申请日2014.12.01
公开(公告)日2015.04.01
IPC分类号C02F3/30; C02F9/14; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种养殖废水的两相式生物净化系统及其处理方法，该系统包括通过管路依次连接的调节池、好氧式滴滤器、厌氧式滴滤器和沉淀池;在废水处理过程中，先将废水引入调节池中调节pH;在好氧和厌氧式滴滤器被接种菌群后，再将调节池中的废水引入好氧式滴滤器中进行好氧处理，再流入厌氧式滴滤器中进行厌氧处理;再流入沉淀池中进一步去除固体物质，即可达标排放。本发明工艺简单，在滴滤器中加入多孔生物炭粒的混合填充材料，过滤与成膜效果好，两级滤器处理后BOD去除率即可达到80%以上，COD去除率即可达到70%以上，在经沉淀池后出水达到国家标准，可直接排放或用于农田灌溉，该工艺无需多次沉淀，步骤少，可节约成本，提高效率。
权利要求书
1.一种养殖废水的两相式生物净化系统，其特征在于：该生物净化系统包括好氧式滴滤器和厌氧式滴滤器，所述好氧式滴滤器和厌氧式滴滤器通过管路连接，所述好氧式滴滤器顶部连接有进水管;所述好氧式滴滤器顶部还设有滴滤装置，所述滴滤装置与进水管端口相连使进水管内的养殖废水以滤滴的形式进入好氧式滴滤器中。
2.根据权利要求1所述的一种养殖废水的两相式生物净化系统，其特征在于：所述好氧式滴滤器中填充有吸附降解材料，吸附降解材料中接种有可进行好氧反应的功能菌群，所述吸附降解材料两端设有滤网，使养殖废水先经滤网过滤去杂质后，再流进吸附降解材料中。
3.根据权利要求1所述的一种养殖废水的两相式生物净化系统，其特征在于：所述好氧式滴滤器连接有曝气管，所述曝气管位于吸附降解材料的下端，好氧式滴滤器顶端开口或有开口装置，可与曝气管进行空气流通。
4.根据权利要求1所述的一种养殖废水的两相式生物净化系统，其特征在于：所述厌氧式滴滤器的顶部密封，并与进水管连接;所述厌氧式滴滤器顶部还设有滴滤装置，所述滴滤装置与进水管端口相连使进水管内的养殖废水以滤滴的形式进入厌氧式滴滤器中;所述厌氧式滴滤器中填充有吸附降解材料，吸附降解材料中接种有可进行厌氧反应的功能菌群，所述吸附降解材料两端设有滤网，使养殖废水先经滤网过滤去杂质后，再流进吸附降解材料中;所述厌氧式滴滤器底部呈漏斗状，其底端连有排污管，需要时排去沉积在底部的污泥。
5.根据权利要求2或4所述的一种养殖废水的两相式生物净化系统，其特征在于：所述吸附降解材料为农业废弃物在厌氧高温300～700℃条件下烧制而成的多孔生物炭粒。
6.根据权利要求5所述的一种养殖废水的两相式生物净化系统，其特征在于：所述农业废弃物为稻壳或花生壳。
7.根据权利要求1所述的一种养殖废水的两相式生物净化系统，其特征在于：所述好氧式滴滤器和厌氧式滴滤器分别连接有培养液导管，所述培养液导管将好氧性功能菌群、厌氧性功能菌群所需的培养液分别引入好氧式滴滤器、厌氧式滴滤器中。
8.根据权利要求1所述的一种养殖废水的两相式生物净化系统，其特征在于：该生物净化系统还包含有沉淀池，所述沉淀池与厌氧式滴滤器通过管路连接。
9.根据权利要求1所述的一种养殖废水的两相式生物净化系统，其特征在于：该生物净化系统还包含有调节池，所述调节池通过进水管与好氧式滴滤器连接。
10.一种养殖废水的处理方法，其特征在于：该处理方法利用权利要求1～9任一所述的两相式生物净化系统进行处理，包括以下步骤：
1)将预处理过的养殖废水通入调节池中，调节废水pH为6～8后，在调节池中停留9～11h;
2)系统启动前将好氧性功能菌群接种于好氧式滴滤器的吸附材料中，将厌氧性功能菌群接种于厌氧式滴滤器中的吸附降解材料，并将所需的培养液通过培养液导管定期补充到好氧式滴滤器或厌氧式滴滤器中;接种9～11天后，开启进水管将调节池中的养殖废水引入好氧式滴滤器中;
