些物质沉淀的材料、过滤、离子交换、生化处理和其他方法来进行处理，然后进行水资源的重新利用。随着人们对于水质质量要求的不断提高，人们采用了化学絮凝方法来进行污水处理。但是采用化学絮凝方法，存在以下缺点：1、形成的絮体较疏松、影响絮凝效果。2、所投入金属离子剂量较多，处理成本较高。3、只能产生絮凝作用，处理方式单一，废水处理效果较差。4、进水水质发生变化时，处理效果易受影响，不易控制。5、投入金属离子是离散过程，可能导致再稳定现象，影响絮凝效果。6、金属离子以化合物形式加入，使出水阴离子含量大大增加。总之，在废物处理系统中使用单一的化学絮凝方法处理禽畜废弃物并不理想，处理质量达不到生产需求。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种高效的、处理效果好的禽畜养殖废弃物处理系统，其能有效地将粪污分开并进行高效处理，使其可以进行再次利用。 
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，其所述的禽畜养殖废弃物处理系统包括固液分离装置、废物处理装置和废水处理装置，固液分离装置分别与废物处理装置和废水处理装置连接； 
所述固液分离装置设有废弃物输入口、离心分离机、与离心分离机相连的废水排出口和废物排出口；
所述废水处理装置设有依次相连的调匀池、电解装置、浮除装置、消毒装置和后处理装置；调匀池用于废水的pH调节，使其进行电解反应前的pH值控制在6.5-8；电解装置中的阳极和阴极材料为石墨；电解反应采用交流电解，电压为150-180V，电流为20-30A；
所述的废物处理装置包括沼气发生收集装置和制肥装置，沼气发生收集装置包括沼气发酵装置和沼气收集罐，沼气发酵装置通过输送装置与制肥装置连接。
优选地，所述的浮除装置为浮除机，消毒装置为紫外线消毒；电解装置为电化学机。 
优选地，所述的后处理装置为过滤装置。 
有益效果：本实用新型的电解装置，即电化学机可使废水在电化学机中由下而上依次运行电解反应，电极上的反应式有： 
2Cl-2e-→Cl2
4OH—-4e-→2H2O+O2
2H2O-4e-→4H+2(O)
6ClO-+3H2O-6e-→2ClO3 -+6H++4Cl-+3/2O2
Cl-+3H2O-6e-→ClO3 -+6H+
本实用新型的电化学总反应为： 
水与有机物电解：H2O+MOx→MOx[˙OH]+H+e-
被吸收的氢氧自由基化物形成氧化学吸附物：MOx[˙OH] →MOx+1+H-+e-
废水中的氯化物形成次氯酸钠：H2O+Cl-→HOCl+H++2e-
高压电及电磁场与水作用产生游离基：H2O→˙OH,˙O ,˙+H,H2O2
水电解时产生的气体: 2H2O→2H+↑+O2↑ 
有机物质被氢氧自由基氧化：R+MOx[˙OH]→MOx+CO2+zH++ze-
MOx+1+R→MOx+RO
R+HOCl→product+Cl-
所述MOx为阳极氧化物，所述MOx+1为活性氧化学吸附物，所述MOx[˙OH]为被吸附的游离基 ，所述R为有机物质。
在整个电解反应中，发生有电絮凝反应、电气浮反应、电氧化反应、电还反应原、电吸附反应和电脱色反应。电絮凝反应的原理是在电场的作用下金属电极产生阳离子，从离子的产生到形成絮体包括三个连续的阶段： 
（1）在电场的作用下，阳极产生电子形成“微絮凝剂”—铁或铝的氢氧化物；    （2）水中悬浮的颗粒、胶体污染物在絮凝剂的作用下失去稳定性；    （3）脱稳后的污染物颗粒和微絮凝剂之间相互碰撞，结合成肉眼可见的大絮体。 
 电气浮反应是利用电解作用产生的气泡来进行矿物浮选或污染物去除。 
在电气浮反应中，由水分子电离生成的阳离子（H+）在阴极得到电子，生成氢气： 
                   2H++2e→H2↑ 
有一部分OH-会在阳极失去电子，生成O2： 
