CN112028424A - 一种废物处理工艺 - Google Patents

Abstract

一种废物处理工艺，经过调质、水解酸化、固液分离、沉降反应、泥水分离及深度处理后，将养殖废物中的抗生素物质分离出，并有针对性的进行沉降、高级氧化及生化处置，可以快速、高效的将养殖废物中的抗生素类污染物清除。

Description

一种废物处理工艺

技术领域

本发明属于废物处理领域，具体涉及一种含抗生素废物的处理工艺。

背景技术

随着我国经济水平不断提升，人们生活水平也越来越高，人们对物质肉蛋类的需求愈来愈多，因此，我国畜禽养殖业发展很快，出现了很多大型养殖场，每天要产生大量的畜禽粪便。目前大多数养殖场的粪尿大多未经处理只能直接堆放，这一方面污染了环境，但另一方面这些粪尿也是很好的有机肥料，直接堆放浪费了资源，因此养殖场的粪尿就成为养殖场一个棘手的问题，人们一直在探索大型畜禽养殖场粪尿的处理方法，以最大程度解决养殖场污水和固体废弃物难于处理的问题。

同时，在畜禽养殖过程中，为了提高蛋肉产量，预防或治疗畜禽疾病常添加抗生素在动物饲料中，抗生素药物或代谢产物经动物尿液和粪便排出，而动物尿液和粪便形成养殖废物进行处理过程中，往往是直接作为肥料施放入土壤，其中的抗生素残留或对土壤生态***或水生生态***(经雨水冲刷进入水生生态***)带来不良影响，使植物或水生动物生命活动受到影响，同时通过饮水、食物链等方式对人体健康构成潜在威胁。畜禽废物中广泛存在的磺胺类及四环素类抗生素，较难降解和去除。

传统的抗生素去除方法，主要有活性污泥生物处理法、氯化法、高级氧化法、吸附法、电化学处理法和膜分离法等。目前，高级氧化技术(AOP)在污水处理过程中应用较为广泛，其中最常用的方法为臭氧法和Fenton法，但臭氧法的主要缺点是设备投资大，能源消耗高，同时由于畜禽废物中含有大量有机物，利用臭氧处理时难以针对抗生素产生特异性降解，使得臭氧氧化剂难以针对抗生素产生明显作用，成本居高不下。而Fenton法在不具有特异性的同时，由于其加入了铁源，在增加成本的前提下还引入了新的金属源，难以正常回收利用。

CN105503350A公开了一种高效降解畜禽养殖粪便中四环素类抗生素的堆肥方法，其中采用紫外光照射的方式，虽然未引入新的药剂，但由于紫外光照射的特殊性，在大规模使用时，存在能耗高，照射不均匀等问题。

CN109437985A公开了一种降解畜禽粪便中抗生素和重金属的方法，其将畜禽粪便与臭氧水混合搅拌30-120min，由于臭氧氧化未有特异性，臭氧会对畜禽粪便中的其他有机物质进行降解，臭氧使用量极大才能对抗生素产生作用。

CN107555696A公开了一种家禽粪便污水处理的方法，其综合利用了臭氧氧化和紫外催化的优势进行家禽粪便污水进行处理，但依然存在在氧化过程中的氧化剂及能耗问题。

因此，能够高效快速、高效去除畜禽废物中抗生素已成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种废物处理工艺。

本发明的另一个目的是提供一种能够降低养殖废物中抗生素的处理工艺。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种废物处理工艺，包括以下步骤：

(1)调质：将所述废物输送至调质装置进行调质，调整其固含量小于45％；

(2)水解酸化：将调质后的废物输送至酸化装置进行水解酸化；

(3)固液分离：将水解酸化后的废物输送至固液分离装置进行固液分离，得到固体废物一进行堆肥处理，同时得到废液一；

(4)沉降反应：将废液一输送至加药罐，并向加药罐内加入钙源进行反应；

(5)泥水分离：将反应罐内的混合液输送至泥水分离罐进行泥水分离，获得污泥和废液二；

(6)深度处理：将所述污泥进行高级氧化处理，将所述废液二输送至生化装置进行深度处理。

优选的是，所述调质步骤前进行预处理，将所述废物中粒径大于1mm的固体颗粒经格栅去除；

优选的是，所述步骤(3)中将将水解酸化后的废物输送至固液分离装置是通过微波管路输送的，所述微波管路是在输送管路设置微波装置，所述微波装置频率设置在1500-2500MHz，污泥微波管路停留时间控制在60-180s，微波功率密度为0.15-0.25W/g；

优选的是，所述水解酸化步骤中控制搅拌速度为80-200r/min、pH维持在6.0-6.8，水解酸化30-50h后，停止pH调节，进行水解酸化18-36h后结束水解酸化阶段；

优选的是，所述钙源为氯化钙、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种；

优选的是，所述废液二输送至生化装置进行深度处理前进行高级氧化处理；

优选的是，所述污泥可以使用焚烧处理代替高级氧化处理；

优选的是，所述固体废物一在进行堆肥处理前进行抗生素检测，检测结果合格直接进行堆肥处理，若检测结果超标则将其送至泥饼仓储存，并输送至破碎装置进行破碎后输送回调质装置；

