專利名稱：牛糞廢液的處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種牛糞廢液的處理工藝。
背景技術(shù)：
牛糞作為一種動物性有機肥料，是一種寶貴的資源。牛采食量大，每天所排出的糞、尿也比其他家畜多。一頭成年牛，每晝夜排糞量達42.9kg(幅度為28.4～48.1kg)，每晝夜排尿量為10.2kg(幅度為6.5～14.1kg)。大量的牛糞尿不僅污染空氣和水源，而且占據(jù)了大片土地。目前在國內(nèi)外牛糞的處理方法主要用于堆肥和制備沼氣。
堆肥的主要方式為牛糞加工車間和污水生化處理塘。牛的糞便按照污物處理生態(tài)化的標(biāo)準(zhǔn)，采用螺旋擠壓固液分離機對牛糞進行固液分離。牛糞便固體經(jīng)發(fā)酵處理后，添加特殊微生物并運用生化工藝進行加工，制作成綠色生物有機肥料。綠色生物有機肥無害、無味、是生產(chǎn)綠色無公害蔬菜、花卉、水果等不可多得的肥料，有著廣闊的市場前景。生產(chǎn)排污水則通過開塘種藕的方法凈化水質(zhì)，凈化后的水澆灌園區(qū)內(nèi)的牧草，充分利用水資源變廢為寶。但是，由于牛糞質(zhì)地致密，成分與豬糞相似，糞中含水量高(50％左右)，通氣性差，分解緩慢，發(fā)酵溫度低，肥效遲緩，故習(xí)稱牛糞為“冷性肥料”。
在沼氣制備方面主要采用厭氧條件下的發(fā)酵方法。如直接將大量牛糞會放在特殊設(shè)計的池內(nèi)充分發(fā)酵六個星期，以產(chǎn)生了大量的沼氣；或?qū)⑴＜S便與其他牲畜糞便等成分混合后，放入加熱消化池中蒸煮至55℃，進行兩個星期的發(fā)酵，產(chǎn)生甲烷等。但發(fā)酵后，剩余的殘渣的處理方法目前不令人滿意。
牛糞廢液是在牛糞脫液干燥過程中脫出的廢液，廢液中含有大量的有機化合物、磷的化合物和氮的化合物，這些化合物對生態(tài)環(huán)境的污染嚴重。牛糞脫液干燥是牛糞制可燃氣發(fā)電必不可少的步驟，而牛糞制可燃氣發(fā)電尚未有人進行研究，因此牛糞脫液干燥時產(chǎn)生的廢液的處理也尚無人研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有技術(shù)尚無有效辦法對牛糞脫液時產(chǎn)生的廢液進行無害化處理的問題，提供一種牛糞廢液的處理工藝，為最終實現(xiàn)牛糞制可燃氣發(fā)電奠定良好的基礎(chǔ)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案1.用連續(xù)式離心機械分離牛糞液；2.用圓筒篩網(wǎng)或梯形篩網(wǎng)從廢液中去除纖維類雜質(zhì)；3.用豎流式沉淀池去除膠體或懸浮顆粒；4.用推流漸減曝氣活性污泥法去除有機污染物；5.用豎流式沉淀池進行二次沉淀；6.對經(jīng)二次沉淀的廢液進行電氧化處理本發(fā)明解決了牛糞廢液產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，經(jīng)本發(fā)明所述之工藝處理的牛糞廢液，至少可達到II類水質(zhì)的要求，可回收用作牛舍沖洗等清潔環(huán)境用水，節(jié)約了水資源，其中所含的污染物濃度有明顯下降，詳見下表



圖1為本發(fā)明所采用的電氧化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1為潛孔，2為多孔整流板，3為濾布，4為陰級，5為陽極，6為溢流出口。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳述。
實施例1用液下雜質(zhì)泵從糞池中提取牛糞便后，按下述步驟對牛糞廢液進行處理1.用連續(xù)式離心機械從牛糞中分離出牛糞廢液通過分離，可使牛糞液的分離率達到80％以上，分離出的牛糞的含水率低于20％。
2.用圓筒篩網(wǎng)從廢液中去除纖維類雜質(zhì)牛糞脫水廢液中含有一定量的雜草、未被牛消化的草莖等人視覺可見的較大的懸浮物，在廢液處理前，應(yīng)先通過圓筒篩網(wǎng)的方法去除。
為了保證去除效果，圓筒篩網(wǎng)的篩網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)建議如下孔徑0.1～2mm、每工作日處理廢液量為25m3、圓筒直徑為0.8～1.5m、轉(zhuǎn)速為20r/min；3、用豎流式沉淀池去除膠體或懸浮顆粒在去除較大顆粒后，采用占地面積小的豎流式沉淀池去除廢液中膠體或懸浮顆粒等細小的顆粒。沉淀前加入由南京航空航天大學(xué)研制的高效沉淀劑(NHA-III)加速沉淀過程，提高處理效率。
