用于猪场废水的复合絮凝剂及生物发酵处理方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种用于猪场废水的复合絮凝剂及生物发酵处理方法和设备，所述的复合絮凝剂是由等质量的改性凹凸棒石粘土和二氯异氰尿酸钠混合而成；使用时，将待处理的猪场废水与活性污泥混合后加入到厌氧发酵罐中形成混合液，在混合液中加入复合营养盐进行发酵，最后利用复合絮凝剂对发酵液进一步处理即可。本发明专利技术克服现有复合絮凝剂在处理猪场废水时容易带来二次污染、处理成本高以及使用受限的技术缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废水处理技术，尤其是猪场废水处理技术。
技术介绍
集约化养猪场废水产生量大，且CODcr和氨氮浓度高，对干湿分离后的猪场废水其中的CODcr在5000～10000mg/L之间，氨氮含量在400～1500mg/L,高COD、高氨氮是猪场废水处理中的亟待解决的难题。目前，对养殖畜禽废水的处理主要有以下几种处理工艺：好氧处理法、厌氧处理法、自然生物处理法等。好氧法去除CODcr、BOD等效率高,但去除氨氮效果差,且工程耗资大,运行费用高。厌氧处理能耗低,能处理高浓度的有机废水,但速度慢，且处理后氨氮以及BOD较高，BOD一般可达500～1000mg/L，其处理水的CODcr，氨氮以及总磷等仍然很难达到《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001的排放标准；发酵时间长的原因是甲烷菌的代谢速度较低，是整个发酵过程的关键限速因素。自然生物处理虽然成本低，但占地面积大，且受环境条件影响大，处理时间长，COD、BOD和氨氮等去除效果差。所以说，单一处理方法很难兼顾到去除COD、去除氨氮和除臭，因此，复合方法是处理猪场废水的最优选择，与本专利技术有关的技术是厌氧发酵复合处理法。目前，仅通过厌氧发酵处理猪场废水，其处理水的CODcr，氨氮以及总磷等仍然很难达到《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001的排放标准。化学絮凝剂在处理水方面具有速度快、效果明显的特点，但由于猪场废水中含有的成分非常复杂，单用一种絮凝剂很难获得理想效果。市场上用于处理养猪废水的复合絮凝剂比较多，比如：中国专利申请号201310556475.4公开了一种养猪废水絮凝剂，该絮凝剂由颗粒固体状聚丙烯酰胺、羧酸钠、醇类、苯乙烯组成的有机絮凝剂，用这种絮凝剂处理废水带来的缺陷是：此絮凝剂为有机絮凝剂,对猪场废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，且在使用过程中对呼吸道、土壤、大气等都会造成一定的危害。中国专利申请号201210487757.9公开了一种种屠宰废水絮凝剂，按质量份由以下组分组成：木质磺酸盐-丙烯酰胺共聚物10～20，聚磷氯化物2～6，聚硅酸盐10～15，聚合硫酸氯化铁3～5，缺陷：此絮凝剂组合复杂、絮凝剂价格高，另外，絮凝剂组合中的聚磷氯化物形成沉淀后，容易释放其中的磷而导致水体中磷含量过高，从而超出《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001中磷排放最高浓度不能超过8mg/L的规定,此絮凝剂组合对屠宰废水中油脂和SS效果较好,但到目前为止，还没有发现利用此复合絮凝剂去除猪场养殖废水中COD和氨氮的报道。中国专利申请号201410810664.4公开一种处理屠宰废水的复合絮凝剂，该复合絮凝剂的配方按重量份数计，由3-5份混合发酵菌粉、0.5-1.5份硫酸亚铁组成，所述混合发酵菌粉是将褐球固氮菌与黑曲霉混合发酵后制备的混合发酵菌粉。缺陷：制备褐球固氮菌与黑曲霉混合发酵粉过程复杂，而且产量受极易受外界环境条件影响。另外，在使用混合发酵粉处理废水时对废水水质的变化敏感，代谢能力容易受到影响而被抑制，且CODcr以及氨氮去除率较低。
技术实现思路
