申請日2015.09.16
公開(公告)日2016.03.09
IPC分類號C02F9/14
摘要
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了養(yǎng)殖廢水的處理系統(tǒng)，包括依次相連的進料斗(1)、勻漿池(2)、沼氣池(3)、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(4)、活性污泥反應(yīng)池(5)、微電解反應(yīng)器(10)、環(huán)形曝氣生物濾池(6)和臭氧消毒池(7)，沼氣池連接有污泥濃縮池(8)。還公開了養(yǎng)殖廢水的處理方法，包括厭氧消化處理、活性污泥法處理、微電解反應(yīng)、環(huán)形曝氣生物濾池生化處理、臭氧消毒。本發(fā)明工藝簡單，反應(yīng)過程濃度梯度大，不易發(fā)生污泥膨脹;抗負(fù)荷沖擊能力強，處理效果好;通過調(diào)整運行周期以及控制各工序時間的長短，同時脫氮、除磷效果明顯。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.養(yǎng)殖廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：包括依次相連的進料斗(1)、勻漿池(2)、沼氣池(3)、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(4)、活性污泥反應(yīng)池(5)、微電解反應(yīng)器(10)、環(huán)形曝氣生物濾池(6)和臭氧消毒池(7)，沼氣池連接有污泥濃縮池(8);沼氣池(3)還連接有沼氣凈貯供氣系統(tǒng)，沼氣凈貯供氣系統(tǒng)依次包括氣水分離器(91)、沼氣脫硫裝置(92)、第一阻火器(931)、貯氣柜(94)，氣水分離器(91)還連接沼氣增壓裝置(95)、第二阻火器(932)、余熱回收裝置(96)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：環(huán)形曝氣生物濾池(6)包括圓筒形池體(61)，圓筒形池體(61)設(shè)有與其同心的圓筒(62)將圓筒形池體(61)由內(nèi)到外依次分為第一濾池(63)和第二濾池;第一濾池(63)為第一厭氧濾池;第二濾池設(shè)有隔板(644)，隔板(644)將第二濾池分為缺氧濾池(641)、第一好氧濾池(642)和第二好氧濾池(643)，第一濾池與進水口(6311)相連，第一濾池(63)與缺氧濾池(641)相通，缺氧濾池(641)、第一好氧濾池(642)和第二好氧濾池(643)依次串聯(lián)，第二好氧濾池(643)設(shè)有出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的養(yǎng)殖廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：第一濾池(63)頂部敞口，第一濾池(63)自上而下依次設(shè)有配水槽(631)、第一填料層(632)和第一承托層(633)，第一填料層(632)設(shè)有厭氧菌，第一濾池(63)底部設(shè)有第一過水孔(634)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的養(yǎng)殖廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：第一濾池(63)通過第一過水孔(634)與缺氧濾池(641)相通;缺氧濾池(641)頂部設(shè)有第一溢流堰(6411)，缺氧濾池(641)通過第一溢流堰(6411)連接第一好氧濾池(642);第一好氧濾池(642)設(shè)有第二過水孔(6421)，第一好氧濾池(642)通過第二過水孔(6421)連接第二好氧濾池(643)，第二好氧濾池(643)上側(cè)設(shè)有出口槽(6431)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(4)設(shè)有三相分離器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：沼氣池(3)頂部設(shè)有回流噴淋系統(tǒng)和出水口，沼氣池(3)底部設(shè)有攪拌裝置和污泥排放口，污泥排放口連接污泥濃縮池(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于：沼氣池(3)和上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(4)之間設(shè)有調(diào)節(jié)池(11)。
