申请日2017.03.22
公开(公告)日2017.10.24
IPC分类号C02F9/14; C02F101/10; C02F101/16; C02F101/20; C02F101/30
摘要
本实用新型公开了一种用于处理畜禽养殖废水的装置，包括依次连通的预处理池、复合厌氧反应器和一体化反应池，其中，复合厌氧反应器的底部设有进水口，上部设有出水口，顶部设有排气孔，复合厌氧反应器的进水口与预处理池连通，复合厌氧反应器的出水口与一体化反应池连通;在一体化反应池的进水口和出水口之间包括依次连通的pH调节区、氧化反应区和絮凝沉淀区。本实用新型能够高效稳定运行，不仅可同时去除畜禽养殖废水中的高浓度COD、氮、磷和低浓度抗生素、激素、重金属，而且其规模化处理成本低廉。
权利要求书
1.一种用于处理畜禽养殖废水的装置，其特征在于，包括依次连通的预处理池、复合厌氧反应器和一体化反应池，其中，复合厌氧反应器的底部设有进水口，上部设有出水口，顶部设有排气孔，复合厌氧反应器的进水口与预处理池连通，复合厌氧反应器的出水口与一体化反应池连通;在一体化反应池的进水口和出水口之间包括依次连通的pH调节区、氧化反应区和絮凝沉淀区。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述复合厌氧反应器是由位于下方的上流式厌氧污泥床反应器和位于上方的厌氧滤池组成。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述氧化反应区为芬顿-微电解反应区。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述芬顿-微电解反应区包括位于中部的填料层，填料层下方设有布气管和布水管，填料层上方设有药剂分布器。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述填料层中的空隙率为65-75%。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述pH调节区和氧化反应区的连通处位于氧化反应区的底部。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述氧化反应区和絮凝沉淀区之间设有溢流堰。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一体化反应池的出水口位于一体化反应池的上部。
说明书
一种用于处理畜禽养殖废水的装置
技术领域
本实用新型涉及一种用于处理畜禽养殖废水的装置，属于废水处理技术领域。
背景技术
随着我国畜禽业向集约化、规模化模式方向的转变，以及水冲式清粪方式的普遍采用，致使畜禽养殖废水具有排水量大和高污染负荷等特点。畜禽养殖废水已继工业废水、生活污水之后成为第三大污染源，其不仅含高浓度COD、N、P，且源于饲料重金属添加剂和兽药残留污染的畜禽粪尿大量产生，使养殖废水中抗生素、重金属及其复合污染问题日益凸显。畜禽养殖废水对环境产生多方面不利影响，如不经处理或处理不当而直接排放，将会对人体健康构成极大的潜在威胁。
畜禽粪污水处理工艺从总体上看可以分为以下3 类：源头控制法、自然处理和工业化处理。其中，源头控制法是在满足畜禽生长及生产效率的同时降低饲料中含氮、磷等营养物质，从而提高畜禽对饲料营养的吸收利用率，达到降低畜禽粪尿中污染物质排放量的目的。但源头控制法不能从根本上消除畜禽粪尿对环境的影响，只能适当降低其对环境的污染程度，源头控制方法需配合合理的后续处理畜禽粪尿的方法，才能有效的控制畜禽粪尿带来的环境污染。自然处理是利用土壤、天然水体、生物，通过物理、化学及生物的综合作用达到净化畜禽粪污水的方法处理方式主要包括还田利用、人工湿地、氧化塘等方法。工业化处理模式是通过厌氧处理、好氧处理等方式对畜禽粪污水进行处理。对一些经济发达的大城市近郊、无足够农田消纳畜禽粪污水的养殖场，工业化处理是相对较好的选择。一般用于处理畜禽粪污水的工业化处理方法有UASB、升流式固体厌氧反应器(USR)、亚硝化-厌氧氨氧化、序批式活性污泥法(SBR)、活性污泥法等。
混凝沉淀、活性污泥法、生物过滤技术及厌氧好氧结合工艺是目前畜禽养殖废水的常用的处理方法，其主要去除大部分有机物、悬浮物、N、P，而不能有效去除废水中的难降解有机物，出水色度高、达标困难，同时投资大、运营成本过高，市场推广难度较大。现有的处理工艺主要采用固液分离-厌氧消化-好氧处理组合工艺，虽然能有效去除废水的CODCr、BOD5和NH3-N，但是废水的色度去除效果并不明显，畜禽养殖废水经过好氧处理之后，二沉池出水色度依然很高，达到500-2000倍(稀释倍数法)，COD一般为200-800mg/l，无法达到深度脱色的效果。汪植三等(汪植三, 廖新娣. 养猪场污水脱色与脱臭的研究[J]. 生态科学,1993 (2): 113-116.)采用漂白剂对养殖场的废水进行脱色研究，有一定的效果，但药剂消耗量过大，二次污染较重。Li 等(Li C J, Zhang Y, Yan L L, et al. Study ofpilotscale experiment for treatment of piggery wastewater by UASB-SBR[C]//Advanced Materials Research. Trans Tech Publications, 2012, 356: 2047-2050.)