一种畜禽养殖废水的资源化处理方法与流程

本发明属于环境工程的水污染治理领域，特别涉及一种畜禽养殖废水的资源化处理方法。
背景技术：
：畜禽养殖场废水主要包括尿、粪便和养殖舍冲洗水，该类废水有机物浓度高、其COD为5000～13000mg/L、BOD为5000～6000mg/L（水冲粪便，下同），悬浮物多、SS为17000～20000mg/L，氨氮含量高、氨氮为600～1000mg/L，臭味大。养殖业废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水，直接排放进入水体或存放地点不合适，受雨水冲洗进入水体，将可能造成地表水或地下水水质的严重恶化。由于畜禽粪尿的淋溶性很强，粪尿中的氮、磷及水溶性有机物等淋溶量很大，如不妥善处理，就会通过地表径流和渗滤进入地下水层污染地下水。对地表水的影响则主要表现为，大量有机物质进入水体后，有机物的分解将大量消耗水中的溶解氧，使水体发臭；当水体中的溶解氧大幅度下降后，大量有机物质可在厌氧条件下继续分解，分解中将会产生甲烷、硫化氢等有毒气体，导致水生生物大量死亡；废水中的大量悬浮物可使水体浑浊，降低水中藻类的光合作用，限制水生生物的正常活动，使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡，从而进一步加剧水体底部缺氧，使水体同化能力降低；氮、磷可使水体富营养化，富营养化的结果会使水体中硝酸盐和亚硝酸盐浓度过高，人畜若长期饮用会引起中毒，而一些有毒藻类的生长与大量繁殖会排放大量毒素于水体中，导致水生动物的大量死亡，从而严重地破坏了水体生态平衡；粪尿中的一些病菌、病毒等随水流动可能导致某些流行病的传播等。国内外对规模化畜禽场粪水的处理方法主要有综合利用和处理达标排放两大类。综合利用是生物质能多层次利用、建设生态农业和保证农业可持续发展的好途径。但是，目前由于我国畜禽场饲养管理方式落后，加上综合利用前厌氧处理的不到位，常使畜禽粪水在综合利用的过程中产生许多问题，如废水产生量大、成分复杂、处理后污染物浓度仍很高、所用稀释水量多和受季节灌溉影响等。对于处理达标排放的来讲，虽然国内外所用的工艺流程大致相同，即固液分离-厌氧消化-好氧处理。经检索，专利CN103274571B公开了一种畜禽养殖废水的资源利用和处理方法，包括以下步骤：（1）厌氧消化产沼气；（2）除渣；（3）曝气生物滤池生化；（4）消毒；（5）有机肥制造。本发明基于厌氧消化产沼气技术、BAF技术、消毒技术相结合，以畜禽养殖废水为资源，将其通过厌氧发酵处理，生产沼气，生产沼气后的废水再经固液分离，固态渣用于作为生产有机肥料的原料，生产有机肥料，废水再经过BAF技术和消毒后循环利用和达标排放，处理效果好、能耗低，综合利用资源同时具有经济效益。但是，对于我国处于微利经营的养殖行业来讲，建设该类粪污处理设施所需要的投资太大、运行费用过高。因此，探寻设施投资少、运行费用低和处理高效的养殖废水处理方法，已成为解决养殖业污染的关键所在。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是提供一种设施投资少、运行费用低且能够高效处理畜禽养殖废水的畜禽养殖废水的资源化处理方法。