3)进水管中的废水流经滴滤装置并以滤滴的形式滴入好氧式滴滤器中，废水通过滤网流入吸附降解材料中被好氧处理，再流入厌氧式滴滤器中进行厌氧处理;其中，废水在好氧式滴滤器、厌氧式滴滤器中停留的时间独立为5.5～6.5h;
所述好氧处理包括养殖污水的硝化脱氨氮反应;
所述厌氧处理包括养殖污水的反硝化脱氮和/或除磷反应;
4)经过厌氧处理后的养殖废水再流入沉淀池中，停留1～3h，进一步除去固体物质，即可达标排放。
说明书
一种养殖废水的两相式生物净化系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及一种养殖废水的两相式生物净化系统及其处理方法。
背景技术
随着集约化养殖业的快速推动经济发展，随之而来的污染压力愈来愈大，畜禽养殖废弃物，特别是集约化猪场废水已成为我国许多农村地区的主要污染源。目前我国大部分规模化猪场都建有沼气工程厌氧处理系统，在利用生物质能源的同时，污染物得到无害化、减量化等有效治理。这虽然有效地控制了猪场废水的直接污染，但由于大量厌氧消化后的猪场沼液通常直接外排或农灌，必将会造成严重的二次环境污染和潜在风险，特别是我国东部沿海经济发达地区受土地紧张和养殖规模大的双重约束使养殖环境问题变得尤为突出，因此，猪场废水深度净化处理是实现猪场粪污无害化和资源化的必由之路。
猪场废水中粪大肠菌群、总磷、氨氮和悬浮物是潜在的强生态风险元素，属高有机物浓度、高氮磷含量、高有害微生物数量等“三高”废水，量多且含水量大，加上周边农田容纳量有限，成为猪场废弃物资源化利用的主要障碍。近年来国内外在养殖废水的无害化和资源化方面做了一些工作，其技术途径主要有两个方面：一方面，工程化生物处理模式是猪场废水处理的主要途径，是采取人工强化供氧以提高好氧微生物活力的废水处理方法，能有效地降低化学需氧量(COD)，除去氮磷，对那些地处经济发达的大城市近郊、土地紧张且无足够农田消纳粪便污水或进行自然处理的大型规模养殖场而言，较为适宜，但直接引进国内外污水无害化工程技术(如厌氧-序批式活性污泥工艺、膜生物反应器MBR)存在着设备成本高，能耗大的缺点，是大多数属于微利企业的养殖场无法承受的;另一方面，自然生物处理法利用天然的水体和土壤中的微生物来净化废水，主要有水体净化(氧化塘和养殖塘)和土壤净化(渗滤、地面漫流和人工湿地)两类。自然生物处理法不仅基建费用低，动力消耗少，在一定条件下，该法配合处理后废水回灌农田可采用种养结合还田模式，实现废水资源化利用，这种模式主要利用植物的根系吸收废水的氮磷等养分物质，为植物提供营养，在节省高额投资和运输成本，解决养殖业产生污染的同时，也可以节约水肥成本带来一些种植业的经济效益，对于距离大城市较远，饲养规模适度、由小农户分散经营的家庭猪场而言，比较适宜自然生物处理法，但该法要求种植业和养殖业必须合理配置，养殖场具备大片的土地，处理效果易受季节影响且处理后废水常常达不到农田灌溉水质标准，长期灌溉仍然存在对土壤造成二次污染的风险。如何充分利用自然系统净化功能，研发及优化经济有效的养殖废水生物处理系统是目前需要解决的重要问题。
目前养殖废水的处理技术大多存在工艺流程多，成本高，周期长，处理不彻底等缺点;
引进污水无害化工程技术处理养殖废水，存在设备成本高，能耗大等缺点;
采用自然生物法处理养殖废水后直接农灌的种养结合模式需要大量的配套种植土地，处理周期长且常常达不到农田灌溉水质标准。
发明内容
为了解决上述存在问题，本发明充分利用自然净化功能，构建养殖废水处理专用微生物功能菌群，通过生化结合、种养结合的模式，研制开发一种针对养殖废水的轻简式生物处理系统，结合该系统的处理流程及运行特点进行了工艺的优化，使该系统更有效降低养殖废水COD和生物需氧量(BOD)等污染指标，优化氮磷等养分结构，为养殖废水资源化利用，节约农业生产成本，实现畜禽养殖业及种植业可持续发展提供技术支撑。
本发明的目的在于提供一种养殖废水的两相式生物净化系统。