优选的是，所述生化装置出水输送至调质装置作为污泥调质用水；

优选的是，向所述酸化装置中投加水解酸化菌或水解酸化污泥；

优选的是，将所述酸化装置的产气输送回酸化装置；

优选的是，所述废物为养殖废物；

优选的是，所述养殖废物中含有抗生素；

优选的是，所述抗生素为四环素类、磺胺类、喹诺酮类抗生素中的一种或多种；

优选的是，所述四环素类为四环素、土霉素、金霉素中的一种或多种；

优选的是，所述喹诺酮类为诺佛沙星、环丙沙星、洛美沙星、恩诺沙星中的一种或多种；

优选的是，所述磺胺类为磺胺甲基嘧啶、二甲嘧啶、磺胺-5-甲氧嘧啶、磺胺甲噁唑中的一种或多种。

本发明的废物处理工艺，至少具有以下优点：

1.含有抗生素的废物经过调质后进行水解酸化处理，水解过程分为两个阶段，前一阶段控制pH，抑制产气，后一阶段不控制pH，使其pH急剧下降，pH下降后直接进行固液分离，大量抗生素溶于液体中，固液分离后直接对得到的液体进行抗生素处理，可以大大提高后续工艺的处理效率；

2.向含有抗生素的废液中加入钙源进行反应，由于四环素类、磺胺类、喹诺酮类抗生素会与钙离子产生固体颗粒，并在碱性环境中沉降，可以轻易将抗生素从废液中分离出，进一步提高针对抗生素处理的高级氧化、焚烧处理效率；

3.所述固体废物一在进行堆肥处理前进行抗生素检测，检测结果合格直接进行堆肥处理，若检测结果超标则将其送至泥饼仓储存，并输送至破碎装置进行破碎后输送回调质装置处理，这样可以彻底除去废物中抗生素，直到其符合堆肥回用标准；

附图说明

图1为废物处理工艺示意图；

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

某大型养殖场，猪粪中四环素类抗生素残留为20.9(mg/kg)。

进行如下处理

(1)调质：将所述猪粪输送至调质装置进行调质，调整其固含量为20％；

(2)水解酸化：将调质后的猪粪输送至酸化装置进行水解酸化，所述水解酸化步骤中控制搅拌速度为100r/min、pH维持在6.0-6.8，水解酸化50h后，停止pH调节，继续进行水解酸化24h后结束水解酸化阶段，测得pH为3.5；

(3)固液分离：将水解酸化后的废物经微波管路输送至固液分离装置进行固液分离，所述微波管路是在输送管路设置微波装置，所述微波装置频率设置在1500MHz，污泥微波管路停留时间控制在75s，微波功率密度为0.15W/g；得到固体废物一进行堆肥处理，同时得到废液一，所述固体废物一中四环素类抗生素残留为6.9(mg/kg)，堆肥处理后的抗生素残留为3.2(mg/kg)；

(4)沉降反应：将废液一(四环素类抗生素残留为4.9(mg/L))输送至加药罐，并向加药罐内加入钙源进行反应，所述钙盐源投加量为1.2g/L(以Ca²⁺计)，所述钙源为氯化钙和氧化钙混合物，所述氯化钙和氧化钙投加的质量比为1:1，反应结束后废液中未检出四环素类抗生素残留；

(5)泥水分离：将反应罐内的混合液输送至泥水分离罐进行泥水分离，获得污泥和废液二；

(6)深度处理：将所述污泥进行高级氧化处理，所述高级氧化处理为臭氧氧化，将所述废液二输送至常规生化装置进行深度处理。

实施例2

在实施例1的基础上，将所述固体废物一送至泥饼仓储存，并输送至破碎装置进行破碎后输送回调质装置，将调质后的猪粪输送至酸化装置进行水解酸化，所述水解酸化步骤中控制搅拌速度为100r/min、pH维持在6.0-6.8，水解酸化50h后，停止pH调节，继续进行水解酸化24h后结束水解酸化阶段，测得pH为3.5，将水解酸化后的废物输送至固液分离装置进行固液分离，得到固体废物二，固体废物二中四环素类抗生素残留为2.1(mg/kg)，进行堆肥处理处理后未检测出抗生素残留。

实施例3

某大型养殖场，混合粪便中磺胺类抗生素残留为4.36(mg/kg)。

进行如下处理

(1)调质：将所述混合粪便输送至调质装置进行调质，调整其固含量为30％；

(2)水解酸化：将调质后的混合粪便输送至酸化装置进行水解酸化，所述水解酸化步骤中控制搅拌速度为100r/min、pH维持在6.0-6.8，水解酸化50h后，停止pH调节，继续进行水解酸化24h后结束水解酸化阶段，测得pH为3.2；

