專利名稱：規模化畜禽養殖污水處理方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明屬于畜禽養殖污水處理領域，具體涉及一種規模化畜禽養殖污水處理方法及設備。
背景技術：
隨著改革開放和經濟發展，我國畜牧業得到了迅猛發展。在大、中城市周邊興建了大量的規模化畜禽養殖場，未經任何處理的畜禽糞尿污水直接流入河流、湖泊，導致大量的氮、磷流失，造成水體污染及富營養化，對自然生態環境造成破壞。因此，加強畜禽養殖業的污染防治，已成為現階段及今后一個時期農村環境保護工作的重中之重，是迫在眉睫的緊迫任務。近年來我國對環境保 護的要求日益提高，無論對于國家和地方政府還是企業，污染減排的壓力日益增大。而畜禽養殖業是目前我國最大的污染行業，將成為我國今后一個時期的重點污染治理和“減排”對象。在畜禽養殖過程中，為給畜禽動物創造良好的生長環境，每天必須定期清掃圈舍地面上積存的畜禽糞便，并用水沖洗殘留在圈舍地面的糞渣等污染物，沖洗水是養殖污水的主要來源。然而，通常作為圈舍沖洗水使用的都是地下水或自來水，既造成水資源的浪費，又對周圍水環境造成污染。養殖污水的污染物不僅含有高濃度的有機物，而且還含有高濃度的氨氮和磷(溶解性的氨氮和磷)。如果經簡單沉降后，將上清液作為循環水使用，在其循環過程中，勢必會產生污染物質的蓄積，最終會導致循環工藝的失敗。因此，開發科學、合理的畜禽養殖污水處理方法，以減少畜禽養殖污染，實現畜禽養殖污水的再生處理和循環利用成為污水處理領域亟待解決的課題。

發明內容
針對上述問題，本發明的主要目的在于提供一種規模化畜禽養殖污水處理方法及設備，以減少畜禽養殖污染，實現養殖污水的再生處理和循環利用。為達到上述目的，本發明提供一種規模化畜禽養殖污水處理方法，如圖1所示，所述方法包括:步驟a:采用化學藥劑對畜禽養殖污水進行物理化學處理，使畜禽養殖污水中的溶解性氨氮和磷形成磷酸銨鹽結晶體，然后通過絮凝，將污水中形成的磷酸銨鹽結晶體和懸浮性有機污染物一同去除；步驟b:將經步驟a處理后的污水進行生化處理，進一步去除污水中的溶解性有機污染物；步驟c:將經步驟b處理后的處理水的一部分作為畜禽圈舍沖洗水循環利用。進一步地，所述步驟a中采用化學藥劑對畜禽養殖污水進行物理化學處理，具體包括:向畜禽養殖污水中加入鎂鹽和磷酸鹽，調節pH值為8-10，優選采用NaOH溶液調節pH值，使畜禽養殖污水中的溶解性氨氮和磷形成磷酸銨鎂結晶體，所述鎂鹽優選MgCl2.6H20和 MgSO4.7H20，所述磷酸鹽優選 Na3PO4.12H20 和 Na2HPO4.12H20。優選地，所述化學藥劑中鎂鹽和磷酸鹽的投加量為投加所述化學藥劑后使污水中的 Mg2+、NH4+及 PO/—的摩爾比為(1-1.5):(1-1.3):1。優選地，所述步驟a中采用絮凝劑，優選鋁鹽，更優選聚氯化鋁對污水中形成的磷酸銨鹽結晶體和懸浮性有機污染物進行絮凝。優選地，所述步驟a中，在采用化學藥劑對畜禽養殖污水進行物理化學處理之前，采用截留裝置，優選格柵截留畜禽養殖污水中的大顆粒渣子，將所截留的大顆粒渣子與畜禽糞便混合，以生產有機肥。