本发明的另一目的在于提供一种养殖废水的处理方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种养殖废水的两相式生物净化系统，该生物净化系统包括好氧式滴滤器和厌氧式滴滤器，所述好氧式滴滤器和厌氧式滴滤器通过管路连接，所述好氧式滴滤器顶部连接有进水管;所述好氧式滴滤器顶部还设有滴滤装置，所述滴滤装置与进水管端口相连使进水管内的养殖废水以滤滴的形式进入好氧式滴滤器中。
进一步的，上述好氧式滴滤器中填充有吸附降解材料，吸附降解材料中接种有可进行好氧反应的功能菌群，所述吸附降解材料两端设有滤网，使养殖废水先经滤网过滤去杂质后，再流进吸附降解材料中。
进一步的，上述好氧式滴滤器连接有曝气管，所述曝气管位于吸附降解材料的下端，好氧式滴滤器顶端开口或有开口装置，可与曝气管进行空气流通。
进一步的，上述厌氧式滴滤器的顶部密封，并与进水管连接;所述厌氧式滴滤器顶部还设有滴滤装置，所述滴滤装置与进水管端口相连使进水管内的养殖废水以滤滴的形式进入厌氧式滴滤器中;所述厌氧式滴滤器中填充有吸附降解材料，吸附降解材料中接种有可进行厌氧反应的功能菌群，所述吸附降解材料两端设有滤网，使养殖废水先经滤网过滤去杂质后，再流进吸附降解材料中;所述厌氧式滴滤器底部呈漏斗状，其底端连有排污管，需要时排去沉积在底部的污泥。
进一步的，上述吸附降解材料为农业废弃物在厌氧高温300～700℃条件下烧制而成的多孔生物炭粒。
进一步的，上述农业废弃物为稻壳或花生壳。
进一步的，上述好氧式滴滤器和厌氧式滴滤器分别连接有培养液导管，所述培养液导管将好氧性功能菌群、厌氧性功能菌群所需的培养液分别引入好氧式滴滤器、厌氧式滴滤器中。
进一步的，上述养殖废水的两相式生物净化系统还包含有沉淀池，所述沉淀池与厌氧式滴滤器通过管路连接。
进一步的，上述养殖废水的两相式生物净化系统还包含有调节池，所述调节池通过进水管与好氧式滴滤器连接。
一种养殖废水的处理方法，该处理方法利用上述的两相式生物净化系统进行处理，包括以下步骤：
1)将预处理过的养殖废水通入调节池中，调节废水pH为6～8后，在调节池中停留9～11h;
2)系统启动前将好氧性功能菌群接种于好氧式滴滤器的吸附材料中，将厌氧性功能菌群接种于厌氧式滴滤器中的吸附降解材料，并将所需的培养液通过培养液导管定期补充到好氧式滴滤器或厌氧式滴滤器中;接种9～11天后，开启进水管将调节池中的养殖废水引入好氧式滴滤器中;
3)进水管中的废水流经滴滤装置并以滤滴的形式滴入好氧式滴滤器中，废水通过滤网流入吸附降解材料中被好氧处理，再流入厌氧式滴滤器中进行厌氧处理;其中，废水在好氧式滴滤器、厌氧式滴滤器中停留的时间独立为5.5～6.5h;
所述好氧处理包括养殖污水的硝化脱氨氮反应;
所述厌氧处理包括养殖污水的反硝化脱氮和/或除磷反应;
4)经过厌氧处理后的养殖废水再流入沉淀池中，停留1～3h，进一步除去固体物质，即可达标排放。
本发明的有益效果是：
本发明研发的两相式生物净化系统是利用水环境中功能微生物和人工填料上的生物膜(反应器运行过程中生物炭颗粒表面形成的生物膜)形成的模拟自然生态系统来进行污水净化的一种水处理技术，污水中的颗粒物主要通过生物炭填料进行过滤，生物膜与微生物主要负责污水中的可溶性污染物。该技术实际上是模拟天然的生态系统，利用各种生态关系来进行水中污染物的处理和净化，是一个可持续发展的半自然生态系统。
本发明研发的两相式生物净化系统所需填料均来自自然，环境友好，填充材料为生物炭，为农业废弃物(稻壳或花生壳)高温裂解的多孔吸附性能良好的生物炭材料，不仅实现了废物资源利用，又在经济上节省了工程开支。
本发明研发的一种养殖废水处理系统经工艺优化后处理工艺简单，步骤少，净化效果好，提高处理效率的同时可节约成本。
本发明提供了一种养殖废水的处理方法，该处理工艺简单，在滴滤器中加入多孔生物炭粒的混合填充材料，过滤与成膜效果好，两级滤器处理后BOD去除率即可达到80%以上，COD去除率即可达到70%以上，在经沉淀池后出水达到国家标准，可直接排放，该工艺无需多次沉淀，步骤少且经济有效。