專利名稱：一種養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝及系統(tǒng)的制作方法
一種養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝及系統(tǒng)
技術領域：
本發(fā)明屬于農業(yè)環(huán)保領域，涉及一種用于養(yǎng)殖小區(qū)養(yǎng)殖廢水的綜合處理方法及處理系
統(tǒng)。背景技術：
隨著我國新農村建設步伐的加快，集約化養(yǎng)豬業(yè)的快速發(fā)展，養(yǎng)殖發(fā)展過程中產生的 大量廢水已經遠不能被土地自然消納，對大氣、土壤、地下水及其它受納水體都構成了嚴 重的污染威脅，養(yǎng)殖業(yè)污染問題已經引起國家的高度重視。
豬場或養(yǎng)殖小區(qū)養(yǎng)殖廢水中主要包含豬的糞尿污水、圈舍沖洗水等，廢水中富含有碳、 氮、磷和硫等構成的有機污染物，這些有機污染物是造成環(huán)境污染的主要因素，也是廢水 凈化過程中需要脫除的關鍵元素。
厭氧處理技術是去除含碳有機質，尤其是高濃度豬場養(yǎng)殖廢水中CODcr的主要手段。 我國大規(guī)模開展厭氧發(fā)酵技術研究及應用已有20多年的歷史，各項厭氧發(fā)酵技術都已漸 近成熟，但是從營養(yǎng)和代謝角度看，厭氧發(fā)酵細菌以25 30: l的速度來消耗碳氮，養(yǎng)殖 廢水在經過厭氧發(fā)酵后，CODcr會從5000 10000mg/L降至500 800mg/L,而鮮豬糞中 的碳氮比為13: 1，從環(huán)保的角度來看，豬場或養(yǎng)殖小區(qū)養(yǎng)殖廢水處理技術單一依靠厭氧
技術還不夠，還有需要進一步完善地方。因為單一的厭氧發(fā)酵技術只能將大量的有機碳轉 化為甲垸氣體和二氧化碳等，也就是我們所說的沼氣，而通過厭氧轉化后的廢水中，滯留 下來的大量氮素和磷素卻不能被去除，如果直接向農田、地下水或地表水體中排放，都會 帶來嚴重的水體富營養(yǎng)化。
發(fā)明內容
本發(fā)明目的是提供一種運行費用少、處理效率高、投資成本低、自動化程度高，適合 集約化養(yǎng)豬場和養(yǎng)殖小區(qū)的一種養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝及系統(tǒng)。
本發(fā)明的養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝，其特征在于，包括以下步驟
a) 將銜直小區(qū)產生的熟1^水,簡稱淋液，進行收集，以^ti^f^M預處理池，進行格 鵬濾、混的質和泥沙沉,處理，預處理后的 MM"^A厭氧生物反 應器進《預增溫和職發(fā)酵，在有地勢差的地方，省鵬升;
b) 由步驟a所得的予皿理料^&R氧生物^器頂部的墩溫槽內進fi^潛溫，增^Jg的 料MA3t料池，再由進糾也中的進料口轉入厭氧生物反應器內部，料液與厭氧生物 反應器內的壤叫、生物M&^(4賴尼充分^M后，推流到水壓間，然后由管路溢流出 厭氧生物反應器，駄仿生態(tài)塘的布水槽；
c) 由步驟b料液駄用^H^水深度處理的仿生態(tài)塘的布水槽，經布水槽的底部穿孔進砂體，料^^砂Mf中自下而上分翻蹄的陶粒、小徑石子、粗砂和細砂材料過
濾，去除懸浮在污水中的懸浮抓再艦升流的誠至U達布7姆氣坡，feib形成的薄
層污水會與空，行充分的,，從而超臓氣充氧的目的，^itR織酵后的料液 中含有大量的銨態(tài)氮，當與部分被曝氣氧化的料液中含有的硝態(tài)氮會發(fā)生一定禾，的 短程硝化作用，從而將富集的氮素轉化部分的氮氣，翻脫氮的初步鄉(xiāng)；料游敏 布7姆氣鵬棚呈凈化后iSA塘體，塘體底部安魏AX水草，AX7jC草表面有密
集的孔隙、氣泡和豐富的表面積，保證了水草在水中始終為1^:,，這些Ai7jc草 為微生 #1了極好的附著{本，附著在AX水草表面的微生t^ii世f^化，不斷增