優選地，所述步驟b中通過好氧生物對污水進行生化處理，進一步去除污水中的溶解性有機物，使處理后的污水達到城鎮污水處理廠污染物排放標準中的二級標準。優選地，所述步驟c中將經步驟b處理后的處理水的60%_80%，優選70%作為畜禽圈舍沖洗水循環利用，剩余的處理水可直接排放或用于灌溉農田；優選地，分別將經步驟b和步驟a處理后的污泥進行濃縮，并經脫水處理，優選經壓濾脫水處理后運送至堆肥系統，與畜禽糞便混合，以生產有機肥。本發明進一步提供一種規模化畜禽養殖污水處理設備，如圖2所示，所述設備包括:物理化學處理裝置、生化處理裝置及排放裝置，其中:所述物理化學處理裝置設置為采用化學藥劑對畜禽養殖污水進行物理化學處理，使畜禽養殖污水中的溶解性氨氮和磷形成磷酸銨鹽結晶體，然后通過絮凝，將污水中形成的磷酸銨鹽結晶體和懸浮性有機污染物一同去除，并將絮凝處理后的污水運送至所述生化處理裝置；所述生化處理裝置設置為將經所述物理化學處理裝置處理后的污水進行生化處理，進一步去除污水中的溶解性有機污染物，并將經生化處理的處理水運送至所述排放裝置；所述排放裝置設置為將經所述生化處理裝置處理后的處理水的一部分作為畜禽圈舍沖洗水循環利用。其中，所述物理化學處理裝置采用化學藥劑對畜禽養殖污水進行物理化學處理具體包括:向畜禽養殖污水中加入鎂鹽和磷酸鹽，調節pH值為8-10，優選采用NaOH溶液調節PH值，使畜禽養殖污水中的溶解性氨氮和磷形成磷酸銨鎂結晶體，所述鎂劑優選MgCl2.6H20 和 MgSO4.7H20,所述磷酸鹽優選 Na3PO4.12H20 和 Na2HPO4.12H20,所述化學藥劑中鎂鹽和磷酸鹽的投加量為投加所述化學藥劑后使污水中的Mg2+、NH4+及PO/—的摩爾比為(1-1.5):(1-1.3):1:1 ；優選地，所述物理化學處理裝置進一步設置為:采用絮凝劑，優選鋁鹽，更優選聚氯化鋁對污水中的懸浮性有機污染物和形成的磷酸銨鹽結晶體進行絮凝；優選地，所述物理化學處理裝置進一步設置為:在采用化學藥劑對畜禽養殖污水進行物理化學處理之前，采用截留裝置，優選格柵截留畜禽養殖污水中的大顆粒渣子，將所截留的大顆粒渣子與畜禽糞便混合，以生產有機肥。
其中，所述生化處理裝置進一步設置為:通過好氧生物對污水進行生化處理，進一步去除污水中的溶解性有機物，使處理后的污水達到城鎮污水處理廠污染物排放標準中的二級標準；
優選地，所述排放裝置進一步設置為:經生化處理裝置處理后的處理水的一部分作為畜禽圈舍沖洗水循環利用，剩余的處理水直接排放或用于灌溉農田；優選地，所述規模化畜禽養殖污水處理設備進一步包括污泥處理裝置，所述污泥處理裝置設置為分別將經所述生化處理裝置和所述物理化學處理裝置處理后的污泥進行濃縮，并經脫水，優選經壓濾脫水后運送至堆肥系統，與畜禽糞便混合，以生產有機肥。以下對本發明技術方案的進行詳細說明。實際上，采用沖洗水沖洗畜禽圈舍地面的目的在于沖洗清掃糞便后的殘留糞渣及尿液等污染物，因此用于沖洗畜禽圈舍地面的沖洗水的水質并不需要像飲用水那樣高標準要求，只需滿足對圈舍沖洗后，不產生對畜禽生長不利的因素或不產生二次污染即可。基于此，本發明以實現畜禽養殖業污染減排或“零”排放為目標，開拓出養殖污水資源化利用及循環處理的新技術。本發明的規模化畜禽養殖污水處理方法包括:向畜禽養殖污水中加入化學藥劑，優選鎂鹽和磷酸鹽，在pH值8-10的條件下，使污水中的氨氮(NH4+)和磷(P043_)形成磷酸銨鹽(優選磷酸銨鎂)結晶體，并加入絮凝劑(鋁鹽，優選聚氯化鋁)，以同時去除污水中的懸浮性有機物、氨氮及磷。優選地，本發明通過向含高濃度氨氮、磷的畜禽養殖污水中，投加鎂鹽和磷酸鹽并控制反應條件，生成磷酸銨鎂結晶體，降低水體中的氨氮磷含量，化學反應式如下:Mg2++P0廣+ΝΗ:+6Η20 — MgNH4PO4.6Η20 I ①反應中生成的磷酸銨鎂(MgNH4PO4.6Η20)俗名鳥糞石，是重要的工業原料和農業緩釋肥料，可用于生產有機肥，以施用于農田，因此采用本發明的方法可實現污染物的有效利用。