用于猪场废水的复合絮凝剂及生物发酵处理方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及废水处理技术，尤其是猪场废水处理技术。
【背景技术】
[0002] 集约化养猪场废水产生量大，且CODcr和氨氮浓度高，对干湿分离后的猪场废水其 中的CODcr在5000~10000mg/L之间，氨氮含量在400~1500mg/L，高C0D、高氨氮是猪场废水 处理中的亟待解决的难题。
[0003] 目前，对养殖畜禽废水的处理主要有以下几种处理工艺：好氧处理法、厌氧处理 法、自然生物处理法等。好氧法去除C0Dcr、B0D等效率高，但去除氨氮效果差，且工程耗资 大，运行费用高。厌氧处理能耗低，能处理高浓度的有机废水，但速度慢，且处理后氨氮以及 B0D较高，B0D-般可达500~1000mg/L，其处理水的⑶Dcr，氨氮以及总磷等仍然很难达到 《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001的排放标准;发酵时间长的原因是甲烷菌的代 谢速度较低，是整个发酵过程的关键限速因素。自然生物处理虽然成本低，但占地面积大， 且受环境条件影响大，处理时间长，C0D、B0D和氨氮等去除效果差。
[0004] 所以说，单一处理方法很难兼顾到去除C0D、去除氨氮和除臭，因此，复合方法是处 理猪场废水的最优选择，与本发明有关的技术是厌氧发酵复合处理法。
[0005] 目前，仅通过厌氧发酵处理猪场废水，其处理水的CODcr，氨氮以及总磷等仍然很 难达到《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001的排放标准。化学絮凝剂在处理水方面 具有速度快、效果明显的特点，但由于猪场废水中含有的成分非常复杂，单用一种絮凝剂很 难获得理想效果。市场上用于处理养猪废水的复合絮凝剂比较多，比如：
[0006] 中国专利申请号201310556475.4公开了 一种养猪废水絮凝剂，该絮凝剂由颗粒固 体状聚丙烯酰胺、羧酸钠、醇类、苯乙烯组成的有机絮凝剂，用这种絮凝剂处理废水带来的 缺陷是:此絮凝剂为有机絮凝剂，对猪场废水具有一定的絮凝沉降效果，但也容易造成二次 污染，如其中的苯乙烯易燃，且在使用过程中对呼吸道、土壤、大气等都会造成一定的危害。
[0007] 中国专利申请号201210487757.9公开了一种种屠宰废水絮凝剂，按质量份由以下 组分组成:木质磺酸盐-丙烯酰胺共聚物10~20,聚磷氯化物2~6,聚硅酸盐10~15,聚合硫 酸氯化铁3~5，缺陷:此絮凝剂组合复杂、絮凝剂价格高，另外，絮凝剂组合中的聚磷氯化物 形成沉淀后，容易释放其中的磷而导致水体中磷含量过高，从而超出《畜禽养殖业污染物排 放标准》GB18596-2001中磷排放最高浓度不能超过8mg/L的规定，此絮凝剂组合对屠宰废水 中油脂和SS效果较好，但到目前为止，还没有发现利用此复合絮凝剂去除猪场养殖废水中 C0D和氨氮的报道。
[0008] 中国专利申请号201410810664.4公开一种处理屠宰废水的复合絮凝剂，该复合絮 凝剂的配方按重量份数计，由3-5份混合发酵菌粉、0.5-1.5份硫酸亚铁组成，所述混合发酵 菌粉是将褐球固氮菌与黑曲霉混合发酵后制备的混合发酵菌粉。缺陷：制备褐球固氮菌与 黑曲霉混合发酵粉过程复杂，而且产量受极易受外界环境条件影响。另外，在使用混合发酵 粉处理废水时对废水水质的变化敏感，代谢能力容易受到影响而被抑制，且CODcr以及氨氮 去除率较低。
【发明内容】
[0009] 为了克服现有复合絮凝剂在处理猪场废水时容易带来二次污染、处理成本高以及 使用受限的技术缺陷，提供一种用于猪场废水的复合絮凝剂。
[0010] 本发明同时提供利用这种絮凝剂处理猪场废水的方法。
[0011] 为达到上述目的，本发明用于猪场废水的复合絮凝剂，是由等质量的改性凹凸棒 石粘土和二氯异氰尿酸钠混合而成的