(3)固液分离：将水解酸化后的废物经微波管路输送至固液分离装置进行固液分离，所述微波管路是在输送管路设置微波装置，所述微波装置频率设置在2000MHz，污泥微波管路停留时间控制在100s，微波功率密度为0.20W/g；得到固体废物一进行堆肥处理，同时得到废液一，所述固体废物一中磺胺类抗生素残留为1.36(mg/kg)，堆肥处理后的抗生素残留为0.89(mg/kg)；

(4)沉降反应：将废液一(磺胺素类抗生素残留为2.36(mg/L))输送至加药罐，并向加药罐内加入钙源进行反应，所述钙盐源投加量为1.2g/L(以Ca²⁺计)，所述钙源为氯化钙和氧化钙混合物，所述氯化钙和氧化钙投加的质量比为1:1，反应结束后废液中磺胺类抗生素残留0.43(mg/L)；

(5)泥水分离：将反应罐内的混合液输送至泥水分离罐进行泥水分离，获得污泥和废液二；

(6)深度处理：将所述污泥进行高级氧化处理，所述高级氧化处理为臭氧氧化，将所述废液二进行臭氧氧化后输送至常规生化装置进行深度处理。

实施例4

某大型养殖场，混合粪便中喹诺酮类抗生素残留为1.36(mg/kg)。

进行如下处理

(1)调质：将所述混合粪便输送至调质装置进行调质，调整其固含量为40％；

(2)水解酸化：将调质后的混合粪便输送至酸化装置进行水解酸化，所述水解酸化步骤中控制搅拌速度为100r/min、pH维持在6.0-6.8，水解酸化50h后，停止pH调节，继续进行水解酸化24h后结束水解酸化阶段，测得pH为4.2；

(3)固液分离：将水解酸化后的废物输送至固液分离装置进行固液分离，得到固体废物一进行堆肥处理，同时得到废液一，所述固体废物一中喹诺酮类抗生素残留为0.76(mg/kg)，堆肥处理后的抗生素残留为0.53(mg/kg)；

(4)沉降反应：将废液一(喹诺酮类抗生素残留为1.47(mg/kg))输送至加药罐，并向加药罐内加入钙源进行反应，所述钙盐源投加量为1.2g/L(以Ca²⁺计)，所述钙源为氯化钙和氧化钙混合物，所述氯化钙和氧化钙投加的质量比为1:1，反应结束后废液中喹诺酮类抗生素残留为0.43(mg/kg)；

(5)泥水分离：将反应罐内的混合液输送至泥水分离罐进行泥水分离，获得污泥和废液二；

(6)深度处理：将所述污泥进行高级氧化处理，所述高级氧化处理为臭氧氧化，将所述废液二进行臭氧氧化后输送至常规生化装置进行深度处理；

(7)将步骤(3)中产生的固体废物一返回进行步骤(1)-(3)处理。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (10)

1.一种废物处理工艺，其特征在于，

所述工艺包括以下步骤：

(1)调质：将所述废物输送至调质装置进行调质，调整其固含量小于45％；

(2)水解酸化：将调质后的废物输送至酸化装置进行水解酸化；

(3)固液分离：将水解酸化后的废物输送至固液分离装置进行固液分离，得到固体废物一进行堆肥处理，同时得到废液一；

(4)沉降反应：将废液一输送至加药罐，并向加药罐内加入钙源进行反应；

(5)泥水分离：将反应罐内的混合液输送至泥水分离罐进行泥水分离，获得污泥和废液二；

(6)深度处理：将所述污泥进行高级氧化处理，将所述废液二输送至生化装置进行深度处理。

2.如权利要求1所述的一种废物处理工艺，其特征在于，所述调质步骤前进行预处理，将所述废物中粒径大于1mm的固体颗粒经格栅去除。

3.如权利要求1所述的一种废物处理工艺，其特征在于，所述水解酸化步骤中控制搅拌速度为80-200r/min、pH维持在6.0-6.8，水解酸化30-50h后，停止pH调节，进行水解酸化18-36h后结束水解酸化阶段。

4.如权利要求1所述的一种废物处理工艺，其特征在于，所述钙源为氯化钙、氧化钙或氢氧化钙。

5.如权利要求1所述的一种废物处理工艺，其特征在于，所述污泥可以使用焚烧处理代替高级氧化处理。

6.如权利要求1所述的一种废物处理工艺，其特征在于，所述固体废物一在进行堆肥处理前进行抗生素检测，检测结果合格直接进行堆肥处理，若检测结果超标则将其送至泥饼仓储存，并输送至破碎装置进行破碎后输送回调质装置。

7.如权利要求1所述的一种废物处理工艺，其特征在于，所述生化装置出水输送至调质装置作为污泥调质用水。

8.如权利要求1所述的一种废物处理工艺，其特征在于，向所述酸化装置中投加水解酸化菌或水解酸化污泥。

9.如权利要求1所述的一种废物处理工艺，其特征在于，将所述酸化装置的产气输送回酸化装置。

10.如权利要求1所述的一种废物处理工艺，其特征在于，，所述抗生素为四环素类、磺胺类、喹诺酮类抗生素中的一种或多种。

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