为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种畜禽养殖废水的资源化处理方法，其特创新点在于：所述资源化处理方法包括以下步骤：（1）采用干清粪收集畜禽养殖场粪便并进行固液分离，获得固体粪便和废水；（2）将步骤（1）的废水通过排污道进入预处理系统中的专用锥形反应釜，以100重量份的废水计，然后向专用锥形反应釜中加入0.5～2wt%的水化氯铝酸钙进行吸附处理，并搅拌15～30min，搅拌结束后自然沉降，固液分离，获得固渣和处理后的水；（3）将步骤（2）的固渣送入专用废水处理压滤机进行压滤，压滤功率为20～25kw，压滤时间为20～30min，获得固体和液体，压滤后的固体经风干、成型，以备用；（4）步骤（2）中处理后的废水和步骤（3）中的液体进行检测，若符合畜禽养殖废水排放标准GB18596-2001，COD≤150mg/l、BOD≤400mg/l、氨氮≤80mg/l，则可回收利用。进一步地，所述步骤（2）中的专用锥形反应釜具体结构为所述专用锥形反应釜包括一釜体，所述釜体为一空心圆柱体结构，且釜体的上下两端开口，在釜体的下端具有一出料口；一上封头，该上封头安装在釜体的上端，并与釜体之间铰接而成，所述上封头呈截球状，在上封头上具有一与釜体内腔相连通的进料口以及一与釜体内腔相连通的加料口，在加料口处安装有一延伸至釜体内腔中的加料管，所述加料管呈L形状，包括一竖直设置的竖直杆以及铰接在竖直杆底端的水平杆；一下封头，该下封头安装在釜体的下端，所述下封头呈圆锥状，在下封头上具有一与釜体内腔相连通的排料口，所述排料口处安装有一排料管路，在该排料管路上还并接有一排气管路；一搅拌浆，所述搅拌浆由上至下竖直从上封头的中部位置穿过并伸入釜体的内腔中。进一步地，所述搅拌浆包括一搅拌杆以及安装在搅拌杆上的搅拌浆叶，所述搅拌浆叶有数个，由上至下依次排布在搅拌杆上。进一步地，所述步骤（3）中的专用废水处理压滤机具体结构为所述专用废水处理压滤机包括机架、止推板、过滤框、过滤板、纵梁、压紧板、油缸、烘干板和控制箱；所述过滤板的边缘嵌入在过滤框内，过滤板呈凹槽状；所述压紧板呈凸起状，与过滤板相配合并嵌入在过滤板的凹槽内，过滤板与压紧板之间设置有滤布；所述机架包括机架a和机架b，分别竖直设置在压滤机的两端，机架a和机架b的顶端通过纵梁相连，纵梁上设置有导轨，过滤框的顶端通过滑块连接在导轨上，过滤框沿着导轨的铺设方向移动；所述止推板与机架平行，位于机架的内侧壁，止推板共有一对，其中一个止推板a固定在一侧的机架a上，止推板b与油缸相连，油缸垂直于机架b并穿过机架b推动止推板在水平方向上移动；所述烘干板具有一对分别置于纵梁的两侧，且烘干板与纵梁平行，烘干板与控制箱相连。进一步地，所述过滤板与压紧板相互配合呈压紧机构，两相邻的压紧机构之间设置有隔板，隔板的顶端通过滑块连接在纵梁的导轨上，并沿着导轨的延伸方向移动。进一步地，所述机架a与机架b之间铺设有一滤液槽，将分离出的液体导出滤液机。本发明的优点在于：（1）本发明畜禽养殖废水的资源化处理方法，处理设备采用锥形反应釜和废水处理压滤机，这两种设备均为常用设备，与生物氧化设备相比，可大大减小设施投资；同时，本发明资源化处理方法以水化氯铝酸钙作为吸附剂，通过吸附，去除畜禽养殖废水中的污染因子；经过该吸附处理，处理后的水符合畜禽养殖废水排放标准，可回收利用，作为冲洗水，能够节约大量的水资源，亦能降低养殖场的运行成本；此外，通过该处理过程产生的污泥量仅为传统工艺的1/3，主要成分为磷铝酸钙，可作为土壤改良剂、磷肥缓释剂，更可作为重金属污染农田土壤的修复剂，解决现有工艺污泥的处置难题，实现畜禽养殖废水的资源化处理和综合利用；（2）本发明畜禽养殖废水的资源化处理方法，其中，专用锥形反应釜通过将加料管设置成L形状，在加入水化氯铝酸钙，可