一種養(yǎng)豬場厭氧消化液預(yù)處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種養(yǎng)豬場厭氧消化液預(yù)處理方法。厭氧消化液經(jīng)調(diào)節(jié)池均質(zhì)，并投加碳酸鈉溶液，調(diào)節(jié)pH至9.5；出水自流入反應(yīng)池，按1L:14.25g的比例向池內(nèi)均勻投加經(jīng)改性、復(fù)配后的礦渣，同時對消化液進(jìn)行曝氣，曝氣時間2h；出水進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀，沉淀時間30min，沉淀上清液進(jìn)入后續(xù)生化處理單元進(jìn)行深度處理，下層污泥提升至污泥濃縮池濃縮后回流至調(diào)節(jié)池，濃縮泥渣利用臥螺離心機(jī)脫水，脫水分離液回流入調(diào)節(jié)池，脫水渣餅用以制備緩釋有機(jī)肥或土壤改良劑。本方法采用鐵礦燒結(jié)礦渣作為吸附沉淀劑制備基質(zhì)，具備土壤改良特性，是一種優(yōu)質(zhì)緩釋有機(jī)肥料。
【專利說明】一種養(yǎng)豬場厭氧消化液預(yù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種養(yǎng)豬場厭氧消化液預(yù)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，國內(nèi)養(yǎng)豬業(yè)呈現(xiàn)規(guī)模化、集約化的發(fā)展，生豬產(chǎn)量逐年擴(kuò)大，隨之產(chǎn)生的養(yǎng)殖廢水增勢迅猛。我國豬場養(yǎng)殖戶主多采用厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣工藝處理養(yǎng)殖廢水，豬場廢水經(jīng)厭氧發(fā)酵后所產(chǎn)生的消化液成分較為復(fù)雜，有機(jī)污染物含量高，N、P元素豐富，有資料顯示，消化液COD值可達(dá)1138-12160mg/L，氨氮及總磷含量分別達(dá)296-707mg/L、30-277mg/L，如若不進(jìn)行有效的處理，隨意排放，勢必對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。
[0003]目前，國內(nèi)外對豬場厭氧消化液后續(xù)處理技術(shù)主要分為沼液還田、工業(yè)化好氧生物降解工藝。近年來隨著城市化不斷擴(kuò)張，使得城郊及其城市周邊地區(qū)農(nóng)業(yè)耕地面積不斷減小，加之農(nóng)業(yè)季節(jié)性強(qiáng)，限制了沼液還田模式的發(fā)展空間，因此，廣大畜牧業(yè)主多依賴工業(yè)化好氧生物技術(shù)作為消化液處理的主要方式。
[0004]傳統(tǒng)好氧生物處理技術(shù)易受廢水水質(zhì)影響，豬場厭氧消化液所具有的可生化性差、C/N比例倒置的水質(zhì)特點(diǎn)致使工業(yè)化化好氧生物降解工藝難以達(dá)到較好的運(yùn)行效果，采用適宜的方法對消化液進(jìn)行前期處理，以降低其污染物的含量、改善可生化性能，從而提高生化處理單元的運(yùn)行效果顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了提高工業(yè)化好氧生物降解工藝的運(yùn)行效果而提出的一種利用工業(yè)廢棄物礦渣作為吸附沉淀劑，結(jié)合曝氣充氧作為消化液PH調(diào)節(jié)及攪拌方式的豬場消化液預(yù)處理技術(shù)，用以降低消化液中污染物含量，提高消化液的可生化性能。
[0006]本發(fā)明所用工藝流程圖如說明書附圖所示，具體技術(shù)方案如下:
[0007]沼氣池中的厭氧消化液首先經(jīng)管道匯集至調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)，并投加碳酸鈉溶液，調(diào)節(jié)消化液pH至9.5 ;出水自流入反應(yīng)池，按1L:14.25g的比例向池內(nèi)均勻投加經(jīng)改性、復(fù)配后的礦渣，同時結(jié)合底部設(shè)置的曝氣機(jī)對消化液進(jìn)行均勻曝氣，曝氣時間2h ;反應(yīng)出水進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀，沉淀時間30min，沉淀上清液進(jìn)入后續(xù)生化處理單元進(jìn)行深度處理，下層污泥提升至污泥濃縮池濃縮后回流至調(diào)節(jié)池，濃縮泥渣進(jìn)入臥螺離心機(jī)進(jìn)行脫水，脫水分離液回流入調(diào)節(jié)池，脫水渣餅用以制備緩釋有機(jī)肥或土壤改良劑。
[0008]本發(fā)明中礦渣的改性及復(fù)配方法是先將鐵礦燒結(jié)礦渣置于110°C的烘箱中烘焙5h，后經(jīng)研磨并過200目進(jìn)行篩分，按2g:0.45g:0.4的比例將經(jīng)篩分的礦渣粉、磷酸二氫鉀以及無水硫酸鎂三者均質(zhì)混合作為吸附沉淀劑。
[0009]本發(fā)明的工藝原理是在綜合考慮礦渣自身組分特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過對礦渣進(jìn)行改性及復(fù)配，使得礦渣粉中所富含的Ca、Mg在堿性的條件下與消化液中的氮磷結(jié)合形成磷酸銨鎂和磷酸鈣沉淀，同時結(jié)合曝氣吹脫的方式促使發(fā)酵液中所富含的大量CO2溢出水體，以提高消化液的PH，彌補(bǔ)由沉淀引起的堿度損耗，并利用曝氣所產(chǎn)生的水利紊動縮短沉淀形成時間；礦渣粉中的硅酸鹽類以及Al、Fe等經(jīng)水解產(chǎn)生的聚合物可在沉淀的同時對消化液中的污染物進(jìn)行吸附，以強(qiáng)化沉淀的去除效果，從而使厭氧消化液在沉淀、吸附的雙重作用下實(shí)現(xiàn)預(yù)處理，主要反應(yīng)方程式如下:
[0010] Mg2++NH4.+P0廣+6H20 — MgNH4PO4.6H20 I[0011 ] 10Ca2++6P043>20r — Ca10 (PO4) 6 (OH) 2
[0012]本發(fā)明在處理的過程中采用工業(yè)廢棄物——礦渣作為吸附沉淀劑，具有投資少、效果好、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，且經(jīng)處理后產(chǎn)生的沉淀物本身就可作為一種良好地緩釋有機(jī)肥料，結(jié)合礦渣中所富含的大量礦質(zhì)元素，同時具備土壤改良特性，真正做到“以廢治廢、變廢為寶”。
【專利附圖】

【附圖說明】[0013]圖1是本發(fā)明工藝流程圖
[0014]圖中:1.調(diào)節(jié)池；2.反應(yīng)池；3.沉淀池；4.污泥濃縮池；5.臥螺離心機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如附圖1所示，沼氣池中的厭氧消化液首先經(jīng)管道匯集至調(diào)節(jié)池I進(jìn)行混合、均質(zhì)，并投加碳酸鈉溶液，調(diào)節(jié)消化液pH至9.5，以達(dá)到后續(xù)沉淀所需的pH值；出水自流入反應(yīng)池2，按1L:14.25g的比例向池內(nèi)均勻投加經(jīng)烘焙、研磨、復(fù)配后的礦渣粉，烘焙溫度110°C，烘焙時間5h，研磨粒徑至200目，復(fù)配比例為2g礦渣粉:0.45g磷酸二氫鉀:0.4g硫酸鎂，同時結(jié)合底部設(shè)置的曝氣機(jī)對消化液進(jìn)行均勻曝氣，曝氣時間2h ;反應(yīng)出水進(jìn)入沉淀池3進(jìn)行沉淀，沉淀時間30min，沉淀上清液進(jìn)入后續(xù)生化處理單元進(jìn)行深度處理，下層污泥提升至污泥濃縮池4濃縮后回流至調(diào)節(jié)池1，濃縮泥渣進(jìn)入臥螺離心機(jī)5進(jìn)行脫水，離心轉(zhuǎn)速1000-1200r/min,離心脫水IOmin,脫水分離液回流入調(diào)節(jié)池I,脫水洛餅用以制備緩釋有機(jī)肥或土壤改良劑。
[0016]以下提供本發(fā)明的3個實(shí)施例:
[0017]實(shí)施例1
[0018]本實(shí)施例處理豬場厭氧消化液80m3。
[0019]豬場厭氧消化液原ρΗ=7-7.5，COD 濃度 2065.35mg/L, PO43^-P 濃度 19.75mg/L、NH4+-N濃度450.22mg/L。具體實(shí)施步驟如下:沼氣池中的厭氧消化液首先經(jīng)管道匯集至調(diào)節(jié)池I進(jìn)行混合、均質(zhì)，并投加碳酸鈉溶液，調(diào)節(jié)消化液PH至9.5 ;出水自流入反應(yīng)池2，按1L:14.25g的比例向池內(nèi)均勻投加經(jīng)烘焙、研磨、復(fù)配后的礦渣粉1140kg，烘焙溫度110°C，烘焙時間5h,研磨粒徑至200目，復(fù)配比例為800kg礦洛粉:180kg磷酸二氫鉀:160kg硫酸鎂，同時結(jié)合底部設(shè)置的曝氣機(jī)對消化液進(jìn)行均勻曝氣，曝氣時間2h ;反應(yīng)出水進(jìn)入沉淀池3進(jìn)行沉淀，沉淀時間30min，上清液中COD濃度降至240.18mg/L, Ρ0/—-Ρ濃度降至
3.5mg/L、NH4+-N 濃度降至 185.12mg/L, COD、PO廣-P、NH4+-N 去除率分別為 87.99%,82.50%、56.53% ;沉淀上清液進(jìn)入后續(xù)生化處理單元進(jìn)行深度處理，下層污泥提升至污泥濃縮池4濃縮后回流至調(diào)節(jié)池1，濃縮泥渣進(jìn)入臥螺離心機(jī)5進(jìn)行脫水，離心轉(zhuǎn)速1000-1200r/min，離心脫水lOmin，脫水分離液回流入調(diào)節(jié)池1，脫水渣餅用以制備緩釋有機(jī)肥或土壤改良劑。[0020]實(shí)施例2
[0021]本實(shí)施例處理豬場厭氧消化液100m3。
[0022]豬場厭氧消化液原ρΗ=7-7.5，COD 濃度 2065.35mg/L, PO43^-P 濃度 19.75mg/L、NH4+-N濃度450.22mg/L。具體實(shí)施步驟如下:沼氣池中的厭氧消化液首先經(jīng)管道匯集至調(diào)節(jié)池I進(jìn)行混合、均質(zhì)，并投加碳酸鈉溶液，調(diào)節(jié)消化液PH至9.5 ;出水自流入反應(yīng)池2，按1L:14.25g的比例向池內(nèi)均勻投加經(jīng)烘焙、研磨、復(fù)配后的礦渣粉1425kg，烘焙溫度110°C，烘焙時間5h，研磨粒徑至200目，復(fù)配比例為1000kg礦渣粉:225kg磷酸二氫鉀:200kg硫酸鎂，同時結(jié)合底部設(shè)置的曝氣機(jī)對消化液進(jìn)行均勻曝氣，曝氣時間2h ;反應(yīng)出水進(jìn)入沉淀池3進(jìn)行沉淀，沉淀時間30min，上清液中COD濃度降至252.33mg/L, Ρ0/—-Ρ濃度降至
5.20mg/L、NH4+-N 濃度降至 154.02mg/L, C0D、P043:P、NH4+-N 去除率分別為 87.78%,73.67%、65.80% ;沉淀上清液進(jìn)入后續(xù)生化處理單元進(jìn)行深度處理，下層污泥提升至污泥濃縮池4濃縮后回流至調(diào)節(jié)池1，濃縮泥渣進(jìn)入臥螺離心機(jī)5進(jìn)行脫水，離心轉(zhuǎn)速1000-1200r/min，離心脫水lOmin，脫水分離液回流入調(diào)節(jié)池1，脫水渣餅用以制備緩釋有機(jī)肥或土壤改良劑。
