CN110818062A - 一种高效的畜禽养殖污水深度氧化、脱色工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效的畜禽养殖污水深度氧化、脱色工艺，其技术方法是：畜禽养殖污水经过固液分离、常规的物化工艺和生化工艺处理后，进入本专利设计的臭氧深度氧化、脱色工艺，通过臭氧分子O³直接氧化反应（D反应）与臭氧在水中经过系列反应后分解产生的羟基自由基（•OH）的间接氧化反应（R反应），把污水中常规工艺难以有效去除的污染物及显色成分有效降解或转化，降低出水有机污染物含量，同时显著降低出水色度，最终净化达到国家相关排放标准。

Description

一种高效的畜禽养殖污水深度氧化、脱色工艺

技术领域

本发明涉及畜禽养殖污水处理中常规工艺外的一种高级氧化（AOP）工艺，特别是涉及畜禽养殖污水中通过常规工艺难以降解的有机污染物和色度物质的氧化去除及脱色方法。

背景技术

畜禽养殖业是我国农业和国民经济的重要组成部分。畜禽养殖业发展所带来的环境污染问题日益严重，不仅影响经济发展， 而且还危及生态安全。已成为人们普遍关注的社会问题。畜禽养殖产生的粪便和污水易造成地表水、地下水、土壤和环境空气的严重污染，直接影响人们的身体健康和正常生产生活。未经处理或者处理不达标的畜禽养殖污水中含有大量污染物质，污染负荷极高。此类高浓度有机废水直接排入或随雨水冲刷进入江河湖库，大量消耗水体中的溶解氧 ，使水体变黑发臭；污水中含有大量的 N 、 P 等营养物是造成水体富营养化的重要原因之一。排入鱼塘及河流使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡， 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，丧失其使用功能；还将导致土壤孔隙堵塞，造成土壤透气、 透水性下降及板结、盐化。严重降低土壤质量，伤害农作物，造成减产和死亡。

畜禽养殖废水是比较难处理的有机废水，主要是因为其排量大，温度较低，废水中固液混杂。有机物含量较高，固形物体积较小，很难进行有效分离。由于废水中的 COD 、BOD等指标严重超标，悬浮物量大、氮磷含量丰富，氨氮含量高且不易去除，色度超标严重，采用常规的物理、化学或者生物处理方法都很难达到排放要求。

随着我国生态环境的持续恶化，其对国民经济发展和人民生活影响的负面效应已经全面呈现；人民对环境改善的呼声日益强烈，国家已从全局统筹、长远利益和战略层面意识到环境问题的严峻性和紧迫性，现已经推进实施有史以来最严厉的环境整治措施；畜禽养殖行业在这样的背景下，唯有积极、主动作为切实提升畜禽养殖行业的污染治理水平，切实执行国家法规标准，切实保护环境。

发明内容

本发明的目的在于针对现有畜禽养殖行业污水处理中常规工艺对有机污染物去除率不高、出水色度超标问题，提供一种高效的畜禽养殖污水深度氧化、脱色工艺。

本发明的目的是通过如下技术方案实现：臭氧是一种具有极强氧化性的物质。臭氧在水中的反应可以分为直接反应和间接反应。直接反应是指臭氧分子直接和污染物的反应，主要有氧化还原反应、环加成反应、亲电取代反应等，具有反应速率慢、有选择性等特点。间接反应是指利用臭氧分解（或是其他的直接反应）产生的羟基自由基（.OH）和污染物的反应，羟基自由基可以与水中大部分有机物（以及部分的无机物）发生反应，具有反应速率快、无选择性等特点。

畜禽养殖污水经过常规工艺处理后的出水，其出水水质中有机污染物含量仍然维持较高水平、约1000～2000mg/L，BOD和COD难以降低在国家限值要求内；同时水体中还存有经过常规工艺处理后无法有效去除的腐殖质、以及少量铁、锰等重金属元素，在一定条件下腐殖质可与重金属形成稳定络盐，从而使畜禽污水呈现极高色度，目前常规工艺处理后的出水色度均超标严重，约为排放要求的60～200倍，且异味明显，水体携带病毒、细菌数量庞大，无法合法、合规、正常排放。发明利用臭氧对有机化合物等污染物质去除彻底而不产生二次污染，尤其是针对经过常规生化处理后难以降解的BOD和COD，臭氧氧化降解作用更加显著有效；同时去除水体中的亚硝酸盐、悬浮固体及水体脱色，有效杀灭水体细菌、病毒等微生物。通过对现有畜禽养殖污水处理中常规工艺的改进与完善，发明了以臭氧作为高级氧化技术手段的一种新型高效的畜禽养殖污水深度氧化、脱色工艺。

