申请日2018.08.14
公开(公告)日2018.12.14
IPC分类号C02F9/14; C02F3/02; C02F3/10; C02F103/20
摘要
本发明公开了一种高效净化畜禽养殖场污水的方法，使养殖污水在固液分离后顺次经过厌氧池、好氧池、沉淀池、人工湿地、兼氧过滤池、鱼池净化后得到符合《养殖污水排放标准》的净化水体，与现有技术相比，投入小，净化效率高，能耗低，运行和管理费用低，操作简便，具有广阔的应用前景，为生态农业的实现和无公害农产品的生产提供重要保障。
权利要求书
1.一种高效净化畜禽养殖场污水的方法，其特征在于，养殖污水在固液分离后顺次经过厌氧池、好氧池、沉淀池、人工湿地、兼氧过滤池、鱼池净化后得到符合《养殖污水排放标准》的净化水体，具体包含如下步骤：
(1)将畜禽养殖场产生的粪污及各种处理工序产生的污水混合物，送固液分离设备进行固液分离;
(2)固液分离产生的液体部分进入厌氧池，水力停留时间为夏季50～72h，冬季70～90h;
(3)从厌氧池流出的污水进入好氧池，污水采用石灰水调整pH至7.5～8.5，并在好氧池中进行曝气处理，水力停留时间为夏季11～15h，冬季16～24h;
(4)从好氧池中流出的污水进入沉淀池，水力停留时间为夏季5～10h，冬季8～12h;
(5)从沉淀池中流出的污水进入人工湿地，人工湿地布水系统采用单级潜流式设计，人工湿地中采用植物、菌藻、生态床立体净化的模式进行污水净化，水力停留时间为夏季96～120h，冬季120～150h;
(6)从人工湿地流出的污水进入兼氧过滤池，水力停留时间为夏季4～8h，冬季6～8h;
(7)从兼氧过滤池中流出的污水进入鱼池，水力停留时间为夏季2～4h，冬季8～12h;
(8)从鱼池流出符合《养殖污水排放标准》的净化水体;
所述厌氧池中按1～3wt‰接入甲烷发酵菌包埋体，所述好氧池中按1～5wt‰接入异养硝化好氧反硝化菌包埋体。
2.根据权利要求1中所述的一种高效净化畜禽养殖场污水的方法，其特征在于：所述甲烷发酵菌和异养硝化好氧反硝化菌采用固定载体包埋，所述固定载体为聚乙烯醇和海藻酸钠按8:2的重量比制备的包埋小球，具体包埋方法为：
(1)将甲烷发酵菌或异养硝化好氧反硝化菌取一环放入装有200mL产甲烷菌培养基或异养硝化好氧反硝化培养基500mL三角瓶中，30℃，120r/min摇床振荡培养12h，然后取1%接种量在相同条件下培养30h，取菌株的扩大培养液300mL在高速离心机中3000r/min离心15min，弃去上清液，用生理盐水重复洗涤2～3次，制成菌悬液，计数至1×1010/mL备用;
(2)将聚乙烯醇和海藻酸钠于100mL蒸馏水中95℃水浴加热1.5h，每隔5分钟搅拌，冷却至室温;
(3)加入0.1wt%二氧化硅和0.5wt%碳酸钙，混合均匀，然后按10wt%加入培养好的菌种悬液;
(4)硼酸于150mL蒸馏水中搅拌至溶液到达饱和，加入氯化钙混合均匀;
(5)用2mol/L的NaOH溶液调整溶液pH至7.0;
(6)在饱和硼酸溶液中将混合后的包埋剂挤出，形成直径1cm的小球，不停搅拌防止小球粘连;
(7)将挤出的小球放入冰箱4℃恒温室交联，用生理盐水清洗，储存备用。
3.根据权利要求1中所述的一种高效净化畜禽养殖场污水的方法，其特征在于：所述植物为水葫芦、水芹菜、空心莲子草、芦苇、狼尾草、苦草中的至少一种，所述菌藻中细菌为红细菌，藻类为普通小球藻、螺旋藻、四尾栅藻、葡萄藻、席藻、微绿球藻中的至少一种。
4.根据权利要求1中所述的一种高效净化畜禽养殖场污水的方法，其特征在于：所述生态床填料为粒径10～20mm的沸石、2～5mm粒径的石灰石、15～20mm粒径的多孔陶粒、直径3～10cm的鹅卵石。
5.根据权利要求1中所述的一种高效净化畜禽养殖场污水的方法，其特征在于：所述人工湿地进口处设有高效过滤装置，过滤填料为棕榈树皮和直径3～10cm的鹅卵石。
