一种去除沼液中氮磷的方法
【专利摘要】本发明提供一种有效去除沼液中氮、磷的污水处理工艺，属于水污染治理【技术领域】。本发明采用电化学处理技术，经三级微电解和一级电解后，废水中的氮、磷在絮凝、吸附、卷扫、电化学氧化以及化学沉淀等作用下，达到了高效去除的目的。采用本发明的方法处理沼液，对沼液中氨氮的去除率能够达到60%以上，而对磷的去除率可达90%以上。本发明的方法简单易行、切实可靠，二次污染少，是一种投资较少、去除效果好的处理畜禽养殖场沼液中氮、磷的水处理新工艺。
【专利说明】一种去除沼液中氮磷的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及畜禽养殖废水治理【技术领域】，尤其涉及一种去除沼液中氮磷的方法 。【背景技术】
[0002]随着养殖业由传统的小规模生产向集约化、规模化的生产模式转变，伴随而来的是富含碳氮磷的粪便和冲栏废水的过度集中，也给环境造成极大的压力，在许多地区，畜禽养殖带来的污染已经或正在成为当地主要污染源，因此针对这些问题，近年来国家出台了一系列政策大力加强规模化畜禽养殖场大中型沼气工程的建设。大中型沼气工程在处理畜禽废弃物、生产沼气的同时，也会大量的副产物一沼液。因为经过厌氧发酵，原水中易降解和慢降解COD逐渐被利用，含量逐渐减少，而氮、磷与有机物去除不同步，导致沼液出水中污染物之间的比例变化，造成了氮、磷的累积，且C/N失调，可生化性差，NH/-N/TN高，不利于直接是生物处理。
[0003]电化学技术作为水处理方面的“环境友好”技术，越来越受到人们的重视，其中内电解及电化学氧化技术的应用最为广泛，废水中的氮、磷在絮凝、吸附、卷扫、电化学氧化以及化学沉淀等作用下，能够得到有效的去除。且在微电流的作用下，还可将有毒、难降解的污染物直接除去或者降解为无毒、易降解的污染物，提高溶液的可生化性，且可减少或者避免二次污染的产生。本发明即是一种以电化学处理提高畜禽养殖场沼液中氮、磷的去除率的新工艺。
【发明内容】
[0004]为了解决现有的沼液处理方法的不足，本发明目的在于提供一种去除沼液中氮磷的方法，该方法将电化学技术应用于富含氮磷畜禽养殖场沼液处理工艺。
[0005]本发明采取的技术方案是:
[0006]本发明的去除沼液中氮磷的方法包括以下步骤:
[0007](I)将体积比为1:1~3:1的铁屑和活性炭混合均匀，然后加入到沼液中，沼液与铁粉、活性炭的体积比为4: 3~7: 3，然后调节pH值在4.0~5.0 ;
[0008](2)再用空气泵对沼液进行曝气，曝气量为6.0L/min ? L，曝气时间为1.5~4h ;
[0009](3)然后对沼液进行三级串联微电解反应，一、二、三级微电解的反应条件为曝气量为6.0L/min -L,每一级微电解反应时间为2.5h，第一级进水的初始pH值为4~5，一级出水作为二级进水，二级出水作为三级进水；
[0010](4)三级串联微电解完毕，将出水作为电解反应的进水，进行电解，同时进行曝气，曝气量为3.5L/min ? L，电解反应时间为2~5h ;
[0011](5)电解完成后，将沼液pH值调节到8.5~9.5，然后静置30min后，除去上清液，即可进行取样检测。
[0012]步骤(1)中，铁屑和活性炭的粒径为50~200目，优选80~100目。铁屑和活性炭的体积比为2: I。沼液与铁粉、活性炭的体积比为5: 3。[0013]步骤(2)中，曝气时间为2.5h。
[0014]步骤(4)中，电解反应中，石墨作为电解的阴阳极板。电流强度为90mA/cm2，极板间距为20mm/L。曝气时间为3h。
[0015]步骤(5)中，pH值调节到9.0。
[0016]用本发明的方法处理后的沼液进行取样分析，然后与原水样进行对比分析，监测水样中的NH4+-N和TP的浓度。用本发明方法处理含富含氮磷的沼液，对沼液中氨氮的去除率能够达到60%以上，而对磷的去除率可达90%以上。
[0017]本发明的积极效果如下:
