用于豬場廢水的復(fù)合絮凝劑及生物發(fā)酵處理方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)，尤其是豬場廢水處理技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 集約化養(yǎng)豬場廢水產(chǎn)生量大，且CODcr和氨氮濃度高，對干濕分離后的豬場廢水其 中的CODcr在5000~10000mg/L之間，氨氮含量在400~1500mg/L，高C0D、高氨氮是豬場廢水 處理中的亟待解決的難題。
[0003] 目前，對養(yǎng)殖畜禽廢水的處理主要有以下幾種處理工藝：好氧處理法、厭氧處理 法、自然生物處理法等。好氧法去除C0Dcr、B0D等效率高，但去除氨氮效果差，且工程耗資 大，運行費用高。厭氧處理能耗低，能處理高濃度的有機廢水，但速度慢，且處理后氨氮以及 B0D較高，B0D-般可達500~1000mg/L，其處理水的⑶Dcr，氨氮以及總磷等仍然很難達到 《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18596-2001的排放標(biāo)準(zhǔn);發(fā)酵時間長的原因是甲烷菌的代 謝速度較低，是整個發(fā)酵過程的關(guān)鍵限速因素。自然生物處理雖然成本低，但占地面積大， 且受環(huán)境條件影響大，處理時間長，C0D、B0D和氨氮等去除效果差。
[0004] 所以說，單一處理方法很難兼顧到去除C0D、去除氨氮和除臭，因此，復(fù)合方法是處 理豬場廢水的最優(yōu)選擇，與本發(fā)明有關(guān)的技術(shù)是厭氧發(fā)酵復(fù)合處理法。
[0005] 目前，僅通過厭氧發(fā)酵處理豬場廢水，其處理水的CODcr，氨氮以及總磷等仍然很 難達到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18596-2001的排放標(biāo)準(zhǔn)?；瘜W(xué)絮凝劑在處理水方面 具有速度快、效果明顯的特點，但由于豬場廢水中含有的成分非常復(fù)雜，單用一種絮凝劑很 難獲得理想效果。市場上用于處理養(yǎng)豬廢水的復(fù)合絮凝劑比較多，比如：
[0006] 中國專利申請?zhí)?01310556475.4公開了 一種養(yǎng)豬廢水絮凝劑，該絮凝劑由顆粒固 體狀聚丙烯酰胺、羧酸鈉、醇類、苯乙烯組成的有機絮凝劑，用這種絮凝劑處理廢水帶來的 缺陷是:此絮凝劑為有機絮凝劑，對豬場廢水具有一定的絮凝沉降效果，但也容易造成二次 污染，如其中的苯乙烯易燃，且在使用過程中對呼吸道、土壤、大氣等都會造成一定的危害。
[0007] 中國專利申請?zhí)?01210487757.9公開了一種種屠宰廢水絮凝劑，按質(zhì)量份由以下 組分組成:木質(zhì)磺酸鹽-丙烯酰胺共聚物10~20,聚磷氯化物2~6,聚硅酸鹽10~15,聚合硫 酸氯化鐵3~5，缺陷:此絮凝劑組合復(fù)雜、絮凝劑價格高，另外，絮凝劑組合中的聚磷氯化物 形成沉淀后，容易釋放其中的磷而導(dǎo)致水體中磷含量過高，從而超出《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排 放標(biāo)準(zhǔn)》GB18596-2001中磷排放最高濃度不能超過8mg/L的規(guī)定，此絮凝劑組合對屠宰廢水 中油脂和SS效果較好，但到目前為止，還沒有發(fā)現(xiàn)利用此復(fù)合絮凝劑去除豬場養(yǎng)殖廢水中 C0D和氨氮的報道。
[0008] 中國專利申請?zhí)?01410810664.4公開一種處理屠宰廢水的復(fù)合絮凝劑，該復(fù)合絮 凝劑的配方按重量份數(shù)計，由3-5份混合發(fā)酵菌粉、0.5-1.5份硫酸亞鐵組成，所述混合發(fā)酵 菌粉是將褐球固氮菌與黑曲霉混合發(fā)酵后制備的混合發(fā)酵菌粉。缺陷：制備褐球固氮菌與 黑曲霉混合發(fā)酵粉過程復(fù)雜，而且產(chǎn)量受極易受外界環(huán)境條件影響。另外，在使用混合發(fā)酵 粉處理廢水時對廢水水質(zhì)的變化敏感，代謝能力容易受到影響而被抑制，且CODcr以及氨氮 去除率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了克服現(xiàn)有復(fù)合絮凝劑在處理豬場廢水時容易帶來二次污染、處理成本高以及 使用受限的技術(shù)缺陷，提供一種用于豬場廢水的復(fù)合絮凝劑。
[0010] 本發(fā)明同時提供利用這種絮凝劑處理豬場廢水的方法。
[0011] 為達到上述目的，本發(fā)明用于豬場廢水的復(fù)合絮凝劑，是由等質(zhì)量的改性凹凸棒 石粘土和二氯異氰尿酸鈉混合而成的
[0012] 上述改性凹凸棒石粘土的改性方法是：將凹凸棒石粘土、甲殼素以及聚合硫酸鋁 按質(zhì)量比4:1:1混合均勻，向上述混合物中加入濃度為5% (m/v)的醋酸攪拌成糊狀，在60°C ~70°C條件下水浴加熱2~3h，然后用去離子水清洗，至洗出液pH為7.0~7.5,然后在105°C ~1 l〇°C條件下烘干，最后置于馬弗爐中焙燒，焙燒初期溫度為280°C~330°C，焙燒時間為2 ~3h，然后迅速升溫至600°C~700°C，焙燒時間為2~3h，焙燒結(jié)束后冷卻，即得改性凹凸棒 石粘土，經(jīng)X-ray衍射掃描后，未改性凹凸棒粘土與改性凹凸棒粘土的X-ray圖譜有著明顯 差別。