厚,新形成了微生物附著膜，料液中留存的部分碳源和氮素及磷素在、船生態(tài)塘時， 有機物與生物ms活性污泥充分繊，在微生物的世代繁殖轉ttal程中，躭微生物吸
附、,和沉淀，從而iiiiJ進一步去除有機物和脫氮除磷的目的；塘內水體表層附孚
體上種植著水生植物，利用水生植^&生"^3i程中，對料液中^m磷的充分吸收和植 物本身的呼吸，將氧氣從植 片輸^雕部，在根區(qū)形成一個微好,境，進-"^
刺激有機物質的，和硝4^菌的生長，從而去^^污水中氮、il^tl質。 由步驟c流出的料,行二次布水，將水流以薄層均勻^A藻網濾床，而后抖敞。 步驟a臓的格柵孔徑為"跳
步驟b臓的水壓間i體回縣統(tǒng)，間ifttft^后的料m:清液回艇腿料池；^e氧反 應器內安繊拌裝置，以超iJ與回流同樣的目的。
厭氧反應器外圍麟日光驢，利用太陽fi^iaA反應器的料^affl增溫，鵬反應器內
部接入供f^S，對料鵬亍強制增溫。
賺生物鵬器為m^R氧生物反應器，艦理后的料Ml^增溫槽，逝灘溫，增溫 后的料液由溢流管itAit料池，再由W 也中的進料口轉入^^器內部，料液與反應器內的覆膜 載體、^^鄉(xiāng)微生物及活性污泥充分,，然后鵬流到水壓間，上衝液由溢流管排出，涼尼 貝lj由吸泥^l走；覆膜載體為以鋼管、鋼筋或UPVC硬管硬性材料構建框架，采用多孔耐
腐雙面無紡布、無紡棉或類似材料作為附著體，與框架固定在一起構建成的單元模塊組。 一種養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝的處理系統(tǒng)，依次經過以下裝置-
1) 預處理池，進行格鵬濾、混合勻質和泥鄉(xiāng),艦
2) 厭氧生物反應器，在厭氧生物反應器內進行加熱和厭氧生物發(fā)酵處理；
3) 用于養(yǎng)殖廢水深度處理的仿生態(tài)塘系統(tǒng)，在仿生態(tài)塘內進行好氧曝氣、微生物,和
植物吸收鵬》
在仿生態(tài)塘出7K^端建一個藻網皿；厭氧生物反應器為，的推'^K氧生物反應器。
肝^M^水深度處理的仿生態(tài)塘系統(tǒng)包括布水槽、砂濾槽、布水曝氣坡、塘體、AI水草
5帶、水生植物及浮體和污泥收集井，污7xaii管道自^A布水槽進儲積布水，污膽布水槽
的底部穿孑Lt砂、鵬，砂纖中自下而上分層fl灘著過i^才料陶粒、/J啦石子、粗砂和細砂，污
水再艦升流的方式到達布水曝氣坡；
污水會si布水曝氣,fi^豆程凈化后m塘體，塘體底部安^人工水草，人工水草表面有
密集的孔隙、氣泡和豐富的表面積，保證了水草婦K中始終為直立辦；
污水MA仿生態(tài)塘體^c中，被凈化后的玲M^質會沉淀在生態(tài)塘的底部，塘體底部為沿流傾
斜的設計，使污MS終匯集到污泥收集井；塘內水體表層的浮體上種植著水生植物。
皿的養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝和處理系統(tǒng)自于豬場養(yǎng)殖廢水或養(yǎng)殖小區(qū)養(yǎng)殖廢水。 本發(fā)明的工作原理
系統(tǒng)啟動后，豬場或養(yǎng)殖小區(qū)的養(yǎng)殖廢水進行合流制收集后，由管道自流輸送至步驟a 所述的預處理池，料液在預處理池內進行格柵過濾、污泥沉降、初步酸化和混合勻質等一 系列預處理后，由提升泵送入厭氧生物反應器，在此過程中，提升泵由自動控制系統(tǒng)來控 制，每日定期定量的間歇啟動，對厭氧生物反應器進行脈沖式給水，這樣有利于新鮮原料 與厭氧微生物的充分接觸，也有助于后續(xù)設施藻網濾床的藻類生長過程中，所需要的仿朝 夕變化生長條件，從系統(tǒng)整體上提高其處理效率。
在厭氧生物反應器中，料液與填料、池壁、活性污泥和陳舊料液中浮游或附著的大量 微生物充分的接觸，從而在微生物世代繁殖的過程中將有機質分解轉化，以達到去除大量 CODcr和懸浮物的目的，而在此過程中，有機氮會被微生物轉化為>^4+-]^溶于水中或少 量揮發(fā)，絕大部分有機磷則會被聚磷細菌吸收轉化，并以磷酸根的形式釋放到料液中，磷 酸根再與鈣鎂等結合最終形成磷酸鹽沉淀，沉降至污泥中而有機物中所含的少量硫則會 被微生物轉化為H2S隨沼氣排出系統(tǒng)。厭皿酵后的料液和污泥最終iftA水壓間，上清液由溢 流1^仿生態(tài)塘，斥泥則定期由吸泥^ 。
