养猪场生化出水深度处理回用装置及方法与流程

1.本发明涉及的是养猪场生化出水深度处理回用装置及方法，属于养殖业废水处理的技术领域。


背景技术：

2.随着我国经济的快速发展，广大人民群众的生活水平日益提高，人们对动物蛋白质特别是猪肉的需求不断增大，推动了标准化、规模化养猪场的建设，而在生猪养殖的过程中会产生大量的猪粪尿与废水，对环境影响很大；现有技术是分别收集猪粪用作有机肥料，对猪尿水进行厌氧与好氧生化处理，降低废水中的cod、氨氮、总磷，出水满足gb 18596
‑
2001《畜禽养殖业污染物排放标准》，bod5≤150mg/l、cod
cr
≤400mg/l、ss≤200mg/l、nh3‑
n≤80mg/l、tp≤8mg/l，但浪费了废水中的氮磷资源。


技术实现要素：

3.本发明提出的是一种养猪场生化出水深度处理回用装置及方法，其目的旨在针对养猪场生化出水污染物较高的问题，特别是部分生化处理效果不好的养猪废水项目，去除水中有害物，回收营养物，实现养猪场生化出水深度处理回用的目的。
4.本发明的技术解决方案：养猪场生化出水深度处理回用装置，包括一级物料分离处理系统、二级物料分离处理系统、浓缩净化处理系统；其中养猪场生化出水接至一级物料分离处理系统的进水口，一级物料分离处理系统的反洗水排口送出反洗排水，一级物料分离处理系统的出水口送出一级物料分离系统出水至二级物料分离处理系统的进水口，二级物料分离处理系统的有机浓液出口送出有机浓液，二级物料分离处理系统的出水口送出二级物料分离系统出水至浓缩净化处理系统的进水口，浓缩净化处理系统的浓水出口送出浓水，浓缩净化处理系统的回用水出口送出回用水。
5.所述的一级物料分离处理系统，其结构包括原水箱、袋式过滤器、次氯酸钠加药装置、一级物料分离膜装置、一级分离水箱、反洗水收集箱、原水泵、增压泵、反洗泵、反洗水输送泵；其中养猪场生化出水接至原水箱的进水口，原水箱的出水口通过原水泵与袋式过滤器的进水口相接，袋式过滤器的出水口接至一级物料分离膜装置的进水口，次氯酸钠加药装置的出药口接至一级物料分离膜装置的进药口，一级物料分离膜装置的出水口接至一级分离水箱的进水口，一级分离水箱的1#出水口通过反洗泵与一级物料分离膜装置的反洗水进口相接，一级物料分离膜装置的反洗水出口接至反洗水收集箱的进水口，反洗水收集箱的出水口通过反洗水输送泵送出反洗排水，一级分离水箱的2#出水口通过增压泵p
12
送出一级物料分离系统出水。
6.所述一级物料分离膜装置中设有30～100nm过滤精度pvdf材质的一级物料分离膜。
7.所述的二级物料分离处理系统，其结构包括二级物料分离膜保安过滤器、二级物料分离膜装置、有机浓液箱、二级物料分离高压泵、有机浓液输送泵；其中一级物料分离系
统出水接至二级物料分离膜保安过滤器的进水口，二级物料分离膜保安过滤器的出水口通过二级物料分离高压泵与二级物料分离膜装置的进水口相接，二级物料分离膜装置的有机浓液出口接至有机浓液箱的进液口，有机浓液箱的出液口通过有机浓液输送泵送出有机浓液，二级物料分离膜装置的出水口送出二级物料分离系统出水。
8.所述二级物料分离膜装置中设有1000～2000道尔顿过滤精度复合材质的二级物料分离膜滤。
9.所述的浓缩净化处理系统，其结构包括二级分离水箱、树脂软化罐、溶盐加药再生系统、一级反渗透阻垢剂投加装置、一级反渗透保安过滤器、一级反渗透装置、一级反渗透产水箱、二级反渗透保安过滤器、二级反渗透装置、回用水箱、一级反渗透浓水箱、浓水反渗透阻垢剂投加装置、浓水反渗透保安过滤器、浓水反渗透装置、浓水箱、一级反渗透增压泵、一级反渗透高压泵、二级反渗透增压泵、二级反渗透高压泵、回用水输送泵、浓水反渗透增压泵、浓水反渗透高压泵、浓水输送泵；其中二级物料分离系统出水接至二级分离水箱的1#进水口，二级分离水箱1的出水口通过一级反渗透增压泵与树脂软化罐的进水口相接，溶盐加药再生系统的出药口