申请日2021.01.20
公开（公告）日2021.05.04
IPC分类号C02F3/32; C02F3/30; C02F101/10; C02F101/16; C02F101/20; C02F101/38; C02F103/20
摘要
本发明公开了一种智能化养殖场污水生态循环净化处理系统和工艺，包括：集污池内设有第一水位感应器，集污池通过排污泵与厌氧发酵池连接，厌氧发酵池内设有第二水位感应器，厌氧发酵池通过水泵一与好氧曝气池连接，好氧曝气池内设有第三水位感应器，好氧曝气池通过水泵二与一级人工湿地连接，一级人工湿地与二级潜流湿地自然流通连接，二级潜流湿地与三级人工湿地自然流通连接，三级人工湿地的排水口处设有第一水质监测传感器，三级人工湿地通过水泵三与四级潜流湿地连接，四级潜流湿地的排水口处设有第二水质监测传感器，四级潜流湿地的排水口设有排水泵；控制装置包括处理器，本方案具有成本低、处理效率高且净化效果好的特点。
权利要求书
1.一种智能化养殖场污水生态循环净化处理系统，其特征在于，包括：集污池、厌氧发酵池、好氧曝气池、一级人工湿地、二级潜流湿地、三级人工湿地、四级潜流湿地和控制装置；
所述集污池内设有第一水位感应器，所述第一水位传感器用于监测集污池内的水位，所述集污池通过排污泵与厌氧发酵池连接，所述厌氧发酵池内设有第二水位感应器，所述第二水位传感器用于监测厌氧发酵池内的水位，所述厌氧发酵池通过水泵一与好氧曝气池连接，所述好氧曝气池一侧设有与好氧曝气池连通的涡旋气泵，所述好氧曝气池内设有第三水位感应器，所述第三水位感应器用于监测好氧曝气池内的水位，所述好氧曝气池通过水泵二与一级人工湿地连接，一级人工湿地的排水口与二级潜流湿地的进水口自然流通连接，二级潜流湿地的排水口与所述三级人工湿地的进水口自然流通连接，所述三级人工湿地的排水口处设有第一水质监测传感器，三级人工湿地的排水口通过水泵三与四级潜流湿地的进水口连接，所述四级潜流湿地的排水口处设有第二水质监测传感器，四级潜流湿地的排水口设有排水泵；
所述控制装置包括处理器，所述处理器分别与排污泵、水泵一、水泵二、水泵三、第一水位感应器、第二水位感应器、第三水位感应器、第一水质监测传感器、第二水质监测传感器和排水泵电性连接。
2.根据权利要求1所述的智能化养殖场污水生态循环净化处理系统，其特征在于：所述三级人工湿地上方设有温棚，所述温棚两侧设有卷帘，所述卷帘通过卷帘电机收放，所述温棚配置有沼气炉和加热管线，所述加热管线设于温棚内，所述沼气炉与加热管线连接，所述厌氧发酵池产生的沼气输送至沼气炉，所述卷帘电机和沼气炉分别与处理器电性连接。
3.根据权利要求2所述的智能化养殖场污水生态循环净化处理系统，其特征在于：所述温棚内还设有温湿度探头，所述温湿度探头与处理器电性连接。
4.根据权利要求1所述的智能化养殖场污水生态循环净化处理系统，其特征在于：所述厌氧发酵池为推流式厌氧发酵池。
5.根据权利要求1所述的智能化养殖场污水生态循环净化处理系统，其特征在于：还包括指示灯和报警器，所述指示灯和报警器分别与处理器电性连接。
6.一种智能化养殖场污水生态循环净化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
将养殖场污水排进集污池；
实时监测集污池水位，并将集污池水位监测数据传输给处理器，当集污池污水水位达到设定第一阈值时，处理器控制排水泵将污水从集污池泵入厌氧发酵池发酵；
实时监测厌氧发酵池水位，并将厌氧发酵池水位监测数据传输给处理器，当厌氧发酵池污水水位达到设定第二阈值时，处理器控制水泵一将厌氧发酵池发酵后的污水泵入好氧曝气池曝气，所述好氧曝气池内设有涡旋气泵，处理器控制涡旋气泵对好氧曝气池内的污水进行补充曝气；
实时监测好氧曝气池水位，并将好氧曝气池水位监测数据传输给处理器，当好氧曝气池污水水位达到设定第三阈值时，处理器控制水泵二将好氧曝气池的污水泵入一级人工湿地，所述一级人工湿地中种植的有凤眼莲和/或空心莲子草；
