申请日2017.08.01
公开(公告)日2017.10.03
IPC分类号C02F9/04; C02F103/20
摘要
本发明涉及一种快速、高效、卫生的处理养猪废水的方法及设备，其包括：原液过滤掉固体颗粒;滤液输入芬顿氧化罐，调节pH值2至6，Fe2+按5‑50mmol/L、30%质量浓度的H2O2按废水体积的1/20‑1/3投入，芬顿反应10至24h;上清液输入脱铁处理罐，加入碱性金属化合物，搅拌1‑10min，Fe离子沉降反应1至5h;上清液输入脱氮处理罐，按N：P：Mg摩尔比为=1:1:(1‑1.3)，投入溶解后含磷酸根的和含Mg2+的药剂，搅拌1‑10min，磷酸铵镁反应1至5h。按此方法处理后的废水满足国家废水排放1级标准。此外，各步骤产生的固体沉降物经压滤处理后，按固体废弃物进行安全处理，压滤出来的液体返回原液。本发明适用于处理养猪场的尿液、废水，具有周期短、效率高、效果好、实施环境卫生等优点。
权利要求书
1.一种处理养猪废水的方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1，原料处理：过滤筛除所述养猪废水中的固体颗粒;
S2，芬顿氧化处理：投加H2SO4将废水pH值调整到2.0-6.0，依据容器内废水的量，按5-50mmol/L添加Fe2+、按体积比1/20-1/3投入30%质量浓度的H2O2溶液，反应时间10-24h，之后将上清液与沉淀分离;
S3，Fe3+脱除处理：前道反应的上清液中，按Fe元素的量提升OH-和/或CO32-的量，慢速搅拌1-10分钟，静置1-5h，之后将上清液与沉淀分离;
S4，NH3-H+化学沉淀处理：前道反应的上清液中，依据N含量，向溶液中添加PO43-和Mg2+至N：P：Mg的摩尔比1:1：(1-1.3)，调节pH值为9-10，慢速搅拌1-10分钟，静置1-5h，之后将上清液与沉淀分离。
2.如权利要求1所述的处理养猪废水的方法，其特征在于，其还包括：
S5，压滤处理：将所述S2、S3和S4产生的沉淀进行压滤处理，处理后所得滤液返回养猪废水原液，得到的滤饼按固体废弃物进行安全处理。
3.如权利要求1或权利要求2所述的处理养猪废水的方法，其特征在于：所述养猪废水包括猪尿、养猪场生产废水。
4.如权利要求1或权利要求2所述的处理养猪废水的方法，其特征在于：步骤S1所述的过滤采用的手段为砂滤、滤床过滤、静置沉降分离或混凝沉降中的一种。
5.如权利要求1或权利要求2所述的处理养猪废水的方法，其特征在于：所述添加的Fe2+由FeSO4携带。
6.如权利要求1或权利要求2所述的处理养猪废水的方法，其特征在于：步骤S3中所述OH-和/或CO32-的量的提升方法是：CaO、CaCO3、Na2CO3、NaHCO3、MgO或NaOH通过溶解或与废水溶液进行反应。
7.如权利要求1或权利要求2所述的处理养猪废水的方法，其特征在于：所述Mg2+由MgCl2引入。
8.如权利要求1或权利要求2所述的处理养猪废水的方法，其特征在于：所述PO43-由Na3PO4引入。
9.一种处理养猪废水的设备，其特征在于：包括过滤装置，芬顿氧化罐，脱铁处理罐和脱氮处理罐;
所述过滤装置具有至少一个进水口和一个出水口，所述芬顿氧化罐、脱铁处理罐和脱氮处理罐各具有入水口、出水口和沉淀出口;
所述过滤装置的进水口连接养猪废水源，出水口连接所述芬顿氧化罐的进水口，所述芬顿氧化罐的出水口连接脱铁处理罐的入水口，所述脱铁处理罐的出水口连接所述脱氮处理罐的入水口，所述脱氮处理罐的出水口连接废水排出装置。
10.如权利要9所述的处理处理养猪废水的设备，其特征在于：其还有一个压滤机，所述压滤机的入口连接所述芬顿氧化罐、脱铁处理罐及脱氮处理罐的沉淀出口，所述压力机的出水口连接废水源或直接连接所述过滤装置的进水口。
说明书
一种处理养猪废水的方法及设备
技术领域
本发明涉及农牧和环保领域，尤其是用化学法处理养猪废水的方法和设备。
背景技术
随着我国畜禽养殖业的快速发展，传统的分散经营逐步被集约化、规模化的养殖方式所替代。大量畜禽粪尿等富含高浓度有机污染物的废水集中排放，对周边水域、土壤的环境安全构成了极大的潜在威胁，规模化养殖企业急需一种快速、高效的处理技术，以满足国家对畜禽养殖废水排放的限制标准。调查表明，在畜禽养殖废水的污染超标因子中以养猪废水的污染指数最大，一个养猪场养一万头猪的话，每天产生的废水水量就能达到200-250m3，并且废水中的有机物浓度含量极高，COD(化学需氧量)浓度高达25000mg/L左右，BOD5(五日生化需氧量)高达8000mg/L左右，氨氮浓度可达7000mg/L左右，含有如此高污染物的废水如果处理不当，直接排入自然水系，极易造成水体富营养化现象。此外，未经处理的猪尿中含有NH3、H2S、胺等有害气体，这些刺激性气体在无氧条件下会产生臭味，一旦被人体吸入，会对人体呼吸系统造成损伤，导致各种病害的产生。
