一种基于正渗透膜的畜禽养殖用废水处理装置及处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于正渗透膜的畜禽养殖用废水处理装置，包括生物反应池、过滤池、正渗透装置、汲取液箱及反渗透装置；生物反应池内填充有活性污泥、火山石粉和柳树皮粉的混合物；过滤池内设有微滤网；正渗透装置内设有正渗透膜，正渗透装置位于正渗透膜左侧的底端处设有第三出水管，第三出水管与第一进液管连通；正渗透装置位于正渗透膜右侧的底端处设有第二进液管，第二进液管连通有汲取液箱；反渗透装置内设有反渗透膜，反渗透装置内位于反渗透膜左侧的底端处设有第五出水管，第五出水管的出液端位于汲取液箱内。本发明专利技术通过多种处理设备的组合达到较好的处理效果，最终使处理后的畜禽养殖废水中的各项指标均能满足污水综合排放标准的要求。

A Wastewater Treatment Device and Treatment Method for Livestock and Poultry Breeding Based on Positive Osmosis Membrane

The invention discloses a wastewater treatment device for livestock and poultry breeding based on positive osmosis membrane, which comprises a biological reaction tank, a filter tank, a positive osmosis device, a suction tank and a reverse osmosis device; a mixture of activated sludge, volcanic stone powder and willow bark powder is filled in the biological reaction tank; a micro-filter is arranged in the filter tank; a positive osmosis membrane is arranged in the positive osmosis device, and a positive osmosis device is located in the positive osmosis device. A third outlet pipe is arranged at the bottom end of the left side of the permeable membrane, and the third outlet pipe is connected with the first inlet pipe; the positive osmosis device is located at the bottom end of the right side of the positive osmosis membrane, and the second inlet pipe is connected with the extraction tank; the reverse osmosis device is equipped with a reverse osmosis membrane, and the reverse osmosis device is equipped with a fifth outlet pipe at the bottom end of the left side of the reverse osmosis membrane, and the outlet end of the fifth outlet pipe. Located in the suction tank. The invention achieves better treatment effect through the combination of various treatment equipments, and ultimately makes each index of the treated livestock and poultry breeding wastewater meet the requirements of the comprehensive sewage discharge standard.

【技术实现步骤摘要】
一种基于正渗透膜的畜禽养殖用废水处理装置及处理方法
本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种基于正渗透膜的畜禽养殖用废水处理装置及处理方法。
技术介绍
