一种提高超滤膜法预处理养猪废水通量的方法

摘要

本发明公开了一种提高超滤膜法预处理养猪废水通量的方法，属于畜禽养殖废弃物的处理技术领域，该方法按以下步骤进行：（1）养猪废水的混凝预处理，（2）残留铁盐的络合稳定处理，（3）混凝后出水的超滤处理。本发明具有的优点是：铁系混凝剂加入养猪废水后形成絮体速度快、沉降性能好、冬季低温处理效果好、对进水水质适应性强，不需要加入聚丙烯酰胺（PAM）等助凝剂即可实现较好混凝沉淀效果，络合稳定剂的加入可将混凝后出水中残留铁盐完全络合，避免出水中三价铁水解生成胶体析出对后续超滤膜运行造成负面影响，与不加入络合稳定剂进行超滤处理相比，经络合稳定处理后超滤处理的膜通量更高。

说明书

技术领域

本发明涉及畜禽养殖废弃物的处理技术领域，尤其涉及一种提高超滤膜法预处理养猪废水通量的方法。

背景技术

养猪废水属于高氨氮高浓度有机废水，并且废水中的悬浮颗粒物（SS）含量也较高。养猪废水中含有丰富的氮、磷、钾、氨基酸和腐植酸等生物活性物质，是很好的有机肥料，作为有机肥使用可实现资源的二次利用。但往往存在附近农田消纳能力不足、冬季利用量小、远距离运输成本过高等利用时空分布不均和经济性问题, 与化肥或商品有机肥相比，养猪废水中各项营养元素浓度偏低。因此近年来养猪废水的膜浓缩高值利用技术日益受到关注，并逐步得到应用。但由于养猪废水中SS含量高，若直接采用膜技术进行浓缩，必将造成膜孔快速堵塞、膜通量迅速下降，导致严重的膜污染，因此必须在膜滤前进行经济高效的预处理去除颗粒物、悬浮物以及胶体等杂质。

混凝法是废水处理工艺中的一种常用单元技术，通过投加混凝剂使废水中胶体粒子和微小悬浮物聚集并结成较大絮体而与水相分离。铁系混凝剂由于其形成絮体速度快、沉降性能好、处理低温水效果好、对水质适应性强而被广泛应用。由于养猪废水中SS含量高，若要达到理想的混凝效果则铁系混凝剂所需投加量较高，由此带来的混凝出水中铁盐残留量也相对较高，一方面导致出水色度较深；另一方面出水中残留铁盐的进一步水解生成的胶体将造成后续超滤膜通量的大幅下降。因此必须寻求保障混凝后超滤膜正常稳定运行的方法。

发明内容

本发明目的是针对养猪废水SS含量高难以得到有效处理的难题，提供一种采用混凝-超滤实现SS与水相高效分离的技术。

本发明具体技术方案如下：一种提高超滤膜法预处理养猪废水通量的方法，方法按以下步骤进行：

（1）养猪废水的混凝预处理：将养猪废水与混凝剂按体积与质量1000毫升：1.2-3.6克的比例，备料；先将混凝剂加入并快速搅拌1分钟，再慢速搅拌2分钟后，静置30分钟，上清液备用；

（2）残留铁盐的络合稳定处理：将步骤（1）的上清液与络合稳定剂按体积与质量1000毫升：0.1-1.0克的比例，备料；将络合稳定剂加入并快速搅拌30秒，静置30分钟，水样备用；

（3）混凝后出水的超滤处理：将步骤（2）的水样通过孔径为50nm超滤膜组件进行超滤处理。

本发明的方法中进一步设置为：上述混凝剂为三氯化铁、硫酸铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铁中的任意一种或几种的复合。

