[发明专利]一种高浊度高有机物高磷的厌氧发酵沼液的强化处理工艺

说明书

一种高浊度高有机物高磷的厌氧发酵沼液废水的“磁混凝‑陶瓷膜微滤‑纳滤”强化处理工艺。采用磁混凝进行沼液预处理，显著提高固液分离效率，降低悬浮物与有机物；其后采用陶瓷微滤膜进一步去除悬浮物与有机物；采取纳滤进行深度处理，实现高品质产水与营养物质富集。“磁混凝‑陶瓷膜微滤”预处理可以实现浊度99％的去除，并削减大分子有机物及胶体，且对悬浮物和有机物的浓度变化有显著的适应性，保障稳定的预处理能力。纳滤可以截留97％以上的浊度、有机物和其他污染物，实现沼液营养物质的浓缩，达到资源再利用目的。整体而言，本工艺对不同沼液具有适应性强、出水水质稳定的特点，适用于高悬浮物、高有机物的沼液的长效稳定处理。

技术领域

本发明属于污水深度处理技术领域，具体涉及一种高浓度沼液的“磁混凝- 陶瓷膜-纳滤”深度处理组合工艺。

背景技术

近年来，我国日益加强以畜禽养殖废水为原料的能源化、规模化与专业化沼气工程建设，促进能源的发展与环境保护，但是沼液量大与消纳不足问题仍然是制约沼气工程规模化发展的主要因素。沼液是畜禽养殖废水经过厌氧发酵后的固液分离产物，其水量大且富含大量营养元素，因此对沼液的水与营养元素的回用不仅可以实现水污染源控制、解决部分水资源不足问题，同时也能够促进沼气工程的规模化发展。因此，沼液的深度处理与回用日益引起有关专家学者的密切关注。

沼液具有一种高悬浮物、弱碱性、高有机物与盐含量较高等特点，因此常规的工艺无法实现污染物的有效去除，传统基于微生物的处理工艺在沼液污水的处理过程中受到一定程度的限制。悬浮物和有机物去除是沼液深度处理的关键过程，针对悬浮物的去除主要有混凝、气浮、离心分离、过滤、膜分离与蒸发浓缩等。混凝是应用最为广泛的水处理技术之一，主要通过投加混凝剂实现胶体悬浮物的破稳凝聚，进而快速分离。针对高浓度的沼液污水处理，混凝的预处理可有效削减其中悬浮物的含量，但是针对沼液悬浮物浓度高、水之波动大、盐浓度高等影响，其悬浮物去除效果差、速率慢且不稳定。磁混凝是一种有效的悬浮物去除手段，主要是通过增加絮体的比重，强化重力作用，提高沉降性能，弱化布朗运动，使固液分离速率加快，达到快速去除悬浮物的目的，且磁混凝在氮磷与部分有机物的去除方面也存在一定的去除效果。近年来磁混凝技术在水处理中得到广泛关注，但是在沼液处理和资源化回用过程中应用还有待进一步展开。

大量的高分子有机物、胶体是沼液处理的另一个主要问题，有机物的去除技术主要是以微生物处理技术(生物强化、共代谢、反硝化等)、活性炭吸附、膜分离、光催化氧化、超临界氧化以及高级氧化技术等，生化技术因要求严苛，且受水环境污染物浓度的影响较大而受到限制。因此低压膜分离技术微滤和超滤是进一步开展沼液预处理的常用工艺，其具有分离效果好、速率快且受水质的影响较小的优势。但是在沼液处理中，由于高分子有机污染物浓度高，因此采用有机膜材料易出现膜污堵和破损现象，导致处理成本的提高。而陶瓷膜是以铝锆类氧化物作为膜材料制备的新型膜，具有耐酸碱性、耐高温、机械强度高与抗污染性能强等特点，随着陶瓷膜制膜成本的下降和制膜技术的进一步提升，在水处理中逐渐的得到应用。本方法选用陶瓷膜进行沼液的二级预处理，提升悬浮物、胶体、大分子有机物的去除效果，保障运行运行。

高压膜分离技术如纳滤和反渗透是常用的废水深度处理工艺，可以保障高品质的产水和污染物质的截留。但反渗透技术操作压力高、膜污染程度高、且截留几乎全部污染物质，因此在沼液营养物质回用中存在单价盐的问题。因此，本研究采用纳滤作为沼液深度处理与营养元素富集技术。纳滤是一种基于纳米孔径膜的分离技术，主要分离原理为膜孔截留作用及道南效应，可以截留大部分有机物和实现单价盐和高价盐的分离，因此可以应用于沼液中营养元素的富集、单价盐的去除和产水的工业回用。

综上，由于沼液含高悬浮物、有机物、盐及氮磷钾等营养元素，采用磁混凝 -陶瓷膜微滤过程进行预处理可以保障悬浮物、胶体和大分子有机物的有效去除。进一步采用纳滤作为深度处理，可实现沼液中营养元素的富集、单价盐的去除和产水的工业回用，且该工艺对水质波动具有较好的适应性。

发明内容