转动加料管从而方便水化氯铝酸钙更好的与粪便废水混合反应，另外还可通过调节水平杆与竖直杆之间的角度来更好的调节；通过排气管路的设置，在固渣堵塞管路时，可由排气管路向排料管路内通入空气以解决管路堵塞现象，非常的方便；通过设置多个搅拌浆叶，也是为了能够使得粪便废水与水化氯铝酸钙更好的混合反应；（3）本发明畜禽养殖废水的资源化处理方法，其中，专用废水处理压滤机中过滤板与压紧板之间采用的是凹凸型结构，使得固渣全部位于过滤板中，防止固渣在挤压的过程中向外渗漏，提高了压滤机的密封性，压滤效果更好；采用的烘干板在压滤过程中对压滤的环境进行升温，对固渣进行烘干，使得固渣的水含量低于2.5%，提高了压滤机的压滤效率。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。图1为本发明畜禽养殖废水的资源化处理方法中专用锥形反应釜的结构示意图。图2为本发明畜禽养殖废水的资源化处理方法中专用废水处理压滤机的主视图。图3为本发明畜禽养殖废水的资源化处理方法中专用废水处理压滤机的侧视图。具体实施方式下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。本发明畜禽养殖废水的资源化处理方法，采用的专用锥形反应釜，如图1所示，包括釜体5、上封头4、下封头6及搅拌浆。釜体5为一空心圆柱体结构，且釜体5的上下两端开口，在釜体5的下端具有一出料口。上封头4安装在釜体5的上端，并与釜体5之间铰接而成，上封头4呈截球状，在上封头4上具有一与釜体5内腔相连通的进料口1以及一与釜体5内腔相连通的加料口3，在加料口3处安装有一延伸至釜体内腔中的加料管，加料管呈L形状，包括一竖直设置的竖直杆2以及铰接在竖直杆2底端的水平杆13。通过将加料管设置成L形状，在加入水化氯铝酸钙，可转动加料管从而方便水化氯铝酸钙更好的与粪便废水混合反应，另外还可通过调节水平杆13与竖直杆2之间的角度来更好的调节，使得水化氯铝酸钙更好的与粪便废水混合。下封头6安装在釜体5的下端，下封头6呈圆锥状，在下封头6上具有一与釜体5内腔相连通的排料口，排料口处安装有一排料管路10，在该排料管路10上还并接有一排气管路7，在排气管路7上安装有一阀门A8，在排料管路10上位于排气管路7的下方还安装有一阀门B9。在固渣堵塞排料管路10时，可关闭阀门B9，并打开阀门A8，由排气管,7向排料管路10内通入空气以解决排料管路10的堵塞现象，非常的方便。搅拌浆由上至下竖直从上封头4的中部位置穿过并伸入釜体5的内腔中，搅拌浆包括一搅拌杆12以及安装在搅拌杆12上的搅拌浆叶11，搅拌浆叶11有数个，由上至下依次排布在搅拌杆12上。通过设置多个搅拌浆叶11，也是为了能够使得粪便废水与水化氯铝酸钙更好的混合反应。采用的专用废水处理压滤机，如图2和3所示，包括机架1，、止推板2，、过滤框3，、过滤板4，、纵梁5，、压紧板6，、油缸7，、烘干板8，和控制箱9，；所述过滤板4，的边缘嵌入在过滤框内3，，过滤板4，呈凹槽状；所述压紧板6，呈凸起状，与过滤板4，相配合并嵌入在过滤板4，的凹槽内，过滤板4，与压紧板6，之间设置有滤布。机架1，包括机架11，和机架12，，分别竖直设置在压滤机的两端，机架11，和机架12，的顶端通过纵梁5，相连，纵梁5，上设置有导轨51，，过滤框3，的顶端通过滑块52，连接在导轨51，上，过滤框3，沿着导轨51，的铺设方向移动。止推板2，与机架1，平行，位于机架1，的内侧壁，止推板2，共有一对，其中一个止推板21，固定在一侧的机架11，上，止推板22，与油缸7，相连，油缸7，垂直于机架12，并穿过机架12，推动止推板2，在水平方向上移动。