6.根据权利要求1中所述的一种高效净化畜禽养殖场污水的方法，其特征在于：所述单级潜流式设计为在人工湿地的进水、出水口处，设置与人工湿地等宽的进水缓冲沟，缓冲沟呈15°坡度，最低点与人工湿地底部持平，保证水流自流，实现平行均匀推流进出水;污水在进入兼氧过滤池前，在缓冲沟缓慢流动并接受太阳照射，进行好养反应。
7.根据权利要求1中所述的一种高效净化畜禽养殖场污水的方法，其特征在于：所述兼氧过滤池包含3个过滤层，第一过滤层由5～10cm的鹅卵石构成的0.5m厚的过滤层，第二过滤层为粒径25～35mm的多孔陶粒构成的25cm厚的过滤层，第三过滤层为5～10mm粒径的粗砂粒构成的15cm厚的过滤层，层间距离为1.5～2.5m兼氧过滤池顶部露天设置，底部及四壁铺设有防渗漏薄膜，第三过滤层底部设有排水管。
说明书
一种高效净化畜禽养殖场污水的方法
技术领域
本发明涉及养殖污水处理领域，特别涉及一种高效净化畜禽养殖场污水的方法。
背景技术
针对畜禽养殖场粪污排放量大、有机物浓度高、悬浮物((ss)含量高等特点，20世纪70年代末，我国借鉴已大量推广的户用水压式沼气池工艺技术，将厌氧消化技术应用于规模化畜禽场粪污处理中，取得了很好的实际成效。目前成功应用于畜禽污水处理的厌氧工艺有厌氧塘处理、厌氧接触工艺处理、升流式厌氧污泥床反应器(UASB)处理、厌氧滤池处理、厌氧流化床反应器处理等。厌氧工艺处理不仅可大量去除可溶性有机物(去除率达85%～90%)，还可杀死传染病菌，有利于防疫，是沉淀和气浮处理工艺不可取代的。厌氧工艺因其具有投资少、运行费用低、污泥量少、净化效果好、能源环境综合效益高等优点，已成为畜禽场粪污处理工艺中最重要的处理单元。厌氧工艺对畜禽场粪污中可溶性有机物的去除率为85%～90%，出水COD浓度在1000mg/L左右，没有达到国家规定的(CODcr400mg/L)排放要求，只能作为畜禽场粪污处理工艺中的处理单元，尚需要采用其它工艺作进一步处理，以降低排放浓度。
人工湿地用于污水处理的原理是利用“基质一微生物一植物”这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物同化分解和植物吸收等途径，去除废水中的悬浮物、有机物、氮、磷和重金属等，实现对污水的高效净化，同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水的资源化与无害化。它具有低投资(为传统二级处理污水厂建设成本的1/10～1/3)、低耗能、操作简单、运行成本低廉、稳定性高以及具有生态可持续性等优点。它作为一个生态系统，能维持生物多样性及构成景观的一部分，在去除污染物的同时，具有美化环境的功能，因此有较高的生态效益。
传统的畜禽养殖以生产为主导，污染控制技术大部分仅指生产后治理，主要方法有物理法(例如对畜禽养殖污染进行沉淀、脱水和干燥处理等)、化学法(例如对畜禽养殖污染进行混凝、氧化和消毒处理)、生物法(例如对畜禽养殖污染进行厌氧、好氧和兼氧处理等)、生态法(例如对畜禽养殖污染进行氧化塘、湿地和生态沟渠处理等)及资源化利用(例如对畜禽养殖污染进行堆肥、有机肥和饲料化处理等)。
传统的畜禽养殖场污水处理技术对氮磷的处理仍存在效率低、费用高的问题。现有技术处理成本与养殖低利润、高风险之间矛盾突出，运行管理与操作人员的操作原因致使已有设施没有正常运行，因此，开发一种投入小，净化效率高，能耗低，运行和管理费用低，操作简便的养殖污水处理方法具有重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对传统的畜禽养殖场污水处理技术存在的缺点，本发明提供一种高效净化畜禽养殖场污水的方法有效解决了这些问题和缺点。
为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：