畜禽养殖废水中含有畜禽粪便和尿液，其成分中含有的有机物和氮、磷等污染物浓度均很高，生化性能较好。目前，随着畜禽养殖场的扩大，产生的粪尿污染物的量也随之增加，这些高浓度有机废水未经处理排放，会造成水体富营养化，使水中的溶解氧被大量消耗，令周围的水体发臭变黑，这不但使养殖场附近的水域受到严重危害，而且还阻碍了养殖产业自身的可持续发展。传统的畜禽废水主要采用厌氧技术处理，但是此方法对温度、pH等环境因素要求较高，且由于畜禽养殖废水中氨氮浓度较高，实际操作中易造成系统过度酸化，影响后续好氧处理效果，从而导致最终出水不能达标排放。膜分离技术已在节能减排、清洁生产以及资源回收等方面展现出明显的技术优势，正逐渐成为水处理与回用领域的研究热点。其中，正渗透技术是一种利用渗透的自然现象，使得原水(低化学势)受到由汲取液(高化学势)提供的渗透驱动力自发地推动水透过膜进入汲取液中去的膜分离技术，其过程运行时水力压力为零或很低，与常见的膜分离技术(如超滤、微滤、反渗透)相比，具有低能耗、低污染的特点，同时对盐离子和其他污染物质有很高的截留率。因此，将生物处理技术与正渗透技术结合起来处理畜禽养殖废水，是畜禽养殖废水处理的新方向。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于正渗透膜的畜禽养殖用废水处理装置及处理方法，解决了现有技术中传统的采用厌氧技术处理畜禽养殖废水存在最终出水难以达标排放的问题。本专利技术的第一个目的是提供一种基于正渗透膜的畜禽养殖用废水处理装置，包括生物反应池、过滤池、正渗透装置、汲取液箱以及反渗透装置；所述生物反应池一侧的下端设有进水管，相对另一侧的上端设有第一出水管，底端设有第一进液管；所述生物反应池内填充有活性污泥、火山石粉和柳树皮粉的混合物，且火山石粉、柳树皮粉和好氧活性污泥的质量比为1：5：100，所述生物反应池内上端设有滤板；所述过滤池通过所述第一出水管与所述生物反应池连通，所述过滤池内纵向设有微滤网，所述过滤池上与所述第一出水管相对的一侧设有第二出水管；所述正渗透装置通过所述第二出水管与所述过滤池连通，所述正渗透装置内纵向设置有正渗透膜，且所述正渗透装置位于所述正渗透膜左侧的底端处设有第三出水管，所述第三出水管与所述第一进液管连通；所述正渗透装置位于所述正渗透膜右侧的底端处设有第二进液管，所述第二进液管连通有所述汲取液箱；所述正渗透装置上与所述第二出水管相对的一侧设有第四出水管；所述反渗透装置通过所述第四出水管与所述正渗透装置连通，所述反渗透装置内纵向设有反渗透膜，所述反渗透装置内位于所述反渗透膜左侧的底端处设有第五出水管，所述第五出水管的出液端位于所述汲取液箱内，所述反渗透装置上与所述第四出水管相对的一侧设有第六出水管；所述第三出水管以及所述第二进液管上均设有提升泵。优选的，所述柳树皮粉的制备方法如下：将柳树皮浸入质量浓度为5％的醋酸溶液中，浸泡24h后取出，于室温晾干至含水率≤5％，然后粉碎，过10目筛，即得到所述柳树皮粉。优选的，所述火山石粉的粒径为1-3mm。优选的，所述正渗透膜为醋酸纤维素正渗透膜，且所述正渗透膜的形式为平板膜或中空纤维膜。优选的，所述正渗透膜的制备方法如下：步骤1，将醋酸纤维素、N，N-二甲基甲酰胺、Tb(NO3)3·6H2O、纳米二氧化钛按照3：10：1：1的质量比称好备用；步骤2，往N，N-二甲基甲酰胺中加入醋酸纤维素、Tb(NO3)3·6H2O和纳米二氧化钛，搅拌至完全溶解，得铸膜液；步骤3，将步骤2得到的铸膜液超声脱泡后置于真空干燥箱内，于30℃进行刮膜、挥发处理；步骤4，将步骤3刮膜、挥发处理后的产品浸入去离子水中沉浸凝胶成膜，洗涤，真空干燥，即得醋酸纤维素正渗透膜。优选的，所述汲取液为葡萄糖、果糖、蔗糖或可溶性蛋白质。本专利技术的第二个目的是提供上述基于正渗透膜的畜禽养殖用废水处理装置处理畜禽养殖用废水的方法，包括以下步骤：步骤1，将畜禽养殖废水通入生物反应池，设置生物反应池内COD容积负荷为5.0-8.0kgCOD/(m3·d)，DO浓度为3-5mg/L，HRT为8-10h，反应完毕得到生物反应池出水；步骤2，将生物反应池出水通入过滤池内，经过过滤池内微滤网的过滤后，得到过滤池出水；步骤3，将过滤池出水通入正渗透装置的左侧，同时用提升泵将汲取液箱内的汲取液通入正渗透装置的右侧进行正渗透反应；待正渗透膜两侧液体压力达到平衡后，将正渗透装置左侧液体通过所述第三出水管返回所述生物反应池内继续反应，将正渗透装置右侧液体通过所述第四出水管排入反渗透装置；其中，所述过滤池出水通入正渗透装置的速度以及所汲取液通入正渗透装置的流速均为500-800mL/min；步骤4，正渗透装置右侧液体进入反渗透装置后，在反渗透膜的作用下，汲取液与处理完毕后的洁净水分离，位于所述反渗透装置左侧的汲取液进入汲取液箱用于后续正渗透反应，位于所述反渗透装置右侧的清水达标排放。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术首先采用生物反应池将畜禽养殖废水中的有机物和氮磷进行大部分的去除，往生物反应池内投加火山石粉和柳树皮粉，火山石粉中含有大量孔隙，能够附着大量的微生物，从而提高微生物和废水的接触面积，此外，火山石粉上的孔隙对氨氮的结合能力强，能够将废水中的氨氮附着在孔隙中，利用微生物高效降解。实验中发现，柳树皮粉可以加速生物反应池内微生物的氧化分解的速度，提高氧的传递效率，刺激好氧微生物种群的迅速增殖，经处理的活性污泥中，好氧细菌是普通活性污泥的三倍，因此能够高效的降解废水中的无机物、有机物和氮磷。生物反应池出水进入过滤池进行过滤，除去其中的悬浮污泥等固体物质，减轻后续正渗透膜处理的负担；过滤池出水进入正渗透装置，在正渗透装置内正渗透膜的作用下，废水中的污染物质得到高效分离，得到纯净的处理水与汲取液的混合物，该混合物在反渗透膜的作用下进行汲取液和水的分离，最终得到处理达标的水，且分离处的汲取液能够回用于正渗透反应。