為了保證處理效果，豎流式沉淀池的技術(shù)參數(shù)建議如下豎流式沉淀池每工作日處理廢液量為20m3、池口徑為3m、池深為4m、中心管徑為0.2m；NHA-III消耗量為每立方米廢液0.1～0.3升。
前述NHA-III高效沉淀劑是聚丙烯酰胺硫酸鹽類衍生物，其比重為1.03～1.05；無色或淡藍色液體，由聚丙烯酰銨∶硫酸鈉∶硫酸鋁∶亞甲藍按10000∶500∶5∶0.1的重量比，在70℃的條件下，回流10分鐘制成。
4、用推流漸減曝氣活性污泥法去除有機污染物針對牛糞脫水廢液中有機物含量高、廢液量偏少的特征，可采用推流漸減曝氣活性污泥法去除廢液中所含有的有機污染物。鑒于推流漸減曝氣活性污泥法及該方法所使用的活性污泥及其馴化方法均是現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
為了保證有機污染物的去除效果，去除時的有關(guān)技術(shù)參數(shù)建議如下推流漸減曝氣活性污泥法每工作日處理廢液量為35m3、曝氣時間5～6小時、有機負荷0.05～0.2[kgBOD5/kg(VSS)·d]、容積負荷0.3～0.6[kgBOD5/m3·d]、曝氣池容積約為20000m3(與各種負荷有關(guān))。
5、用豎流式沉淀池進行二次沉淀。
為了保證處理效果，二次沉淀時的有關(guān)技術(shù)參數(shù)建議如下豎流式沉淀池每工作日處理廢液量為20m3、池口徑為3m、池深為4m、中心管徑為0.2m；NHA-III消耗量為每立方米廢液1～1.5升。
6、電氧化處理將經(jīng)二次沉淀處理后的廢液送入電氧化裝置中，對其進行消毒和氧化處理。
如圖1所示，本發(fā)明所采用的電氧化裝置由按先后順序在同一個槽道內(nèi)設(shè)置的進水區(qū)、過濾區(qū)、氧化及還原區(qū)、出水區(qū)構(gòu)成。進水區(qū)采用潛孔+多孔整流板的方法均勻分配進水；過濾區(qū)內(nèi)設(shè)有200目尼龍濾布，以濾去對氧化及還原區(qū)有影響的雜質(zhì)微粒；氧化及還原區(qū)由兩組陰陽極構(gòu)成，陰陽極排列的次序為陰極、陽極、陽極、陰極，第一組陰陽極的極間距為2～3.5cm；第二組陽陰極的極間距為2.5～5.5cm；電壓在4.5～9.5伏特之間；電流密度為0.5～2.0安培/平方分米；陽極間距為4.5～11cm，陰陽極間分別接直流電源。該區(qū)的作用是氧化滅菌和還原過剩的氧化劑。為了提高氧化及還原區(qū)的氧化滅菌效果，可在兩組陰陽極的兩個陽極上或其中一個陽極上設(shè)導(dǎo)入孔，通過該孔可導(dǎo)入氯化鈉作為輔助氧化滅菌劑，氯化鈉溶液濃度為3％～10％，導(dǎo)入流量為10～100升/時。出水區(qū)出水由一長一短兩上隔板構(gòu)成，兩隔板之間的空間形成溢流出口，起到引導(dǎo)出水的作用。
電氧化裝置中的陽極材料為網(wǎng)狀鈦基碳素材料，其上設(shè)有氯化鈉溶液導(dǎo)入孔，陰極為銅網(wǎng)，陰陽極之間的隔離材料為聚氯乙烯條板。電極間電壓為4.5～9.5伏特，電流密度為0.5～2.0安培/平方分米，大腸桿菌的滅菌率達到95％以上(或大腸桿菌群數(shù)小于500個/升)。
電氧化是利用陽極的電化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)消毒和氧化。當(dāng)廢水通過陽極區(qū)時，污染物可在陽極表面直接失去電子而被氧化；同時在反應(yīng)中，陽極能產(chǎn)生“初生態(tài)的氧”，初生態(tài)的氧具有極強的消毒和氧化作用，此外在陽極區(qū)導(dǎo)入的氯化鈉通過電極反應(yīng)生成次氯酸根，所生成次氯酸根同樣具有強的消毒和氧化作用。在陽極區(qū)導(dǎo)入氯化鈉的目的是加強陽極區(qū)的消毒和氧化作用。按每天處理30噸的牛糞廢液，廢液在電氧化處理裝置中的流動速度在4～7m/h的條件下，就能達到處理的要求。
以上處理是以1000頭奶牛一天所產(chǎn)生約30噸的牛糞為處理單元而實施的處理方案。
實施例2本實施例對牛糞廢液的處理步驟與實施例1基本相同，不同的是A.在步驟2中是用梯形篩網(wǎng)從廢液中去除纖維類雜質(zhì)技術(shù)參數(shù)梯形篩網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)建議如下梯形篩網(wǎng)的篩網(wǎng)孔徑0.5～2mm、每工作日處理廢液量為25m3、梯形的傾斜度35～60°。