接至树脂软化罐的再生液进口，树脂软化罐的再生液出口接至浓水箱的1#进水口，树脂软化罐的出水口接至一级反渗透保安过滤器的进水口，一级反渗透阻垢剂投加装置的出药口也接至一级反渗透保安过滤器的进水口，一级反渗透保安过滤器的出水口通过一级反渗透高压泵与一级反渗透装置的进水口相接，一级反渗透装置的浓水出口接至一级反渗透浓水箱的进水口，一级反渗透浓水箱的出水口通过浓水反渗透增压泵与浓水反渗透保安过滤器的进水口相接，浓水反渗透阻垢剂投加装置的出药口也接至浓水反渗透保安过滤器的进水口，浓水反渗透保安过滤器的出水口通过浓水反渗透高压泵与浓水反渗透装置的进水口相接，浓水反渗透装置的产水出口接至一级反渗透产水箱的1#进水口，浓水反渗透装置的浓水出口接至浓水箱的2#进水口，浓水箱的出水口通过浓水输送泵送出浓水；一级反渗透装置的产水出口接至一级反渗透产水箱的2#进水口，一级反渗透产水箱的出水口通过二级反渗透增压泵与二级反渗透保安过滤器的进水口相接，二级反渗透保安过滤器的出水口通过二级反渗透高压泵与二级反渗透装置的进水口相接，二级反渗透装置的浓水出口接至二级分离水箱的2#进水口，二级反渗透装置的产水出口接至回用水箱的进水口，回用水箱的出水口通过回用水输送泵送出回用水。
10.其工作方法，包括如下步骤：
11.1)通过一级物料分离处理系统，滤去废水中的悬浮物与部分有机物，将废水中的ss降低到≤1mg/l；
12.2)通过二级物料分离处理系统，滤去废水中的有机物，将废水中的cod
cr
降低到27～135mg/l，并得到cod
cr 8000～25000mg/l的有机浓液；
13.3)通过浓缩净化处理系统，进行10～30倍的浓缩，将废水的tds浓缩到70000～125000mg/l，并净化出tds 5～150mg/l的回用水。
14.所述步骤1)中的一级物料分离处理系统，包括原水箱、袋式过滤器、次氯酸钠加药装置、一级物料分离膜装置、一级分离水箱、反洗水收集箱，具体是针对水质为cod
cr 200～1000mg/l、ss 100～500mg/l、nh3‑
n 40～200mg/l、tp 4～20mg/l、tds 2500～12500mg/l的养猪场生化出水，利用30～100nm过滤精度pvdf材质的一级物料分离膜滤去废水中的悬浮物与部分有机物，将废水中的ss降低到≤1mg/l、cod
cr
降低到180～900mg/l，每30～90min对
一级物料分离膜进行定期反洗，反洗排水送到生化处理段重新处理。
15.所述步骤2)中的二级物料分离处理系统，包括二级物料分离膜保安过滤器、二级物料分离膜装置、有机浓液箱，具体是针对水质为cod
cr 180～900mg/l、ss≤1mg/l、nh3‑
n 40～200mg/l、tp 4～20mg/l、tds 2500～12500mg/l的一级物料分离系统出水，利用1000～2000道尔顿过滤精度复合材质的二级物料分离膜滤去废水中的有机物，将废水中的cod
cr
降低到27～135mg/l，并将废水中的有机物浓缩20～50倍，使得有机浓液的cod
cr
达到8000～25000mg/l。
16.所述步骤3)中的浓缩净化处理系统，包括二级分离水箱、树脂软化罐、溶盐加药再生系统、一级反渗透阻垢剂投加装置、一级反渗透保安过滤器、一级反渗透装置、一级反渗透产水箱、二级反渗透保安过滤器、二级反渗透装置、回用水箱、一级反渗透浓水箱、浓水反渗透阻垢剂投加装置、浓水反渗透保安过滤器、浓水反渗透装置、浓水箱，具体是针对水质为cod
cr 27～135mg/l、ss≤1mg/l、nh3‑
n 40～200mg/l、tp 4～20mg/l、tds 2500～12500mg/l的一级物料分离系统出水，利用一级反渗透与浓水反渗透的两级浓缩将废水的盐分浓缩10～30倍，回收有效的肥料养分，浓水的水质为cod
cr 800～1350mg/l、ss 0mg/l、nh3‑
