CN107417043A - 一种零排放双膜法处理养殖场废水的***及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种零排放双膜法处理养殖场废水的***及其方法，包括粪污固液分离器、固粪发酵塔、厌氧池、机械过滤器、超滤膜组件和反渗透膜组件；粪污固液分离器进料口与养殖场粪污池相连，液污出料口与厌氧池进料口相连，固粪出口与固粪发酵塔进料口相连，厌氧池出料口与机械过滤器进料口相连，机械过滤器沼液出口与超滤膜组件相连，沼渣出口与固粪发酵塔进料口相连，超滤膜组件上的沼液进口与沼液出口连接，第一浓水出口与机械过滤器进料口相连，第一清水出口与反渗透膜组件进液口相连，反渗透膜组件上有第二清水出口和第二浓水出口，利用膜分离技术或膜法集成技术处理养殖场污水，实现零排放，具有效率高、工艺流程短、投资小、可实现自动化等优点。

Description

一种零排放双膜法处理养殖场废水的***及其方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，特别是指一种零排放双膜法处理养殖场废水的***及其方法。
背景技术
畜禽业是我国农业和农村经济的重要组成部分，随着我国养殖业迅速发展，养殖场废水任意排放造成养殖区附近环境污染现象日益频繁发生,不仅影响经济发展,而且还危及生态安全,直接影响了人们的身体健康和正常生产生活，已成为人们普遍关注的社会问题。畜禽养殖场未经处理的污水中，含有大量污染物质，其污染负荷很高。这种高浓度有机废水直接排入江河湖库，可使水体变黑发臭，造成水体富营养化，导致水生生物死亡，严重者导致鱼塘及河流丧失使用功能。养殖污水长时间渗入地下,使地下水中的硝态氮或亚硝态氮浓度增高,地下水溶解氧含量减少,有毒成分增多,导致水质恶化,甚至丧失其使用功能,同时危及周边生活用水水质。高浓度污水还可导致土壤孔隙堵塞,造成土壤透气、透水性下降及板结、盐化,严重降低土壤质量,甚至伤害农作物,造成减产和死亡。目前，畜禽养殖业的污水已经远远高于生活污水和工业废水造成的污染，并且在一定程度上还有上升的空间。传统处理存在着投资大、达标排放不稳定、运行费用相对高，一般养殖产业很难承受相对高的费用。根据我国养殖业发展现状，发展绿色环保、高效节能的废水处理技术，促进废弃物资源化利用，才能推动畜禽养殖业可持续健康发展。
膜分离技术是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术(MembraneSeparationTechnology)以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时，原料侧组分选择性地透过膜，以达到分离、提纯的目的。膜分离技术以其低能耗、高效率被认为是理想的分离技术之一。由于其兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。
膜分离技术是以高分子分离膜为代表的一种新型流体分离单元操作技术。从材料的角度，膜可分为有机的、无机的及有机和无机混合的；根据膜结构，又可分为对称膜和不对称膜；按分离原理，膜分离技术分为微滤(MF)、超滤(UF)、渗析(D)、电渗析(ED)、纳滤(NF)和反渗透(RO)、渗透蒸发(PV)等。在膜分离出现前，已有很多分离技术在生产中得到广泛应用。例如：蒸馏、吸附、吸收、萃取、深冷分离等。与这些传统的分离技术相比，膜分离具有以下特点：(1)膜分离通常是一个高效的分离过程；(2)膜分离过程的能耗(功耗)通常比较低。大多数膜分离过程都不发生“相”的变化；(3)多数膜分离过程的工作温度在室温附近，特别适用于对热过敏物质的处理；(4)膜分离设备本身没有运动的部件，工作温度又在室温附近，所以很少需要维护，可靠度很高；(5)膜分离过程的规模和处理能力可在很大范围内变化，而它的效率、设备单价、运行费用等都变化不大；(6)膜分离由于分离效率高，通常设备的体积比较小，占地较少。而且膜分离通常可以直接***已有的生产工艺流程，不需要对生产线进行大的改变。。