[0012] 上述改性凹凸棒石粘土的改性方法是：将凹凸棒石粘土、甲壳素以及聚合硫酸铝 按质量比4:1:1混合均匀，向上述混合物中加入浓度为5% (m/v)的醋酸搅拌成糊状，在60°C ~70°C条件下水浴加热2~3h，然后用去离子水清洗，至洗出液pH为7.0~7.5,然后在105°C ~1 l〇°C条件下烘干，最后置于马弗炉中焙烧，焙烧初期温度为280°C~330°C，焙烧时间为2 ~3h，然后迅速升温至600°C~700°C，焙烧时间为2~3h，焙烧结束后冷却，即得改性凹凸棒 石粘土，经X-ray衍射扫描后，未改性凹凸棒粘土与改性凹凸棒粘土的X-ray图谱有着明显 差别。
[0013] 利用上述絮凝剂生物发酵处理方法猪场废水的方法为：
[0014] 第一步:厌氧发酵罐的制备
[0015] 所述的厌氧发酵罐包括一个罐体，罐体底部侧壁上设有进样口，罐体顶部侧壁上 设有出水口和溢流口，罐体底部设有污泥出口，罐体顶部紧密套有锥形集气罩，集气罩在外 力作用下能在罐体内上下移动，从而改变发酵罐的体积，集气罩顶部设为出气口，在罐体内 设有搅拌轴，搅拌轴从集气罩锥顶的出气口伸出。
[0016] 第二步:厌氧发酵
[0017]将待处理的猪场废水与活性污泥按体积比20:1混合后加入到厌氧发酵罐中形成 混合液，然后按照10升猪场废水加入5g复合营养盐的比例，在混合液中加入复合营养盐，复 合营养盐的组成是由以下重量份无机盐组成的：1〇份NaHC0 3、30份CaCl2、l份MgCl2和2份 K2HP〇4,在30°C条件下搅拌进行发酵，厌氧发酵产生的气体使得罐体内压力升高，集气罩在 罐体压力作用下上移，起到自动调节发酵罐体积作用，发酵结束后，打开出气口，排出发酵 产生的甲烷、H 2S以及C02等的混合气体，此混合气体通过2 %的NaOH(m/V)溶液吸收去除混合 气体中H2S和C02等气体，剩余甲烷的体积通过排水法求出；打开出水口放出发酵液。
[0018] 第三步:利用复合絮凝剂对发酵液进一步处理
[0019] 在发酵液中加入复合絮凝剂，要求每100ml发酵液加入0.15克复合絮凝剂，先快速 搅拌，再慢速搅拌，最后静置，上部的清液即为处理后的猪场废水。
[0020] 本发明的优点是：
[0021] 1、本发明中的厌氧发酵罐体积随着发酵的进行可以自动调节，设置的搅拌轴容易 搅拌，厌氧效果好，从而保证了发酵的充分进行;发酵过程中产生的沼气提供热源保证发酵 温度，节省了能耗。
[0022] 2、在猪场废水中加入营养盐，提高了发酵过程甲烷菌的生长代谢速度，从而提高 了整体发酵速度和发酵效果。
[0023] 3、凹凸棒石粘土又名坡缕石或绿坡缕石，是一种水合镁铝硅酸盐矿物，因具有较 大的比表面积和离子交换能力而被广泛用作干燥剂、吸附剂、催化剂载体以及抗菌剂载体 等，但天然凹凸棒石粘土絮凝沉降差，通过对其改性处理并与二氯异氰尿酸钠结合使用作 为复合絮凝剂;利用了二氯异氰尿酸钠的强氧化性，对水体中CODcr和粪大肠菌群进行处 理，利用改性凹凸棒石粘土以提高其吸附能力和减少使用量，并改善其絮凝沉降效果，对氨 氮(NH/-N)、总磷(T-P)进行吸附絮凝沉降去除，从而使处理水完全能达到《畜禽养殖业污染 物排放标准》GB18596-2001。
[0024] 综上所述，本发明创建了实用高效的用于猪场废水处理的厌氧发酵罐、对天然凹 凸棒粘土进行了改性并建立了生物发酵-复合絮凝剂的猪场废水的处理方法，使处理水达 到了GB18596-2001的排放要求，解决了目前猪场废水难处理的难题.
[0025] 为了验证本发明的复合营养盐在发酵过程中起的有效作用，取同批试样，分别加 入本发明的营养盐和不加营养盐作为对照组进行比较试验，用两套相同的厌氧罐，分别记 作罐1和罐2,厌氧罐容积均为8L。活性污泥与猪场废水按1:20(体积比）混匀后加满到两个 厌氧罐中，分别向罐1加入40g复合营养盐作为试验组，罐2不加营养盐，为对照组，搅拌，30 °〇条件下厌氧发酵，采用浓度为2%的NaOH(m/v)溶液洗气，排水法收集气体，每天测定发酵 液pH值并记录产生的沼气体积，每5d测定发酵液CODcr、氨氮(NH/-N)和总磷(T-P)，共厌氧 发酵20d。CODcr测定采用重铬酸钾国标法、氨氮(NH4+-N)采用纳氏试剂法测定，总磷(T-P)采 用钼蓝比色法测定，厌氧发酵结束后发酵液分别记做发酵液和对照液，测定结果如表1所 不。
[0026] 表1(单位:mg/L