進入仿生態(tài)塘的上清料液，首先進入布水槽，由布水槽的底部穿孔進入沙濾槽，沙濾 池槽的多層過濾帶將液體里的懸浮態(tài)雜質截留消化，清液則流向薄層曝氣跌水臺階，料液 在此曝氣氧化，部分會被氧化為硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮，而NH4+-N與硝態(tài)氮或亞硝 態(tài)氮直接發(fā)生短程硝化，將氮素以氮氣的形式釋放到空氣中，而剩余的氮素和磷素則被塘 內浮體上種植的水生植物從根部吸收，或被水中安裝的人工水草上附著的好氧微生物、兼 性微生物和厭氧微生物進一步轉化吸收或排出，從而達到凈化水質的目的。此時污水中的 碳、氮、硫和磷等主要污染物的含量已達到我國《畜禽^^Ik污染糊敞標準GB 18596~2001》 的具體要求，如果對氮素和磷素的排放有更高的要求，那么還可以增設藻網濾床，進行更 進一步的深度處理。
流出仿生態(tài)塘的出水需要進行二次布水，以使水流能以一定的寬度均勻流過藻網濾床 的床體表面，以間歇流的形式，充分接觸空氣和陽光的照射，促使水流在床體上流動的過程中，氮素和磷素被床體上附著生長的藻類吸收，從而達到進一步深度凈化的目的。
本發(fā)明6^繊 *:
① 工藝簡單、通用鵬，可滿足不同地區(qū)的織場和辭直小區(qū)的^^雄水的處理；
② 處理效率高，高濃度賴ut水可處ssu齒示排放的要求，，改善辭直場及周邊的環(huán)^ni
生，為發(fā)展清潔賴JM共了保障；
③ 運行費用低，系魁要的動力需求就是一次提升，晰爐電量不足0.05元，在有地勢差的 地區(qū)建設可無動力運行；
④ 投資i^低，所有設施建設都為常規(guī)材料，取^^便，價槲賺，旨系統(tǒng)除了提; :^外，
無其它高價值設備；
系統(tǒng)維護簡單，只需定期S離，,系統(tǒng)的運fi^需專人操作，完全自動4tit行； ⑥工藝技術完善，系統(tǒng)^fflg長。
在整個凈化過程中，厭氧反應器轉化產生的沼氣可用于廚房的炊事用能或小范圍供 暖；在灌溉季節(jié)，水壓間的出水可以以一定比例與清水混合用于農田灌溉，是非常好的無 公害有機肥而仿生態(tài)塘和藻網濾床的出水則可以直接用于農田灌溉，可以有效的節(jié)約水 資源、緩建用水供需矛盾，實現(xiàn)養(yǎng)殖廢棄物的資源化再利用，實現(xiàn)節(jié)能減排。

圖1是實施例1的養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝及處理系統(tǒng)簡圖
圖2實施例i ^rr藝的設備安裝示意圖
其中圖l: I、 W:理池，n 、 m反應器，ni、仿生態(tài)塘，iv、藻網濾床。
圖2: 1、進料口， 2、格柵，3、漲收集井，4、自動控制系統(tǒng)，5、斷泵，6、驗K槽， 7、天窗口， 8、導氣管，9、溢流管，10、進料管，11、,髓及散熱體，12、飜JIM， 13、 斥泥截留墻，14、 ！^JC臺階，15、 AX7K草帶，16多孔磚，17、防滲膜，18、預埋銷，19、布 水槽，20、布水口， 21、麟附著網，22、出水口。
魏例l
一種養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝，如圖1和圖2所示，a^，殖小區(qū)的^H^KM污水收集 系統(tǒng)收集后，M:，由進料口 1 iiit^M:理池I內，^ii格柵2除去，后，i^A中部進行 污泥沉降、初步酸化和混合勻質等處理，沉淀下來的污泥定期由污泥收集井3抽出，勻質 料液則由提升泵5在自動控制系統(tǒng)4的控制下，定時定量的輸送到厭氧反應器II，進入厭 氧反應器之前，料液首先被送到厭氧反應器頂部的增溫水槽6中，在一定滯留期內，在日
光或溫室增溫后，由溢流管9溢流到進料池內，再由進料管10流入厭氧反應器內部。料
