申請(qǐng)日2017.09.30

　　公開(kāi)(公告)日2017.12.19

　　IPC分類(lèi)號(hào)C02F9/04; C02F101/16; C02F103/20; C02F101/20

　　摘要

　　本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種畜禽養(yǎng)殖廢水中氨氮的回收方法，本方法中的步驟c)、步驟d)和步驟e)中的交換劑和氨氮解析液能充分的對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中的大部分的氨氮進(jìn)行回收，同時(shí)交換劑和氨氮解析液中回收的氨氮可以根據(jù)需要制成產(chǎn)品，如氯化銨、硫酸銨等，也可作為農(nóng)業(yè)秸稈發(fā)酵的氮源，且將畜禽養(yǎng)殖廢水中的大部分的氨氮回收后，畜禽養(yǎng)殖廢水內(nèi)的C/N的比例提高便于后期對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水進(jìn)行生化處理，能有效的降低畜禽養(yǎng)殖廢水處理的成本。本方案能降低畜禽養(yǎng)殖廢水中氨氮回收的成本。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種畜禽養(yǎng)殖廢水中氨氮的回收方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　步驟a)廢水調(diào)節(jié)：將沼液池中的畜禽養(yǎng)殖廢水通入到初沉池，將畜禽養(yǎng)殖廢水在初沉池內(nèi)的靜置時(shí)長(zhǎng)大于24H;然后將靜置后的畜禽養(yǎng)殖廢水通入調(diào)節(jié)池中，向調(diào)節(jié)池中加入堿性物質(zhì)或酸性物質(zhì)，使畜禽養(yǎng)殖廢水的pH值在8.2～8.6之間，并讓畜禽養(yǎng)殖廢水在調(diào)節(jié)池中靜置3～6H;

　　步驟b)過(guò)濾：將步驟a)中調(diào)節(jié)池的上層廢水通入砂濾池，砂濾池內(nèi)鋪設(shè)有過(guò)濾材料，且過(guò)濾材料的厚度為150mm～300mm，過(guò)濾材料的中部設(shè)置一層錳砂過(guò)濾材料，錳砂過(guò)濾材料的厚度為200～350mm;經(jīng)砂濾池過(guò)濾后的畜禽養(yǎng)殖廢水流入集水池中;

　　步驟c)氨氮吸附：將步驟b)中集水池內(nèi)的畜禽養(yǎng)殖廢水通入到氨氮吸附裝置中，氨氮吸附裝置中吸附罐內(nèi)畜禽養(yǎng)殖廢水的流速為5～40BV/h;氨氮吸附裝置內(nèi)的交換劑能對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水內(nèi)的氨氮進(jìn)行吸附;

　　步驟d)氨氮解析：當(dāng)氨氮吸附裝置內(nèi)流出的畜禽養(yǎng)殖廢水中的氨氮濃度大于等于300mg/L時(shí)，停止氨氮吸附裝置的廢水進(jìn)入，氨氮解析液以逆流的方式通入氨氮吸附裝置中，讓氨氮解析液在氨氮吸附裝置內(nèi)的停留時(shí)間大于3H;當(dāng)解析液解析出的氨氮含量大于吸附裝置所吸附的氨氮含量的95%時(shí)，氨氮解析液停止進(jìn)入氨氮吸附裝置，氨氮吸附裝置再次吸入步驟b)中集水池內(nèi)的畜禽養(yǎng)殖廢水;

