公布日：2024.06.04
申請日：2024.03.08
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)I;C02F1/56(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C02F103/20(2006.01)N
摘要
本發明涉及一種專用于小規模養牛場污水的聯合預處理工藝。該工藝包括：取養牛場污水檢測并調配獲得養牛污水；取海帶泡發污水檢測并調配獲得海帶污水；向養牛污水中加入絮凝劑FeCl3溶液，再加入NaOH溶液，進行絮凝反應；加入海帶污水進行初步助凝反應；加入陽離子聚丙烯酰胺溶液進行助凝反應；將所得混合液經層式過濾器過濾，分離出污水和污泥，以備后道工序分別處理。本發明利用海帶泡發污水進行聯合預處理，不僅能有效去除養牛污水中的懸浮物并大幅降低COD，還能有效減少助凝劑用量，同時能將兩種污水一并進行預處理，利于提高環保效益。
權利要求書
1.一種專用于小規模養牛場污水的聯合預處理工藝，其特征是，包括以下步驟：第一步、取養牛場污水并檢測其COD濃度和懸浮物濃度，通過調配使污水的COD濃度為9500～21000mg/L，且懸浮物濃度為4000～12000mg/L；所得污水記作養牛污水，以備后續處理；第二步、取海帶泡發污水并檢測其COD濃度和懸浮物濃度，通過調配使污水的COD濃度為800～1700mg/L，且懸浮物濃度為20～70mg/L；所得污水記作海帶污水，以備后續處理；第三步、取第一步所得養牛污水，在攪拌條件下，向養牛污水中先逐步加入絮凝劑FeCl3溶液，再逐步加入NaOH溶液，進行絮凝反應；所得混合液pH為7.2±0.1；在所得混合液中，絮體邊界清晰，絮體間隙水清澈透明；第四步、取第二步所得海帶污水，在攪拌條件下，向第三步所得混合液中逐步加入海帶污水進行初步助凝反應，使所得混合液中的絮體當量粒徑達到0.8～1.5mm；第五步、在攪拌條件下，向第四步所得混合液中逐步加入陽離子聚丙烯酰胺溶液進行助凝反應，使所得混合液中的絮體當量粒徑達到4～6mm；第六步、采用具有多層濾袋的層式過濾器，且其濾袋由單絲濾布制成；將第五步所得混合液經層式過濾器過濾，分離出污水和污泥，以備后道工序分別處理。
2.根據權利要求1所述的一種專用于小規模養牛場污水的聯合預處理工藝，其特征是，第一步中，針對養牛場污水的調配方式為：對于濃度過高的目標養牛場污水，向其中加入濃度低的養牛場污水和/或自來水；其中，濃度過高指COD濃度大于21000mg/L和/或懸浮物濃度大于12000mg/L，濃度低指COD濃度和/或懸浮物濃度小于目標養牛場污水；對于濃度過低的養牛場污水，向其中加入濃度高的養牛場污水；其中，濃度過低指COD濃度小于9500mg/L和/或懸浮物濃度小于4000mg/L，濃度高指COD濃度和/或懸浮物濃度大于目標養牛場污水。
3.根據權利要求2所述的一種專用于小規模養牛場污水的聯合預處理工藝，其特征是，第二步中，針對海帶泡發污水的調配方式為：對于濃度過高的目標海帶泡發污水，向其中加入濃度低的海帶泡發污水和/或自來水；其中，濃度過高指COD濃度大于1700mg/L和/或懸浮物濃度大于70mg/L，濃度低指COD濃度和/或懸浮物濃度小于目標海帶泡發污水；對于濃度過低的海帶泡發污水，向其中加入濃度高的海帶泡發污水；其中，濃度過低指COD濃度小于800mg/L和/或懸浮物濃度小于20mg/L，濃度高指COD濃度和/或懸浮物濃度大于目標海帶泡發污水。
4.根據權利要求3所述的一種專用于小規模養牛場污水的聯合預處理工藝，其特征是，第三步中，養牛污水中懸浮物質量與加入絮凝劑所含FeCl3質量的比例為4:1～18:1；FeCl3溶液的質量濃度為10±0.5％；NaOH溶液的的質量濃度為10±0.5％。
5.根據權利要求4所述的一種專用于小規模養牛場污水的聯合預處理工藝，其特征是，第四步中，養牛污水與海帶污水的體積比為2:1～4:1。
6.根據權利要求5所述的一種專用于小規模養牛場污水的聯合預處理工藝，其特征是，第五步中，第四步所得混合液與陽離子聚丙烯酰胺溶液的體積比為15:1～40:1；所述陽離子聚丙烯酰胺溶液的質量濃度為0.1±0.01％；所述陽離子聚丙烯酰胺的分子量為1000萬±100萬。