n 1000～2000mg/l、tp 100～200mg/l、tds 70000～125000mg/l；同时经过一级反渗透与二级反渗透的两级净化，净化出水的水质为cod
cr 1～10mg/l、ss 0mg/l、nh3‑
n 0.5～4mg/l、tp≤0.5mg/l、tds 5～150mg/l，反渗透产水完全回用，实现养猪场生化出水深度处理回用的目的。
17.本发明的特点，本发明养猪场生化出水深度处理回用装置及方法，首先通过一级物料分离处理系统去除废水中的悬浮物；其次利用二级物料分离处理系统去除废水中的大分子有机物，回收废水中的有机营养物质；最后利用浓缩净化处理系统将废水浓缩，回收废水中的无机营养盐分，并净化出回用水，有效回收水资源，达到养猪场生化出水深度处理回用的目的。
附图说明
18.附图1养猪场生化出水深度处理回用装置的总体结构框图。
19.附图中的msts1表示一级物料分离处理系统，msts2表示二级物料分离处理系统，cpts表示浓缩净化处理系统，ww表示养猪场生化出水，so1表示一级物料分离系统出水，so2表示二级物料分离系统出水，rcw表示回用水，bw表示反洗排水，ocl表示有机浓液，cw表示浓水。
20.附图2养猪场生化出水深度处理回用装置的一、二级物料分离处理系统结构框图。
21.附图中的msts1表示一级物料分离处理系统，mt
11
表示原水箱，bf
11
表示袋式过滤器，d
11
表示次氯酸钠加药装置，msm
11
表示一级物料分离膜装置，mt
12
表示一级分离水箱，mt
13
表示反洗水收集箱，p
11
表示原水泵，p
12
表示增压泵，p
13
表示反洗泵，p
14
表示反洗水输送泵，ww表示养猪场生化出水，so1表示一级物料分离系统出水，bw表示反洗排水；msts2表示二级物料分离处理系统，saf
21
表示二级物料分离膜保安过滤器，msm
21
表示二级物料分离膜装置，mt
21
表示有机浓液箱，p
21
表示二级物料分离高压泵，p
22
表示有机浓液输送泵，so2表示二级物料分离系统出水，ocl表示有机浓液。附图3养猪场生化出水深度处理回用装置的浓缩净化处理系统结构框图。
22.附图中的cpts表示浓缩净化处理系统，mt
31
表示二级分离水箱，rsb表示树脂软化罐，d
31
表示溶盐加药再生系统，d
32
表示一级反渗透阻垢剂投加装置，saf
31
表示一级反渗透保安过滤器，ro1表示一级反渗透装置，mt
32
表示一级反渗透产水箱，saf
32
表示二级反渗透保安过滤器，ro2表示二级反渗透装置，mt
33
表示回用水箱，mt
34
表示一级反渗透浓水箱，d
33
表示浓水反渗透阻垢剂投加装置，saf
33
表示浓水反渗透保安过滤器，ro
c
表示浓水反渗透装置，mt
35
表示浓水箱，p
31
表示一级反渗透增压泵，p
32
表示一级反渗透高压泵，p
33
表示二级反渗透增压泵，p
34
表示二级反渗透高压泵，p
35
表示回用水输送泵，p
36
表示浓水反渗透增压泵，p
37
表示浓水反渗透高压泵，p
38
表示浓水输送泵，so2表示二级物料分离系统出水，rcw表示回用水，cw表示浓水。
23.附图4养猪场生化出水深度处理回用装置实施例的水量平衡图。
24.附图5养猪场生化出水深度处理回用装置实施例的浓缩净化处理系统水量平衡图。
具体实施方式
25.对照附图1，养猪场生化出水深度处理回用装置，其结构包括一级物料分离处理系统msts1、二级物料分离处理系统msts2、浓缩净化处理系统cpts；其中养猪场生化出水ww接至一级物料分离处理系统msts1的进水口，一级物料分离处理系统msts1的反洗水排口送出反洗排水bw，一级物料分离处理系统msts1的出水口送出一级物料分离系统出水so1至二级物料分离处理系统msts2的进水口，二级物料分离处理系统msts2的有机浓液出口送出有机浓液ocl，二级物料分离处理系统msts2的出水口送出二级物料分离系统出水so2至浓缩净化处理系统cpts的进水口，浓缩净化处理系统cpts的浓水出口送出浓水cw，浓缩净化处理系统cpts的回用水出口送出回用水rcw。