发明内容
本发明提出一种零排放双膜法处理养殖场废水的***及其方法，采用传统与现代相结合的方法，将双膜法引入到养殖场废水的处理当中，利用膜分离技术或膜法集成技术处理养殖场污水，不仅能达标排放，还可以废水回用，实现零排放，以解决现有废水处理技术投资大、处理效率低、工艺流程长、难控制不稳定、使用不灵活、占地面积大、运行费用相对高等问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种零排放双膜法处理养殖场废水的***，包括用于分离粪污中固粪与液污的粪污固液分离器；以及供分离后固粪发酵成堆肥的固粪发酵塔；以及供分离后液污发酵的厌氧池；以及用于将从厌氧池输出的沼液进行过滤的机械过滤器、超滤膜组件和反渗透膜组件；所述粪污固液分离器上设置有进料口、液污出料口和固粪出口，所述进料口与养殖场粪污池相连，所述液污出料口与厌氧池进料口相连，所述固粪出口与固粪发酵塔进料口相连，所述厌氧池出料口与机械过滤器进料口相连，所述机械过滤器上还设置有沼液出口和沼渣出口，所述沼液出口与超滤膜组件相连，所述沼渣出口与固粪发酵塔进料口相连，所述超滤膜组件上设置有沼液进口、第一浓水出口和第一清水出口，所述沼液进口与沼液出口连接，所述第一浓水出口与机械过滤器进料口相连，第一清水出口与反渗透膜组件进液口相连，反渗透膜组件上还设置有第二清水出口和第二浓水出口，所述第二清水出口为纯净水的输出口，纯净水可回用至养殖场生产用水，第二浓水出口为有机液肥出口，有机液肥可用于农作物的施肥，所述固粪发酵塔上设置有固体肥出口，有机固体肥由固体肥出口排出。
进一步的，所述机械过滤器与超滤膜组件之间连接有第一泵，所述第一泵进口连接机械过滤器的沼液出口，第一泵出口与超滤膜组件的进口相连。
进一步的，所述超滤膜组件和反渗透膜组件之间连接有第二泵，所述第二泵进口连接超滤膜组件的第一清水出口，第二泵出口与反渗透膜组件的进口相连。
进一步的，所述固粪发酵塔连接除臭装置。
一种零排放双膜法处理养殖场废水的方法，包括如下步骤：
S1：养殖场粪污池中的粪污通入粪污固液分离器中进行分离，获得固粪与液污；
S2：分离得到的固粪投入到固粪发酵塔中发酵，经除臭处理后成为有机固体肥；
S3：分离得到的液污通入厌氧池，在微生物作用下转变为沼渣液和沼气；
S4：步骤S3中经厌氧处理后得到的沼渣液通过机械过滤器分离为沼渣与沼液；
S5：步骤S4中分离出的沼渣投入固粪发酵塔中，进行步骤S2处理；
S6：步骤S4中分离出的沼液加入除氨剂，由第一泵抽至超滤膜组件，获得第一清水和第一浓水，第一浓水返回到机械过滤器进料口，第一清水由第二泵抽至反渗透膜组件；
S7：从反渗透膜组件分离得到第二清水和第二浓水，第二清水为纯净水，连通至养殖生产用水；第二浓水为有机液肥，实现零排放。
进一步的，所述除氨剂为硫酸镁、氯化镁、硫酸铁、氯化铁、硫酸亚铁、磷酸氢二钠中的一种或几种组合。
综上所述，本发明的优点在于：