                   4OH- -4e→O2↑+2H2O
更多的OH-与阳极生成的Fe2+反应，生成Fe（OH）2沉淀： 
                   Fe-2e→Fe2+
                   Fe2++2OH- →Fe（OH）2↓ 
一部分Fe（OH)2被生成的O2及水中溶解的氧氧化生成Fe（OH）3沉淀： 
                   4Fe（OH）2+O2+2H2O→4Fe（OH）3↓ 
此过程生成的氢气和氧气，其粒径分别只有20μm和20-60μm，远小于一般溶气气浮法的气泡（80μm）和布气气浮法的气泡（1000μm），因而电气浮具有较高的去除效率。 
由于电化学过程中电解反应的产物只是离子，不需要投加任何氧化剂或还原剂，对环境不产生或很少产生污染，被称为是一种环境友好水处理技术。电化学法具有很多的优点，如：设备简单，占地面积少，设备维护简单；电化学过程中只需要添加少量药剂，产生的污泥量少，且污泥的含水率低，易于处理；操作简单，容易实现自动化控制。 
电化学可应用于高浓度的可生化、不可生化的有机废水的处理。相比较用传统的工艺处理，电化学具有流程短，运行成本低，负荷小，效果明显等诸多优点。 
进过电解反应后，废水中的杂质分为两部分，一部分重的杂质沉到底部，一部分轻的杂质浮于水面上，在废水中加入絮凝剂和助凝剂后，浮于水面上的物质成为浮除，比较彻底的从废水中分离出来，经过刮除浮除处理后，杂质彻底从废水中分离出来；刮除浮除后，向清水中加入可去除有毒物质的强氧化性物质，并且用紫外线进行消毒杀菌，上述反应完成后将清水加入滤塔，经过滤碳棒及石英石吸附，可净化水质。本实用新型所述稀体物质可通过蚯蚓养殖以完全去除重金属污染；浮除工艺后的液体，也可经适当调配做为水培蔬菜的有机无公害营养液使用，达到综合利用资源的目的。 
对比采用本实用新型处理后的水质和现有技术中的禽畜废弃物简单固液分离后的液体，可得到表1的对比结果。 
表1 禽畜废水和排放水的检测结果对比表 
检测项目 禽畜废水 排放水 检测方法
氨氮（mg/l） 300-500 6-12 GB7479-1987
悬浮固体（mg/l） 1000-1500 - NIEA W510.54B
生化需氧量（mg/l） 1500-6000 35-200 NIEA W510.54B
化学需氧量（mg/l） 2500-10000 80-300 NIEA W510.54B
SS度 50 -  
本实用新型能彻底清除污水中的浮油和油渍；快速破除各类乳化油，可溶性油脂；最高效的杀灭病菌、病毒及去除异味、臭气；能有效脱除各种无机或有机色素；迅速分离污水中的悬浮固体物；全面清除各种重金属离子；氧化难降解的有机污染物。
附图说明
图1为本实用新型废水废物处理系统连接示意图。 
图中 
1、固液分离装置 2、废物处理装置 3、废水处理装置 4、调匀池 5、电解装置 6、浮除装置  7、消毒装置 8、后处理装置。
具体实施方式
本实用新型的禽畜养殖废弃物处理系统包括固液分离装置1、废物处理装置2和废水处理装置3，固液分离装置1分别与废物处理装置2和废水处理装置3连接； 
所述固液分离装置1设有废弃物输入口、离心分离机、与离心分离机相连的废水排出口和废物排出口；
所述废水处理装置3设有依次相连的调匀池4、电解装置5、浮除装置6、消毒装置7和后处理装置8；调匀池用于废水的pH调节，使其进行电解反应前的pH值控制在6.5-8；电解装置中的阳极和阴极材料为石墨；电解反应采用交流电解，电压为150-180V，电流为20-30A；
所述的废物处理装置2包括沼气发生收集装置9和制肥装置10，沼气发生收集装置包括沼气发酵装置和沼气收集罐，沼气发酵装置通过输送装置与制肥装置连接。
优选地，所述的浮除装置6为浮除机，消毒装置7为紫外线消毒；电解装置5为电化学机。 
