CN100545109C

CN100545109C - 组合式养殖废水净化方法及装置

Info

Publication number: CN100545109C
Application number: CNB2007100529462A
Authority: CN
Inventors: 李兆华; 胡细全; 朱联东; 马安宁
Original assignee: Hubei University
Current assignee: Hubei University
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2027-08-10
Also published as: CN101139153A

Abstract

本发明公开了一种组合式养殖废水净化方法及装置。它是有下列过程完成的：沉淀后的养殖废水，经过滤后，渗浸经过朽木进行厌氧除氮处理；再通过渗浸经过竹炭和石灰石进行好氧曝气处理后；经内电解处理后，最后经过吸附处理后完成净化排出。该装置系统内没有机械装置，维修简便，工人经简单培训之后可以自行操作和维修。本发明针对养殖废水COD、总氮、总磷和固体悬浮物含量高的特点，设计了分步式处理流程，设备简单、原料易得、维修容易，能够解决中小规模养殖场废水的净化问题。

Description

组合式养殖废水净化方法及装置

技术领域

本发明属于污水处理，具体涉及一种养殖废水净化方法及装置。

背景技术

畜禽养殖场的污水中含有大量的污染物质，其污水的生化指标极高，如猪粪尿混合排出物的COD_cr值可达8100mg/L。这些高浓度、未经处理而排放的污水进入自然水体后，可使水中的悬浮固体物(SS)、化学耗氧量(COD)、生化需氧量(BOD)和微生物含量升高，特别是污水中的氮(N)、磷(P)等营养物质会促进低等水生生物的大量繁殖，使水体发黑发臭，导致水体的富营养化。

随着规模化养殖场环境问题的出现，自20世纪80年代后国内外才开始关注和研究养殖场废水处理的技术问题。目前养殖废水主要还田、自然处理和工业化处理三种模式。还田模式适用于远离城市、土地宽广且有足够农田消纳污水的经济落后地区，特别是种植常年需施肥作物的地区。自然处理模式主要采用氧化塘、土地处理系统或人工湿地等自然处理系统对养殖场粪便污水进行处理，适用于距城市较远、气温较高且土地宽广并有滩涂、荒地、林地或低洼地可作污水自然处理系统的地方。但中国有相当多的养殖场集中在城郊或土地缺乏的地区，无法推行还田和自然处理模式，这些养殖场废水只能选择工业化处理模式，工业化处理模式包括厌氧处理、好氧处理以及厌氧+好氧处理等不同处理组合系统。工业化处理模式主要优点一是占地少；二是适应性广，不受地理位置限制；三是季节温度变化的影响较小。其主要缺点一是投资大，每万头猪场粪便污水处理投资约120-150万元；二是能耗高，每处理1m³污水约耗电2-4kW·h；三是运转费用高，每处理1m³污水需运转费2.0元左右；四是机械设备多，维护管理量大；五是需专门技术人员管理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组合式养殖废水净化方法及其装置；从而克服养殖废水工业化处理模式的上述缺点。

实现本发明组合式养殖废水净化方法的技术方案为：组合式养殖废水净化方法，它是由下列过程完成的：沉淀后的养殖废水，经过滤后，渗浸经过朽木进行厌氧除氮处理；再通过渗浸经过竹炭和石灰石进行好氧曝气处理后；经铁屑和石灰石内电解处理后，最后经过吸附处理后完成净化排出，或者所述厌氧除氮处理中使用朽木和陶粒渗浸。

实现本发明组合式养殖废水净化装置的技术方案为：组合式养殖废水净化装置，它包括依次由管道连接联通的沉淀箱、过滤箱、厌氧反应箱、好氧反应箱、内电解箱和吸附箱；过滤箱内设黄沙；厌氧反应箱内设朽木；好氧反应箱内设竹炭和石灰石，曝气管设在好氧反应箱内。

本发明充分利用土地处理系统的污水净化原理，模拟自然净化方式，通过功能集成减少土建和机械设备，降低工程造价；每一箱体内填装不同的滤料和填料，充分利用微生物的去污能力，减少产泥量和能耗，降低运行成本；核心设备为六个独立的箱体，箱体内没有机械装置，维修简便，工人经简单培训之后可以自行操作和维修。本发明针对养殖废水COD、总氮、总磷和固体悬浮物含量高的特点，设计了分步式处理流程，设备简单、原料易得、维修容易，能够解决中小规模养殖场废水的净化问题。

附图说明

图1本发明示意图。

图2沉淀箱结构示意图。

图3过滤箱结构示意图。

图4好氧反应箱结构示意图。

图5好氧反应箱内曝气管道系统实施案例示意图。

图6厌氧反应箱、内电解箱和吸附箱结构示意图。

图7净化器组合及管网连接示意图。

图8实施案例示意图。

图中：1.沉淀箱，2.过滤箱，3.厌氧反应箱，4.好氧反应箱，5.内电解箱，6.吸附箱，7.黄沙，8.朽木，9.陶粒，10.竹炭，11.石灰石，12.铁屑，13.木炭，14.进水管，15.出水管，15.阀门，16.出泥口，17.水阀，18.过滤网，19.出水管，20.带孔隔板，21.带孔滤板，22.隔板，23.排泥管，24.送气管，25.曝气管，26.曝气孔，27.抽水机，28.曝气机，29.污水沉淀池，30.清水蓄水池，31.梯级基台，32.排泥管道，33.排泥沟。

