申请日2014.07.25
公开(公告)日2014.11.19
IPC分类号C02F9/14
摘要
一种生态法深度处理养殖废水的组合装置，包括：滚筒格栅机、厌氧净化池、慢速土渗系统、涡轮筛滤池和纳米曝气沉砂池。本发明还公开了利用上述的组合装置进行养殖废水处理的方法。本发明占地面积小，运行方便，经过本装置处理的出水透明度高、水质好，而且反应周期短、投资少、见效快，灭杀微生物、虫卵，避免水华的产生，净化后各种污染指标达到国家一级标准。
权利要求书
1.一种生态法深度处理养殖废水的组合装置，包括：
一滚筒格栅机，其处理的污水输入厌氧净化池中;
厌氧净化池底部开设有排泥口，厌氧净化池内部位于排泥口上方设有 搅拌器;厌氧净化池内填充有组合填料;厌氧净化池设置有加热带和感温 探头，该加热带和感温探头分别连接设置厌氧净化池外部的温度控制仪; 厌氧净化池的出水流至慢速土渗系统中;
慢速土渗系统自上而下依次为表面砂土层、碎石层和导水层;表面砂 土层表面栽种植物，慢速土渗系统底部有一坡度，以保证污水自导水层流 出至涡轮筛滤池的进水管;
涡轮筛滤池由多孔板分为上、下两个部分;多孔板上方铺设一层复合 填料，复合填料的底部设置有纳米曝气头，复合填料上方设置一涡轮，涡 轮筛滤池连进水管一侧设置有缩口进水管，该缩口进水管设在涡轮的一侧 上部;涡轮另一侧的上部设置有压力射流管，压力射流管上方有一曝气管， 曝气管设有多个细孔曝气孔，曝气孔垂直向上;涡轮筛滤池一侧曝气管上 方设置有回流槽，并安装有超声波发生仪;
多孔板的下方为储水箱，储水箱的内壁均匀负载一层非金属掺杂光催 化剂，储水箱的底部安装有紫外灭菌灯，在紫外灭菌灯的空隙间设置有纳 米曝气头，储水箱内剩余空间填充有半导体负载填料;涡轮筛滤池的出水 进入纳米曝气沉降池内;
纳米曝气沉降池底部开设有排泥口，纳米曝气沉降池内部位于排泥口 上方设置有曝气盘。
2.根据权利要求1所述的组合装置，其中，滚筒格栅机由铁板卷成 两个圆筒后中间夹着一段网板组成的半封闭式外壳，该半封闭式外壳通过 轴承固定地支架上，该半封闭式外壳底部为一储水池，针状清扫器固定在 半封闭式外壳上端和圆筒滾筛的一侧。
3.根据权利要求1所述的组合装置，其中，厌氧净化池内填充的组 合填料表面生长有生物膜。
4.根据权利要求1所述的组合装置，其中，慢速土渗系统中的表面 砂土层为0.2m的砂土混合物，砂子与弗罗里硅藻土混合比例为2:1-3;碎 石层为粒径1.2mm-1.5mm的碎石和赤泥分子筛;导水层分为两层，上层 铺设砾石和石灰石混合填料，下层铺设砾石和沸石混合填料，导水层上方 设有无纺布为过滤层，过滤层厚度为30mm。
5.根据权利要求1所述的组合装置，其中，慢速土渗系统底部的坡 度i=0.1-0.5。
6.根据权利要求1所述的组合装置，其中，涡轮筛滤池中的多孔板是 由两层多孔板夹杂一层钢纱网组成。
7.利用权利要求1所述组合装置进行养殖废水处理的方法：
养殖废水自格栅滚筒的孔隙流过，落入储水池内;固体截流在滚筒筛 网表面上，经过格栅机固液处理的污水在液压泵的作用下输入厌氧净化池 中进行厌氧净化处理的污水自流至慢速土渗系统中，在慢速土渗系统通过 表面砂土层的植物、碎石层和导水层，对污水中的重金属进行吸收;慢速 土渗系统处理后的污水至涡轮筛滤池中，涡轮筛滤池的复合填料底部设置 的纳米曝气头采用O3曝气，增加气液接触面积、接触时间，利于臭氧溶 于水中;纳米气泡内部具有较大的压力且纳米气泡破裂时界面消失，周围 环境剧烈改变产生的化学能促使产生更多的羟基自由基·OH;且纳米级的 O3气泡与紫外灭菌灯、半导体负载填料共存于涡轮筛滤池，提高氧化效果， 提高·OH产生率;经涡轮筛滤池氧化的出水进入纳米曝气沉降池，在纳米 曝气沉降池内利用曝气过程中气泡的提升力和剪切力，填料相互摩擦自我 清洁，同时污水在高温纳米曝气下脱臭、除泡、分解有机化合物，降低 COD，灭杀残存的病原菌和微生物，改善水质，并在排泥口排出清洁填料 回流至涡轮筛滤池。