优选地，所述的后处理装置8为过滤装置。 
下面结合附图说明本实用新型的一次处理流程： 
（1）通过固液分离装置将禽畜养殖废弃物的固液分离；（2）对分离后的液体进行电解反应；（3）对电解后的物质进行刮除浮除处理，得到稀体物质和清水；（4）刮除浮除后，向清水中加入可去除有毒物质的强氧化性物质，并且用紫外线进行消毒杀菌；（5）上述反应完成后将清水加入滤塔，经过滤碳棒及石英石吸附；
所述分离后的液体进行电解反应前需要进行pH调节，使pH值控制在6.5-8；电解反应完成后进行刮除浮除处理前添加絮凝剂和助凝剂，所述进行电解反应的电化学机包括外壁和设置在外壁上的交错排列的阳极棒和阴极棒。
本实用新型优选的固液分离采用离心方法，调节pH的物质是氢氧化钠或硫酸，所述电解反应的阳极和阴极材料为石墨；电解反应采用交流电解，电压为150-180V，电流为20-30A。所述絮凝剂为聚丙烯酰胺，重量为电解后液体重量的0.005-0.05%；助凝剂为聚合氯化铝或碱式氯化铝，重量为电解后液体重量的0.05-0.1%；所述强氧化性物质为臭氧，臭氧添加量为3g/吨，所述紫外线的强度为每立方厘米10000μW.S。 
其特征是所述废水中的氨氮的电化学去除有两种方法： 
方法一：直接氧化，氨氮可以直接在Pt阳极上失去3个电子被氧化成氮气和水，见化学式如下：
              2NH3  + 6OH-  
Figure 633918DEST_PATH_IMAGE001
 N2 +6H2O + 6e-     
方法二：间接氧化，氯离子首先在阳极上被氧化为游离氯，然后溶解在水溶液中形成“活性氯”，作为强氧化剂与氨氮反应产生氮气，最终使氨氮得到去除，氨氮的间接电化学氧化过程见化学式如下：
         2NH+  + 2HCLO 
Figure 705648DEST_PATH_IMAGE001
 N2 + 3H2O + 5H+ + 3CL- 
综上所述的制肥装置、沼气发酵装置、浮除机、电化学机均可从市场购得。

Claims (8)

1.一种禽畜养殖废弃物处理系统，其特征是其包括固液分离装置(1)、废物处理装置(2)和废水处理装置(3)，固液分离装置(1)分别与废物处理装置(2)和废水处理装置(3)连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述固液分离装置(1)设有废弃物输入口、离心分离机、与离心分离机相连的废水排出口和废物排出口。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述废水处理装置(3)设有依次相连的调匀池(4)、电解装置(5)、浮除装置(6)、消毒装置(7)和后处理装置(8)；调匀池用于废水的pH调节，使其进行电解反应前的pH值控制在6.5-8；电解装置中的阳极和阴极材料为石墨；电解反应采用交流电解，电压为150-180V，电流为20-30A。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述的废物处理装置(2)包括沼气发生收集装置(9)和制肥装置(10)，沼气发生收集装置包括沼气发酵装置和沼气收集罐，沼气发酵装置通过输送装置与制肥装置连接。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征是所述的浮除装置(6)为浮除机。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征是所述的消毒装置(7)为紫外线消毒。
7.根据权利要求3所述的系统，其特征是所述的电解装置(5)为电化学机。
8.根据权利要求3所述的系统，其特征是所述的后处理装置(8)为过滤装置。
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