B.在步驟(3)中采用市售的聚丙烯酰胺作為沉淀劑，其用量為5～10克/升廢液。
C.在步驟(5)中也采用市售的聚丙稀酰胺作為二次沉淀的沉淀劑，其用量為50克/升廢液。
D.在步驟(6)中采用次氯酸鈉替代氯化鈉用于對經(jīng)步驟(5)處理后的廢液的輔助消毒和氧化處理。
實施例3本實施例對牛糞廢液的處理步驟與實施例1相同，不同的是A.在步驟(3)采用市售硫酸鋁作為沉淀劑，其用量在35克/升廢液以上。
B.在步驟(5)中也采用市售的硫酸鋁作為二次沉淀的沉淀劑，其用量為135克/升廢液以上。
權(quán)利要求
1.一種牛糞廢液的處理工藝，其特征在于包括如下步驟(1)用連續(xù)式離心機械分離牛糞液；(2)用圓筒篩網(wǎng)或梯形篩網(wǎng)從廢液中去除纖維類雜質(zhì)；(3)用豎流式沉淀池去除膠體或懸浮顆粒；(4)用推流漸減曝氣活性污泥法去除有機污染物；(5)豎流式沉淀池進行二次沉淀；(6)對經(jīng)二次沉淀的廢液進行電氧化處理
2.如權(quán)利要求1所述的牛糞廢液的處理工藝，其特征在于經(jīng)過步驟(1)后，牛糞的含水率應(yīng)低于20％。
3.如權(quán)利要求1所述的牛糞廢液的處理工藝，其特征在于步驟(2)中所述的圓筒篩網(wǎng)的篩網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)如下孔徑0.1～2mm、每工作日處理廢液量為25m3、圓筒直徑為0.8～1.5m、轉(zhuǎn)速為20r/min；
4.如權(quán)利要求1所述的牛糞廢液的處理工藝，其特征在于步驟(2)中所述的梯形篩網(wǎng)的篩網(wǎng)孔徑0.5～2mm、每工作日處理廢液量為25m3、梯形傾斜度35～60°。
5.如權(quán)利要求1所述的牛糞廢液的處理工藝，其特征在于步驟(3)、(5)中所采用的沉淀劑為聚丙烯酰胺硫酸鹽類衍生物，其比重為1.03～1.05；無色或淡藍色液體，由聚丙烯酰銨∶硫酸鈉∶硫酸鋁∶亞甲藍按10000∶500∶5∶0.1的重量比，在70℃的條件下，回流10分鐘制成；步驟(3)的前述沉淀劑的用量為每立方米廢液0.1～0.3升，步驟(5)中的用量為每立方米廢液1～1.5升。
6.一種用于如權(quán)利要求1所述牛糞廢液的處理工藝的電氧化裝置，其特征在于它由按先后順序在同一個槽道內(nèi)設(shè)置的進水區(qū)、過濾區(qū)、氧化及還原區(qū)、出水區(qū)構(gòu)成；進水區(qū)采用潛孔+多孔整流板的方法均勻分配進水，過濾區(qū)內(nèi)設(shè)有濾布，氧化及還原區(qū)由兩組陰陽極構(gòu)成，陰陽極排列的次序為陰極、陽極、陽極、陰極，陰陽極間分別接直流電源，出水區(qū)出水由一長一短兩上隔板構(gòu)成，起到引導(dǎo)出水的作用。
7.如權(quán)利要求6所述的電氧化裝置，其特征在于氧化及還原區(qū)的第一組陰陽極的極間距為2～3.5cm，第二組陽陰極的極間距為2.5～5.5cm，電壓在4.5～9.5伏特之間，電流密度為0.5～2.0安培/平方分米，陽極間距為4.5～11cm。
8.如權(quán)利要求6所述的電氧化裝置，其特征在于氧化及還原區(qū)的陽極上設(shè)有導(dǎo)入孔。
9.如權(quán)利要求6所述的電氧化裝置，其特征在于氧化及還原區(qū)的陽極材料為網(wǎng)狀鈦基碳素材料，陰極為銅網(wǎng)，陰陽極之間的隔離材料為聚氯乙烯條板。
全文摘要
本發(fā)明涉一種牛糞廢液的處理工藝，包括如下步驟(1)用連續(xù)式離心機械分離牛糞液；(2)用圓筒篩網(wǎng)或梯形篩網(wǎng)從廢液中去除纖維類雜質(zhì)；(3)用豎流式沉淀池去除膠體或懸浮顆粒；(4)用推流漸減曝氣活性污泥法去除有機污染物；(5)豎流式沉淀池進行二次沉淀；(6)對經(jīng)二次沉淀的廢液進行電氧化處理。本發(fā)明解決了牛糞廢液產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，經(jīng)本發(fā)明所述之工藝處理的牛糞廢液，至少可達到II類水質(zhì)的要求，可回收用作牛舍沖洗等清潔環(huán)境用水，節(jié)約了水資源。
文檔編號C02F9/02GK1583610SQ20041004499
公開日2005年2月23日 申請日期2004年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月8日
發(fā)明者薛建軍, 崔益華, 陶杰, 沃丁柱, 何小民, 蔡敬東 申請人:南京固體廢棄物資源再生研究設(shè)計院