畜禽養殖污水的特點是含有較高濃度的有機物(COD)、NH3-N、PO4-3等，根據清糞工藝的不同，總磷含量在100-200mg/L之間波動，氨氮含量在200_2000mg/L之間波動。本發明的方法中，投加的鎂鹽和磷酸鹽的量，需使污水中Mg'NH/和 P043_的摩爾比達到(1-1.5):(1-1.3):1，然后調節pH，在適宜的pH (PH8-10)條件下，生成磷酸銨鎂結晶體，隨后再加入適量的絮凝劑(鋁鹽，如聚氯化鋁等)，使污水中的懸浮性有機污染物和所形成的細小顆粒的磷酸銨鹽(磷酸銨鎂)結晶體形成絮凝體，并將其去除。由于在上述物理化學處理(結晶反應及絮凝)過程中，已去除了大量的有機物和大部分的氨氮和磷，大大降低了其出水后續處理的難度。再經后續好氧生物處理污水，以去除污水中的溶解性有機污染物。經好氧生物處理后的出水水質，完全可以達到城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)中的二級標準，并可滿足作為畜禽圈舍沖洗水的要求。將上述處理后的處理水的大部分作為畜禽圈舍沖洗水進行循環利用，剩余少量的處理水可直接排放或用于灌溉農田，從而實現養殖污水循環利用和減排或污染“零”排放的目的，有利于畜牧業的可持續發展。與現有技術相比，本發明的規模化畜禽養殖污水處理方法具有以下優點:一、本發明的方法中，向畜禽養殖污水中加入鎂鹽和磷酸鹽等化學藥劑，使污水中的氨氮(NH4+)和磷(PO/—)形成磷酸銨鹽(磷酸銨鎂)結晶體，形成的磷酸銨鹽(磷酸銨鎂)結晶體可作為工業原料或用于生產有機肥，既減少了污染，又實現了污染物的有效利用；二、本發明采用循環再生技術手段，結合用于畜禽圈舍沖洗水的實際要求，使污水中的氨氮(NH4+)和磷(PO/—)形成磷酸銨鎂結晶體，并加入絮凝劑，使污水中的有機物(SS)、氨氮及磷同時得到去除，再經進一步的好氧微生物處理去除污水中的溶解性有機污染物，以得到可用于畜禽圈舍沖洗的沖洗水，從而實現了沖洗水的循環利用，避免采用地下水或自來水作為畜禽圈舍沖洗水帶來的水資源的浪費，減少對周圍水環境的污染，不但解決了畜禽養殖污染問題，而且達到了資源化循環利用和實現污染物減排或“零”排放的目的，最終實現了養殖污水的再生處理和循環利用，有利于畜牧業的可持續發展。


以下，結合附圖來詳細說明本發明的實施方案，其中:圖1為本發明的規模化畜禽養殖污水處理方法的流程圖；圖2為本發明的規模化畜禽養殖污水處理設備的結構示意圖；圖3為本發明實施例的規模化畜禽養殖污水處理方法的流程圖。
具體實施例方式以下參照具體的實施例來說明本發明。本領域技術人員能夠理解，這些實施例僅用于說明本發明 ，其不以任何方式限制本發明的范圍。圖3為本發明的具體實施例的規模化畜禽養殖污水處理方法的流程圖，如圖3所示，本發明的規模化畜禽養殖污水處理方法的具體流程如下:I)畜禽圈舍產生的養殖污水，通過格柵流入污水調節池。其中格柵用于截留養殖污水中的大顆粒渣子，所截留的大顆粒渣子與畜禽糞便混合后，運送至堆肥系統以用于生產有機肥，進而施用于農田。2)污水調節池中的污水經均質后，在用污水泵提升、移送至反應池的過程中，與藥劑(鎂鹽/磷酸鹽溶液)混合，使投加藥劑后污水中Mg2+、NH4+和P043_的摩爾比達到(1-1.5):(1-1.3):1，并加入適量的NaOH，調節pH值為8_10后流入反應池，在反應池中生成磷酸銨鎂結晶體，隨后流入沉降池。