CN103708678A - 多级过滤养猪场废水回收养分的方法 - Google Patents

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张进
王敏艳
毛金刚
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Abstract

一种多级过滤养猪场废水回收养分的方法包括如下六个步骤：一是养猪场粪尿厌氧发酵后的废水汇集，二是两级粗滤，三是炭滤和精滤，四是超滤，五是低压和高压纳滤，六是反冲洗。采用本方法与配套设备不但净化废水使之达到排放标准，而且回收其中的有效养分，最终的出水可用于猪栏的冲洗水。本方法大幅减少了猪场废水的存积量，富集了其中的营养成分，彻底解决在非用肥季节或种养不配套情况下的养殖废水出路问题，对规模化畜禽养殖业可持续发展和环境保护具有重要意义。

Description

多级过滤养猪场废水回收养分的方法
技术领域
本发明涉及一种多级过滤养猪场废水并浓缩回收养分的方法。
背景技术
畜禽养殖废弃物无害化处理和资源化利用是畜禽粪便等污物处理利用的发展方向和必然趋势。但我国畜禽养殖场户主要集中在农村，存在治理技术单一、处理模式落后、资源利用率低和不能兼顾资源和环境的综合效益等问题。为了减少畜禽养殖对环境产生的污染，国家制定了更为严格的《畜禽养殖业水污染物排放标准》(征求意见稿)拟用以替代GB18596-2001。目前，沼气工程技术在规模化畜禽养殖场***物生态化、减量化处理和能源化、资源化利用中发挥了核心作用，是我国处理畜禽养殖废水的主要工艺。
厌氧发酵液是沼气工程处理畜禽废水后产生的尚未达到国家排放标准的有机废水。但厌氧发酵液还是一种典型的优质有机肥料，通常呈中偏弱碱性(产甲烷阶段的腐熟沼液pH一般为7.0-8.5)，除碳素损失较大(主要是CH4和CO2)外，仍保留了90％原料营养成分，厌氧发酵液中还含有丰富的微量元素(如Fe、Zn、Cu、B、Mo等)、多种植物生长素(如赤霉素、吲哚乙酸等)、B族维生素和某些抗菌素等。施用厌氧发酵液的果蔬硝酸盐含量降低、Vc含量提高，品质明显提升。还有报道揭示，厌氧发酵液对19种作物的23种病害、19种虫害具有良好的防治效果。厌氧发酵液中丰富的营养成分促进农作物生长，较高浓度的NH3-H或NH4 +，大量的VB12、植物激素如赤霉素、吲哚乙酸和有机酸，特别是丁酸，对病原菌和虫害有抑制和杀灭作用，作物抗病虫害能力增强。另外，厌氧发酵液还具有提高土壤有机质含量和丰富土壤氮素养分的作用。
近年来，用膜浓缩分离技术或膜分离技术与传统技术相结合来处理发酵废水获得较好的效果。将膜浓缩分离技术应用到厌氧发酵液的浓缩富集中来，并改进创新浓缩技术工艺及设备，实现厌氧发酵液的膜法连续浓缩处理，既大幅减少了其体积，又富集了其中的营养成分，对实现厌氧发酵液的异地利用和反季节使用，彻底解决在非用肥季节或种养不配套情况下的厌氧发酵液出路问题意义重大。
经检索，关于规模化养猪场废水处理的相关授权专利较多，如一种沼液精密过滤装置及过滤方法(201110117871.8)、畜禽养殖污染沼液的处理方法(201110211338.8)、一种沼液多组分全过程资源化的方法(201210301484.4)、一种从沼液中分离生物药肥有效成份的方法(200810061050.5)、畜禽养殖污物沼液生态处理装置和方法(200810120398.7)、沼液沉淀、曝气、过滤、配比、增加水溶氧施肥设备(200910146927.5)等，但是，迄今未见利用多种过滤装置，串联超滤纳滤膜组件耦合组装，用于高效处理集约化养猪场废水并回收利用其有效营养成分，而且出水水质能够直接达标排放或回用冲栏的一套方法及设备的报道和专利申请公开。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多级过滤装置串联超滤纳滤膜组件耦合的养猪场废水回收养分的方法。
解决上述技术问题采用如下技术方案：
(1)养猪场粪尿厌氧发酵后的废水汇集：猪场粪尿及冲洗水混合进入厌氧发酵池，厌氧发酵后的出水经过砂滤后汇集进入废水池：
(2)两级粗滤：用管阀将废水池中的废水经水泵泵入前后两级粗滤芯中进行粗过滤；
(3)炭滤和精滤：经两级粗滤后的滤液流入炭滤芯和精滤芯中进行炭滤和精滤；
(4)超滤：经炭滤和精滤后的滤液流入超滤装置中进行超滤，超滤后的滤液流入中间水箱；
(5)低压和高压纳滤：超滤后进入中间水箱中的滤液经增压泵增压至膜压4-5kg/cm2后进入低压纳滤装置浓缩，浓水通过另一增压泵继续增压至膜压9-11kg/cm2后进入高压纳滤装置浓缩，浓水流回中间水箱，然后重复进行低压-高压纳滤浓缩，直至浓缩液浓缩倍数达到15-25倍，然后取出浓缩液贮存或应用；出水达到中华人民共和国《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)，流入出水箱，作设备的膜装置冲洗水和猪栏冲洗水；
(6)反冲洗：一批次的猪场废水经多级过滤浓缩处理并从中间水箱取出浓缩液后，用低压-高压纳滤装置的出水分别对超滤装置、低压纳滤装置和高压纳滤装置进行反冲洗，冲洗水流入中间水箱。
本发明的有益效果是：采用本方法既可以将严重污染的养猪场尿水处理成达标排放水投入再利用，更能将养猪场废水中的养分有效浓缩回收利用，解决在非用肥季节或种养不配套情况下的养殖废水出路问题，对规模化养殖业可持续发展和环境保护意义重大。
附图说明
附图为与本方法配套使用的多级过滤猪场废水回收养分的装置示意图。
具体实施方式
本发明下面结合实施例并参照附图作进一步说明：参见附图，与本方法配套的装置，按处理废水的工艺流程由前至后依次有废水池1、增压泵2、两级粗滤芯3、炭滤芯4、精滤芯5、超滤器6、中间水箱7、增压二泵与低压纳滤器8、增压三泵与高压纳滤器9、出水池10和反冲洗增压泵，各部件之间有输水管11、阀门12，各增压泵有配套的压力表13。
本多级过滤猪场废水回收养分的方法按如下步骤进行：
(1)养猪场粪尿厌氧发酵后的废水汇集：猪场粪尿及冲洗水混合进入厌氧发酵池，厌氧发酵后的出水汇集经过砂滤后进入废水池；
(2)两级粗滤：用管阀将废水池中的废水经水泵泵入前后两级粗滤芯中进行粗过滤，粗滤芯规格为25-35μm；
(3)炭滤和精滤：经两级粗滤后的滤液流入炭滤芯和精滤芯中进行炭滤和精滤，滤芯规格分别为5-10μm和1-2μm；
(4)超滤：经炭滤和精滤后的滤液流入超滤装置中进行超滤，超滤后的滤液流入中间水箱；
超滤装置选用的膜材料为聚砜膜，规格为50-150KD；
(5)低压和高压纳滤：低压和高压纳滤装置采用二级串联模式，超滤后进入中间水箱中的滤液经增压泵增压至膜压4-5kg/cm2后进入低压纳滤装置浓缩，浓水通过另一增压泵继续增压至膜压9-11kg/cm2后进入高压纳滤装置浓缩，浓水流回中间水箱，然后重复进行低压-高压纳滤浓缩，直至浓缩液浓缩倍数达到15-25倍，然后取出浓缩液贮存或应用；出水达到中华人民共和国《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)，流入出水箱，作设备的膜装置冲洗水和猪栏冲洗水；
低压和高压纳滤装置选用的膜材料均为聚酰胺膜，规格为200-500D；
(6)反冲洗：一批次的猪场废水经多级过滤浓缩处理并取出浓缩液后，用低压-高压纳滤装置出水分别对超滤装置、低压纳滤装置和高压纳滤装置进行反冲洗，冲洗水流入中间水箱。
本方法对各种畜禽养殖场的废水处理原则，是完全适用的，可参照施行。
下面将采用上述方法及配套设备(同日另行申请了专利)进行具体试验的结果介绍如下：
(1)利用本方法与配套设备处理前，猪场废水各指标如下：pH8.0，TN0.07％，NH3-N429.7mg/L，TP0.05g/L，TK0.34g/L，浊度111.0NTU，电导率6760μs/cm，CODCr953.8mg/L。
(2)利用本方法与配套设备处理后，回收的常规营养成分如下：
(3)利用本方法与配套设备处理后，回收的微量元素成分如下：
(4)利用本方法与配套设备处理后，回收的活性营养成分如下：
Figure BDA0000441755150000063
(5)利用本方法与配套设备处理后，回收的植物源激素成分如下：
(6)利用本方法与配套设备处理后，出水水质：
Figure BDA0000441755150000071