[0023]實(shí)施例3
[0024]本實(shí)施例處理豬場厭氧消化液50m3。
[0025]豬場厭氧消化液原ρΗ=7-7.5，COD 濃度 2065.35mg/L, PO43^-P 濃度 19.75mg/L、NH4+-N濃度450.22mg/L。具體實(shí) 施步驟如下:沼氣池中的厭氧消化液首先經(jīng)管道匯集至調(diào)節(jié)池I進(jìn)行混合、均質(zhì)，并投加碳酸鈉溶液，調(diào)節(jié)消化液PH至9.5 ;出水自流入反應(yīng)池2，按1L:14.25g的比例向池內(nèi)均勻投加經(jīng)烘焙、研磨、復(fù)配后的礦渣粉712.5kg，烘焙溫度110°C，烘焙時間5h，研磨粒徑至200目，復(fù)配比例為500kg礦渣粉:112.5kg磷酸二氫鉀:100kg硫酸鎂，同時結(jié)合底部設(shè)置的曝氣機(jī)對消化液進(jìn)行均勻曝氣，曝氣時間2h ；反應(yīng)出水進(jìn)入沉淀池3進(jìn)行沉淀，沉淀時間30min,上清液中COD濃度降至278.2mg/L,PO廣-P濃度降至4.26mg/L、NH4+-N濃度降至182.92mg/L, COD、PO廣-P、NH4+-N去除率分別為86.53%,78.42%,59.37% ;沉淀上清液進(jìn)入后續(xù)生化處理單元進(jìn)行深度處理，下層污泥提升至污泥濃縮池4濃縮后回流至調(diào)節(jié)池1，濃縮泥渣進(jìn)入臥螺離心機(jī)5進(jìn)行脫水，離心轉(zhuǎn)速1000-1200r/min,離心脫水IOmin,脫水分離液回流入調(diào)節(jié)池1，脫水洛餅用以制備緩釋有機(jī)肥或土壤改良劑。
【權(quán)利要求】
1.一種養(yǎng)豬場厭氧消化液預(yù)處理方法，其特征在于，沼氣池中的厭氧消化液首先經(jīng)管道匯集至調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)，并投加碳酸鈉溶液，調(diào)節(jié)消化液PH至9.5 ;出水自流入反應(yīng)池，按1L:14.25g的比例向池內(nèi)均勻投加經(jīng)改性、復(fù)配后的礦渣，同時結(jié)合底部設(shè)置的曝氣機(jī)對消化液進(jìn)行均勻曝氣，曝氣時間2h ;反應(yīng)出水進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀，沉淀時間30min，沉淀上清液進(jìn)入后續(xù)生化處理單元進(jìn)行深度處理，下層污泥提升至污泥濃縮池濃縮后回流至調(diào)節(jié)池，濃縮泥渣進(jìn)入臥螺離心機(jī)進(jìn)行脫水，脫水分離液回流入調(diào)節(jié)池，脫水渣餅用以制備緩釋有機(jī)肥或土壤改良劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性、復(fù)配的礦渣，其特征在于，將鐵礦燒結(jié)礦渣置于110°C的烘箱中烘焙5h，后經(jīng)研磨并過200目進(jìn)行篩分，按2g:0.45g:0.4的比例將經(jīng)篩分的礦渣粉、磷酸二氫鉀以及無水 硫酸鎂三者均質(zhì)混合作為吸附沉淀劑。
【文檔編號】C02F103/20GK103523994SQ201310475445
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】張文藝, 鄭澤鑫, 劉芳, 馮國勇, 陳晶 申請人:常州大學(xué)