[0018]本发明的优点是，将电化学应用于富含氮、磷的沼液的工业化处理，与生物处理等传统方法相比，本发明方法对外界环境条件要求小，常温常压下即可反应；反应设备一般较为简单，占地面积小，操作比较容易，管理方便，费用不高，并且适应性强，既可以作独立工艺进行水处理，也可以与其他工艺联合使用，如作为预处理或深度处理，便于在畜禽养殖场沼液中的氮磷深度处理中推广。
【具体实施方式】
[0019]下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。
[0020]实施例1
[0021]处理猪场沼液时，在曝气量为6.0L/min ? L、初始pH值为4~5、铁炭体积比为2: 1、单级反应时间为2.5h的反应条件下，经三级微电极处理出水作为电解处理进水，在电流强度为90mA/cm2，极板间距为20mm/L、曝气量为3.5L/min ? L以及3.0h的反应时间后出水测定NH4+-N和TP，其去除率分别达到67.82%,95.77%。
[0022]实施例2
[0023]处理奶牛养殖场沼液时，在曝气量为6.0L/min吨、初始pH值为4~5、铁炭体积比为2: 1、单级反应时间为2.5h的反应条件下，经三级微电极处理出水作为电解处理进水，在电流强度为90mA/cm2，极板间距为20mm/L、曝气量为3.5L/min ? L以及3.0h的反应时间后出水测定NH4+-N和TP，其去除率分别达到69.45%,97.33%。
[0024]实施例3
[0025]处理养鸡场沼液时，在曝气量为6.0L/min ? L、初始pH值为4~5、铁炭体积比为
2: 1、单级反应时间为2.5h的反应条件下，经三级微电极处理出水作为电解处理进水，在电流强度为90mA/cm2，极板间距为20mm/L、曝气量为3.5L/min ? L以及3.0h的反应时间后出水测定NH4+-N和TP，其去除率分别达到62.37%,94.56%。
[0026]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种去除沼液中氮磷的方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: (1)将体积比为1:1~3:1的铁屑和活性炭混合均匀，然后加入到沼液中，沼液与铁粉、活性炭的体积比为4: 3~7: 3，然后调节pH值在4.0~5.0 ;(2)再用空气泵对沼液进行曝气，曝气量为6.0L/min ? L，曝气时间为1.5~4h ; (3)然后对沼液进行三级串联微电解反应，一、二、三级微电解的反应条件为曝气量为6.0L/min ? L，每一级微电解反应时间为2.5h，第一级进水的初始pH值为4~5，一级出水作为二级进水，二级出水作为三级进水； (4)三级串联微电解完毕，将出水作为电解反应的进水，进行电解，同时进行曝气，曝气量为3.5L/min ? L，电解反应时间为2.5h ； (5)电解完成后，将沼液pH值调节到8.5~9.5，然后静置30min后，除去上清液，即可进行取样检测。
2.如权利要求1所述的去除沼液中氮磷的方法，其特征在于:步骤(1)中，铁屑和活性炭的粒径为50~200目。
3.如权利要求1所述的去除沼液中氮磷的方法，其特征在于:步骤(1)中，铁屑和活性炭的体积比为2: I。
4.如权利要求1所述的去除沼液中氮磷的方法，其特征在于:步骤(1)中，沼液与铁粉、活性炭的体积比为5: 3。
5.如权利要求1所述的去除沼液中氮磷的方法，其特征在于:步骤(2)中，曝气时间为2.5h。
6.如权利要求1所述的去除沼液中氮磷的方法，其特征在于:步骤(4)中，电解反应中，石墨作为电解的阴阳极板。
7.如权利要求1所述的去除沼液中氮磷的方法，其特征在于:步骤(4)中，电流强度为90mA/cm2,极板间距为 20mm/L。
8.如权利要求1所述的去除沼液中氮磷的方法，其特征在于:步骤(4)中，曝气时间为3h。
9.如权利要求1所述的去除沼液中氮磷的方法，其特征在于:步骤(5)中，pH值调节到9.0。
【文档编号】C02F9/06GK103523972SQ201310513291
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】陈玉成, 杨志敏, 肖广全, 马焕春, 常琛 申请人:西南大学