申請(qǐng)日2013.10.15
公開(公告)日2014.01.15
IPC分類號(hào)C02F1/52; C02F1/56; C02F1/54
摘要
本發(fā)明公開了一種畜牧養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理絮凝劑，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的絮凝劑以有機(jī)物為主，主要成分為石斛葉粉、8-羥基喹啉、變性淀粉、殼聚糖，不含金屬離子。對(duì)畜牧養(yǎng)殖場(chǎng)污水中的有機(jī)質(zhì)、抗生素有很好的絮凝沉降效果，絮凝劑本身也可以逐漸分解，無(wú)殘留危害，使水質(zhì)達(dá)標(biāo)。本發(fā)明所提供的絮凝劑各成分易得到，價(jià)格低廉，降低了污水處理成本。
權(quán)利要求書
1.一種畜牧養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理絮凝劑，其特征在于，所述絮凝劑包括以下組分：沸石粉、芹菜 葉粉、石斛葉粉、變性淀粉、8-羥基喹啉、殼聚糖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絮凝劑，其特征在于，所述絮凝劑由以下組分組成：10-30目沸石 粉，10-35%;芹菜葉粉，35-65%;石斛葉粉，3-10%;變性淀粉，15-25%;8-羥基喹啉，0.1-1.5%; 殼聚糖，3-12%;所述百分比均為質(zhì)量百分比。
3.一種制備權(quán)利要求1或2所述絮凝劑的方法，其特征在于，是將配方中所提供的物質(zhì)混合 均勻即可。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述芹菜葉粉是從農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)采集無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的 芹菜葉，洗凈后采用低溫烘干，然后將其粉碎至30目備用。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述石斛葉粉是取生產(chǎn)鐵皮石斛后的殘余廢棄 石斛葉，選取石斛葉肉較厚葉片，取石斛葉，粉碎至80目，取100g浸泡入40攝氏度的0.2mol/l 氫氧化鈉200ml中、0.1mol/l碳酸鈉300ml中20分鐘后，加入0.2mol/l滴定鹽酸至中和，使 用10目過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾，過(guò)濾后溶液使用蒸發(fā)皿蒸干，獲得石斛葉絮凝有效成分，粉碎至30目 備用。
6.權(quán)利要求1或2所述的絮凝劑在污水處理中的應(yīng)用。
說(shuō)明書
一種畜牧養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理絮凝劑
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種畜牧養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理絮凝劑，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
絮凝法處理污水是目前最經(jīng)濟(jì)，最實(shí)用的方法之一。通過(guò)向水體中投加絮凝劑，使水中 污染物形成難溶或不溶物漂浮在水上或沉到水底，最終達(dá)到去除的目的。