Claims (1)

1.一种多级过滤养猪场废水回收养分的方法，其特征是按如下步骤进行：
(1)养猪场粪尿厌氧发酵后的废水汇集：猪场粪尿及冲洗水混合进入厌氧发酵池，厌氧发酵后的出水经过砂滤后汇集进入废水池；
(2)两级粗滤：用管阀将废水池中的废水经水泵泵入前后两级粗滤芯中进行粗过滤；
(3)炭滤和精滤：经两级粗滤后的滤液流入炭滤芯和精滤芯中进行炭滤和精滤；
(4)超滤：经炭滤和精滤后的滤液流入超滤装置中进行超滤，超滤后的滤液流入中间水箱；
(5)低压和高压纳滤：超滤后进入中间水箱中的滤液经增压泵增压至膜压4-5kg/cm2后进入低压纳滤装置浓缩，浓水通过另一增压泵再增压至膜压9-11kg/cm2后进入高压纳滤装置浓缩，浓水流回中间水箱，再循环进行低压-高压纳滤浓缩，直至浓缩液浓缩倍数达到15-25倍，然后取出浓缩液贮存或应用；出水达到中华人民共和国《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)，流入出水箱，作设备的膜装置冲洗水和猪栏冲洗水；
(6)反冲洗：一批次的猪场废水经多级过滤浓缩处理并取出浓缩液后，用低压-高压纳滤装置的出水分别对超滤装置、低压纳滤装置和高压纳滤装置进行反冲洗，冲洗水流入中间水箱。
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