CN112142281B - 一种污染流体的处理*** - Google Patents

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Abstract

一种污染流体的处理***，所述***包括调质装置、酸化装置、固液分离装置、加药罐、泥水分离罐、电解装置及生化装置，所述调质装置连通酸化装置，所述酸化装置出料进入板框压滤机进行压滤，压滤得到的液体输送至加药罐加药，加药后进入所述泥水分离罐，泥水分离罐得到的液体进入电解装置电解，电解装置出水输送至生化装置，尤其适合含有重金属和抗生素污染的流体。

Description

一种污染流体的处理***
技术领域
本发明属于污染修复领域，具体涉及一种含抗生素、重金属流体的处理***。
背景技术
随着我国现代农业的迅速发展，畜禽养殖的养殖过程中普遍采用含有高铜、锌等微量元素添加剂，为了预防或治疗疾病常添加抗生素在动物饲料中，其中，很大程度的金属元素和抗生素药物或抗生素代谢产物经动物尿液和粪便排出，据统计，微量元素中约有50-75％左右未被动物利用而随畜禽粪便排入到环境中，抗生素的排放也呈现逐年增加的趋势。重金属随畜禽粪便施用到土壤中，必然导致农田重金属污染，最终影响农产品的生产安全。目前，针对重金属的处理普遍采用在堆肥过程中加入钝化剂，可提高堆肥过程重金属钝化效率，但这种钝化处理方式天然存在很大问题，那就是当土壤环境变化(如酸化)后，被钝化的重金属有可能重新进入土壤被植物吸收进入食物链中，其本质并未将重金属污染去除，而是将其“锁定”暂缓其释放，随着重金属排放的累积效应，这种环境风险很可能在未来爆发。
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。
因此，能够高效快速、高效去除畜禽废物中重金属及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污染流体处理***。
本发明的另一个目的是提供一种能够降低养殖废弃物流体中重金属及抗生素的处理***。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种污染流体处理***，所述***包括调质装置、酸化装置、固液分离装置、加药罐、泥水分离罐、电解装置及生化装置，所述调质装置连通酸化装置，所述酸化装置出料进入板框压滤机进行压滤，压滤得到的液体输送至加药罐加药，加药后进入所述泥水分离罐，泥水分离罐得到的液体进入电解装置电解，电解装置出水输送至生化装置；
优选的是，所述固液分离装置是板框压滤机；
优选的是，所述板框压滤机产出的泥饼输送至检测装置检测，检测合格后输送至堆肥仓进行堆肥，检测不合格则输送至泥饼仓储存，所述储存仓连通破碎装置，所述破碎装置连通所述调质装置；
优选的是，所述泥水分离罐还连通淋洗脱附罐对所述泥水分离罐产生的污泥进行重金属淋洗脱附；
优选的是，所述淋洗脱附罐连通超滤装置，所述超滤装置净水口连通所述电解装置，所述超滤装置浓水口连通焚烧装置；
优选的是，所述调质装置前进行预处理预处理装置，所述预处理装置包括5mm格栅；
优选的是，所述酸化装置与板框压滤机通过管路连通，所述管路外设置超声装置和/或微波装置，所述微波装置的频率设置在1500-2500MHz，微波功率密度为0.15-0.25W/g，微波装置开启时间为60-100s；所述超声装置的频率设置在20～25kHz，声能密度为0.03～0.05W/g，超声时间为20-80s；污染流体在管路停留时间控制在60-180s；
优选的是，所述酸化装置中进行水解酸化反应，所述酸化装置中控制搅拌速度为80-200r/min、pH调节并维持在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，所述加药罐内加入的药剂为氯化钙、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种；
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，所述污染流体为养殖厂中产生的流体污染物；
优选的是，所述养殖废物中含有抗生素和/或重金属；
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；
优选的是，所述重金属为Cu、Zn、Cd、As、Ni、Cr、Pb、Hg等。
本发明的废物处理工艺，至少具有以下优点：
1.含有抗生素、重金属的污染流体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、重金属溶于液体中，在超声和微波作用下，抗生素和重金属从固体颗粒上析出，固液分离后直接对得到的液体进行处理，可以大大提高后续工艺的处理效率；
2.向含有抗生素、重金属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，碱性环境下，重金属也会部分沉降，溶液中剩余部分重金属在电解装置的电吸附作用下去除，溶液中的有机物则在生化装置中进行常规生化处理；
3.在进行堆肥处理前进行抗生素、重金属检测，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，这样可以彻底除去污染流体中的污染物，直到其符合堆肥回用标准；
4.泥水分离罐中产生的污泥中含有抗生素及重金属，在经酸性淋洗脱附罐洗脱后，重金属离子游离后经超滤装置处理，浓缩液输送至焚烧处理，滤过液则进入电解装置处理，最终回收重金属。
附图说明
图1为污染流体的处理***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，污染流体中四环素类抗生素残留为19.2(mg/kg)，Cd2+为6.45(mg/kg)，Cu2+为263(mg/kg)。
进行如下处理
(1)调质：将所述污染流体输送至调质装置进行调质，调整其固含量为20％；
(2)水解酸化：将调质后的污染流体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4.1；
(3)固液分离：将水解酸化后的废物经设置有超声装置、微波装置的管路输送至固液分离装置进行固液分离，所述微波装置的频率设置在1500MHz，微波功率密度为0.20W/g，微波装置开启时间为80s；所述超声装置的频率设置在25kHz，声能密度为0.05W/g，超声时间为60s；污染流体在管路停留时间控制在140s；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8.1(mg/kg)，堆肥处理后的抗生素残留为3.6(mg/kg)；Cd2+为2.36(mg/kg)，Cu2+为54(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)、Cd2+为3.12(mg/L)，Cu2+为114.5(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；
(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)将废液二输送至电解装置进行重金属电吸附处理；电吸附处理后将废液输送至生化装置；
(7)将所述污泥输送至淋洗脱附罐进行重金属淋洗脱附，脱附后的液体输送至超滤装置，超滤出水送至电解装置回收重金属，浓缩液则进行焚烧处理。
实施例2
在实施例1的基础上，将步骤(3)中得到的固体废物一输送至调质罐重复步骤1-3；
在固液分离过程中得到固体废物二，其中四环素类抗生素残留为2.4(mg/kg)，堆肥处理后的抗生素未检出；固体废物二中Cd2+为0.36(mg/kg)，Cu2+为19(mg/kg)。
实施例3
某畜禽养殖企业，污染流体中磺胺类抗生素残留为4.18(mg/kg)、喹诺酮类抗生素残留为1.23(mg/kg)，Zn2+为1321(mg/kg)，Ni2+为9.24(mg/kg)。
进行如下处理
(1)调质：将所述污染流体输送至调质装置进行调质，调整其固含量为20％；
(2)水解酸化：将调质后的污染流体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3.7；
(3)固液分离：将水解酸化后的废物经设置有超声装置、微波装置的管路输送至固液分离装置进行固液分离，所述微波装置的频率设置在2000MHz，微波功率密度为0.25W/g，微波装置开启时间为60s；所述超声装置的频率设置在22kHz，声能密度为0.03W/g，超声时间为40s；污染流体在管路停留时间控制在100s；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1.18(mg/kg)、喹诺酮类抗生素残留为0.39(mg/kg)，Zn2+为293(mg/kg)，Ni2+为2.24(mg/kg)；
(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，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；
(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)将废液二输送至电解装置进行重金属电吸附处理；电吸附处理后将废液输送至生化装置；
(7)将所述污泥输送至淋洗脱附罐进行重金属淋洗脱附，脱附后的液体输送至超滤装置，超滤出水送至电解装置回收重金属，浓缩液则进行焚烧处理。
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 (7)