8.養(yǎng)殖廢水的處理方法，其特征在于：包括以下步驟，
A.厭氧消化處理：
養(yǎng)殖廢水通過進料斗(1)進入勻漿池(2)，在勻漿池(2)的攪拌裝置攪拌作用下調(diào)配均勻后，通入沼氣池(3);
養(yǎng)殖廢水在沼氣池(3)內(nèi)的攪拌裝置、回流噴淋系統(tǒng)的作用下，形成混合狀態(tài)，厭氧消化過程中產(chǎn)生的沉渣通過污泥排放口排到污泥濃縮池(8)，沉渣經(jīng)過沉淀濃縮后經(jīng)污泥泵抽走，剩余的養(yǎng)殖廢水接著通入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(4);
養(yǎng)殖廢水經(jīng)過上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(4)中厭氧菌、兼氧菌和產(chǎn)甲烷菌的共同作用下將剩余的養(yǎng)殖廢水中的有機物分解成甲烷和二氧化碳，收集產(chǎn)生的甲烷和二氧化碳;
B.活性污泥法處理：
養(yǎng)殖廢水接著進入活性污泥反應(yīng)池(5)，在調(diào)節(jié)池、曝氣池和沉淀池的作用下，分解有機污染物、使污泥與水分離;
C.微電解反應(yīng)：
養(yǎng)殖廢水接著從微電解反應(yīng)器(10)底部進入微電解反應(yīng)器(10)，發(fā)生氧 化還原反應(yīng)，將可溶的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成難溶或微溶物質(zhì)，通過絮凝作用沉淀、除去，將大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì);
D.環(huán)形曝氣生物濾池生化處理：
經(jīng)過微電解反應(yīng)后的養(yǎng)殖廢水進入環(huán)形曝氣生物濾池(6)，通過生物氧化降解作用對養(yǎng)殖廢水進行凈化，進一步除去COD、SS、氨氮和磷;
E.臭氧消毒：
廢水經(jīng)過環(huán)形曝氣生物濾池生化處理后，出水再經(jīng)過臭氧消毒處理，得到凈化后的養(yǎng)殖廢水。
說明書
養(yǎng)殖廢水的處理系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及了養(yǎng)殖廢水的處理系統(tǒng)，尤其涉及了養(yǎng)殖廢水的處理方法。
背景技術(shù)
畜禽養(yǎng)殖廢水懸浮物多、氨氮濃度高、有機濃度高、臭味大，就其排放量來說，其有機物的排放量是工業(yè)和城鎮(zhèn)生活廢棄物排放量的2倍，而且還含有隨畜禽排泄出來的病原體等特性，處理難度大且傳統(tǒng)工藝處理后難以達標(biāo)排放。養(yǎng)殖廢水目前大多采用自然生物處理技術(shù)、厭氧處理技術(shù)、好氧處理技術(shù)、混合處理技術(shù)等生物處理工藝。對于單一的好氧、厭氧處理效果并不理想，目前養(yǎng)殖場廢水的治理方法效果不好。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，公開了一種養(yǎng)殖廢水的處理系統(tǒng)，還公開了該種養(yǎng)殖廢水的處理方法。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決：
養(yǎng)殖廢水的處理系統(tǒng)，包括依次相連的進料斗、勻漿池、沼氣池、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器、活性污泥反應(yīng)池、微電解反應(yīng)器、環(huán)形曝氣生物濾池和臭氧消毒池，沼氣池連接有污泥濃縮池;沼氣池還連接有沼氣凈貯供氣系統(tǒng)，沼氣凈貯供氣系統(tǒng)依次包括氣水分離器、沼氣脫硫裝置、第一阻火器、貯氣柜，氣水分離器還連接沼氣增壓裝置、第二阻火器、余熱回收裝置。