26.对照附图2，一级物料分离处理系统msts1，其结构包括原水箱mt
11
、袋式过滤器bf
11
、次氯酸钠加药装置d
11
、一级物料分离膜装置msm
11
、一级分离水箱mt
12
、反洗水收集箱mt
13
、原水泵p
11
、增压泵p
12
、反洗泵p
13
、反洗水输送泵p
14
；其中养猪场生化出水ww接至原水箱mt
11
的进水口，原水箱mt
11
的出水口通过原水泵p
11
与袋式过滤器bf
11
的进水口相接，袋式过滤器bf
11
的出水口接至一级物料分离膜装置msm
11
的进水口，次氯酸钠加药装置d
11
的出药口接至一级物料分离膜装置msm
11
的进药口，一级物料分离膜装置msm
11
的出水口接至一级分离水箱mt
12
的进水口，一级分离水箱mt
12
的1#出水口通过反洗泵p
13
与一级物料分离膜装置msm
11
的反洗水进口相接，一级物料分离膜装置msm
11
的反洗水出口接至反洗水收集箱mt
13
的进水口，反洗水收集箱mt
13
的出水口通过反洗水输送泵p
14
送出反洗排水bw，一级分离水箱mt
12
的2#出水口通过增压泵p
12
送出一级物料分离系统出水so1。
27.二级物料分离处理系统msts2，其结构包括二级物料分离膜保安过滤器saf
21
、二级物料分离膜装置msm
21
、有机浓液箱mt
21
、二级物料分离高压泵p
21
、有机浓液输送泵p
22
；其中一级物料分离系统出水so1接至二级物料分离膜保安过滤器saf
21
的进水口，二级物料分离膜保安过滤器saf
21
的出水口通过二级物料分离高压泵p
21
与二级物料分离膜装置msm
21
的进水口相接，二级物料分离膜装置msm
21
的有机浓液出口接至有机浓液箱mt
21
的进液口，有机浓液箱mt
21
的出液口通过有机浓液输送泵p
22
送出有机浓液ocl，二级物料分离膜装置msm
21
的出水口送出二级物料分离系统出水so2。
28.对照附图3，浓缩净化处理系统cpts，其结构包括二级分离水箱mt
31
、树脂软化罐rsb、溶盐加药再生系统d
31
、一级反渗透阻垢剂投加装置d
32
、一级反渗透保安过滤器saf
31
、一级反渗透装置ro1、一级反渗透产水箱mt
32
、二级反渗透保安过滤器saf
32
、二级反渗透装置ro2、回用水箱mt
33
、一级反渗透浓水箱mt
34
、浓水反渗透阻垢剂投加装置d
33
、浓水反渗透保安过滤器saf
33
、浓水反渗透装置ro
c
、浓水箱mt
35
、一级反渗透增压泵p
31
、一级反渗透高压泵p
32
、二级反渗透增压泵p
33
、二级反渗透高压泵p
34
、回用水输送泵p
35
、浓水反渗透增压泵p
36
、浓水反渗透高压泵p
37
、浓水输送泵p
38
；其中二级物料分离系统出水so2接至二级分离水箱mt
31
的1#进水口，二级分离水箱mt
31
的出水口通过一级反渗透增压泵p
31
与树脂软化罐rsb的进水口相接，溶盐加药再生系统d
31
的出药口接至树脂软化罐rsb的再生液进口，树脂软化罐rsb的再生液出口接至浓水箱mt
35
的1#进水口，树脂软化罐rsb的出水口接至一级反渗透保安过滤器saf
31
的进水口，一级反渗透阻垢剂投加装置d
32
的出药口也接至一级反渗透保安过滤器saf
31
的进水口，一级反渗透保安过滤器saf
31
的出水口通过一级反渗透高压泵p
32
与一级反渗透装置ro1的进水口相接，一级反渗透装置ro1的浓水出口接至一级反渗透浓水箱mt
34
的进水口，一级反渗透浓水箱mt
34
的出水口通过浓水反渗透增压泵p
36
与浓水反渗透保安过滤器saf