在中试规模试验中利用“UASB+SBR”组合工艺处理猪场废水，优点是能有效去除养猪废水中部分有机物和大部分氨氮，但出水的总磷超标，并且废水中悬浮物的浓度较高，影响出水水质，还需要另加一套化学混凝反应池处理，以满足达标排放要求，而且废水在SBR的水力停留时间长，较长的停留时间使废水处理的装置占地面积大为增加，也进一步加大了处理项目的投资费用。金海峰等(金海峰, 佟晨博, 朱永健, 等. UASB+ A/O+ Fenton 组合工艺处理生猪养殖废水工程实例[J]. 资源节约与环保, 2015 (12): 54-55.)利用UASB + A/O+ Fenton 组合工艺处理生猪养殖废水，A/O 工艺好氧硝化段设计停留时间长，并采用先进的MBR 工艺，大大提高了污泥浓度可达到5～12 g/L，提高出水水质。专利CN 105347443A、CN 105541014A公开了一种畜禽养殖废水的处理方法，主要描述了畜禽养殖废水中难降解的有机物(如抗生素)和重金属的去除方法。CN 102491573 A提供了一种提高畜禽养殖废水中抗生素和激素可降解性的方法;而CN 102557295 A公开了一种去除畜禽养殖废水中抗生素和激素的方法，采用超声波处理技术，超声波处理同时进行曝气。与生物处理等传统方法相比，本发明方法的反应条件更温和，处理时间短，实现了高效处理目的。CN 204474509 U公开了一种能够深度处理畜禽养殖废水的处理装置，使COD、重金属、抗生素、N、P、有机物以及病原菌得以共同去除。CN 105174624 A公开了一种畜禽养殖废水的处理方法，其包括沉淀处理、堆肥处理、 加热处理、厌氧氨氧化处理、二次沉淀处理、分离排放。CN 106007201 A公开了畜禽养殖废水处理工艺，提供一整套全流程的对于畜禽养殖废水中有机物、氮、磷等具有良好的分离去除效果。
总的来说，目前能同时协同去除高浓度畜禽养殖废水中COD、N、P和低浓度抗生素、激素、重金属的工艺技术和方法的处理效果还不是很理想，出水水质达标困难。为了同时解决目前存在的问题，亟需开发更有效的畜禽废水综合处理工艺。本实用新型旨在开发一种同时去除畜禽养殖废水中高浓度COD、N、P和低浓度抗生素、激素、重金属的新型处理方法。
实用新型内容
为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种新型的工艺方法及装置用于处理畜禽养殖废水，以共同去除畜禽废水中的COD、氮、磷、重金属、抗生素以及其他难降解有机物等，其处理效率高、运行稳定。
本实用新型的技术方案是，提供一种用于处理畜禽养殖废水的装置，包括依次连通的预处理池、复合厌氧反应器和一体化反应池，其中，复合厌氧反应器的底部设有进水口，上部设有出水口，顶部设有排气孔，复合厌氧反应器的进水口与预处理池连通，复合厌氧反应器的出水口与一体化反应池连通;在一体化反应池的进水口和出水口之间包括依次连通的pH调节区、氧化反应区和絮凝沉淀区。
进一步地，所述复合厌氧反应器(AHR)是由厌氧滤池(AF)和上流式厌氧污泥床反应器(UASB)结合得到，是由位于下方的上流式厌氧污泥床反应器和位于上方的厌氧滤池组成。
进一步地，所述氧化反应区为芬顿-微电解反应区，反应中Fe2+和Fe3+能使磷有效地从溶液中沉淀或凝聚出来。
进一步地，所述芬顿-微电解反应区包括位于中部的填料层，填料层下方设有布气管和布水管，填料层上方设有药剂分布器。芬顿氧化用的药剂可以为过氧化氢、过氧化钙、次氯酸钠、二氧化氯、高铁酸盐、臭氧等中的一种或多种，
进一步地，填料层中填充催化剂填料，使填充后的填料层的空隙率为65-75%。催化剂的参数可为：比表面积1.5 m2/g，空隙率70%，物理强度≥650kg/cm2，含铁量≥50%-90%，碳含量≥20%，催化剂载体≥5%。催化剂填料采用由铁与锰、铜、镍、钛等中的一种或多种活性成分同催化剂载体按一定比例掺混高温融合;其中催化剂载体可为活性炭、活性Al2O3、Ti、沸石、硅藻土等中的一种或多种。
进一步地，所述pH调节区和氧化反应区的连通处位于氧化反应区的底部。
进一步地，所述氧化反应区和絮凝沉淀区之间设有溢流堰。
进一步地，所述一体化反应池的出水口位于一体化反应池的上部。
进一步地，填料层中催化剂比表面积1.5 m2/g，空隙率70%，物理强度≥650kg/cm2，含铁量≥50%-90%，碳含量≥20%，催化剂载体≥5%。
进一步地，絮凝沉淀池中采用氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化镁、氧化钙、氧化镁、钙镁复合絮凝剂中的一种或多种进行絮凝沉淀处理，并能中和出水。
本实用新型的有益效果是，本实用新型采用了AHR，与其他厌氧生物反应器相比，AHR的菌群种类要比单一的产酸相或甲烷相中的多，所构成的微生态系统更为稳定，能抵抗较大的毒性物质负荷。AF代替三相分离器，起气-液-固得三相分离作用，所需要的生态条件比较容易实现。
本实用新型能够高效稳定运行，不仅可同时去除畜禽养殖废水中的高浓度COD、氮、磷和低浓度抗生素、激素、重金属，而且其规模化处理成本低廉。