本發(fā)明中的活性污泥反應(yīng)池(又稱SBR)是按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理設(shè)備，運用了序批式活性污泥法，SBR工藝是通過時間上的交替 運行實現(xiàn)傳統(tǒng)活性污泥法的運行全過程。本發(fā)明只有一個SBR池，但同時具有調(diào)節(jié)池、曝氣池和沉淀池的功能。運行過程分為進水、曝氣、沉淀、潷水、閑置五個階段。一個運行周期內(nèi)，各階段的運行時間、反應(yīng)器混合液體積的變化及運行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)及運行功能要求靈活掌握。
沼氣凈貯供氣系統(tǒng)采用低壓脫硫和高壓脫水技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于沼氣、天然氣的收集、貯存和應(yīng)用，能實現(xiàn)可調(diào)恒壓供氣、容易控制、方便使用，用氣效果穩(wěn)定。
微電解反應(yīng)器底部設(shè)有進水口，上側(cè)設(shè)有出水口，微電解反應(yīng)器采用底部進水、上部出水方式，池子內(nèi)部填充鐵和碳。微電解是利用鐵、炭具有微電池反應(yīng)、絮凝作用，對降低COD的含量和脫色效果明顯。
通過臭氧消毒池消毒后再將水排放，其能有效殺滅水中的大量微生物和細(xì)菌，提升了廢水凈化強度。
作為優(yōu)選，環(huán)形曝氣生物濾池包括圓筒形池體，圓筒形池體設(shè)有與其同心的圓筒將圓筒形池體由內(nèi)到外依次分為第一濾池和第二濾池;第一濾池為第一厭氧濾池;第二濾池設(shè)有隔板，隔板將第二濾池分為缺氧濾池、第一好氧濾池和第二好氧濾池，第一濾池與進水口相連，第一濾池與缺氧濾池相通，缺氧濾池、第一好氧濾池和第二好氧濾池依次串聯(lián)，第二好氧濾池設(shè)有出口。環(huán)形曝氣生物濾池將厭氧、缺氧和好氧三級曝氣生物濾池集成到一個雙層圓筒池體內(nèi)，厭氧區(qū)主要分解有機物，去除大部分COD、BOD;同時降低出水的氨氮含量。但由于濾池在空間上屬于厭氧、缺氧和好氧環(huán)境同時存在，且還可以調(diào)節(jié)曝氣量培養(yǎng)好氧反硝化菌和異養(yǎng)硝化菌，實現(xiàn)同步硝化反硝化。
缺氧濾池、第一好氧濾池和第二好氧濾池水流方向依次是上向流式、下向流式和上向流式。運行時，水流下、上向交替流動，與填料表面的生物膜充分 接觸，將污水中的懸浮物、有機物和氮磷等營養(yǎng)元素截留、吸附、氧化分解或轉(zhuǎn)化處理，得到符合排放標(biāo)準(zhǔn)的出水。整個設(shè)備適用范圍廣、處理效果好，操作管理方便，剩余污泥量少，占地小，投資小，運轉(zhuǎn)費用低，對周圍環(huán)境的影響小。
作為優(yōu)選，第一濾池頂部敞口，第一濾池自上而下依次設(shè)有配水槽、第一填料層和第一承托層，第一填料層設(shè)有厭氧菌，第一濾池底部設(shè)有第一過水孔。為了避免生物濾池易于堵塞，縮短壓力周期的問題，設(shè)備里層的厭氧區(qū)可以截留部分固體懸浮物，減少進入曝氣生物濾池好氧段的SS，延長反應(yīng)器的運行周期;同時，利用厭氧區(qū)濾料表面的厭氧微生物，可將難降解的高分子有機物水解成易降解的小分子有機物，提高污水的可生化性。
作為優(yōu)選，第一濾池通過第一過水孔與缺氧濾池相通;缺氧濾池頂部設(shè)有第一溢流堰，缺氧濾池通過第一溢流堰連接第一好氧濾池;第一好氧濾池設(shè)有第二過水孔，第一好氧濾池通過第二過水孔連接第二好氧濾池，第二好氧濾池上側(cè)設(shè)有出口槽。
第二濾池包括第二填料層、設(shè)在第二填料層上側(cè)的攔截網(wǎng)、設(shè)在第二填料層下側(cè)的第二承托層;第一好氧濾池和第二好氧濾池的第二填料層上均負(fù)載好氧微生物;第一好氧濾池和第二好氧濾池的第二承托層內(nèi)均設(shè)有曝氣管。