3)在進入沉降池之前，反應池中的污水與來自絮凝劑儲罐中的絮凝劑(聚氯化鋁)混合發生絮凝反應，再流入沉降池。4)在沉降池中，污水中的懸浮性有機物(SS)和溶解性氨氮及磷等污染物，通過結晶、絮凝等反應同時得到去除，其上清液流入好氧生物曝氣池中。5)經沉降池處理后的處理水在好氧生物曝氣池中，通過好氧生物，進一步去除污水中的溶解性有機污染物，隨后流入二沉池。6) 二沉池中的上清液流入清水池儲存，將清水池中的處理水的大部分(60%_80%，優選70%)作為畜禽圈舍的沖洗水重復循環利用，將剩余少量的處理水直接用于灌溉農田或達標排放。

7)將沉降池中沉降的污泥和二沉池中的剩余污泥，排至污泥濃縮池中進行濃縮，其中污泥濃縮池中的上清液回流至污水調節池，以實現循環利用；而經濃縮的污泥經板框壓濾機脫水處理后送至堆肥系統，與畜禽糞便混合生產有機肥，以施用于農田。而經板框壓濾機脫水產生的濾液運送至污水調節池，進行循環處理。另外，將二沉池中沉降的活性污泥返回好氧生物曝氣池，作為菌種進行循環利用。以上對本發明具體實施方式
的描述并不限制本發明，本領域技術人員可以根據本發明作出各種改變 或變形，只要不脫離本發明的精神，均應屬于本發明所附權利要求的范圍。
權利要求
1.一種規模化畜禽養殖污水處理方法，包括以下步驟: 步驟a:采用化學藥劑對畜禽養殖污水進行物理化學處理，使畜禽養殖污水中的溶解性氨氮和磷形成磷酸銨鹽結晶體，然后通過絮凝，將污水中形成的磷酸銨鹽結晶體和懸浮性有機污染物一同去除； 步驟b:將經步驟a處理后的污水進行生化處理，進一步去除污水中的溶解性有機污染物； 步驟c:將經步驟b處理后的處理水的一部分作為畜禽圈舍沖洗水循環利用。
2.根據權利要求1所述的規模化畜禽養殖污水處理方法，其特征在于，所述步驟a中采用化學藥劑對畜禽養殖污水進行物理化學處理，具體包括:向畜禽養殖污水中加入鎂鹽和磷酸鹽，并調節pH值為8-10，優選采用NaOH溶液調節pH值，使畜禽養殖污水中的溶解性氨氮和磷形成磷酸銨鎂結晶體，所述鎂鹽優選MgCl2.6H20和MgSO4.7H20，所述磷酸鹽優選Na3PO4.12H20 和 Na2HPO4.12H20。
3.根據權利要求2所述的規模化畜禽養殖污水處理方法，其特征在于，所述化學藥劑中鎂鹽和磷酸鹽的投加量為投加所述化學藥劑后使污水中的Mg2+、NH4+及P043_的摩爾比為(1-1.5):(1-1.3):lo
4.根據權利要求1-3中任一項所述的規模化畜禽養殖污水處理方法，其特征在于，所述步驟a中采用絮凝劑，優選鋁鹽，更優選聚氯化鋁對污水中形成的磷酸銨鹽結晶體和懸浮性有機污染物進行絮凝。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的規模化畜禽養殖污水處理方法，其特征在于，所述步驟a中，在采用化學藥劑對畜禽養殖污水進行物理化學處理之前，采用截留裝置，優選格柵截留畜禽養殖污水中的大顆粒渣子，將所截留的大顆粒渣子與畜禽糞便混合，以生產有機肥。`
6.根據權利要求1-5中任一項所述的規模化畜禽養殖污水處理方法，其特征在于，所述步驟b中通過好氧生物對污水進行生化處理，進一步去除污水中的溶解性有機物，使處理后的污水達到城鎮污水處理廠污染物排放標準中的二級標準。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的規模化畜禽養殖污水處理方法，其特征在于，所述步驟c中將經步驟b處理后的處理水的60%-80%，優選70%作為畜禽圈舍沖洗水循環利用，剩余的處理水直接排放或用于灌溉農田； 優選地，分別將經步驟b和步驟a處理后的污泥進行濃縮，并經脫水處理，優選經壓濾脫水處理后運送至堆肥系統，與畜禽糞便混合，以生產有機肥。