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，将滚筒格栅机分离出来的固 体颗粒、厌氧净化池排出的污泥、涡轮筛滤池反冲洗水沉降下的污泥、纳 米曝气沉砂池的浮渣混合进行堆肥，生产有机肥料，达到资源回收的效果。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，紫外灭菌灯平均照射剂量在 300J/m2以上。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，涡轮筛滤池的出水回流至慢 速土渗系统进水，调节水质并刺激植物生长过程分泌次生物质。
说明书
一种生态法深度处理养殖废水的组合装置和方法
技术领域
本发明涉及一种生态法深度处理养殖废水的组合装置。
本发明还涉及利用上述装置处理养殖废水中有机物、无机物、微生物、 病原菌等污染物质的方法。
背景技术
养殖业废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水，直接排放进入水 体或长期存放地点并不适宜，一旦受到雨水冲洗进入水体，可造成地表水 或地下水水质的严重恶化。对地表水的影响则主要表现为，大量有机物质 进入水体后，有机物的分解将大量消耗水中的溶解氧，使水体发臭;当水 体中的溶解氧大幅度下降后，大量有机物质可在厌氧条件下继续分解，分 解中将会产生甲烷、硫化氢等有毒气体，导致水生生物大量死亡;废水中 的大量悬浮物可使水体浑浊，降低水中藻类的光合作用，限制水生生物的 正常活动，使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡，从而进一步加剧水 体底部缺氧，使水体同化能力降低;氮、磷可使水体富营养化，富营养化 的结果会使水体中硝酸盐和亚硝酸盐浓度过高，人畜若长期饮用会引起中 毒，而一些有毒藻类的生长与大量繁殖会排放大量毒素于水体中，导致水 生动物的大量死亡，从而严重地破坏了水体生态平衡;粪尿中的一些病菌、 病毒等随水流动可能导致某些流行病的传播等。
国内外对规模化畜禽场粪水的处理方法主要有综合利用和处理达标 排放两大类。综合利用是生物质能多层次利用、建设生态农业和保证农业 可持续发展的好途径。但是，目前由于我国畜禽场饲养管理方式落后，加 上综合利用前厌氧处理的不到位，常使畜禽粪水在综合利用的过程中产生 许多问题，如废水产生量大、成分复杂、处理后污染物浓度仍很高、所用 稀释水量多和受季节灌溉影响等。对于处理达标排放的来讲，虽然国内外 所用的工艺流程大致相同，即固液分离-厌氧消化-好氧处理。但是，对于 我国处于微利经营的养殖行业来讲，建设该类粪污处理设施所需的投资太 大、运行费用过高。因此，探寻设施投资少、运行费用低和处理高效的养 殖业污水处理方法，已成为解决养殖业污染的关键所在。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生态法深度处理养殖废水的组合装置。
本发明的又一目的在于提供一种利用上述组合装置处理养殖废水中 有机物、无机物、微生物、病原菌等污染物质的方法。
为实现上述目的，本发明提供的生态法深度处理养殖废水的组合装 置，包括：
一滚筒格栅机，其处理的污水输入厌氧净化池中;
厌氧净化池底部开设有排泥口，厌氧净化池内部位于排泥口上方设有 搅拌器;厌氧净化池内填充有组合填料;厌氧净化池设置有加热带和感温 探头，该加热带和感温探头分别连接设置厌氧净化池外部的温度控制仪; 厌氧净化池的出水流至慢速土渗系统中;
慢速土渗系统自上而下依次为表面砂土层、碎石层和导水层;表面砂 土层表面栽种植物，慢速土渗系统底部有一坡度，以保证污水自导水层流 出至涡轮筛滤池的进水管;
涡轮筛滤池由多孔板分为上、下两个部分;多孔板上方铺设一层复合 填料，复合填料的底部设置有纳米曝气头，复合填料上方设置一涡轮，涡 轮筛滤池连进水管一侧设置有缩口进水管，该缩口进水管设在涡轮的一侧 上部;涡轮另一侧的上部设置有压力射流管，压力射流管上方有一曝气管， 曝气管设有多个细孔曝气孔，曝气孔垂直向上;涡轮筛滤池一侧曝气管上 方设置有回流槽，并安装有超声波发生仪;