33
的进水口相接，浓水反渗透阻垢剂投加装置d
33
的出药口也接至浓水反渗透保安过滤器saf
33
的进水口，浓水反渗透保安过滤器saf
33
的出水口通过浓水反渗透高压泵p
37
与浓水反渗透装置ro
c
的进水口相接，浓水反渗透装置ro
c
的产水出口接至一级反渗透产水箱mt
32
的1#进水口，浓水反渗透装置ro
c
的浓水出口接至浓水箱mt
35
的2#进水口，浓水箱mt
35
的出水口通过浓水输送泵p
38
送出浓水cw；一级反渗透装置ro1的产水出口接至一级反渗透产水箱mt
32
的2#进水口，一级反渗透产水箱mt
32
的出水口通过二级反渗透增压泵p
33
与二级反渗透保安过滤器saf
32
的进水口相接，二级反渗透保安过滤器saf
32
的出水口通过二级反渗透高压泵p
34
与二级反渗透装置ro2的进水口相接，二级反渗透装置ro2的浓水出口接至二级分离水箱mt
31
的2#进水口，二级反渗透装置ro2的产水出口接至回用水箱mt
33
的进水口，回用水箱mt
33
的出水口通过回用水输送泵p
35
送出回用水rcw。
29.养猪场生化出水深度处理回用方法，包括如下步骤：
30.1)通过一级物料分离处理系统，滤去废水中的悬浮物与部分有机物，将废水中的ss降低到≤1mg/l；
31.2)通过二级物料分离处理系统，滤去废水中的有机物，将废水中的cod
cr
降低到27～135mg/l，并得到cod
cr 8000～25000mg/l的有机浓液；
32.3)通过浓缩净化处理系统，进行10～30倍的浓缩，将废水的tds浓缩到70000～125000mg/l，并净化出tds 5～150mg/l的回用水。
33.所述步骤1)通过一级物料分离处理系统，具体是针对水质为cod
cr 200～1000mg/l、ss 100～500mg/l、nh3‑
n 40～200mg/l、tp 4～20mg/l、tds 2500～12500mg/l的养猪场生化出水，利用30～100nm过滤精度pvdf材质的一级物料分离膜滤去废水中的悬浮物与部分有机物，将废水中的ss降低到≤1mg/l、cod
cr
降低到180～900mg/l，每30～90min对一级物料分离膜进行定期反洗，反洗排水送到生化处理段重新处理。
34.所述步骤2)通过二级物料分离处理系统，具体是针对水质为cod
cr 180～900mg/l、ss≤1mg/l、nh3‑
n 40～200mg/l、tp 4～20mg/l、tds 2500～12500mg/l的一级物料分离系统出水，利用切割分子量1000～2000道尔顿复合材质的二级物料分离膜滤去废水中的有机
物，将废水中的cod
cr
降低到27～135mg/l，并将废水中的有机物浓缩20～50倍，使得有机浓液的cod
cr
达到8000～25000mg/l。
35.所述步骤3)通过浓缩净化处理系统，具体是针对水质为cod
cr 27～135mg/l、ss≤1mg/l、nh3‑
n 40～200mg/l、tp 4～20mg/l、tds 2500～12500mg/l的一级物料分离系统出水，利用一级反渗透与浓水反渗透的两级浓缩将废水的盐分浓缩10～30倍，回收有效的肥料养分，浓水的水质为cod
cr 800～1350mg/l、ss 0mg/l、nh3‑
n 1000～2000mg/l、tp 100～200mg/l、tds 70000～125000mg/l；同时经过一级反渗透与二级反渗透的两级净化，净化出水的水质为cod
cr 1～10mg/l、ss 0mg/l、nh3‑
n 0.5～4mg/l、tp≤0.5mg/l、tds 5～150mg/l，超过了gb 50335
‑
2002《污水再生利用工程设计规范》对工业冷却用水与城镇杂用水水质的控制指标，即cod
cr
≤60mg/l、ss≤30mg/l、nh3‑