作為優(yōu)選，上流式厭氧污泥床反應(yīng)器設(shè)有三相分離器。上流式厭氧污泥床反應(yīng)器設(shè)有三相分離器，底部進水、上部出水，廢水中有機物與厭氧微生物充分接觸，有利于有機物的分解，廢水進入活性污泥反應(yīng)池繼續(xù)有機物的降解。
作為優(yōu)選，沼氣池頂部設(shè)有回流噴淋系統(tǒng)和出水口，沼氣池底部設(shè)有攪拌裝置和污泥排放口，污泥排放口連接污泥濃縮池。沼氣池底部設(shè)有攪拌裝置，使高濃度的有機廢水在厭氧發(fā)酵系統(tǒng)前槽形成完全混合的狀態(tài)，以達到較好的 去除效果。沼氣池頂部設(shè)有回流噴淋系統(tǒng)，以達到內(nèi)循環(huán)攪拌及防止浮渣結(jié)殼。沼氣池頂部設(shè)有出水口，底部設(shè)有污泥排放口，厭氧消化過程中產(chǎn)生的沉渣通過污泥排放口排到污泥濃縮池，沉淀濃縮后經(jīng)污泥泵抽走。
作為優(yōu)選，沼氣池和上流式厭氧污泥床反應(yīng)器之間設(shè)有調(diào)節(jié)池。
養(yǎng)殖廢水的處理方法，包括以下步驟，
A.厭氧消化處理：
養(yǎng)殖廢水通過進料斗進入勻漿池，在勻漿池的攪拌裝置攪拌作用下調(diào)配均勻后，通入沼氣池;
養(yǎng)殖廢水在沼氣池內(nèi)的攪拌裝置、回流噴淋系統(tǒng)的作用下，形成混合狀態(tài)，厭氧消化過程中產(chǎn)生的沉渣通過污泥排放口排到污泥濃縮池，沉渣經(jīng)過沉淀濃縮后經(jīng)污泥泵抽走，剩余的養(yǎng)殖廢水接著通入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器;攪拌裝置使高濃度的有機廢水在前槽形成完全混合的狀態(tài)，以達到較好的去除效果�；亓鲊娏芟到y(tǒng)，以達到內(nèi)循環(huán)攪拌及防止浮渣結(jié)殼。
養(yǎng)殖廢水經(jīng)過上流式厭氧污泥床反應(yīng)器中厭氧菌、兼氧菌和產(chǎn)甲烷菌的共同作用下將剩余的養(yǎng)殖廢水中的有機物分解成甲烷和二氧化碳，收集產(chǎn)生的甲烷和二氧化碳;上流式厭氧污泥床反應(yīng)器為中負(fù)荷區(qū)，采用UASB反應(yīng)器。上流式厭氧污泥床反應(yīng)器設(shè)有三相分離器，底部進水、上部出水，廢水經(jīng)過厭氧池中厭氧菌、兼氧菌的吸附、發(fā)酵、產(chǎn)甲烷共同作用下將有機物分解成甲烷和二氧化碳(沼氣主要成分)，通過厭氧處理提高廢水的B/C值，改善廢水的可生化性，產(chǎn)生的甲烷和二氧化碳通過氣體收集裝置收集得沼氣。
B.活性污泥法處理：
養(yǎng)殖廢水接著進入活性污泥反應(yīng)池，在調(diào)節(jié)池、曝氣池和沉淀池的作用下，分解有機污染物、使污泥與水分離;利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作 用，以分解去除廢水中的有機污染物。然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。該運行過程分為進水、曝氣、沉淀、潷水、閑置五個階段。
C.微電解反應(yīng)：
養(yǎng)殖廢水接著從微電解反應(yīng)器底部進入微電解反應(yīng)器，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將可溶的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成難溶或微溶物質(zhì)，通過絮凝作用沉淀、除去;將大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì);
微電解反應(yīng)器采用底部進水上部出水方式，池子內(nèi)部填充鐵和碳。微電解技術(shù)是利用鐵、炭具有微電池反應(yīng)、絮凝作用。微電解反應(yīng)器中反應(yīng)產(chǎn)物具有很高的化學(xué)活性，在陽極，產(chǎn)生的新生態(tài)Fe2+;在陰極，產(chǎn)生的活性[H]，利用兩極產(chǎn)生的電位差，廢水中許多污染物組份發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使可溶的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成難溶或微溶物質(zhì)，通過絮凝作用沉淀除去;使大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì);使某些難生化降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成容易處理的物質(zhì)，提高廢水的可生化性的同時色度也得到降低。
