申請日2017.09.30

　　公開(公告)日2017.12.19

　　IPC分類號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畜禽養(yǎng)殖廢水中的大部分的氨氮進(jìn)行回收，同時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

　　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)的靜置時長大于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)有過濾材料，且過濾材料的厚度為150mm～300mm，過濾材料的中部設(shè)置一層錳砂過濾材料，錳砂過濾材料的厚度為200～350mm;經(jīng)砂濾池過濾后的畜禽養(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，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，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，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離子交換樹脂和大孔徑型胺基羧酸系陽離子交換樹脂，且大孔徑型丙烯酸系陽離子交換樹脂與大孔徑型胺基羧酸系陽離子交換樹脂的體積比例為：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氫氧化鈉對交換劑進(jìn)行清洗，控制其清洗流速為8～20BV/h，清洗時長大于等于2H，且氫氧化鈉的體積為交換劑體積的2～4倍;然后再用軟水對交換劑清洗，直至出水使酚酞指示劑顯無色;然后用1mol/L鹽酸對交換劑進(jìn)行清洗，控制其清洗流速為8～20BV/h，清洗時長大于等于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。

　　說明書

　　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程中營養(yǎng)比例的失衡，所以對于畜禽養(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。

　　針對該問題也出現(xiàn)了很多新技術(shù)，如：通過外加碳源提高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源問題，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、自動化要求等都比較好、而且有的技術(shù)啟動時間很長，在控制條件滿足的情況下都需要至少三個月的時間，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)的靜置時長大于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)有過濾材料，且過濾材料的厚度為150mm～300mm，過濾材料的中部設(shè)置一層錳砂過濾材料，錳砂過濾材料的厚度為200～350mm;經(jīng)砂濾池過濾后的畜禽養(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，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，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，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)置有過濾材料和錳砂過濾材料，當(dāng)畜禽養(yǎng)殖廢水進(jìn)入到砂濾池中時較大的懸浮物會被過濾材料過濾，進(jìn)而讓畜禽養(yǎng)殖廢水充分的與中部的錳砂過濾材料接觸，錳砂過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;同時位于錳砂過濾材料下放的過濾材料能對錳砂過濾材料進(jìn)行支撐，進(jìn)而降低錳砂過濾材料的流失，延長錳砂過濾材料的使用壽命;過濾材料和錳砂過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)殖廢水穿過整個砂濾池有足夠的停留時間，此過程中能進(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)中交換劑對對畜禽養(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，氨氮吸附裝置中的氨氮解析液能夠運(yùn)轉(zhuǎn)起來，對畜禽養(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，即可更換氨氮解析液，實(shí)現(xiàn)對氨氮解析液的充分利用，同時對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畜禽養(yǎng)殖廢水中的大部分的氨氮進(jìn)行回收，同時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)被分層次的過濾，讓畜禽養(yǎng)殖廢水內(nèi)的雜質(zhì)被充分過濾。

　　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畜禽養(yǎng)殖廢水的PH進(jìn)行快速的調(diào)節(jié)，均為無毒的、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，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離子交換樹脂和大孔徑型胺基羧酸系陽離子交換樹脂，且大孔徑型丙烯酸系陽離子交換樹脂與大孔徑型胺基羧酸系陽離子交換樹脂的體積比例為：4:1。氨氮吸附裝置中采用了兩種離子交換樹脂，其中大孔徑型丙烯酸系陽離子交換樹脂的再生率高、酸耗低和交換容量大，大孔徑型胺基羧酸系陽離子交換樹脂具有高的交換能力、高再生效率、低再生廢液的特點(diǎn)，同時大孔徑型胺基羧酸系陽離子交換樹脂能借助大孔徑型丙烯酸系陽離子交換樹脂產(chǎn)生的廢酸來進(jìn)行再生，實(shí)現(xiàn)對廢酸的充分利用，兩者離子交換樹脂的配比讓大孔徑型胺基羧酸系陽離子交換樹脂與大孔徑型丙烯酸系陽離子交換樹脂之間的協(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氫氧化鈉對交換劑進(jìn)行清洗，控制其清洗流速為8～20BV/h，清洗時長大于等于2H，且氫氧化鈉的體積為交換劑體積的2～4倍;然后再用軟水對交換劑清洗，直至出水使酚酞指示劑顯無色;然后用1mol/L鹽酸對交換劑進(jìn)行清洗，控制其清洗流速為8～20BV/h，清洗時長大于等于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)對交換劑的充分清洗。