1.一种污染流体处理***，其特征在于，所述***包括调质装置、酸化装置、固液分离装置、加药罐、泥水分离罐、电解装置及生化装置，所述调质装置连通酸化装置，所述酸化装置出料进入板框压滤机进行压滤，压滤得到的液体输送至加药罐加药，加药后进入所述泥水分离罐，泥水分离罐得到的液体进入电解装置电解，电解装置出水输送至生化装置，所述泥水分离罐还连通淋洗脱附罐对所述泥水分离罐产生的污泥进行重金属淋洗脱附，所述淋洗脱附罐连通超滤装置，所述超滤装置的净水口连通所述电解装置，所述超滤装置的浓水口连通焚烧装置，所述酸化装置与板框压滤机通过管路连通，所述管路外设置超声装置和/或微波装置，所述微波装置的频率设置在1500-2500MHz，微波功率密度为0.15-0.25W/g，微波装置开启时间为60-100s；所述超声装置的频率设置在20～25kHz，声能密度为0.03～0.05W/g，超声时间为20-80s；污染流体在管路停留时间控制在60-180s；所述酸化装置中进行厌氧和/或缺氧酸化，向所述酸化装置中投加水解酸化菌或水解酸化污泥，所述酸化装置中控制搅拌速度为80-200r/min、调节pH并维持在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；所述加药罐内加入的药剂为氯化钙、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种；所述污染流体为养殖厂中产生的污染流体。
2.如权利要求1所述的一种污染流体处理***，其特征在于，所述固液分离装置产出的泥饼输送至检测装置检测，检测合格后输送至堆肥仓进行堆肥，检测不合格则输送至泥饼仓储存，所述泥饼仓连通破碎装置，所述破碎装置连通所述调质装置。
3.如权利要求1所述的一种污染流体处理***，其特征在于，所述污染流体中含有抗生素和/或重金属。
4.如权利要求3所述的一种污染流体处理***，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。
5.如权利要求4所述的一种污染流体处理***，其特征在于，所述四环素类为四环素、土霉素、金霉素中的一种或多种。
6.如权利要求4所述的一种污染流体处理***，其特征在于，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。
7.如权利要求4所述的一种污染流体处理***，其特征在于，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。
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