7.根據權利要求6所述的一種專用于小規模養牛場污水的聯合預處理工藝，其特征是，在第二步調配得到海帶污水后，在1小時內完成第三步至第六步的處理，并在之后的3小時內完成對過濾器內污泥的清除和濾袋的清洗。
8.根據權利要求1至7任一項所述的一種專用于小規模養牛場污水的聯合預處理工藝，其特征是，第六步中，層式過濾器具有頂部開口的池體，池體內部包括經隔斷分隔形成且彼此隔離的進水蓄水區和出水蓄水區；進水蓄水區的頂部設有進水管，進水管上設有用于控制進水管通斷的電磁閥、以及用于調節進水水量大小的進水量調節閥；出水蓄水區設有出水軟管，出水軟管的進水口豎直向上布置且其周圍固定有浮筒，使進水口漂浮在出水蓄水區內液體的液面且與該液體保持連通；出水軟管穿過出水蓄水區的下部側壁并與側壁密封連接，出水軟管的出水口位于池體外且與外界連通；出水軟管上設有用于調節出水水量大小的出水量調節閥；在池體的出水蓄水區內橫向布置有至少一層濾袋，濾袋由單絲濾布制成；濾袋的一端設有進水口，該進水口經過渡管與進水總管的出水端連通，進水總管穿過隔斷并與隔斷密封連接，進水總管的進水端固定于進水蓄水區的下部；隔斷底部設有壓差計，用于計量進水蓄水區和出水蓄水區的液位差。
9.根據權利要求8所述的一種專用于小規模養牛場污水的聯合預處理工藝，其特征是，在過濾時，當液位差大于第一設定值時關閉電磁閥以停止進水，當液位差小于第二設定值時打開電磁閥以開啟進水；當濾餅厚度達到或接近厚度限定值時，通過控制進水量調節閥逐漸調小進水水量，同時通過控制出水量調節閥，使液位差始終小于第一設定值，直至進水完全停止；當進水完全停止，且出水蓄水區的最低處水位低于所有濾袋最低處的垂直距離超過第三設定值時，將所有濾袋保持繼續將水濾出，并流至出水蓄水區的最低處，由出水軟管繼續排水，直至濾袋無水濾出。
10.根據權利要求9所述的一種專用于小規模養牛場污水的聯合預處理工藝，其特征是，濾袋最低處與出水蓄水區的底部之間形成高低差，且該高低差大于第三設定值；濾袋的上方和/或下方設有透水的助濾板；濾袋還設有水封式拉鏈，用于排泥和/或濾袋清洗；出水蓄水區內還設有濾袋定位件；當單絲濾布的目數為150目-250目時，第一設定值為20±1mm，第二設定值為14±1mm，且平均液位差控制在15±1mm；第三設定值為至少20mm；厚度限定值為8±1mm。
發明內容
本發明的主要目的是：克服現有技術存在的問題，提出一種專用于小規模養牛場污水的聯合預處理工藝，通過利用海帶泡發污水進行聯合預處理，不僅能有效去除養牛場污水中的懸浮物并大幅降低COD，還能有效減少助凝劑用量，同時能將兩種污水一并進行預處理，利于提高環保效益。
本發明解決以上技術問題的技術方案如下：
一種專用于小規模養牛場污水的聯合預處理工藝，其特征是，包括以下步驟：
第一步、取養牛場污水并檢測其COD濃度和懸浮物濃度，通過調配使污水的COD濃度為9500～21000mg/L，且懸浮物濃度為4000～12000mg/L；所得污水記作養牛污水，以備后續處理。
第二步、取海帶泡發污水并檢測其COD濃度和懸浮物濃度，通過調配使污水的COD濃度為800～1700mg/L，且懸浮物濃度為20～70mg/L；所得污水記作海帶污水，以備后續處理。
第三步、取第一步所得養牛污水，在攪拌條件下，向養牛污水中先逐步加入絮凝劑FeCl3溶液，再逐步加入NaOH溶液，進行絮凝反應；所得混合液pH為7.2±0.1；在所得混合液中，絮體邊界清晰，絮體間隙水清澈透明。
第四步、取第二步所得海帶污水，在攪拌條件下，向第三步所得混合液中逐步加入海帶污水進行初步助凝反應，使所得混合液中的絮體當量粒徑達到0.8～1.5mm。
第五步、在攪拌條件下，向第四步所得混合液中逐步加入陽離子聚丙烯酰胺溶液進行助凝反應，使所得混合液中的絮體當量粒徑達到4～6mm。
第六步、采用具有多層濾袋的層式過濾器，且其濾袋由單絲濾布制成；將第五步所得混合液經層式過濾器過濾，分離出污水和污泥，以備后道工序分別處理。