畜禽糞便既是寶貴的有機(jī)肥資源，又是嚴(yán)重的污染源，如不經(jīng)妥善處理即排入環(huán)境，將 對(duì)地表水、地下水、土壤和空氣造成嚴(yán)重的污染，并危及畜禽本身和人體健康。畜禽養(yǎng)殖場(chǎng) 排放污水中污染物的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般居民生活污水，且遠(yuǎn)高于《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo) 準(zhǔn)》(GB18596-2001)規(guī)定的最高允許日均排放濃度。同時(shí)，在在畜牧業(yè)生產(chǎn)中，因采用沖 水方式清洗場(chǎng)地，每天都有大量污水排出，這些污水中有大量的有機(jī)質(zhì)、消毒劑、病原菌微 生物和寄生蟲卵等，影響了水生生物的生存并導(dǎo)致嚴(yán)重的水體富營(yíng)養(yǎng)化。養(yǎng)殖廢水中還有較 高濃度土霉素、磺胺嘧啶，有研究表明，長(zhǎng)期較高濃度的抗生素藥物排放可能導(dǎo)致養(yǎng)殖場(chǎng)周 圍水體、土壤等環(huán)境受體中此類藥物的殘留累積，從而對(duì)生態(tài)環(huán)境與人類健康帶來(lái)潛在危害， 應(yīng)進(jìn)行深入研究如何去除此類養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理中存在的抗生素，目前的絮凝劑或者沉淀藥劑 對(duì)抗生素的去除并沒有深入研究，特別是分解此類物質(zhì)存在一定的難度，絮凝劑要去除此類 物質(zhì)，需要綜合利用成分的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行解決。
前蘇聯(lián)專利1286534介紹了一種污水凈化法。該法主要是用由氫氧化鈣、氫氧化鎂組成的 混合劑處理污水，特點(diǎn)是能提高畜牧業(yè)污水凈化程度，另外，由于添加氫氧化鉀還降低了混 合劑的消耗。但該發(fā)明用于處理畜牧業(yè)廢水，后續(xù)污染較為嚴(yán)重，因?yàn)樗迷牧暇兄袕?qiáng) 堿性，如果控制不當(dāng)就可能引起再次污染，甚至引發(fā)中毒，是需要解決的問(wèn)題。
絮凝劑是一種可使液體中不易沉降的懸浮顆粒凝聚沉降的物質(zhì)。絮凝劑的種類包括:無(wú)機(jī) 絮凝劑、有機(jī)合成高分子絮凝劑、天然生物高分子絮凝劑。在這些絮凝劑中有機(jī)合成的高分 子絮凝劑因其良好的絮凝效果和低廉的價(jià)格而被廣泛的應(yīng)用。但是人工合成的絮凝劑如聚丙 烯酰胺的單體有神經(jīng)毒性和“三致”效應(yīng)(致畸、致癌、致突變)，鋁鹽具有毒性，會(huì)影響人類 的健康，鐵鹽會(huì)造成處理水后帶顏色，高濃度的鐵也會(huì)對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利，因 此本發(fā)明技術(shù)也盡量避免或者減少使用此類物質(zhì)，以確保污染治理的安全性，減少二次污染。
微生物絮凝劑是利用微生物技術(shù)，通過(guò)細(xì)菌、真菌等微生物發(fā)酵提取精制而得的，具有 易于被生物分解和安全性高的優(yōu)點(diǎn)，是一種高效、無(wú)毒無(wú)二次污染的絮凝劑，可以克服傳統(tǒng) 的無(wú)機(jī)高分子和合成有機(jī)高分子絮凝劑固有的缺陷，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)污染排放，但其成本相對(duì)較 高，而且微生物生長(zhǎng)繁殖受環(huán)境影響較大，隨著環(huán)境的變化，其使用范圍也受到限制。
目前對(duì)養(yǎng)殖廢水，在農(nóng)村一般都不經(jīng)過(guò)有效處理就排入河道中，一定程度上影響下游生 物，規(guī)模養(yǎng)殖的畜禽廠一般采取先沉淀后排污，而沉淀絮凝時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)污染治理，會(huì)大大減輕 后續(xù)處理的壓力。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種畜牧養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理絮凝劑，所述絮凝劑由以下成 分組成(質(zhì)量百分比)：基質(zhì)為沸石粉，沸石粉選擇10-30目，沸石粉：10-35%;芹菜葉粉： 35-65%;石斛葉粉：3-10%;變性淀粉：15-25%;8-羥基喹啉：0.1-1.5%;殼聚糖：3-12%。
所述絮凝劑的制備方法簡(jiǎn)單，是將配方中所提供的物質(zhì)混合均勻即可。