本发明的一种零排放双膜法处理养殖场废水的***及其方法，将超滤膜组件与反渗透膜组件的组合处理技术运用在养殖场沼液处理中，获得的堆肥属有机固体肥，液体肥属有机液体肥，均可用于农作物施肥；净水可作为养殖场生产用水，利用膜分离技术或膜法集成技术处理养殖场污水，不仅能达标排放，还可以废水回用，实现零排放，具有处理效率高、工艺流程短、易控制、使用灵活、占地面积小、投资小、生产可实现自动化等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种零排放双膜法处理养殖场废水的***的原理框架图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种零排放双膜法处理养殖场废水的***，包括用于分离粪污中固粪与液污的粪污固液分离器1；以及供分离后固粪发酵成堆肥的固粪发酵塔2；以及供分离后液污发酵的厌氧池3；以及用于将从厌氧池输出的沼液进行过滤的机械过滤器4、超滤膜组件5和反渗透膜组件6；所述粪污固液分离器1上设置有进料口、液污出料口和固粪出口，所述进料口与养殖场粪污池相连，所述液污出料口与厌氧池3进料口相连，所述固粪出口与固粪发酵塔2进料口相连，所述厌氧池3出料口与机械过滤器4进料口相连，所述机械过滤器4上还设置有沼液出口和沼渣出口，所述沼液出口与超滤膜组件5相连，所述沼渣出口与固粪发酵塔2进料口相连，所述超滤膜组件5上设置有沼液进口、第一浓水出口和第一清水出口，所述沼液进口与沼液出口连接，所述第一浓水出口与机械过滤器进料口相连，第一清水出口与反渗透膜组件6进液口相连，反渗透膜组件6上还设置有第二清水出口和第二浓水出口，所述第二清水出口为纯净水的输出口，纯净水可回用至养殖场生产用水，第二浓水出口为有机液肥出口，有机液肥可用于农作物的施肥，所述固粪发酵塔2上设置有固体肥出口，有机固体肥由固体肥出口排出，所述机械过滤器与超滤膜组件之间连接有第一泵7，所述第一泵进口连接机械过滤器的沼液出口，第一泵出口与超滤膜组件的进口相连，所述超滤膜组件和反渗透膜组件之间连接有第二泵8，所述第二泵进口连接超滤膜组件的第一清水出口，第二泵出口与反渗透膜组件的进口相连，所述固粪发酵塔连接除臭装置。
一种零排放双膜法处理养殖场废水的方法，包括如下步骤：
S1：养殖场粪污池中的粪污通入粪污固液分离器中进行分离，获得固粪与液污；
S2：分离得到的固粪投入到固粪发酵塔中发酵，经除臭处理后成为有机固体肥；
S3：分离得到的液污通入厌氧池，在微生物作用下转变为沼渣液和沼气；
S4：步骤S3中经厌氧处理后得到的沼渣液通过机械过滤器分离为沼渣与沼液；
S5：步骤S4中分离出的沼渣投入固粪发酵塔中，进行步骤S2处理；
S6：步骤S4中分离出的沼液加入除氨剂，由第一泵抽至超滤膜组件，获得第一清水和第一浓水，第一浓水返回到机械过滤器进料口，第一清水由第二泵抽至反渗透膜组件；
S7：从反渗透膜组件分离得到第二清水和第二浓水，第二清水为纯净水，连通至养殖生产用水；第二浓水为有机液肥，实现零排放，所述除氨剂为硫酸镁、氯化镁、硫酸铁、氯化铁、硫酸亚铁、磷酸氢二钠中的一种或几种组合。
实施效果：
某养猪场日排放粪污120m3，通过双膜法处理养殖场污水的零排放污水处理方法以及装置的处理，在该***进入稳定运行状态后，日产有机固体肥11吨，以每吨600元的价格卖给农户作为农田有机固体肥；日产液体肥19吨，以190元/吨，卖给农户作为生态果蔬园液肥；回收纯净水98吨，作为养猪场养殖生产用水；真正实现污水零排放，且创造了可观的经济收入。
养殖场处理前粪污指标与处理后产出的有机固体肥指标、有机液体肥指标：
1、养殖场粪污指标表；
有机质 15％
氮 0.5％
磷 0.45％
钾 0.35％
2、处理后的第二清水指标值和第二浓水指标值；
1)第二清水指标值
浑浊度 0.93NTU
臭味 无