具体实施方式

本实施例用于对本发明技术方案的解释，本发明并不限于下列实施例的保护范围。

本实施例的方法是：养殖废水经沉淀箱沉淀后，沉淀箱不加任何填料，其主要作用是拦截和沉淀污水中的固体物质；再通过过滤箱内填装黄沙，其主要作用是通过厌氧过滤，去除污水中悬浮颗粒，过滤箱内分两级过滤即粒径为3-6mm的粗黄沙过滤和粒径为1-3mm的细黄沙过滤；厌氧反应箱下部填入朽木，上部填装陶粒，朽木的C/N比值应大于7，其主要作用是除氮，最好选用不含有酯类或芳香类的阔叶类林木朽木或栽培过木耳香菇的树杆，如栎树、枫杨、柳树、杨树、法国梧桐等；好氧反应箱下部填装竹炭，上部填装石灰石，底部安装曝气管，其主要作用是消解COD物质、除氮和降磷，竹炭和石灰石的体积比为2∶0.5～1.3；内电解箱下部填装铁屑，上部填装石灰石，其主要作用是通过内电解和吸附去除水中的磷和重金属，铁屑和石灰石的重量比为1∶1.8～3；吸附箱下部填装木炭(处理要求很高时也可以填装活性炭)，上部填装石灰石，其主要作用是吸附水中的剩余污染物，木炭和石灰石的体积比为2∶0.5～1.3。污水经过进水管进入处理系统，所有箱体均为下部进水，污水由下至上通过滤料和填料，最终由位于上部水管排出。

实现上述方法的装置如图1所示，净化装置由六部分构成，依次为：沉淀箱1，过滤箱2，厌氧反应箱3，好氧反应箱4，内电解箱5，吸附箱6，箱体可用坚固水箱改制，亦可用钢板焊接而成。沉淀箱1不加任何填料，其主要作用是拦截和沉淀污水中的固体物质；过滤箱2内填装粗黄沙7，其主要作用是通过厌氧过滤，去除污水中悬浮颗粒，黄沙滤料可以反冲清洗，反复使用；厌氧反应箱3下部填入朽木8，上部填装陶粒9，朽木的C/N比应大于7，且不能含油脂类物质，在C多N少的“N饥饿”环境中，细菌的吸收并分解水中的N，达到除N目的，上部的陶粒在挂膜后，也能够脱氮，朽木8和陶粒9的体积比为2∶0.5～1.3。好氧反应箱4下部填装竹炭10，上部填装石灰石11，底部安装曝气管，适宜于好氧微生物生存，其主要作用是除氮和消解化学需氧量物质COD；内电解箱5下部填装铁屑12，上部填装石灰石11，其主要作用是通过内电解和吸附去除水中难降解有机物和磷及重金属；吸附箱6箱体内填装石灰石11和木炭13，其主要作用是吸附水中的剩余污染物。污水经过进水管14进入处理系统，所有箱体均为下部进水，污水由下至上通过滤料和填料，最终由位于上部水管15排出。

沉淀箱结构如图2所示，箱体中部有一个过滤网18，滤网可以由塑料格栅贴上纱网制成，进水管插入过滤网的下部，固体物箱体底部沉积，滤清水经出水管19排至下一个箱体。当泥沙沉积达到一定的程度之后，打开位于底部的阀门15，经排泥口16排出。

过滤箱结构如图3所示，箱体由带孔隔板20纵向分为左右二室，左室下部由横向带孔隔板21分为上下两腔，下腔为进水沉泥，泥砂经出泥孔23排出。左室上腔填装粒径较大的粗黄沙，粒径为3-6mm；右室填装粒径稍小的黄沙，粒径为1-3mm。其主要作用是厌氧过滤。

好氧反应箱结构如图4所示，箱体下部安装带孔隔板21，隔板将箱体分为上下二室，下室进水沉泥，上室底部安装曝气管25，通过送气管24与曝气机相连。上室填装竹炭10和石灰石11，竹炭10和石灰石11的体积比为2∶1。进水和出水结构与过滤箱类似。

好氧反应箱曝气管道结构如图5所示，管网为双层结构，并安装竖管25，所有管道开有小孔26，保证均匀送气。

厌氧反应箱、内电解箱和吸附箱结构如图6所示，结构与好氧反应箱类似，但没有曝气系统。反应箱的功能分异由填料的差异构成。

厌氧反应箱3下部填入朽木8，上部填装陶粒9；朽木8。朽木选用不含有酯类或芳香类的阔叶类林木或栽培过食用菌的树杆，其C/N比应大于7，如栎木、枫杨、杨树、柳树、法国梧桐等；朽木8和陶粒9的体积比为2∶1。