所述芹菜葉粉的獲得是從農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)采集無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的芹菜葉，洗凈后采用低溫烘干，然 后將其粉碎備用。芹菜葉纖維與殼聚糖可以形成穩(wěn)定的絮凝沉淀物。
所述石斛葉粉的制備是取生產(chǎn)鐵皮石斛后的殘余廢棄石斛葉，選取石斛葉肉較厚葉片， 取石斛葉，粉碎至80目，取100g浸泡入40攝氏度的0.2mol/l氫氧化鈉(水溶液)200ml中、 0.1mol/l碳酸鈉(水溶液)300ml中各20分鐘后，加入0.2mol/l滴定鹽酸(水溶液)至中和。 使用10目過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾，過(guò)濾后溶液使用蒸發(fā)皿蒸干，獲得石斛葉絮凝有效成分，整理備用。
所述芹菜葉粉與石斛葉粉均研磨成30目左右。
本發(fā)明率先采用了芹菜葉粉和石斛葉粉作為絮凝劑成分，充分利用了鐵皮石斛葉中的黃 酮碳苷類成分和芹菜葉粉中的葉黃酮類成分，葉黃酮用于絮凝劑中，可以為絮凝系統(tǒng)增加有 機(jī)成分，更有利于形成絮凝物質(zhì)，將這兩種成分應(yīng)用于絮凝系統(tǒng)中尚屬首次。變性淀粉使得 富含黃酮類物質(zhì)的芹菜葉粉和石斛葉粉更好地絮凝成團(tuán)，形成降解效率更高的沉淀物質(zhì)。芹 菜葉粉易取得，易處理，成本低廉。
養(yǎng)殖廢水中含有較高濃度土霉素、磺胺嘧啶等成分，經(jīng)過(guò)黃酮類的系列反應(yīng)，特別是與 黃酮碳苷類成分形成大分子團(tuán)，通過(guò)吸附作用進(jìn)入到絮凝污泥中，經(jīng)試驗(yàn)，本發(fā)明絮凝劑對(duì) 此類抗生素的去除率可達(dá)90%以上。8-羥基喹啉與污水中土霉素、磺胺嘧啶等有機(jī)物進(jìn)行結(jié) 合，絡(luò)合物與絮凝劑中變性淀粉結(jié)合后，可以形成較大體積的絮凝物質(zhì)，通過(guò)殼聚糖的絮凝 作用形成沉淀物進(jìn)入污泥中，可以降低成本。
本發(fā)明絮凝劑產(chǎn)品針對(duì)畜牧業(yè)廢水的處理，以有機(jī)物為主，主要成分為石斛葉粉、8-羥基 喹啉、變性淀粉、殼聚糖，不含金屬離子，絮凝劑本身也可以逐漸分解，無(wú)殘留危害，使水 質(zhì)達(dá)標(biāo)，提供一定的輔助。各成分易得到，價(jià)格低廉，降低了污水處理成本。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1絮凝劑組成
變性淀粉優(yōu)選大米淀粉，大米淀粉具有一些其他淀粉不具備的特性。與其他谷物淀粉顆 粒相比，大米淀粉顆粒非常小，在2～8μm之間，且顆粒度均一，糊化的大米淀粉吸水快。 取淀粉500g，攤開均勻，使用微波爐使用常規(guī)功率的光波功能處理10-15s，再使用微波功能 處理10-15s，取出后，冷卻裝入玻璃瓶密封保存，在絮凝沉淀后，可以大大優(yōu)化該污水可生 化性。
8-羥基喹啉，LD504800mg/kg。8-羥基喹啉是兩性的，能溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，在堿中電離成 負(fù)離子，在酸中能結(jié)合氫離子，在PH=7時(shí)溶解性最小。用作沉淀和分離金屬離子的絡(luò)合劑和 萃取劑，能與多種金屬離子絡(luò)合，也能與污水中土霉素、磺胺嘧啶等有機(jī)物進(jìn)行結(jié)合，絡(luò)合 物與絮凝劑中變性淀粉結(jié)合后，可以形成較大體積的絮凝物質(zhì)，通過(guò)殼聚糖的絮凝作用形成 沉淀物進(jìn)入污泥中。
鐵皮石斛葉中含有黃酮碳苷類成分，鐵皮石斛葉中化學(xué)成分進(jìn)行分析，鑒定了苷元均為 芹菜素的8種黃酮二碳糖苷類化合物，黃酮碳苷具有清除自由基，抗氧化等活性，但是在污 水處理中，利用鐵皮石斛的廢棄物進(jìn)行回收利用，并綜合應(yīng)用到污水治理中，尚未見于報(bào)道， 主要原因是其成本較高，因此本發(fā)明選取的是鐵皮石斛加工中產(chǎn)生的廢棄物質(zhì)進(jìn)行提取，并 且在絮凝劑中其配比含量相對(duì)較低，但該成分可以使水質(zhì)的可生化性得到質(zhì)的提升。鐵皮石 斛葉烘干后，研磨成粉狀物，整理待用。