烘干板8，具有一对分别置于纵梁5，的两侧，且烘干板8，与纵梁5，平行，烘干板8，与控制箱9，相连。过滤板4，与压紧板6，相互配合呈压紧机构，两相邻的压紧机构之间设置有隔板10，，隔板10，的顶端通过滑块52，连接在纵梁5，的导轨51，上，并沿着导轨51，的延伸方向移动。机架11，与机架12，之间铺设有一滤液槽13，，将分离出的液体导出滤液机。该专用废水处理压滤机的工作原理是：将固渣放置到过滤板4，与压紧板6，相配合形成的压紧机构中，通过油缸7，驱动止推板2，进而挤压过滤板4，与压紧板之间的空间从而使固渣进行固体与液相分离，液体经过滤液槽13，导出压滤机，通过控制箱9，打开烘干板8，，对固体进行烘干。本发明禽养殖废水的资源化处理方法，其中，以水化氯铝酸钙作为吸附剂，通过间隙吸附，去除畜禽养殖废水中的污染因子，水化氯铝酸钙是一种双金属层状化合物，内部多孔，比表面积大，其层板由强化学键构造，层间仅有易替代的弱键相互作用，这种特殊的结构形式使其具有很强的离子交换能力，其层板中离子的可替代性决定了对氮、磷以及重金属均具有很强的吸附作用，并且耐高温、成本低、容易制备并可生物利用；且处理过程不发生化学反应，无废气产生。而且被替代的氯离子具有消毒作用，不需添加其他药剂。本发明畜禽养殖废水的资源化处理方法，包括以下步骤：（1）采用干清粪收集畜禽养殖场粪便并进行固液分离，获得固体粪便和废水；（2）将步骤（1）的废水通过排污道进入预处理系统中的专用锥形反应釜，以100重量份的废水计，然后通过加料口3向专用锥形反应釜中加入0.5～2wt%的水化氯铝酸钙进行吸附处理，并搅拌15～30min，搅拌结束后自然沉降，固液分离，获得固渣和处理后的水；（3）将步骤（2）的固渣送入专用废水处理压滤机中的过滤板4，进行压滤，压滤功率为20～25kw，压滤时间为20～30min，获得固体和液体，压滤后的固体经风干、成型，以备用；（4）步骤（2）中处理后的废水和步骤（3）中的液体进行检测，若符合畜禽养殖废水排放标准GB18596-2001，COD≤150mg/l、BOD≤400mg/l、氨氮≤80mg/l，则可回收利用。为了比较水化氯铝酸钙不同添加量对去除养殖废水的影响，分别取300ml养殖废水装入4只500ml烧杯中，分别添加0.5%、1%、1.5%、2%的氯铝酸钙，搅拌30分钟后自然沉降，上清液测pH值、COD、氨氮，其结果见表1。表1水化氯铝酸钙不同添加量对去除养殖废水的影响添加量(%)0.511.52pH7777COD(mg/l)12111510798氨氮(mg/l)75695442由上表可以看出，上述养殖废水中添加2%的水化氯铝酸钙，搅拌30分钟后自然沉降，处理效果最佳。经过多次反应条件的筛选，并考虑到反应的效果和绿色化学的原则，作为优选，步骤（2）中的搅拌时间为30min，步骤（3）中压滤功率为21kw，压滤时间为20min，畜禽养殖废水处理效果最好。下面由以下实施例对该畜禽养殖废水的资源化处理方法进行详细举例和说明：实施例1本实施例为500吨/日畜禽养殖废水的资源化处理方法，包括以下步骤：（1）采用干清粪收集畜禽养殖场粪便并进行固液分离，获得固体粪便和废水；所述的禽养殖废水水质指标经测定如表2所示。