7液在反應器內穿過覆膜填料12，進行滯留發(fā)酵，發(fā)酵后再流入水壓間，進而溢流到仿生態(tài) 塘III進行深度處理。反應器內滯留期間的料液會通過暖氣管道及散熱裝置11繼續(xù)增溫， 活性污泥被污泥截留墻13所截留，產生的沼氣會在氣室壓力的作用下，通過導氣管8送 至用戶。天窗口7則在反應器檢修或大換料時做臨時通風排氣用。進入仿生態(tài)塘的厭氧發(fā) 酵后的料液，由布水槽底層布水進入沙濾池，過濾后再升流至薄層曝氣多級跌水臺階14，經 過曝氣后的料液匯入塘內，通過人工水草15和水生植物浮體的多步凈化后即可排出，如 果需要進一步處理的料液，則可進入二級布水槽19，由布水口 20以薄層形式將水流均布 在藻網濾床IV上，經處理后由出水口 22排出。仿生態(tài)塘的底部和兩側需要安裝防滲膜17、 多孔磚16和預埋掛鉤18來固定人工水草帶15，以保證其不會整體浮出水面。不銹鋼或其 他耐腐材料制成的藻類附著網則被安裝在藻網濾床的床體表面，與陽光和空氣充分接觸。 實施例2
一種養(yǎng)殖廢水綜合處理系統(tǒng)，如圖2所示，依次經過以下裝置-
a) 預處理池，進行格艦濾、混合勻質和泥沙沉,處理；
b) —種推流式厭氧生物反應器，，氧生物反應器內進行加熱和厭氧生物發(fā)酵處衝
c) 一種用于養(yǎng)殖廢水深度處理的仿生態(tài)塘系統(tǒng)，在仿生態(tài)塘內進行好氧曝氣、微生 物,和植物吸收鵬。
權利要求
1、一種養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝，其特征在于，包括以下步驟a.將養(yǎng)殖小區(qū)產生的養(yǎng)殖廢水，簡稱料液，進行收集，以管道輸送至預處理池，進行格柵過濾、混合勻質和泥沙沉降預處理，預處理后的料液，通過提升泵送入厭氧生物反應器進行預增溫和厭氧發(fā)酵，在有地勢差的地方，省略提升；b.由步驟a所得的預處理料液在厭氧生物反應器頂部的增溫槽內進行預增溫，增溫后的料液進入進料池，再由進料池中的進料口轉入厭氧生物反應器內部，料液與厭氧生物反應器內的填料、生物膜及活性污泥充分接觸后，推流到水壓間，然后由管路溢流出厭氧生物反應器，進入仿生態(tài)塘的布水槽；c.由步驟b料液流入用于養(yǎng)殖廢水深度處理的仿生態(tài)塘的布水槽，經布水槽的底部穿孔進砂濾槽，料液經砂濾槽中自下而上分層排布的陶粒、小徑石子、粗砂和細砂材料過濾，去除懸浮在污水中的懸浮物；再通過升流的方式到達布水曝氣坡，在此形成的薄層污水會與空氣進行充分的接觸，從而達到曝氣充氧的目的，經過厭氧發(fā)酵后的料液中含有大量的銨態(tài)氮，當與部分被曝氣氧化的料液中含有的硝態(tài)氮會發(fā)生一定程度的短程硝化作用，從而將富集的氮素轉化部分的氮氣，達到脫氮的初步效果；料液經過布水曝氣坡進行短程凈化后進入塘體，塘體底部安裝有人工水草，人工水草表面有密集的孔隙、氣泡和豐富的表面積，保證了水草在水中始終為直立漂浮，這些人工水草為微生物提供了極好的附著體，附著在人工水草表面的微生物經過世代變化，不斷增厚，最后形成了微生物附著膜，料液中留存的部分碳源和氮素及磷素在流過生態(tài)塘時，有機物與生物膜及活性污泥充分接觸，在微生物的世代繁殖轉化過程中，被微生物吸附、降解和沉淀，從而達到進一步去除有機物和脫氮除磷的目的；塘內水體表層的浮體上種植著水生植物，利用水生植物在生長過程中，對料液中碳氮磷的充分吸收和植物本身的呼吸，將氧氣從植物葉片輸送到根部，在根區(qū)形成一個微好氧環(huán)境，進一步刺激有機物質的分解和硝化細菌的生長，從而去除污水中氮、磷養(yǎng)物質。
2、 根據(jù)權利要求l皿的養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝，其特征在于，由步驟c流出的M^行二次布水，將7K流以薄層均勻^A藻網,，而后祠敞。
3、 根據(jù)權利要求l所述的養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝，其特征在于，步驟a皿的格柵孔徑為4"6mm。