8.一種規模化畜禽養殖污水處理設備，包括:物理化學處理裝置、生化處理裝置及排放裝置，其中: 所述物理化學處理裝置設置為采用化學藥劑對畜禽養殖污水進行物理化學處理，使畜禽養殖污水中的溶解性氨氮和磷形成磷酸銨鹽結晶體，然后通過絮凝，將污水中形成的磷酸銨鹽結晶體和懸浮性有機污染物一同去除，并將絮凝處理后的污水運送至所述生化處理裝置； 所述生化處理裝置設置為將經所述物理化學處理裝置處理后的污水進行生化處理，進一步去除污水中的溶解性有機污染物，并將經生化處理后的處理水運送至所述排放裝置； 所述排放裝置設置為將經所述生化處理裝置處理后的處理水的一部分作為畜禽圈舍沖洗水循環利用。
9.根據權利要求8所述的規模化畜禽養殖污水處理設備，其特征在于，所述物理化學處理裝置采用化學藥劑對畜禽養殖污水進行物理化學處理具體包括:向畜禽養殖污水中加入鎂鹽和磷酸鹽，調節pH值為8-10，優選采用NaOH溶液調節pH值，使畜禽養殖污水中的溶解性氨氮和磷形成磷酸銨鎂結晶體，所述鎂鹽優選MgCl2.6H20和MgSO4.7H20，所述磷酸鹽優選Na3PO4.12H20和Na2HPO4.12H20，所述化學藥劑中鎂鹽和磷酸鹽的投加量為投加所述化學藥劑后使污水中的Mg2+、NH4+及P043_的摩爾比為(1-1.5):(1-1.3):1:1 ； 優選地，所述物理化學處理裝置進一步設置為: 采用絮凝劑，優選鋁鹽，更優選聚氯化鋁對污水中的懸浮性有機污染物和形成的磷酸銨鹽結晶體進行絮凝； 優選地，所述物理化學處理裝置進一步設置為: 在采用化學藥劑對畜禽養殖污水進行物理化學處理之前，采用截留裝置，優選格柵截留畜禽養殖污水中的大顆粒渣子，將所截留的大顆粒渣子與畜禽糞便混合，以生產有機肥。
10.根據權利要求8或9所述的規模化畜禽養殖污水處理設備，其特征在于，所述生化處理裝置進一步設置為: 通過好氧生物對污水進行生化處理，進一步去除污水中的溶解性有機物，使處理后的污水達到城鎮污水處理廠污染物排放標準中的二級標準； 優選地，所述排放裝置進一步設置為: 經生化處理裝置處理后的處理水的一部分作為畜禽圈舍沖洗水循環利用，剩余的處理水直接排放或用于灌溉農田； 優選地，所述規模化畜禽養殖污水處理設備進一步包括污泥處理裝置，所述污泥處理裝置設置為分別將經所述生化處理裝置和所述物理化學處理裝置處理后的污泥進行濃縮，并經脫水，優選經壓濾脫水后運送至堆肥系統，與畜禽糞便混合，以生產有機肥。
全文摘要
本發明提供一種規模化畜禽養殖污水處理方法，包括以下步驟步驟a采用化學藥劑對畜禽養殖污水進行物理化學處理，使畜禽養殖污水中的溶解性氨氮和磷形成磷酸銨鹽結晶體，然后通過絮凝，將污水中形成的的磷酸銨鹽結晶體和懸浮性有機污染物一同去除；步驟b將經步驟a處理后的污水進行生化處理，進一步去除污水中的溶解性有機污染物；以及步驟c將經步驟b處理后的處理水的一部分作為畜禽圈舍沖洗水循環利用。本發明還提供一種規模化畜禽養殖污水處理設備。采用本發明的規模化畜禽養殖污水處理方法，能夠防止畜禽養殖污水的污染，實現養殖污水的再生處理和循環利用。
文檔編號C05F15/00GK103172217SQ20131006035
公開日2013年6月26日 申請日期2013年2月26日 優先權日2013年2月26日
發明者崔學烈, 楊子儀, 崔旸, 張恒銘 申請人:吉林市環境保護科學研究院