表2畜禽养殖废水的水质指标控制项目pHCOD(mg/l)氨氮(mg/l)测定值5.21070950（2）将步骤（1）的废水通过排污道进入预处理系统中的专用锥形反应釜，以100重量份的废水计，然后通过加料口3向专用锥形反应釜中加入2wt%的水化氯铝酸钙进行吸附处理，并搅拌30min，搅拌结束后自然沉降，固液分离，获得固渣和处理后的水；表3吸附处理后畜禽养殖废水的水质指标控制项目pHCOD(mg/l)氨氮(mg/l)测定值79842（3）将步骤（2）的固渣送入专用废水处理压滤机中的过滤板4，进行压滤，压滤功率为21kw，压滤时间为20min，获得固体和液体，压滤后的固体经风干、成型，以备用；表4压滤处理后畜禽养殖废水的水质指标控制项目pHCOD(mg/l)氨氮(mg/l)测定值79640（4）由表3和表4可知，步骤（2）中处理后的废水和步骤（3）中的液体符合畜禽养殖废水排放标准GB18596-2001，COD≤150mg/l、BOD≤400mg/l、氨氮≤80mg/l，可回收利用。实施例2本实施例为1200吨/日畜禽养殖废水的资源化处理方法，包括以下步骤：（1）采用干清粪收集畜禽养殖场粪便并进行固液分离，获得固体粪便和废水；所述的禽养殖废水水质指标经测定如表5所示。表5畜禽养殖废水的水质指标控制项目pHCOD(mg/l)氨氮(mg/l)测定值4.81130920（2）将步骤（1）的废水通过排污道进入预处理系统中的专用锥形反应釜，以100重量份的废水计，然后通过加料口3向专用锥形反应釜中加入2wt%的水化氯铝酸钙进行吸附处理，并搅拌30min，搅拌结束后自然沉降，固液分离，获得固渣和处理后的水；表6吸附处理后畜禽养殖废水的水质指标控制项目pHCOD(mg/l)氨氮(mg/l)测定值79640（3）将步骤（2）的固渣送入专用废水处理压滤机中的过滤板4，进行压滤，压滤功率为21kw，压滤时间为20min，获得固体和液体，压滤后的固体经风干、成型，以备用；表7压滤处理后畜禽养殖废水的水质指标控制项目pHCOD(mg/l)氨氮(mg/l)测定值79438（4）由表6和表7可知，步骤（2）中处理后的废水和步骤（3）中的液体符合畜禽养殖废水排放标准GB18596-2001，COD≤150mg/l、BOD≤400mg/l、氨氮≤80mg/l，可回收利用。实施例3本实施例为2000吨/日畜禽养殖废水的资源化处理方法，包括以下步骤：（1）采用干清粪收集畜禽养殖场粪便并进行固液分离，获得固体粪便和废水；所述的禽养殖废水水质指标经测定如表8所示。表8畜禽养殖废水的水质指标控制项目pHCOD(mg/l)氨氮(mg/l)测定值5.6980850（2）将步骤（1）的废水通过排污道进入预处理系统中的专用锥形反应釜，以100重量份的废水计，然后通过加料口3向专用锥形反应釜中加入2wt%的水化氯铝酸钙进行吸附处理，并搅拌30min，搅拌结束后自然沉降，固液分离，获得固渣和处理后的水；表9吸附处理后畜禽养殖废水的水质指标控制项目pHCOD(mg/l)氨氮(mg/l)测定值79440（3）将步骤（2）的固渣送入专用废水处理压滤机中的过滤板4，进行压滤，压滤功率为21kw，压滤时间为20min，获得固体和液体，压滤后的固体经风干、成型，以备用；表10压滤处理后畜禽养殖废水的水质指标控制项目pHCOD(mg/l)氨氮(mg/l)测定值79238（4）由表9和表10可知，步骤（2）中处理后的废水和步骤（3）中的液体符合畜禽养殖废水排放标准GB18596-2001，COD≤150mg/l、BOD≤400mg/l、氨氮≤80mg/l，可回收利用。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。当前第1页1 2 3