为了克服现有复合絮凝剂在处理猪场废水时容易带来二次污染、处理成本高以及使用受限的技术缺陷，提供一种用于猪场废水的复合絮凝剂。本专利技术同时提供利用这种絮凝剂处理猪场废水的方法。为达到上述目的，本专利技术用于猪场废水的复合絮凝剂，是由等质量的改性凹凸棒石粘土和二氯异氰尿酸钠混合而成的上述改性凹凸棒石粘土的改性方法是：将凹凸棒石粘土、甲壳素以及聚合硫酸铝按质量比4:1:1混合均匀,向上述混合物中加入浓度为5％(m/v)的醋酸搅拌成糊状，在60℃～70℃条件下水浴加热2～3h，然后用去离子水清洗，至洗出液pH为7.0～7.5，然后在105℃～110℃条件下烘干，最后置于马弗炉中焙烧，焙烧初期温度为280℃～330℃，焙烧时间为2～3h，然后迅速升温至600℃～700℃，焙烧时间为2～3h，焙烧结束后冷却，即得改性凹凸棒石粘土，经X-ray衍射扫描后，未改性凹凸棒粘土与改性凹凸棒粘土的X-ray图谱有着明显差别。利用上述絮凝剂生物发酵处理方法猪场废水的方法为：第一步：厌氧发酵罐的制备所述的厌氧发酵罐包括一个罐体，罐体底部侧壁上设有进样口，罐体顶部侧壁上设有出水口和溢流口，罐体底部设有污泥出口，罐体顶部紧密套有锥形集气罩，集气罩在外力作用下能在罐体内上下移动，从而改变发酵罐的体积，集气罩顶部设为出气口，在罐体内设有搅拌轴，搅拌轴从集气罩锥顶的出气口伸出。第二步：厌氧发酵将待处理的猪场废水与活性污泥按体积比20:1混合后加入到厌氧发酵罐中形成混合液，然后按照10升猪场废水加入5g复合营养盐的比例，在混合液中加入复合营养盐，复合营养盐的组成是由以下重量份无机盐组成的：10份NaHCO3、30份CaCl2、1份MgCl2和2份K2HPO4，在30℃条件下搅拌进行发酵，厌氧发酵产生的气体使得罐体内压力升高，集气罩在罐体压力作用下上移，起到自动调节发酵罐体积作用，发酵结束后，打开出气口，排出发酵产生的甲烷、H2S以及CO2等的混合气体，此混合气体通过2％的NaOH(m/V)溶液吸收去除混合气体中H2S和CO2等气体，剩余甲烷的体积通过排水法求出；打开出水口放出发酵液。第三步：利用复合絮凝剂对发酵液进一步处理在发酵液中加入复合絮凝剂，要求每100ml发酵液加入0.15克复合絮凝剂，先快速搅拌，再慢速搅拌，最后静置，上部的清液即为处理后的猪场废水。本专利技术的优点是：1、本专利技术中的厌氧发酵罐体积随着发酵的进行可以自动调节，设置的搅拌轴容易搅拌，厌氧效果好，从而保证了发酵的充分进行；发酵过程中产生的沼气提供热源保证发酵温度，节省了能耗。2、在猪场废水中加入营养盐，提高了发酵过程甲烷菌的生长代谢速度，从而提高了整体发酵速度和发酵效果。3、凹凸棒石粘土又名坡缕石或绿坡缕石，是一种水合镁铝硅酸盐矿物，因具有较大的比表面积和离子交换能力而被广泛用作干燥剂、吸附剂、催化剂载体以及抗菌剂载体等，但天然凹凸棒石粘土絮凝沉降差，通过对其改性处理并与二氯异氰尿酸钠结合使用作为复合絮凝剂；利用了二氯异氰尿酸钠的强氧化性，对水体中CODcr和粪大肠菌群进行处理，利用改性凹凸棒石粘土以提高其吸附能力和减少使用量，并改善其絮凝沉降效果，对氨氮(NH4+-N)、总磷(T-P)进行吸附絮凝沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于猪场废水的复合絮凝剂，其特征在于，它是由等质量的改性凹凸棒石粘土和二氯异氰尿酸钠混合而成的；上述改性凹凸棒石粘土的改性方法是：将凹凸棒石粘土、甲壳素以及聚合硫酸铝按质量比4:1:1混合均匀,向上述混合物中加入浓度为5％m/v的醋酸搅拌成糊状，在60℃～70℃条件下水浴加热2～3h，然后用去离子水清洗，至洗出液pH为7.0～7.5，然后在105℃～110℃条件下烘干，最后置于马弗炉中焙烧，焙烧初期温度为280℃～330℃，焙烧时间为2～3h，然后迅速升温至600℃～700℃，焙烧时间为2～3h，焙烧结束后冷却，即得改性凹凸棒石粘土。

【技术特征摘要】
1.一种用于猪场废水的复合絮凝剂，其特征在于，它是由等质量的改性凹
凸棒石粘土和二氯异氰尿酸钠混合而成的；
上述改性凹凸棒石粘土的改性方法是：将凹凸棒石粘土、甲壳素以及聚合
硫酸铝按质量比4:1:1混合均匀,向上述混合物中加入浓度为5％m/v的醋酸搅拌
成糊状，在60℃～70℃条件下水浴加热2～3h，然后用去离子水清洗，至洗出
液pH为7.0～7.5，然后在105℃～110℃条件下烘干，最后置于马弗炉中焙烧，
焙烧初期温度为280℃～330℃，焙烧时间为2～3h，然后迅速升温至600℃～
700℃，焙烧时间为2～3h，焙烧结束后冷却，即得改性凹凸棒石粘土。
2.一种利用权利要求1所述的复合絮凝剂对猪场废水进行处理的方法，其
特征在于，
第一步：厌氧发酵罐的制备
所述的厌氧发酵罐包括一个罐体，罐体底部侧壁上设有进样口，罐体顶部
侧壁上设有出水口和溢流口，罐体底部设有污泥出口，罐体顶部紧密套有锥形
集气罩，集气罩在外力作用下能在罐体内上下移动，从而改变发酵罐的体积，
集气罩顶部设为出气口，在罐体内设有搅拌轴，搅拌轴从集气罩锥顶的出气口
伸出；
第二步：厌氧发酵
将待处理的猪场废水与活性污泥按体积比20:1混合后加入到厌氧发酵罐中
形成混...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆洪省，刘亚樵，冯晓寒，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37