申请日2016.08.31
公开(公告)日2017.01.04
IPC分类号C02F9/04; C02F103/20
摘要
本发明公开了一种生猪养殖废水沼液脱氮方法，该方法法按照先后顺序投加CaO无机物、有机醇为聚乙二醇‑200和聚乙二醇‑400混合物的有机醇类、阴离子聚丙烯酰胺高分子有机絮凝剂三种药剂。本发明方法能有效降低好氧生化池进水中的氨氮浓度，小幅度升高C/N，提高沼液的可化性，无需加水稀释，无需外加碳源，所用的脱氮剂原料易得，价格低廉，操作简单，可直接投入反应池进行反应，无二次污染，易于推广。
权利要求书
1.一种生猪养殖废水沼液脱氮方法，其特征在于：该方法法按照先后顺序投加无机物、有机醇类、高分子有机絮凝剂三种药剂：
1)所述无机物为CaO;
2)所述有机醇类为聚乙二醇-200和聚乙二醇-400混合物;
3)所述高分子絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：聚乙二醇-200和聚乙二醇-400的比例为1：1~1：5。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：聚乙二醇-200和聚乙二醇-400的比例为1：3。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：CaO配制成50% CaO溶液。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：阴离子聚丙烯酰胺配制成1‰聚丙烯胺。
6.根据权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于：投加量按体积计，其中无机物溶液为1.5～2.0ml/L、有机醇类为0.1～0.15g/L、高分子有机絮凝剂0.7～1ml/L。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)取沼液，开启搅拌机，用50%氧化钙溶液将沼液pH值调至9.0;
(2)再加入聚乙二醇-200：聚乙二醇-400=1:3溶液，期间搅拌机照常开启，搅拌3-8min，停止搅拌;于常温下进行曝气吹脱3-9小时，使得气液比大于或等于600:1;
(3)最后加入浓度为1‰聚丙烯胺，进行搅拌，随后沉淀，排水。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：第(1)、(2)步中的搅拌转速为100r/min;第(3)步中的搅拌转速为50r/min。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
(1)取氨氮浓度为900-1000mg/L沼液，开启搅拌机，转速为100r/min，用50%氧化钙溶液将沼液pH值调至9.0;
(2)再加入聚乙二醇-200：聚乙二醇-400=1:3溶液，加入量为0.1ml/L，搅拌机照常开启，转速100r/min，搅拌5min，停止搅拌;常温进行曝气吹脱6小时，气液比大于或等于600:1;
(3)最后加入浓度为1‰聚丙烯胺，加入量为0.7ml/L，搅拌15min，转速为50r/min，沉淀1小时，排水。
说明书
一种生猪养殖废水沼液脱氮方法
技术领域
本发明属于环保废水处理技术领域，具体涉及一种生猪养殖废水沼液脱氮方法。
背景技术
近年来，我国规模化养猪场大量兴建，猪场废水排放量大，冲击负荷大;固液混杂，有机质浓度高(CODcr高达5000～30000mg/L，BOD5高达2000～8000mg/L)，氨氮浓度约为500～2500mg/L，可见氮含量高，处理难度大。
规模化猪场基本配备污水处理设施，处理模式有三种：还田、自然处理和工业处理。基于中国人多地少的国情，规模化猪场很少具备足够土地来消纳废水中的污染物，采用还田和自然处理模式的养殖场很少，主要还是采用工业化处理模式。工业化污水处理模式主体工艺为厌氧+好氧工艺。厌氧工艺段主要为沼气池或沼气罐。厌氧工艺能大幅度降解废水中有机物，将大分子有机物降解为小分子有机物，并通过厌氧发酵将有机物转化成可回收利用的能源。但是在被降解的有机物中C、H转化成CH4后，被降解有机物中的绝大部分N未能转化成N2排放，其中一部分转化成氨氮，从而导致出水氨氮提升，C/N降低，废水的可生化性降低。研究表明，当游离氨质量浓度为10～150mg/L时，亚硝化菌的活性将受到抑制，而当游离氨质量浓度为0.1～4.0mg/L时，硝化菌的活性将受到抑制。因此厌氧+好氧工艺对于废水中的氨氮去除达标往往需要稀释沼液并添加碳源，导致操作复杂，成本高昂。目前处理氨氮废水的方法主要有以下几种：(1)膜分离法，用选择膜对废水中成分进行分离，从而去除氨氮。(2)离子交换法，用特殊吸附材料去吸附氨氮，从而去除氨氮。(3)MAP法，向废水中投加镁盐、磷酸或者磷酸盐，使水中的NH4+与Mg2+、PO43-反应生成鸟粪石结晶，从而去除氨氮。(4)吹脱法，通过调整pH值至碱性，使废水中的氨离子向游离氨转化，再通过载气带出，从而去除氨氮。以上方法在处理高浓度氨氮废水废水是普遍存在成本较高的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有生猪养殖废水沼液处理技术不足，提出了一种适用于高浓度氨氮沼液的脱氮方法，本发明方法工艺流程简单，操作方便，处理效果稳定，药剂投加量相对较小，药剂易获得，运行费用低，有利于生猪养殖废水处理好氧工艺的运行，并在脱氮药剂投加工艺段能将800～1200mg/L的高浓度氨氮废水降低至120～180mg/L，并小幅度升高废水的COD，提高C/N，利于后续好氧工艺运行，从而最终出水氨氮达标。