本发明的方法中进一步设置为：上述的络合剂为草酸、酒石酸、柠檬酸、EDTA中的任意一种。

本发明的方法中进一步设置为：上述养猪废水包括养猪场收集的新鲜猪粪原水或经沼气池厌氧发酵的成熟沼液。

本发明的方法中进一步设置为：上述超滤处理中膜面积为10m²，膜组件的运行压力为0.2-0.4MPa，每小时出水通量1.0-2.0m³。

有益效果

本发明具有的有益效果是：

1、铁系混凝剂加入养猪废水后形成絮体速度快、沉降性能好、冬季低温处理效果好、对进水水质适应性强，不需要加入PAM等助凝剂即可实现较好混凝沉淀效果。

2、络合稳定剂的加入可将混凝后出水中残留铁盐完全络合，避免出水中三价铁水解生成胶体析出对后续超滤膜运行造成负面影响。

3、与不加入络合稳定剂进行超滤处理相比，经络合稳定处理后超滤处理的膜通量更高。

具体实施方式

通过以下实施例子对本发明作进一步的详细说明，但本发明的内容并不局限于此。

对以下实施例所涉材料的说明：

三氯化铁：产品含量97.0%，40目，工业级，GB/T1621-2008；

聚合硫酸铁：全铁含量20.0%，100目，工业级，GB14591-93；

柠檬酸：产品含量99.8%，工业级，GB/T8269-2006；

EDTA：产品含量99.0%，工业级，GB/T1401-1998；

草酸：产品含量99.6%，工业级，GB/T1626-2008。

实施例1：

（1）养猪废水的混凝预处理：将养猪废水与三氯化铁按体积与质量1000毫升：1.2克的比例，备料；先将混凝剂加入并快速搅拌1分钟，再慢速搅拌2分钟后，静置30分钟，上清液备用；

（2）残留铁盐的络合稳定处理：将步骤（1）的上清液与柠檬酸按体积与质量1000毫升：1.0克的比例，备料；将柠檬酸加入并快速搅拌30秒，静置30分钟，水样备用；

（3）混凝后出水的超滤处理：将步骤（2）的水样通过孔径为50nm超滤膜组件进行超滤处理，膜面积为10m²，膜组件的运行压力为0.2MPa，每小时出水通量1.0m³。作为对比，将步骤（1）的上清液通过孔径为50nm超滤膜组件进行超滤处理，膜面积为10m²，膜组件的运行压力为0.2MPa，每小时出水通量仅为0.7m³。

实施例2：

（1）养猪废水的混凝预处理：将养猪废水与聚合硫酸铁按体积与质量1000毫升：3.6克的比例，备料；先将混凝剂加入并快速搅拌1分钟，再慢速搅拌2分钟后，静置30分钟，上清液备用；

（2）残留铁盐的络合稳定处理：将步骤（1）的上清液与EDTA按体积与质量1000毫升：0.1克的比例，备料；将EDTA加入并快速搅拌30秒，静置30分钟，水样备用；

（3）混凝后出水的超滤处理：将步骤（2）的水样通过孔径为50nm超滤膜组件进行超滤处理，膜面积为10m²，膜组件的运行压力为0.3MPa，每小时出水通量1.5m³。作为对比，将步骤（1）的上清液通过孔径为50nm超滤膜组件进行超滤处理，膜面积为10m²，膜组件的运行压力为0.3MPa，每小时出水通量仅为1.0m³。

实施例3：

（1）养猪废水的混凝预处理：将养猪废水与三氯化铁和聚合硫酸铁按体积与质量1000毫升：1.2克：1.2克的比例，备料；先将混凝剂加入并快速搅拌1分钟，再慢速搅拌2分钟后，静置30分钟，上清液备用；

（2）残留铁盐的络合稳定处理：将步骤（1）的上清液与草酸按体积与质量1000毫升：0.5克的比例，备料；将草酸加入并快速搅拌30秒，静置30分钟，水样备用；

（3）混凝后出水的超滤处理：将步骤（2）的水样通过孔径为50nm超滤膜组件进行超滤处理，膜面积为10m²，膜组件的运行压力为0.4MPa，每小时出水通量2.0m³。作为对比，将步骤（1）的上清液通过孔径为50nm超滤膜组件进行超滤处理，膜面积为10m²，膜组件的运行压力为0.4MPa，每小时出水通量仅为1.2m³。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。