[0013] 利用上述絮凝劑生物發(fā)酵處理方法豬場廢水的方法為：
[0014] 第一步:厭氧發(fā)酵罐的制備
[0015] 所述的厭氧發(fā)酵罐包括一個罐體，罐體底部側(cè)壁上設(shè)有進樣口，罐體頂部側(cè)壁上 設(shè)有出水口和溢流口，罐體底部設(shè)有污泥出口，罐體頂部緊密套有錐形集氣罩，集氣罩在外 力作用下能在罐體內(nèi)上下移動，從而改變發(fā)酵罐的體積，集氣罩頂部設(shè)為出氣口，在罐體內(nèi) 設(shè)有攪拌軸，攪拌軸從集氣罩錐頂?shù)某鰵饪谏斐觥?br>[0016] 第二步:厭氧發(fā)酵
[0017]將待處理的豬場廢水與活性污泥按體積比20:1混合后加入到厭氧發(fā)酵罐中形成 混合液，然后按照10升豬場廢水加入5g復(fù)合營養(yǎng)鹽的比例，在混合液中加入復(fù)合營養(yǎng)鹽，復(fù) 合營養(yǎng)鹽的組成是由以下重量份無機鹽組成的：1〇份NaHC0 3、30份CaCl2、l份MgCl2和2份 K2HP〇4,在30°C條件下攪拌進行發(fā)酵，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的氣體使得罐體內(nèi)壓力升高，集氣罩在 罐體壓力作用下上移，起到自動調(diào)節(jié)發(fā)酵罐體積作用，發(fā)酵結(jié)束后，打開出氣口，排出發(fā)酵 產(chǎn)生的甲烷、H 2S以及C02等的混合氣體，此混合氣體通過2 %的NaOH(m/V)溶液吸收去除混合 氣體中H2S和C02等氣體，剩余甲烷的體積通過排水法求出；打開出水口放出發(fā)酵液。
[0018] 第三步:利用復(fù)合絮凝劑對發(fā)酵液進一步處理
[0019] 在發(fā)酵液中加入復(fù)合絮凝劑，要求每100ml發(fā)酵液加入0.15克復(fù)合絮凝劑，先快速 攪拌，再慢速攪拌，最后靜置，上部的清液即為處理后的豬場廢水。
[0020] 本發(fā)明的優(yōu)點是：
[0021] 1、本發(fā)明中的厭氧發(fā)酵罐體積隨著發(fā)酵的進行可以自動調(diào)節(jié)，設(shè)置的攪拌軸容易 攪拌，厭氧效果好，從而保證了發(fā)酵的充分進行;發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣提供熱源保證發(fā)酵 溫度，節(jié)省了能耗。
[0022] 2、在豬場廢水中加入營養(yǎng)鹽，提高了發(fā)酵過程甲烷菌的生長代謝速度，從而提高 了整體發(fā)酵速度和發(fā)酵效果。
[0023] 3、凹凸棒石粘土又名坡縷石或綠坡縷石，是一種水合鎂鋁硅酸鹽礦物，因具有較 大的比表面積和離子交換能力而被廣泛用作干燥劑、吸附劑、催化劑載體以及抗菌劑載體 等，但天然凹凸棒石粘土絮凝沉降差，通過對其改性處理并與二氯異氰尿酸鈉結(jié)合使用作 為復(fù)合絮凝劑;利用了二氯異氰尿酸鈉的強氧化性，對水體中CODcr和糞大腸菌群進行處 理，利用改性凹凸棒石粘土以提高其吸附能力和減少使用量，并改善其絮凝沉降效果，對氨 氮(NH/-N)、總磷(T-P)進行吸附絮凝沉降去除，從而使處理水完全能達到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染 物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18596-2001。
[0024] 綜上所述，本發(fā)明創(chuàng)建了實用高效的用于豬場廢水處理的厭氧發(fā)酵罐、對天然凹 凸棒粘土進行了改性并建立了生物發(fā)酵-復(fù)合絮凝劑的豬場廢水的處理方法，使處理水達 到了GB18596-2001的排放要求，解決了目前豬場廢水難處理的難題.
[0025] 為了驗證本發(fā)明的復(fù)合營養(yǎng)鹽在發(fā)酵過程中起的有效作用，取同批試樣，分別加 入本發(fā)明的營養(yǎng)鹽和不加營養(yǎng)鹽作為對照組進行比較試驗，用兩套相同的厭氧罐，分別記 作罐1和罐2,厭氧罐容積均為8L?；钚晕勰嗯c豬場廢水按1:20(體積比）混勻后加滿到兩個 厭氧罐中，分別向罐1加入40g復(fù)合營養(yǎng)鹽作為試驗組，罐2不加營養(yǎng)鹽，為對照組，攪拌，30 °〇條件下厭氧發(fā)酵，采用濃度為2%的NaOH(m/v)溶液洗氣，排水法收集氣體，每天測定發(fā)酵 液pH值并記錄產(chǎn)生的沼氣體積，每5d測定發(fā)酵液CODcr、氨氮(NH/-N)和總磷(T-P)，共厭氧 發(fā)酵20d。CODcr測定采用重鉻酸鉀國標(biāo)法、氨氮(NH4+-N)采用納氏試劑法測定，總磷(T-P)采 用鉬藍(lán)比色法測定，厭氧發(fā)酵結(jié)束后發(fā)酵液分別記做發(fā)酵液和對照液，測定結(jié)果如表1所 不。
[0026] 表1(單位:mg/L