本发明提供的技术方案如下：
一种生猪养殖废水沼液脱氮方法，该方法法按照先后顺序投加无机物、有机醇类、高分子有机絮凝剂三种药剂：
1)所述无机物为CaO;
2)所述有机醇类为聚乙二醇-200和聚乙二醇-400混合物;
3)所述高分子絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺。
所述的方法，优选地，聚乙二醇-200和聚乙二醇-400的比例为1：1~1：5，较为优选的比例为1：3。
所述的方法，优选地，CaO配制成50% CaO溶液;阴离子聚丙烯酰胺配制成1‰聚丙烯胺。
所述的方法，优选地，投加量按体积计，其中无机物溶液为1.5～2.0ml/L、有机醇类为0.1～0.15g/L、高分子有机絮凝剂0.7～1ml/L。
所述的方法，其具体步骤如下：
(1)取沼液，开启搅拌机，用50%氧化钙溶液将沼液pH值调至9.0;
(2)再加入聚乙二醇-200：聚乙二醇-400=1:3溶液，期间搅拌机照常开启，搅拌3-8min，停止搅拌;于常温下进行曝气吹脱3-9小时，使得气液比大于或等于600:1;
(3)最后加入浓度为1‰聚丙烯胺，进行搅拌，随后沉淀，排水。
上述的方法，第(1)、(2)步中的搅拌转速为100r/min;第(3)步中的搅拌转速为50r/min。
所述的方法，其中一个具体的实施例如下：
(1)取氨氮浓度为900-1000mg/L沼液，开启搅拌机，转速为100r/min，用50%氧化钙溶液将沼液pH值调至9.0，加入量为1.5ml/L~2.0ml/L;
(2)再加入聚乙二醇-200：聚乙二醇-400=1:3溶液，加入量为0.1ml/L，搅拌机照常开启，转速100r/min，搅拌5min，停止搅拌;常温进行曝气吹脱6小时，气液比大于或等于600:1;
(3)最后加入浓度为1‰聚丙烯胺，加入量为0.7ml/L，搅拌15min，转速为50r/min，沉淀1小时，排水。
本发明生猪养殖废水沼液脱氮方法中，按照先后顺序投加无机物、有机醇类、高分子有机絮凝剂三种药剂：
1)无机物：试验中无机物为CaO，配制50%氧化钙溶液。氧化钙易获得，价格低，提升沼液碱度明显。将沼液pH值升高，使废水中的氨离子向氨转化，在有表面活性剂存在的情况下，该转化过程会更迅速，转化程度更高。反应完成之后，通过继续曝气，废水中氢氧化钙与空气中二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀，以此方法将pH值调至原沼液pH值，不影响后续好氧生化反应。
2)有机醇类：试验中有机醇为聚乙二醇-200和聚乙二醇-400，比例为1：3。聚乙二醇是一种非离子表面活性剂，含有羟基和醚基，有良好的水溶性，不易受酸、碱的影响，能在高碱度溶液中稳定。聚乙二醇作为表面活性剂，可以降低气液界面的表面张力，提高氨由液相进入气相的传质系数，减少NH3与水的氢键结合。此外，低分子量的聚乙二醇有生物毒性，会影响微生物活性，因此在保证氨氮去除率的前提下，减少低分子量聚乙二醇-200的使用，增加高分子量聚乙二醇，减少药剂量，延长反应时间，能达到同样的去除效果。
3)高分子絮凝剂：试验中高分子絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺，配制浓度为1‰。聚丙烯酰胺有良好的水溶性，其溶于水后形成高分子长链，通过吸附架桥作用将废水中悬浮物颗粒吸沉降。因此聚丙烯酰胺能够很好的沉降废水中的碳酸钙悬浮物以及部分有机物，能去除废水中的部分总氮，降低后续好氧生化反应的负荷。
投加量按体积计，其中无机物溶液为1.5～2.0ml/L、有机醇类为0.1～0.15g/L、高分子有机絮凝剂0.7～1ml/L。处理成本为1.6～2.3元/吨。
本发明的有益效果是：
本发明方法将沼液与脱氮药剂按顺序混合后进行吹脱就可以将浓度从800～1200ml/L降至110～180mg/L，便于后续好氧生化工艺处理后各项指标达标。本发明方法工艺流程简单，操作方便，处理效果稳定，药剂投加量相对较小，药剂易获得，运行费用低，有利于生猪养殖废水处理好氧工艺的运行。
本发明方法能有效降低好氧生化池进水中的氨氮浓度，小幅度升高C/N，提高沼液的可化性，无需加水稀释，无需外加碳源，利于后续好氧工艺运行，从而最终出水氨氮达标。且脱氮剂原料易得，价格低廉，操作简单，可直接投入反应池进行反应，无二次污染，易于推广。