菌落总数 88CFU/mL
总大肠菌群 未检出
化学耗氧量(CODMn法，以O2计) 12mg/L
钙镁离子浓度 221ppm
砷 0.01mg/L
镉 0.005mg/L
铬(六价) 0.05mg/L
铅 0.01mg/L
汞 0.001mg/L
2)第二浓水指标值
有机质 250g/L
总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾) 40g/L
水不容物 50g/L
酸碱度(1:250稀释)pH 7.3
3、有机固体肥指标
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种零排放双膜法处理养殖场废水的***，其特征在于：包括用于分离粪污中固粪与液污的粪污固液分离器；以及供分离后固粪发酵成堆肥的固粪发酵塔；以及供分离后液污发酵的厌氧池；以及用于将从厌氧池输出的沼液进行过滤的机械过滤器、超滤膜组件和反渗透膜组件；所述粪污固液分离器上设置有进料口、液污出料口和固粪出口，所述进料口与养殖场粪污池相连，所述液污出料口与厌氧池进料口相连，所述固粪出口与固粪发酵塔进料口相连，所述厌氧池出料口与机械过滤器进料口相连，所述机械过滤器上还设置有沼液出口和沼渣出口，所述沼液出口与超滤膜组件相连，所述沼渣出口与固粪发酵塔进料口相连，所述超滤膜组件上设置有沼液进口、第一浓水出口和第一清水出口，所述沼液进口与沼液出口连接，所述第一浓水出口与机械过滤器进料口相连，第一清水出口与反渗透膜组件进液口相连，反渗透膜组件上还设置有第二清水出口和第二浓水出口，所述第二清水出口为纯净水的输出口，纯净水可回用至养殖场生产用水，第二浓水出口为有机液肥出口，有机液肥可用于农作物的施肥，所述固粪发酵塔上设置有固体肥出口，有机固体肥由固体肥出口排出。
2.根据权利要求1所述的一种零排放双膜法处理养殖场废水的***，其特征在于：所述机械过滤器与超滤膜组件之间连接有第一泵，所述第一泵进口连接机械过滤器的沼液出口，第一泵出口与超滤膜组件的进口相连。
3.根据权利要求3所述的一种零排放双膜法处理养殖场废水的***，所述超滤膜组件和反渗透膜组件之间连接有第二泵，所述第二泵进口连接超滤膜组件的第一清水出口，第二泵出口与反渗透膜组件的进口相连。
4.根据权利要求1所述的一种零排放双膜法处理养殖场废水的***，所述固粪发酵塔连接除臭装置。
5.一种零排放双膜法处理养殖场废水的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
S1：养殖场粪污池中的粪污通入粪污固液分离器中进行分离，获得固粪与液污；
S2：分离得到的固粪投入到固粪发酵塔中发酵，经除臭处理后成为有机固体肥；
S3：分离得到的液污通入厌氧池，在微生物作用下转变为沼渣液和沼气；
S4：步骤S3中经厌氧处理后得到的沼渣液通过机械过滤器分离为沼渣与沼液；
S5：步骤S4中分离出的沼渣投入固粪发酵塔中，进行步骤S2处理；
S6：步骤S4中分离出的沼液加入除氨剂，由第一泵抽至超滤膜组件，获得第一清水和第一浓水，第一浓水返回到机械过滤器进料口，第一清水由第二泵抽至反渗透膜组件；
S7：从反渗透膜组件分离得到第二清水和第二浓水，第二清水为纯净水，连通至养殖生产用水；第二浓水为有机液肥，实现零排放。
6.根据权利要求5所述的一种零排放双膜法处理养殖场废水的方法，其特征在于：所述除氨剂为硫酸镁、氯化镁、硫酸铁、氯化铁、硫酸亚铁、磷酸氢二钠中的一种或几种组合。
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