D.環(huán)形曝氣生物濾池生化處理：
經(jīng)過微電解反應(yīng)后的養(yǎng)殖廢水進入環(huán)形曝氣生物濾池，通過生物氧化降解作用對養(yǎng)殖廢水進行凈化，進一步除去COD、SS、氨氮和磷;
E.臭氧消毒：
廢水經(jīng)過環(huán)形曝氣生物濾池生化處理后，出水再經(jīng)過臭氧消毒處理，得到凈化后的養(yǎng)殖廢水。
沼氣凈貯供氣系統(tǒng)：在厭氧消化階段會產(chǎn)生大量的沼氣，統(tǒng)一收集后通過管道接入沼氣凈貯供氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括沼氣氣水分離器、沼氣脫硫裝置、貯氣柜、沼氣增壓裝置、沼氣阻火器、余熱回收裝置等。沼氣凈化采用低壓脫硫 和高壓脫水技術(shù)，整套系統(tǒng)集中了低壓濕式柜和干式貯氣柜的優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于沼氣、天然氣的收集、貯存和應(yīng)用，能實現(xiàn)可調(diào)恒壓供氣、容易控制、方便使用，用氣效果穩(wěn)定。可以降沼氣用來發(fā)電，降低廢水處理成本。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
廢水通過進料斗進入勻漿池中，在攪拌作用下調(diào)配均勻后打入?yún)捬醢l(fā)酵系統(tǒng)，沼氣池和上流式厭氧污泥床反應(yīng)器統(tǒng)稱為厭氧發(fā)酵系統(tǒng)采取前槽，厭氧發(fā)酵系統(tǒng)采取前槽(即沼氣池)和后槽(即上流式厭氧污泥床反應(yīng)器)設(shè)計。沼氣池為高負(fù)荷區(qū)。沼氣池底部設(shè)有攪拌裝置，使高濃度的有機廢水在厭氧發(fā)酵系統(tǒng)前槽形成完全混合的狀態(tài)，以達到較好的去除效果。沼氣池頂部設(shè)有回流噴淋系統(tǒng)，以達到內(nèi)循環(huán)攪拌及防止浮渣結(jié)殼。沼氣池頂部設(shè)有出水口，底部設(shè)有污泥排放口，厭氧消化過程中產(chǎn)生的沉渣通過污泥排放口排到污泥濃縮池，沉淀濃縮后經(jīng)污泥泵抽走。上流式厭氧污泥床反應(yīng)器為中負(fù)荷區(qū)，設(shè)有三相分離器，底部進水、上部出水，廢水中有機物與厭氧微生物充分接觸，有利于有機物的分解，廢水進入活性污泥反應(yīng)池繼續(xù)有機物的降解�；钚晕勰喾磻�(yīng)池只有一個SBR池，但同時具有調(diào)節(jié)池、曝氣池和沉淀池的功能。運行過程分為進水、曝氣、沉淀、潷水、閑置五個階段，然后廢水進入微電解反應(yīng)器，微電解反應(yīng)器采用底部進水、上部出水方式，池子內(nèi)部填充鐵和碳。微電解是利用鐵、炭具有微電池反應(yīng)、絮凝作用，對降低COD的含量和脫色效果明顯。接著進入環(huán)形曝氣生物濾池(CBAF)，環(huán)形曝氣生物濾池(CBAF)集曝氣、快速過濾、懸浮物截留、兩曝兩沉、定期反沖于一體，是一種典型的高負(fù)荷、淹沒式、固定化生物床的環(huán)流脫氮除磷反應(yīng)器，處理后的污水優(yōu)于排放標(biāo)準(zhǔn)，可實現(xiàn)中水回用。
本發(fā)明包括依次相連的進料斗、勻漿池、沼氣池、上流式厭氧污泥床反應(yīng) 器、活性污泥反應(yīng)池、微電解反應(yīng)器、環(huán)形曝氣生物濾池和臭氧消毒池，沼氣池連接有污泥濃縮池，工藝簡單，反應(yīng)過程濃度梯度大，不易發(fā)生污泥膨脹;抗負(fù)荷沖擊能力強，處理效果好;通過調(diào)整運行周期以及控制各工序時間的長短，同時脫氮、除磷效果明顯，且不需額外增加反應(yīng)器。