　　步驟e)：重復(fù)步驟d)，直至氨氮解析液內(nèi)的氨氮濃度大于等于8000mg/L時(shí)，氨氮解析液與氨氮混合形成了高氨氮母液，然后將高氨氮母液通入母液槽，對(duì)高氨氮母液進(jìn)行收集。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種畜禽養(yǎng)殖廢水中氨氮的回收方法，其特征在于，所述步驟b)中，過(guò)濾材料包括第一層鵝卵石、第二層石英砂、第三層錳砂、第四層石英砂和第五層河沙，且第一層鵝卵石、第二層石英砂、第三層錳砂、第四層石英砂和第五層河沙由下至上依次水平鋪設(shè)在砂濾池內(nèi);所述第一層鵝卵石的規(guī)格為8～16mm，第二層石英砂的規(guī)格為1～2mm，第三層錳砂的規(guī)格為0.5～1mm，第四層石英砂為40～80目，第五層河沙為80～120目;第二層石英砂可用規(guī)格為1～2mm的鵝卵石代替，第四層石英砂可用規(guī)格為40～80目的鵝卵石來(lái)代替。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種畜禽養(yǎng)殖廢水中氨氮的回收方法，其特征在于，所述步驟a)中，向調(diào)節(jié)池中加入堿性物質(zhì)為氧化鈣、氫氧化鈉或氫氧化鈣。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種畜禽養(yǎng)殖廢水中氨氮的回收方法，其特征在于，所述步驟c)中，氨氮吸附裝置內(nèi)的交換劑包括大孔徑型丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和大孔徑型胺基羧酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，且大孔徑型丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與大孔徑型胺基羧酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的體積比例為：4:1。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種畜禽養(yǎng)殖廢水中氨氮的回收方法，其特征在于，所述步驟b)和步驟c)之間設(shè)有步驟f)，所述步驟f)為交換劑預(yù)處理步驟：用軟水對(duì)交換劑進(jìn)行清洗，直至交換劑出水清澈;然后用1mol/L氫氧化鈉對(duì)交換劑進(jìn)行清洗，控制其清洗流速為8～20BV/h，清洗時(shí)長(zhǎng)大于等于2H，且氫氧化鈉的體積為交換劑體積的2～4倍;然后再用軟水對(duì)交換劑清洗，直至出水使酚酞指示劑顯無(wú)色;然后用1mol/L鹽酸對(duì)交換劑進(jìn)行清洗，控制其清洗流速為8～20BV/h，清洗時(shí)長(zhǎng)大于等于2H，且鹽酸的體積為交換劑體積的2～4倍;然后再用軟水清洗，直至出水使甲基橙指示劑顯黃色。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種畜禽養(yǎng)殖廢水中氨氮的回收方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種畜禽養(yǎng)殖廢水中氨氮的回收方法。

　　背景技術(shù)

　　在畜禽養(yǎng)殖廢水處理中，經(jīng)過(guò)干濕、固液、沼液池處理后，廢水中的COD、氨氮、懸浮物都得到了明顯的下降，從而是使極大地降低了后工序的處理負(fù)荷。但在現(xiàn)有的畜禽養(yǎng)殖廢水處理方法中，后工序都是采用生化處理的，其根本的本質(zhì)就是脫氮除磷。但畜禽養(yǎng)殖廢水是典型的低BOD/N比的廢水，其比例一般在2:1～3:1之間，有時(shí)候接近于1:1的比例，按照現(xiàn)在污水處理生化段的基本要求其C:N:P應(yīng)該控制在100:5:1，從生化反應(yīng)的角度來(lái)看，要提高其脫氮效果，BOD/N比至少應(yīng)該控制在4以上，要具有良好的除磷效果，BOD/P至少在15以上，這就導(dǎo)致廢水在生化處理過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)比例的失衡，所以對(duì)于畜禽養(yǎng)殖廢水的處理，很多處理效果都不理想，關(guān)鍵就在于生化處理效果不好。

　　針對(duì)該問(wèn)題也出現(xiàn)了很多新技術(shù)，如：通過(guò)外加碳源提高C/N比，提高生化段的處理效果;短程硝化反硝化生物脫氮技術(shù)、厭氧氨氧化生物脫氮技術(shù)、同步硝化反硝化生物脫氮技術(shù)等等，外加碳源就存在碳源的來(lái)源問(wèn)題，直接影響廢水處理的成本，而其他的技術(shù)很多都還在研究階段，或者只是小部分在使用，其控制要求、操作人員的技能要求、自動(dòng)化要求等都比較好、而且有的技術(shù)啟動(dòng)時(shí)間很長(zhǎng)，在控制條件滿(mǎn)足的情況下都需要至少三個(gè)月的時(shí)間，而且抗負(fù)荷沖擊性也比較低。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明意在提供一種畜禽養(yǎng)殖廢水中氨氮的回收方法，以降低畜禽養(yǎng)殖廢水中氨氮回收的成本。

　　為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的基礎(chǔ)方案如下：一種畜禽養(yǎng)殖廢水中氨氮的回收方法，包括以下步驟：

　　步驟a)廢水調(diào)節(jié)：將沼液池中的畜禽養(yǎng)殖廢水通入到初沉池，將畜禽養(yǎng)殖廢水在初沉池內(nèi)的靜置時(shí)長(zhǎng)大于24H;然后將靜置后的畜禽養(yǎng)殖廢水通入調(diào)節(jié)池中，向調(diào)節(jié)池中加入堿性物質(zhì)或酸性物質(zhì)，使畜禽養(yǎng)殖廢水的pH值在8.2～8.6之間，并讓畜禽養(yǎng)殖廢水在調(diào)節(jié)池中靜置3～6H;

　　步驟b)過(guò)濾：將步驟a)中調(diào)節(jié)池的上層廢水通入砂濾池，砂濾池內(nèi)鋪設(shè)有過(guò)濾材料，且過(guò)濾材料的厚度為150mm～300mm，過(guò)濾材料的中部設(shè)置一層錳砂過(guò)濾材料，錳砂過(guò)濾材料的厚度為200～350mm;經(jīng)砂濾池過(guò)濾后的畜禽養(yǎng)殖廢水流入集水池中;