内电解箱5内下部填装铁屑12，上部填装石灰石11，铁屑和石灰石的重量比为：1∶2。

吸附箱6箱体内填装石灰石11和木炭13，木炭和和石灰石的体积比为：2∶1。

上述六个箱体由管道相互连接联通，进水管伸入箱体底部，出水管与箱体上部连接，箱体底部设过滤板箱体下设排泥阀。如图7所示。

如图8所示，首先在养殖场的污水沉淀(储水)池29旁边修建梯级基台，一般分为六级，每级落差30-50cm，将反应箱按照沉淀箱1、过滤箱2、厌氧反应箱3、好氧反应箱4、内电解箱5、吸附箱6的顺序从高到低依次排列，基台下面开挖一条排泥沟直通污水池29；其次，按图7所示，连通所有管道系统，并安装抽水机27和曝气机28，接通电源，进行进水、曝气试验，检测水管19和气管24的密闭度；其三，连通排泥管道32，并将最终出水15引入清水储水池30；其四，按照图1所示在箱体内填装填料，开通电源进水、曝气，系统开始运行。

通过运行试验，本净水装置有如下注意事项：1)刚开始运行的一周内，由于填料的吸附作用，处理效果非常好，COD、总N、总P、SS的去除率均在91％以上，随后有所降低，但当系统运行40天左右之后(温度5-25℃，温度越高、时间越短)，填料生物膜基本形成，系统便开始稳定运行，COD、总N、总P、SS的去除率均在82％以上；2)当系统运行20-30天之后，沉淀箱黄沙要进行清洗，清洗方法为打开沉淀箱上盖，打开排泥阀，用加压水枪直接冲洗，如果黄沙已经发粘，应予以更换；3)至少每周打开各个箱体排泥阀一次，每次5-10分钟，排除箱底积泥；4)除过滤箱的黄沙和吸附箱的木炭之外，其他填料均可以使用1年以上；5)可以通过进水量的调控来控制出水水质，进水水量越小，水滞留时间越长，处理效果也越好，反之亦反；5)如果污水量比较大，可以安装多套装置(箱体为1m³的装置推荐处理能力为12吨废水/天)；6)该系统对COD、总氮、总磷和固体悬浮物具有很好的处理效果，处理过的水质一般优于“畜禽养殖业污染物排放标准(GB 18596-2001)”规定的废水排放标准，可以回用。

Claims

1、一种组合式养殖废水净化方法，它是由下列过程完成的：

沉淀后的养殖废水，经过滤后，渗浸经过朽木进行厌氧除氮处理；再通过渗浸经过竹炭和石灰石进行好氧曝气处理后；经铁屑和石灰石内电解处理后，最后经过吸附处理后完成净化排出，或者所述厌氧除氮处理中使用朽木和陶粒渗浸。

2、如权利要求1所述组合式养殖废水净化方法，其特征在于所述厌氧除氮处理的朽木C/N比值大于7，选用不含有酯类或芳香类的阔叶类树种朽木或栽培过食用菌的树杆。

3、如权利要求1所述组合式养殖废水净化方法，其特征在于所述内电解是利用铁屑和石灰石完成的，铁屑和石灰石的重量比为1∶1.8～3。

4、如权利要求1所述组合式养殖废水净化方法，其特征在于所述吸附处理利用木炭和石灰石完成的，木炭和石灰石的体积比为2∶0.5～1.3。

5、如权利要求1所述组合式养殖废水净化方法，其特征在于所述厌氧除氮处理中还设置陶粒，朽木和陶粒的体积比为2∶0.5～1.3。

6、一种组合式养殖废水净化装置，它包括依次由管道连接联通的沉淀箱、过滤箱、厌氧反应箱、好氧反应箱、内电解箱和吸附箱，其特征在于所述过滤箱内设黄沙；厌氧反应箱内设朽木；好氧反应箱内设竹炭和石灰石，曝气管设在好氧反应箱内。

7、如权利要求6所述组合式养殖废水净化装置，其特征在于所述过滤箱内设有带孔的隔板，将箱体内分成左右两室，左室内设滤板，左室内设粗粒黄沙，粒径为3-6mm；右室内设细粒黄沙，粒径为1-3mm。

8、如权利要求6所述组合式养殖废水净化装置，其特征在于所述内电解箱内设铁屑和石灰石，铁屑和石灰石的重量比为1∶1.8～3。

9、如权利要求6所述组合式养殖废水净化装置，其特征在于所述吸附箱内设木炭和和石灰石，木炭和和石灰石的体积比为2∶0.5～1.3。

10、如权利要求7～9所述任意一项组合式养殖废水净化装置，其特征在于所述箱体内的进水管伸入箱体底部，箱体底部设过滤板，箱体下设排泥阀。