新型工艺可彻底解决畜禽养殖污水处理中常规工艺对有机物去除不彻底，出水水质色度超标问题；作为对现有常规工艺的有益补充和完善，为畜禽养殖污水处理的工艺达标和运行安全提供技术保障。

综上，本发明的技术方案是：畜禽养殖污水首先经过固液分离、格栅、筛网等物化处理措施，尽可能去除污水中的杂质和固形物；然后经兼氧、厌氧、好氧的生物组合工艺。通过微生物作用去除污水中大部分有机物，出水再经过絮凝沉淀、过滤或气浮等物理措施，最大限度地降低水体悬浮物含量；污水最后进入臭氧高级氧化脱色工艺，通过臭氧的氧化分解作用，将水体中残留的绝大部分有机污染物和部分无机物及显色物质有效分解、转化，最终确保污水处理后达标排放。

本发明与现有技术相比，具有如下优点及突出效果：有机物氧化彻底，出水指标稳定：畜禽养殖污水中的大部分有机物是由微生物吸收、分解、转化，但是由于受限于常规生化工艺的技术水平，无法通过常规生化工艺将畜禽养殖污水这样高浓度有机污水彻底降解。常规生化处理后出水中往往每升含有上千毫克含量的小分子有机物，远远超过国家规定排放标准，且这类有机物分子结构稳定，理化性质稳定，非常规工艺能够解决。而臭氧属于强氧化剂，氧化电位高(2.07ev)，凡电负性高的元素能强烈地吸引电子，氧化对方，还原自己；通过臭氧在水体中直接和间接的两种氧化途径，彻底氧化，确保出水指标稳定达标。

出水色度指标优异，稳定达标：畜禽养殖污水虽然经过常规物化、生化措施去除了大部分的有机污染成分，但是由于受限于常规工艺的技术水平，无法将畜禽养殖污水这样高浓度有机污水彻底降解，残留污染物多为小分子结构物质，结构及理化性质稳定；尤以腐殖质及少量铁、锰等重金属形成的稳定络盐所表现出高色度最为棘手；通过臭氧的强氧化性，可破环这些色度物质的发色和助色基团，从而达到脱色效果，可有效解决畜禽养殖污水出水色度超标难题。

可中水回用，节约水资源：经过臭氧处理后的污水，可瞬时杀灭水体中大量细菌、病毒等微生物，出水卫生程度高，使用安全，提高了水利用率，节约水资源。

节约污水达标运行的处理成本：相较于目前为达标排放使用的高分子膜分离（超滤、反渗透、纳滤）技术，臭氧氧化工艺建设及运行成本仅为膜分离工艺的1/4～1/3，可省略掉高昂的设备投入和后续频繁的膜组件更换、清洗、维护费用，对于畜禽养殖这类低价值的污水处理，性价比更优，更节省建设及运行、维护成本。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

畜禽养殖污水进水COD通常保持在8000~2000mg/l，原水色度1000~1200倍；污水首先经过固液分离，再经格栅、筛网、沉砂、沉淀等物化处理措施，尽可能去除污水中的杂质和固形物；然后经兼氧、厌氧、好氧的生物组合工艺，通过微生物作用去除污水中大部分有机物；出水再经过絮凝沉淀、过滤或气浮等物理措施，最大限度地降低水体悬浮物含量；污水最后进入臭氧高级氧化脱色工艺，通过臭氧的氧化分解作用，臭氧投加负荷在l-3mg/mg，可将水体中残留的绝大部分有机污染物和部分无机物及显色物质有效分解、转化，最终确保污水处理后达标排放。同时兼具杀灭水体细菌、病毒微生物，及除臭、去异味作用。

处理后的畜禽养殖污水排放水质可达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）排放标准或《污水综合排放标准》（GB8978-1996）三级及以上标准。

Claims (7)

1.一种高效的畜禽养殖污水深度氧化、脱色工艺，其特征是：利用臭氧氧化反应机理，通过发生器产生一定浓度的臭氧物质，再通过专有装置将臭氧物质与污水混合；通过臭氧分子O³直接氧化反应（D反应）与臭氧在水中经过系列反应后分解产生的羟基自由基（•OH）的间接氧化反应（R反应），将污水中难降解、高色度成分有效地降解或转化，从而达到降低污水有机污染物和脱色要求。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：畜禽养殖污水中通过常规生化工艺难以降解的有机污染物的臭氧直接氧化法和间接氧化法。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：畜禽养殖污水中色度贡献物质的臭氧直接氧化法和间接氧化法。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：可持续产生、且精确计量的臭氧发生装置。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是：臭氧与污水高效混合、接触反应的结构装置。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是：臭氧深度氧化、脱色工艺与常规物化工艺、生化工艺组合、协同作用的工艺设计及运行理念。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是：臭氧深度氧化、脱色工艺对畜禽养殖污水作用过程中附属杀灭水体细菌、病毒微生物方法。

Images