　　步驟c)氨氮吸附：將步驟b)中集水池內(nèi)的畜禽養(yǎng)殖廢水通入到氨氮吸附裝置中，氨氮吸附裝置中吸附罐內(nèi)畜禽養(yǎng)殖廢水的流速為5～40BV/h;氨氮吸附裝置內(nèi)的交換劑能對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水內(nèi)的氨氮進(jìn)行吸附;

　　步驟d)氨氮解析：當(dāng)氨氮吸附裝置內(nèi)流出的畜禽養(yǎng)殖廢水中的氨氮濃度大于等于300mg/L時(shí)，停止氨氮吸附裝置的廢水進(jìn)入，氨氮解析液以逆流的方式通入氨氮吸附裝置中，讓氨氮解析液在氨氮吸附裝置內(nèi)的停留時(shí)間大于3H;當(dāng)解析液解析出的氨氮含量大于吸附裝置所吸附的氨氮含量的95%時(shí)，氨氮解析液停止進(jìn)入氨氮吸附裝置，氨氮吸附裝置再次吸入步驟b)中集水池內(nèi)的畜禽養(yǎng)殖廢水;

　　步驟e)：重復(fù)步驟d)，直至氨氮解析液內(nèi)的氨氮濃度大于等于8000mg/L時(shí)，氨氮解析液與氨氮混合形成了高氨氮母液，然后將高氨氮母液通入母液槽，對(duì)高氨氮母液進(jìn)行收集。

　　基礎(chǔ)方案的原理及其優(yōu)點(diǎn)：1、步驟a)，將畜禽養(yǎng)殖廢水通入到初沉池中，對(duì)通入初沉池進(jìn)行初步沉淀24H以上，便于將初沉池內(nèi)的畜禽養(yǎng)殖廢水進(jìn)行固液分離;在對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水的PH進(jìn)行調(diào)節(jié)后，能使畜禽養(yǎng)殖廢水中的懸浮物更容易沉降，減少后續(xù)步驟中生化降解的處理負(fù)荷，而且能保證廢水中的80%以上氨氮以NH4+的形式存在，進(jìn)而便于對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中的氨氮進(jìn)行分解。

　　2、步驟b)中，砂濾池中設(shè)置有過(guò)濾材料和錳砂過(guò)濾材料，當(dāng)畜禽養(yǎng)殖廢水進(jìn)入到砂濾池中時(shí)較大的懸浮物會(huì)被過(guò)濾材料過(guò)濾，進(jìn)而讓畜禽養(yǎng)殖廢水充分的與中部的錳砂過(guò)濾材料接觸，錳砂過(guò)濾材料能充分的去除畜禽養(yǎng)殖廢水中的鐵離子和錳離子，能避免錳砂過(guò)濾材料直接被懸浮物包裹，將低其去除鐵離子和錳離子的能力;同時(shí)位于錳砂過(guò)濾材料下放的過(guò)濾材料能對(duì)錳砂過(guò)濾材料進(jìn)行支撐，進(jìn)而降低錳砂過(guò)濾材料的流失，延長(zhǎng)錳砂過(guò)濾材料的使用壽命;過(guò)濾材料和錳砂過(guò)濾材料的厚度和厚度材料厚度的設(shè)置，能夠保證畜禽養(yǎng)殖廢水穿過(guò)整個(gè)砂濾池有足夠的停留時(shí)間，此過(guò)程中能進(jìn)一步降低廢水中的懸浮物和重金屬。

　　3、步驟c)中，將氨氮吸附裝置中吸附罐內(nèi)畜禽養(yǎng)殖廢水的流速控制在5～40BV/h之間，便于氨氮吸附裝置內(nèi)的交換劑能對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水內(nèi)的氨氮進(jìn)行吸附回收。

　　4、步驟d)中，當(dāng)步驟c)中交換劑對(duì)對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水內(nèi)的氨氮進(jìn)行吸附回收后，若氨氮吸附裝置內(nèi)流出的畜禽養(yǎng)殖廢水中的氨氮濃度大于等于300mg/L時(shí)，氨氮吸附裝置中的氨氮解析液能夠運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水內(nèi)殘留的氨氮進(jìn)行分解，讓畜禽養(yǎng)殖廢水內(nèi)殘留的氨氮達(dá)標(biāo);

　　5、步驟e)中，當(dāng)氨氮解析液內(nèi)的氨氮濃度大于等于8000mg/L時(shí)，即可更換氨氮解析液，實(shí)現(xiàn)對(duì)氨氮解析液的充分利用，同時(shí)對(duì)使用后的氨氮解析液進(jìn)行收集，以待作為含氮物質(zhì)的原料或者作為生物質(zhì)發(fā)酵的氮源供給，實(shí)現(xiàn)對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水內(nèi)氮源的充分利用。