此外，本专利技术在制备正渗透膜时组分中添加了Tb(NO3)3·6H2O，Tb(NO3)3·6H2O的加入使膜表面带有电荷，提高了正渗透膜的亲水性，使纯水通量大，同时还提高了有机物的截留率。本专利技术通过多种处理设备达到更好的处理效果，最终使处理后的畜禽养殖废水中的各项指标均能满足污水综合排放标准的要求。附图说明图1为本专利技术基于正渗透膜的畜禽养殖用废水处理装置的工艺流程图。附图标记说明：1-生物反应池，2-过滤池，3-正渗透装置，4-汲取液箱，5-反渗透装置，6-进水管，7-第一出水管，8-第一进液管，9-滤板，10-微滤网，11-第二出水管，12-正渗透膜，13-第三出水管，14-第二进液管，15-第四出水管，16-反渗透膜，17-第五出水管，18-第六出水管。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。下述各实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可在市场上购买得到。实施例1一种基于正渗透膜的畜禽养殖用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于正渗透膜的畜禽养殖用废水处理装置，其特征在于，包括生物反应池(1)、过滤池(2)、正渗透装置(3)、汲取液箱(4)以及反渗透装置(5)；所述生物反应池(1)一侧的下端设有进水管(6)，相对另一侧的上端设有第一出水管(7)，底端设有第一进液管(8)；所述生物反应池(1)内填充有活性污泥、火山石粉和柳树皮粉的混合物，且火山石粉、柳树皮粉和好氧活性污泥的质量比为1：5：100，所述生物反应池(1)内上端设有滤板(9)；所述过滤池(2)通过所述第一出水管(7)与所述生物反应池(1)连通，所述过滤池(2)内纵向设有微滤网(10)，所述过滤池(2)上与所述第一出水管(7)相对的一侧设有第二出水管(11)；所述正渗透装置(3)通过所述第二出水管(11)与所述过滤池(2)连通，所述正渗透装置(3)内纵向设置有正渗透膜(12)，且所述正渗透装置(3)位于所述正渗透膜(12)左侧的底端处设有第三出水管(13)，所述第三出水管(13)与所述第一进液管(8)连通；所述正渗透装置(3)位于所述正渗透膜(12)右侧的底端处设有第二进液管(14)，所述第二进液管(14)连通有所述汲取液箱(4)；所述正渗透装置(3)上与所述第二出水管(11)相对的一侧设有第四出水管(15)；所述反渗透装置(5)通过所述第四出水管(15)与所述正渗透装置(3)连通，所述反渗透装置(5)内纵向设有反渗透膜(16)，所述反渗透装置(5)内位于所述反渗透膜(16)左侧的底端处设有第五出水管(17)，所述第五出水管(17)的出液端位于所述汲取液箱(4)内，所述反渗透装置(5)上与所述第四出水管(15)相对的一侧设有第六出水管(18)；所述第三出水管(13)以及所述第二进液管(14)上均设有提升泵。...

【技术特征摘要】
1.一种基于正渗透膜的畜禽养殖用废水处理装置，其特征在于，包括生物反应池(1)、过滤池(2)、正渗透装置(3)、汲取液箱(4)以及反渗透装置(5)；所述生物反应池(1)一侧的下端设有进水管(6)，相对另一侧的上端设有第一出水管(7)，底端设有第一进液管(8)；所述生物反应池(1)内填充有活性污泥、火山石粉和柳树皮粉的混合物，且火山石粉、柳树皮粉和好氧活性污泥的质量比为1：5：100，所述生物反应池(1)内上端设有滤板(9)；所述过滤池(2)通过所述第一出水管(7)与所述生物反应池(1)连通，所述过滤池(2)内纵向设有微滤网(10)，所述过滤池(2)上与所述第一出水管(7)相对的一侧设有第二出水管(11)；所述正渗透装置(3)通过所述第二出水管(11)与所述过滤池(2)连通，所述正渗透装置(3)内纵向设置有正渗透膜(12)，且所述正渗透装置(3)位于所述正渗透膜(12)左侧的底端处设有第三出水管(13)，所述第三出水管(13)与所述第一进液管(8)连通；所述正渗透装置(3)位于所述正渗透膜(12)右侧的底端处设有第二进液管(14)，所述第二进液管(14)连通有所述汲取液箱(4)；所述正渗透装置(3)上与所述第二出水管(11)相对的一侧设有第四出水管(15)；所述反渗透装置(5)通过所述第四出水管(15)与所述正渗透装置(3)连通，所述反渗透装置(5)内纵向设有反渗透膜(16)，所述反渗透装置(5)内位于所述反渗透膜(16)左侧的底端处设有第五出水管(17)，所述第五出水管(17)的出液端位于所述汲取液箱(4)内，所述反渗透装置(5)上与所述第四出水管(15)相对的一侧设有第六出水管(18)；所述第三出水管(13)以及所述第二进液管(14)上均设有提升泵。2.根据权利要求1所述的基于正渗透膜的畜禽养殖用废水处理装置，其特征在于，所述柳树皮粉的制备方法如下：将柳树皮浸入质量浓度为5％的醋酸溶液中，浸泡24h后取出，于室温晾干至含水率≤5％，然后粉碎，过10目筛，即得到所述柳树皮粉。3.根据权利要求1所述的基于正渗透膜的畜禽养殖用废水处理装置，其特征在于，所述火山石粉的粒径为1-3mm。4.根据权利要求1所述的基于正渗透膜的畜禽养殖用废水处理装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐俊，梁怡晗，裴云燕，白云浩，莫贞林，彭君陶，王冰，贾虎，蒋耿民，马霄航，
申请(专利权)人：南阳师范学院，
类型：发明
国别省市：河南,41