該工藝中引入海帶污水進行聯合預處理，能夠有效去除養牛污水中的懸浮物，并大幅降低COD，能有效減少助凝劑用量；不僅能對養牛污水進行有效的預處理，同時還能將海帶污水一并進行預處理，從而提高環保效益。
本發明進一步完善的技術方案如下：
優選地，第一步中，針對養牛場污水的調配方式為：對于濃度過高(指COD濃度大于21000mg/L和/或懸浮物濃度大于12000mg/L)的目標養牛場污水，向其中加入濃度低(指COD濃度和/或懸浮物濃度小于目標養牛場污水)的養牛場污水和/或自來水；對于濃度過低(指COD濃度小于9500mg/L和/或懸浮物濃度小于4000mg/L)的養牛場污水，向其中加入濃度高(指COD濃度和/或懸浮物濃度大于目標養牛場污水)的養牛場污水。
優選地，第二步中，針對海帶泡發污水的調配方式為：對于濃度過高(指COD濃度大于1700mg/L和/或懸浮物濃度大于70mg/L)的目標海帶泡發污水，向其中加入濃度低(指COD濃度和/或懸浮物濃度小于目標海帶泡發污水)的海帶泡發污水和/或自來水；對于濃度過低(指COD濃度小于800mg/L和/或懸浮物濃度小于20mg/L)的海帶泡發污水，向其中加入濃度高(指COD濃度和/或懸浮物濃度大于目標海帶泡發污水)的海帶泡發污水。
優選地，第三步中，養牛污水中懸浮物質量與加入絮凝劑所含FeCl3質量的比例為4:1～18:1；FeCl3溶液的質量濃度為10±0.5％；NaOH溶液的的質量濃度為10±0.5％。
關于質量濃度的舉例說明：例如，質量濃度為10％是指每毫升溶液含有溶質0.1g，以此類推。
優選地，第四步中，養牛污水與海帶污水的體積比為2:1～4:1。
優選地，第五步中，第四步所得混合液與陽離子聚丙烯酰胺溶液的體積比為15:1～40:1；所述陽離子聚丙烯酰胺溶液的質量濃度為0.1±0.01％；所述陽離子聚丙烯酰胺的分子量為1000萬±100萬。
優選地，在第二步調配得到海帶污水后，在1小時內完成第三步至第六步的處理，并在之后的3小時內完成對過濾器內污泥的清除和濾袋的清洗。這樣可避免出現海帶污水和污泥腐敗發臭及污泥解體的問題。
優選地，第六步中，層式過濾器具有頂部開口的池體，池體內部包括經隔斷分隔形成且彼此隔離的進水蓄水區和出水蓄水區；進水蓄水區的頂部設有進水管，進水管上設有用于控制進水管通斷的電磁閥、以及用于調節進水水量大小的進水量調節閥；出水蓄水區設有出水軟管，出水軟管的進水口豎直向上布置且其周圍固定有浮筒，使進水口漂浮在出水蓄水區內液體的液面且與該液體保持連通；出水軟管穿過出水蓄水區的下部側壁并與側壁密封連接，出水軟管的出水口位于池體外且與外界連通；出水軟管上設有用于調節出水水量大小的出水量調節閥。
在池體的出水蓄水區內橫向布置有至少一層濾袋，濾袋由單絲濾布制成；濾袋的一端設有進水口，該進水口經過渡管與進水總管的出水端連通，進水總管穿過隔斷并與隔斷密封連接，進水總管的進水端固定于進水蓄水區的下部；隔斷底部設有壓差計，用于計量進水蓄水區和出水蓄水區的液位差。
更優選地，在過濾時，當液位差大于第一設定值時關閉電磁閥以停止進水，當液位差小于第二設定值時打開電磁閥以開啟進水。
當濾餅厚度達到或接近厚度限定值時，通過控制進水量調節閥逐漸調小進水水量，同時通過控制出水量調節閥，使液位差始終小于第一設定值，直至進水完全停止；當進水完全停止，且出水蓄水區的最低處水位低于所有濾袋最低處的垂直距離超過第三設定值時，將所有濾袋保持繼續將水濾出，并流至出水蓄水區的最低處，由出水軟管繼續排水，直至濾袋無水濾出。
更優選地，濾袋最低處與出水蓄水區的底部之間形成高低差，且該高低差大于第三設定值；濾袋的上方和/或下方設有透水的助濾板；濾袋還設有水封式拉鏈，用于排泥和/或濾袋清洗；出水蓄水區內還設有濾袋定位件；當單絲濾布的目數為150目-250目時，第一設定值為20±1mm，第二設定值為14±1mm，且平均液位差控制在15±1mm；第三設定值為至少20mm；厚度限定值為8±1mm。
采用以上優選方案，可進一步完善工藝各步驟的具體技術特征。
與現有技術相比，本發明利用海帶泡發污水進行聯合預處理，不僅能有效去除養牛污水中的懸浮物并大幅降低COD，還能有效減少助凝劑用量，同時能將兩種污水一并進行預處理，利于提高環保效益。
（發明人：陳元剛;于忠華;劉浩;薛東凡;呂婷;金輝）