4、 根據(jù)權利要求10M的養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝，其特征在于，步驟bm^的水壓間設置回流系統(tǒng)，間^H4雌酵后的茅4mi清液回,腿糾也；^M敏應器內安繊^g,以超i」與回流同樣的目的。
5、 根據(jù)權利要求l,的養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝，其特征在于，厭氧反應默卜圍g日光溫室，利用太陽獸瀏;iSA反應器的料Mfi^增溫，^&S應器內部接入供暖裝置，對料 行強制增溫。
6、 根據(jù)權利要求l,的養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝，其特征在于，厭氧生物SIS器為推流^R 氧生物反應器，預處理后的料液輸,潛溫槽，進4彌溫，燴鵬的料液由溢流MAM茅輛，再由 進料池中的進料口轉入反應器內部，料液與反應器內的覆膜載體、》離厭氧微生物及'離污泥充分接 觸，然后 流到水壓間，上清液由溢流管排出，t^尼則由吸泥^^走；覆膜載體為以鋼管、鋼筋 或UPVC硬管硬性材料構建框架，采用多孔耐腐雙面無紡布、無紡棉或類似材料作為附著體， 與框架固定在一起構建成的單元模塊組。
7、 一種利用權利要求1所述的養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝的處理系統(tǒng)，依次經過以下裝置-1) 預處理池，進行格M濾、混韻質和泥沙沉附頁處理2) 厭氧生物反應器，在厭氧生物反應器內進行加熱和厭氧生物發(fā)酵處理；3) 用于養(yǎng)殖廢水深度處理的仿生態(tài)塘系統(tǒng)，在仿生態(tài)塘內進行,曝氣、微生物,和植物 吸收處理。
8、 根據(jù)權利要求7自的養(yǎng)殖廢水綜合處理系統(tǒng)，其特征在于，在仿^S態(tài)塘出7j^端建一個 藻網濾床；厭氧生物反應器為權利要求6,的推^R氧生物反應器。
9、 根據(jù)權利要求7 的養(yǎng)殖廢水綜合處理系統(tǒng)，其特征在于，用于#51^7乂深度處理的仿 生態(tài)塘系統(tǒng)包括布水槽、砂、鵬、布水約坡、塘體、AI水草帶、水生植物及浮體和污泥i&^，污7K513iM自ttA布水槽進ff^R布水，污水經布水槽的底部穿 IJS砂M，砂自中自TW上 分翻灘^i^M料陶粒、d啦石子、粗砂和細砂，污水再Mii升流肺式到達布水曝氣坡；污擬紐布水曝，進棚呈凈teilA塘體，塘體底部魏有AJ^草，AI水草表面有密集 的 L隙、氣泡和豐富的表面積，保證了7jC^^R中,為直立觀孚；污水駄仿生態(tài)塘體水中，被凈化后的污泥雜質會沉淀在生態(tài)塘的底部，塘體底部為沿流傾斜的 設計，使冷泥最終匯集到污泥 先塘內水體表層的浮體上種植著7K生植物。
10、 一種權利要求l和7所述的養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝和處理系統(tǒng)的應用，，征在于，應 用于豬場養(yǎng)殖廢水或養(yǎng)殖小區(qū)養(yǎng)殖廢水。 '
全文摘要
一種養(yǎng)殖廢水綜合處理工藝及系統(tǒng)，該工藝為首先經預處理池，進行格柵過濾、混合勻質和泥沙沉降預處理；再經厭氧反應器，在厭氧反應器內進行加熱和厭氧發(fā)酵；再進入仿生態(tài)塘，仿生態(tài)塘布水槽的料液通過布水槽的底部進入沙濾池，再升流至跌水臺階，然后流入塘體內，經過塘內的人工水草帶和水生植物浮體后流出塘體。本發(fā)明的優(yōu)點是工藝簡單、通用性好；處理效率高，運行費用低；投資成本低，系統(tǒng)維護簡單。
文檔編號C02F9/14GK101492230SQ20091006811
公開日2009年7月29日 申請日期2009年3月12日 優(yōu)先權日2009年3月12日
發(fā)明者張克強, 杜連柱, 鵬 楊, 風 王, 黃治平 申請人:農業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所