多孔板的下方为储水箱，储水箱的内壁均匀负载一层非金属掺杂光催 化剂，储水箱的底部安装有紫外灭菌灯，在紫外灭菌灯的空隙间设置有纳 米曝气头，储水箱内剩余空间填充有半导体负载填料;涡轮筛滤池的出水 进入纳米曝气沉降池内;
纳米曝气沉降池底部开设有排泥口，纳米曝气沉降池内部位于排泥口 上方设置有曝气盘。
所述的组合装置中，滚筒格栅机由铁板卷成两个圆筒后中间夹着一段 网板组成的半封闭式外壳，该半封闭式外壳通过轴承固定地支架上，该半 封闭式外壳底部为一储水池，针状清扫器固定在半封闭式外壳上端和圆筒 滾筛的一侧。
所述的组合装置中，厌氧净化池内填充的组合填料表面生长有生物 膜。
所述的组合装置中，慢速土渗系统中的表面砂土层为0.2m的砂土混 合物，砂子与弗罗里硅藻土混合比例为2:1-3;碎石层为粒径1.2mm-1.5mm 的碎石和赤泥分子筛;导水层分为两层，上层铺设砾石和石灰石混合填料， 下层铺设砾石和沸石混合填料，导水层上方设有无纺布为过滤层，过滤层 厚度为30mm。
所述的组合装置中，慢速土渗系统底部的坡度i=0.1-0.5。
所述的组合装置中，涡轮筛滤池中的多孔板是由两层多孔板夹杂一层 钢纱网组成。
本发明提供的利用上述组合装置进行养殖废水处理的方法：
养殖废水自格栅滚筒的孔隙流过，落入储水池内;固体截流在滚筒筛 网表面上，经过格栅机固液处理的污水在液压泵的作用下输入厌氧净化池 中进行厌氧净化处理的污水自流至慢速土渗系统中，在慢速土渗系统通过 表面砂土层的植物、碎石层和导水层，对污水中的重金属进行吸收;慢速 土渗系统处理后的污水至涡轮筛滤池中，涡轮筛滤池的复合填料底部设置 的纳米曝气头采用O3曝气，增加气液接触面积、接触时间，利于臭氧溶 于水中;纳米气泡内部具有较大的压力且纳米气泡破裂时界面消失，周围 环境剧烈改变产生的化学能促使产生更多的羟基自由基·OH;且纳米级的 O3气泡与紫外灭菌灯、半导体负载填料共存于涡轮筛滤池，提高氧化效果， 提高·OH产生率;经涡轮筛滤池氧化的出水进入纳米曝气沉降池，在纳米 曝气沉降池内利用曝气过程中气泡的提升力和剪切力，填料相互摩擦自我 清洁，同时污水在高温纳米曝气下脱臭、除泡、分解有机化合物，降低 COD，灭杀残存的病原菌和微生物，改善水质，并在排泥口排出清洁填料 回流至涡轮筛滤池。涡轮筛滤池的出水回流至慢速土渗系统进水，调节水 质并刺激植物生长过程分泌次生物质。
所述的方法中，将滚筒格栅机分离出来的固体颗粒、厌氧净化池排出 的污泥、涡轮筛滤池反冲洗水沉降下的污泥、纳米曝气沉砂池的浮渣混合 进行堆肥，生产有机肥料，达到资源回收的效果。
所述的方法中，紫外灭菌灯平均照射剂量在300J/m2以上。
本发明采用快速处理养殖污水理念，使用一系列机械法、理化法、生 物法有效缩短污水处理时间，快速使产生污水达到中水回用标准，无害化、 资源化明显，有力避免由于污水处理周期长引发对周边环境的影响。并本 着循环经济、持续再生的理念，大力回收污水处理过程中的可利用物质， 将废物变成可利用的资源。其中涡轮筛滤池中纳米二氧化钛晶体作为光触 媒在紫外灯照射下激发极具氧化力的自由负离子，同时在纳米曝气过程中 以及超声波发生过程激发的能量亦可发生并加强自由负离子的产生，达成 光催化效果;而自由负离子以及其摆脱共价键的束缚后留下空位，与纳米 气泡表面带有的电荷同时产生微电解效果，可针对养殖业中污水中的溶解 性有机物，人为添加的抗生素以及养殖过程中使用药剂导致的有毒污染物 有较好的处理效果。同时本工艺具有脱臭、除泡作用，加速污水中有机物 的分解，防止污水发黑发臭的作用，降低了污水的COD，并且改善水质、 灭活微生物及病原菌，使得污水在脱除固体填料的同时达到排放标准。清 洗后的填料导回上一步处理工艺。
本发明占地面积小，运行方便，经过本装置处理的出水透明度高、水 质好，而且反应周期短、投资少、见效快。