n≤10mg/l、tp≤1mg/l、tds≤1000mg/l，反渗透产水完全回用，实现养猪场生化出水深度处理回用的目的。
36.实施例
37.某养猪场年养猪1.7万头，按存栏量8500头计，每天产生大量的养猪废水。目前养猪场废水处理系统的生化出水水质超标，采用本养猪场生化出水深度处理回用系统后有效的回收了有机浓液、浓水与回用水。
38.1.养猪场生化出水的成分与量
39.设计养猪场生化出水水质
40.成分cod
cr
ssnh3‑
ntptds单位mg/lmg/lmg/lmg/lmg/l指标8002001001010000
41.养猪场生化出水水量为150t/d。
42.2.工艺流程
43.2.1废水深度处理系统
44.废水深度处理系统水量平衡见附图4养猪场生化出水深度处理回用装置实施例的水量平衡图。
45.图中养猪场生化出水150t/d，经过一级物料分离膜去除悬浮物，降低部分有机物，反洗排水10.5t/d返回生化处理系统重新处理；一级分离出水139.5t/d，通过二级物料分离膜将有机物浓缩大约33倍，回收率97％，得到高浓度有机浓液4.2t/d，送去用于制造有机肥；二级分离出水135.3t/d，利用浓缩净化处理系统进行大约10倍的浓缩，整个浓缩净化处理系统的回收率为90％，得到13.2t/d浓水加以回收，最终二级反渗透的122.1t/d产水回用。
46.废水深度处理系统的浓缩净化处理系统的水量平衡图见附图5养猪场生化出水深度处理回用装置实施例的浓缩净化处理系统水量平衡图。
47.图中整个浓缩净化处理系统进水6.0t/h，浓水(浓水反渗透浓水)0.6t/h，产水(二级反渗透产水)5.4t/h，浓缩净化处理系统回收率90％，总体浓缩了大约10倍；其中一级反渗透回收率85％，浓缩大约6.7倍，浓水反渗透回收率40％，浓缩大约1.7倍，二级反渗透回收率90％。
48.2.2流程说明
49.养猪场生化出水进入原水箱，经原水泵加压进入袋式过滤器滤去大的颗粒物，再
经过一级物料分离膜装置滤去细小的悬浮物，出水进入一级分离水箱，经增压泵送到二级物料分离膜保安过滤器；每30～90min定时对一级物料分离膜进行反洗，反洗排水收集后送到生化处理段重新处理；二级物料分离膜保安过滤器出水经过二级物料分离高压泵加压进入二级物料分离膜装置，对废水中的有机物进行高倍率的浓缩，得到富含有机物的有机浓液，送至有机肥生产系统；降低cod后的二级物料分离膜出水进入二级分离水箱，经过一级反渗透增压泵加压进入树脂软化罐以去除废水中的硬度，利用溶盐自动对树脂进行再生，软化后的废水进入一级反渗透保安过滤器，经一级反渗透高压泵加压后进入回收率85％的一级反渗透装置，一级反渗透的浓水依次经过一级反渗透浓水箱、浓水反渗透增压泵、浓水反渗透保安过滤器、浓水反渗透高压泵后加压进入回收率40％的浓水反渗透装置，进行两次浓缩，达到大约10倍的总浓缩倍数，浓水反渗透的浓水回收利用；一级反渗透与浓水反渗透的产水依次通过一级反渗透产水箱、二级反渗透增压泵、二级反渗透保安过滤器、二级反渗透高压泵后加压进入回收率90％的二级反渗透装置，经过两级反渗透净化后得到远超过《污水再生利用工程设计规范》限定的优质回用水；利用保安过滤器与阻垢剂对反渗透膜进行保护。
50.3.废水深度处理效果
51.养猪场生化处理深度处理的效果如下表：
[0052][0053]
[0054]
4.系统主要设计参数
[0055]
4.1相关土建工程：
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序号名称规格单位数量结构型式1废水处理车间30.0mx10.0mx6.0m座1轻钢
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4.2主要设备：
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[0062]