目前，养猪废水主要采用生物化学法进行处理，形式上主要有：厌氧发酵处理法、厌氧-缺氧-好氧即A2/O法等。利用生物化学法进行养猪废水处理时处理周期长，通常水力停留时间从1周到20天不等;进而导致系统内废水存量高、系统内设备相对庞杂、占地面积大、自动化困难;同时，大型设备难以密封，运行时，大量恶臭气扩散到周边环境，造成周边区域空气严重污染，影响居民身体健康和正常生活;而且出水水质较难达到国家标准。
为此，规模化养猪场急需一种可以在短时间内迅速、高效处理猪尿废水的新技术。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种周期短、出水水质优良、配套设备可以紧凑布置、密闭工作的处理养猪废水的方法。
本发明还提供了一种实现此方法的设备。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明提供一种处理养猪废水的方法，其包括如下步骤：
S1，原料处理：通过过滤，筛除所述养猪废水中的固体颗粒;
S2，芬顿氧化处理：注入H2SO4将废水pH值调整到2.0-6.0，依据容器内废水的量，按5-50mmol/L添加Fe2+、按体积比1/20-1/3投入30%质量浓度的H2O2溶液，反应时间10-24h，之后将上清液与沉淀分离;
S3，Fe3+脱除处理：前道反应的上清液中，按Fe元素的量提升OH-和/或CO32-的量，慢速搅拌1-10分钟，静置1-5h，之后将上清液与沉淀分离;
S4，NH3-H+化学沉淀处理：前道反应的上清液中，依据N含量，向溶液中添加PO43-和Mg2+至N：P：Mg的摩尔比1:1：(1-1.3)，调节pH值为9-10，慢速搅拌1-10分钟，静置1-5h，之后将上清液与沉淀分离。
进一步的技术方案是，其还包括：S5，压滤处理：将所述S2、S3和S4产生的沉淀进行压滤处理，处理后所得滤液返回养猪废水原液，得到的滤饼按固体废弃物进行安全处理。
进一步的技术方案是，所述养猪废水包括猪尿、养猪场生产废水。
进一步的技术方案是，步骤S1所述的过滤采用的手段为砂滤、滤床过滤、静置沉降分离或混凝沉降中的一种。
进一步的技术方案是，所述添加的Fe2+由FeSO4携带。
进一步的技术方案是，步骤S3中所述OH-和/或CO32-的量的提升方法是：CaO、CaCO3、Na2CO3、NaHCO3、MgO或NaOH通过溶解或与废水溶液进行反应。
进一步的技术方案是，所述Mg2+由MgCl2携带。
再进一步的技术方案是，所述PO43-由Na3PO4引入。
本发明还提供一种处理养猪废水的设备，其包括过滤装置，芬顿氧化罐，脱铁处理罐和脱氮处理罐;
所述过滤装置有至少一个进水口和一个出水口，所述芬顿氧化罐、脱铁处理罐和脱氮处理罐，各自具有入水口、出水口和沉淀出口;
所述过滤装置的进水口连接养猪废水源，出水口连接所述芬顿氧化罐的进水口，所述芬顿氧化罐的出水口连接脱铁处理罐的入水口，所述脱铁处理罐的出水口连接所述脱氮处理罐的入水口，所述脱氮处理罐的出水口连接废水排出装置。
进一步的技术方案是，其还有一个压滤机，所述压滤机的入口连接所述芬顿氧化罐、脱铁处理罐及脱氮处理罐的沉淀出口，所述压力机的出水口连接废水源或直接连接过滤装置的进水口。
(三)有益效果
本发明的处理养猪废水的方法有益效果是：原料处理时过滤了固体颗粒，这些固体颗粒很大一部分是因为废水饱和而没有溶解的物质，用过滤的方式去除掉，可以大大减轻之后工序的处理压力;同时，也可以使后序的设备管路等更清洁。
芬顿氧化处理是利用了芬顿反应的产物HO·(羟基自由基)的强氧化性，HO·对有机物的氧化破坏很彻底、CODCr去除率达到96%，产物为CO2和H2O。
Fe3+脱除处理主要是去除前道工序引入的大量Fe元素，用提升OH-和/或CO32-的量的方式可以使Fe离子沉淀，这样废水中Fe的含量可降低到0.06mg/L，废水色度可降低到10PCU。同时，由于芬顿反应是在强酸环境下反应的，为了脱铁处理而投入的碱性金属化合物，使废水转变为弱酸性甚至中性。这样相当于为后道工序做了准备。
NH3-H+化学沉淀处理主要是利用磷酸铵镁沉淀去除废水中的大量NH3-H+，而本道工序引入的磷元素，其残余浓度也只有1mg/L这样的低浓度。
本发明出水水质优良、处理周期短、配套设备可以紧凑布置、密闭工作。
本发明的处理养猪废水的设备有益效果是：设备可以紧凑布置，占地面积小，设备工作时可以密闭起来，本设备处理的养猪废水水质优良。