芹菜葉纖維的加工：從農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)采集無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的芹菜葉，洗凈后采用低溫烘干，然后 將其粉碎后，與鐵皮石斛葉混合均勻，經(jīng)試驗(yàn)，芹菜葉纖維與殼聚糖可以形成穩(wěn)定的絮凝沉 淀物，目前尚未見兩者結(jié)合應(yīng)用的報(bào)道，兩者結(jié)合處理畜牧污水可以提升絮凝效率30%以上。 取某公司生產(chǎn)鐵皮石斛后的殘余廢棄石斛葉，選取石斛葉肉較厚葉片，取石斛葉，粉碎至80 目，取100g浸泡入40攝氏度的0.2mol/l氫氧化鈉200ml中、0.1mol/l碳酸鈉300ml中20分 鐘后，加入0.2mol/l滴定鹽酸至中和。使用10目過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾，取出石斛葉殘?jiān)糠趾娓蓚溆? 過(guò)濾后溶液使用蒸發(fā)皿蒸干，獲得石斛葉絮凝有效成分，整理備用。芹菜葉粉與石斛葉粉均 研磨成30目左右。
絮凝劑配制方法簡(jiǎn)單，將配方中所提供的物質(zhì)混合均勻即可。
絮凝劑由以下成分組成：
30目沸石粉：17%;
芹菜葉粉：60%;
石斛葉粉：4%;
變性淀粉：12%;
8-羥基喹啉：1%;
殼聚糖：6%。
實(shí)施例2絮凝劑組成
絮凝劑由以下成分組成：
10目沸石粉：32%;
芹菜葉粉：43%;
石斛葉粉：3%;
變性淀粉：15%;
8-羥基喹啉：0.5%;
殼聚糖：6.5%。
實(shí)施例3絮凝劑組成
絮凝劑由以下成分組成：
沸石粉：25%;
芹菜葉粉：38%;
石斛葉粉：5%;
變性淀粉：22%;
8-羥基喹啉：0.3%;
殼聚糖：9.7%。
實(shí)施例4畜牧農(nóng)場(chǎng)污水處理
污水調(diào)節(jié)：收集污水，經(jīng)0.5cm方孔隔柵去除大塊漂浮物后，污水排入絮凝沉淀池，調(diào) 節(jié)污水的pH為3.5-10.0、污水的容積有機(jī)負(fù)荷為8.0-12.0kg.cod/(m3.d)。
將FeCl3和實(shí)施實(shí)例1、2、3制成不同濃度溶液投加到豬場(chǎng)廢水原液中，經(jīng)過(guò)處理16-20 小時(shí)后，測(cè)定污水凈化效果，得到表1。從表1中看出FeCl3在不同投加量時(shí)COD的去除率 也發(fā)生相應(yīng)變化，當(dāng)投加量達(dá)到溶液中1400mg/L時(shí)FeCl3對(duì)COD和SS都有最大去除率。同 時(shí)，可以看出本發(fā)明所提供的絮凝劑在與FeCl3投加量相同的情況下，對(duì)COD和SS的去除 效果均明顯優(yōu)于無(wú)機(jī)絮凝劑FeCl3。
對(duì)土霉素和磺胺嘧啶等抗生素含量的檢測(cè)，主要針對(duì)標(biāo)志性抗生素土霉素進(jìn)行了測(cè)試， 為提升檢測(cè)效果，在1000ml污水中額外加入外源土霉素，取市售某品牌鹽酸土霉素片10片， 研細(xì)，精密稱取適量(約相當(dāng)于土霉素100mg)，置200mL量瓶中，加入某豬場(chǎng)廢水原液進(jìn) 行定容至1000ml，投入以下絮凝劑后，檢測(cè)土霉素的去除率，土霉素含量采用液相色譜HPLC 檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表1所示。
表1不同絮凝劑對(duì)污水的處理效果
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人， 在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可做各種的改動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以 權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