　　綜上所述，本方法中的步驟c)、步驟d)和步驟e)中的交換劑和氨氮解析液能充分的對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中的大部分的氨氮進(jìn)行回收，同時(shí)交換劑和氨氮解析液中回收的氨氮可以根據(jù)需要制成產(chǎn)品，如氯化銨、硫酸銨等，也可作為農(nóng)業(yè)秸稈發(fā)酵的氮源，且將畜禽養(yǎng)殖廢水中的大部分的氨氮回收后，畜禽養(yǎng)殖廢水內(nèi)的C/N的比例提高便于后期對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水進(jìn)行生化處理，能有效的降低畜禽養(yǎng)殖廢水處理的成本。

　　進(jìn)一步，所述步驟b)中，所述步驟b)中，過(guò)濾材料包括第一層鵝卵石、第二層石英砂、第三層錳砂、第四層石英砂和第五層河沙，且第一層鵝卵石、第二層石英砂、第三層錳砂、第四層石英砂和第五層河沙由下至上依次水平鋪設(shè)在砂濾池內(nèi);所述第一層鵝卵石的規(guī)格為8～16mm，第二層石英砂的規(guī)格為1～2mm，第三層錳砂的規(guī)格為0.5～1mm，第四層石英砂為40～80目，第五層河沙為80～120目;第二層石英砂可用規(guī)格為1～2mm的鵝卵石代替，第四層石英砂可用規(guī)格為40～80目的鵝卵石來(lái)代替。第一層鵝卵石、第二層石英砂、第三層錳砂、第四層石英砂和第五層河沙的規(guī)格不同，進(jìn)而第一層鵝卵石、第二層石英砂、第三層錳砂、第四層石英砂和第五層河沙顆粒之間形成的間隙大小也不同，能讓畜禽養(yǎng)殖廢水內(nèi)的雜質(zhì)被分層次的過(guò)濾，讓畜禽養(yǎng)殖廢水內(nèi)的雜質(zhì)被充分過(guò)濾。

　　進(jìn)一步，所述步驟a)中，所述步驟a)中，向調(diào)節(jié)池中加入堿性物質(zhì)為氧化鈣、氫氧化鈉或氫氧化鈣。氧化鈣、氫氧化鈉或氫氧化鈣均能對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水的PH進(jìn)行快速的調(diào)節(jié)，均為無(wú)毒的、易溶于水的堿性物質(zhì)，能讓畜禽養(yǎng)殖廢水內(nèi)的雜質(zhì)快速沉淀，在調(diào)節(jié)畜禽養(yǎng)殖廢水內(nèi)PH的同時(shí)，能進(jìn)一步降低廢水中的懸浮物和重金屬;其中氧化鈣最為便宜，易于保藏，現(xiàn)場(chǎng)使用十分的較安全。

　　進(jìn)一步，所述步驟c)中，氨氮吸附裝置內(nèi)的交換劑包括大孔徑型丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和大孔徑型胺基羧酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，且大孔徑型丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與大孔徑型胺基羧酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的體積比例為：4:1。氨氮吸附裝置中采用了兩種離子交換樹(shù)脂，其中大孔徑型丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的再生率高、酸耗低和交換容量大，大孔徑型胺基羧酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂具有高的交換能力、高再生效率、低再生廢液的特點(diǎn)，同時(shí)大孔徑型胺基羧酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂能借助大孔徑型丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂產(chǎn)生的廢酸來(lái)進(jìn)行再生，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢酸的充分利用，兩者離子交換樹(shù)脂的配比讓大孔徑型胺基羧酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與大孔徑型丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂之間的協(xié)同作用達(dá)到最佳。

　　進(jìn)一步，所述步驟b)和步驟c)之間設(shè)有步驟f)，所述步驟f)為交換劑預(yù)處理步驟：用軟水對(duì)交換劑進(jìn)行清洗，直至交換劑出水清澈;然后用1mol/L氫氧化鈉對(duì)交換劑進(jìn)行清洗，控制其清洗流速為8～20BV/h，清洗時(shí)長(zhǎng)大于等于2H，且氫氧化鈉的體積為交換劑體積的2～4倍;然后再用軟水對(duì)交換劑清洗，直至出水使酚酞指示劑顯無(wú)色;然后用1mol/L鹽酸對(duì)交換劑進(jìn)行清洗，控制其清洗流速為8～20BV/h，清洗時(shí)長(zhǎng)大于等于2H，且鹽酸的體積為交換劑體積的2～4倍;然后再用軟水清洗，直至出水使甲基橙指示劑顯黃色。實(shí)現(xiàn)對(duì)交換劑的充分清洗。