一种高效净化畜禽养殖场污水的方法，养殖污水在固液分离后顺次经过厌氧池、好氧池、沉淀池、人工湿地、兼氧过滤池、鱼池净化后得到符合《养殖污水排放标准》的净化水体，具体包含如下步骤：
(1)将畜禽养殖场产生的粪污及各种处理工序产生的污水混合物，送固液分离设备进行固液分离;
(2)固液分离产生的液体部分进入厌氧池，水力停留时间为夏季50～72h，冬季70～90h;
(3)从厌氧池流出的污水进入好氧池，污水采用石灰水调整pH至7.5～8.5，并在好氧池中进行曝气处理，水力停留时间为夏季11～15h，冬季16～24h;
(4)从好氧池中流出的污水进入沉淀池，水力停留时间为夏季5～10h，冬季8～12h;
(5)从沉淀池中流出的污水进入人工湿地，人工湿地布水系统采用单级潜流式设计，人工湿地中采用植物、菌藻、生态床立体净化的模式进行污水净化，水力停留时间为夏季96～120h，冬季120～150h;
(6)从人工湿地流出的污水进入兼氧过滤池，水力停留时间为夏季4～8h，冬季6～8h;
(7)从兼氧过滤池中流出的污水进入鱼池，水力停留时间为夏季2～4h，冬季8～12h;
(8)从鱼池流出符合《养殖污水排放标准》的净化水体;
所述厌氧池中按1～3wt‰接入甲烷发酵菌包埋体，所述好氧池中按1～5wt‰接入异养硝化好氧反硝化菌包埋体。
优选地，所述甲烷发酵菌和异养硝化好氧反硝化菌采用固定载体包埋，所述固定载体为聚乙烯醇和海藻酸钠按8:2的重量比制备的包埋小球，具体包埋方法为：
(1)将甲烷发酵菌或异养硝化好氧反硝化菌取一环放入装有200mL产甲烷菌培养基或异养硝化好氧反硝化培养基500mL三角瓶中，30℃，120r/min摇床振荡培养12h，然后取1%接种量在相同条件下培养30h。取菌株的扩大培养液300mL在高速离心机中3000r/min离心15min，弃去上清液，用生理盐水重复洗涤2～3次，制成菌悬液，计数至1×1010/mL备用;
(2)将聚乙烯醇和海藻酸钠于100mL蒸馏水中95℃水浴加热1.5h，每隔5分钟搅拌，冷却至室温;
(3)加入0.1wt%二氧化硅和0.5wt%碳酸钙，混合均匀，然后按10wt%加入培养好的菌种悬液;
(4)硼酸于150mL蒸馏水中搅拌至溶液到达饱和，加入1wt%氯化钙混合均匀;
(5)用2mol/L的NaOH溶液调整溶液pH至7.0;
(6)在饱和硼酸溶液中将混合后的包埋剂挤出，形成直径1cm的小球，不停搅拌防止小球粘连;
(7)将挤出的小球放入冰箱4℃恒温室交联，用生理盐水清洗，储存备用。
优选地，所述植物为水葫芦、水芹菜、空心莲子草、芦苇、狼尾草、苦草中的至少一种，所述菌藻中细菌为红细菌，藻类为普通小球藻、螺旋藻、四尾栅藻、葡萄藻、席藻、微绿球藻中的至少一种。
优选地，所述生态床填料为粒径10～20mm的沸石、2～5mm粒径的石灰石、15～20mm粒径的多孔陶粒、直径3～10cm的鹅卵石。
优选地，所述人工湿地进口处设有高效过滤装置，过滤填料为棕榈树皮和直径3～10cm的鹅卵石。
优选地，所述单级潜流式设计为在人工湿地的进水、出水口处，设置与人工湿地等宽的进水缓冲沟，缓冲沟呈15°坡度，最低点与人工湿地底部持平，保证水流自流，实现平行均匀推流进出水;污水在进入兼氧过滤池前，在缓冲沟缓慢流动并接受太阳照射，进行好养反应。
优选地，所述兼氧过滤池包含3个过滤层，第一过滤层由5～10cm的鹅卵石构成的0.5m厚的过滤层，第二过滤层为粒径25～35mm的多孔陶粒构成的25cm厚的过滤层，第三过滤层为5～10mm粒径的粗砂粒构成的15cm厚的过滤层，层间距离为1.5～2.5m兼氧过滤池顶部露天设置，底部及四壁铺设有防渗漏薄膜，第三过滤层底部设有排水管。
本发明获得的有益效果：本发明投入小，净化效率高，能耗低，运行和管理费用低，操作简便，具有广阔的应用前景，为生态农业的实现和无公害农产品的生产提供重要保障。