所述一级人工湿地污水自流进入二级潜流湿地，所述二级潜流湿地中种植的有水葱、芦荟和茭白组合；
所述二级潜流湿地的污水自流进入三级人工湿地，所述三级人工湿地内中种植的有水培花卉和/或水生蔬菜；
监测三级人工湿地排水口处的水质，并将三级人工湿地排水口处的水质数据传输给处理器，当三级人工湿地排水口处的水质达到设定的第四阈值时，处理器控制水泵三将三级人工湿地的排水口处的水泵入四级潜流湿地，所述四级潜流湿地中种植的有沉水植物和/或挺水植物，并放养适量的水产动物；
监测四级潜流湿地排水口处的水质，并将四级潜流湿地排水口处的水质数据传输给处理器，当四级潜流湿地排水口处的水质达到设定的第五阈值时，处理器控制排水泵对四级潜流湿地排水口处的水进行排放。
7.根据权利要求6所述的智能化养殖场污水生态循环净化处理工艺，其特征在于：在三级人工湿地上方设置温棚，温棚两侧设置卷帘，通过处理器控制卷帘电机来控制卷帘的收放，温棚内设置温湿度探头，温棚配设有沼气炉，厌氧发酵池产生的沼气输送给沼气炉，温湿度探头用于监测温棚内的温湿度变化情况，并将监测数据传输给处理器，处理器通过将接收的监测数据与预存的第六阈值进行比对，判断并控制卷帘电机和沼气炉的工作。
8.根据权利要求6所述的智能化养殖场污水生态循环净化处理工艺，其特征在于：所述沉水植物包括金鱼藻，所述挺水植物包括梭鱼草、纸莎草，所述水产动物包括鳙鱼、鲤鱼和鲫鱼。
9.根据权利要求6所述的智能化养殖场污水生态循环净化处理工艺，其特征在于：所述三级人工湿地种植的水培花卉为金边吊兰、绿萝，所述水生蔬菜为水芹。
10.根据权利要求6所述的智能化养殖场污水生态循环净化处理工艺，其特征在于：所述三级人工湿地种植的还有药材，所述药材为麦冬和水苏。
说明书
一种智能化养殖场污水生态循环净化处理系统及工艺
技术领域
本发明涉及养殖场污水净化技术领域，特别涉及一种智能化牧场污水生态循环净化处理系统及工艺。
背景技术
规模养殖场由于粪便污水产生量巨大，对环境造成巨大压力，是农村面源污染的重要来源，同时也是长期困扰养殖业主的难题，现有的养殖场粪便多采用固液分离后，厌氧发酵-好氧曝气-脱氮除磷-臭氧消毒工艺路线，这类工艺硬件投入成本高、处理效率低、运行成本高，且在过程中添加药物易造成二次污染，污水处理效果很难达到达标排放标准；因此，急需提供一种净化处理系统和工艺以解决上述问题。
发明内容
为此，需要提供一种成本低、处理效率高且净化效果好的智能化养殖场污水生态循环净化处理系统及工艺。
为实现上述目的，发明人提供了一种智能化养殖场污水生态循环净化处理系统，包括：集污池、厌氧发酵池、好氧曝气池、一级人工湿地、二级潜流湿地、三级人工湿地、四级潜流湿地和控制装置；所述集污池内设有第一水位感应器，所述第一水位传感器用于监测集污池内的水位，所述集污池通过排污泵与厌氧发酵池连接，所述厌氧发酵池内设有第二水位感应器，所述第二水位传感器用于监测厌氧发酵池内的水位，所述厌氧发酵池通过水泵一与好氧曝气池连接，所述好氧曝气池一侧设有与好氧曝气池连通的涡旋气泵，所述好氧曝气池内设有第三水位感应器，所述第三水位感应器用于监测好氧曝气池内的水位，所述好氧曝气池通过水泵二与一级人工湿地连接，一级人工湿地的排水口与二级潜流湿地的进水口自然流通连接，二级潜流湿地的排水口与所述三级人工湿地的进水口自然流通连接，所述三级人工湿地的排水口处设有第一水质监测传感器，三级人工湿地的排水口通过水泵三与四级潜流湿地的进水口连接，所述四级潜流湿地的排水口处设有第二水质监测传感器，四级潜流湿地的排水口设有排水泵；所述控制装置包括处理器，所述处理器分别与排污泵、水泵一、水泵二、水泵三、第一水位感应器、第二水位感应器、第三水位感应器、第一水质监测传感器、第二水质监测传感器和排水泵电性连接。
区别于现有技术，上述技术方案所达到的有益效果有：
(1)利用多级湿地，对污水进行彻底净化，从而有效的实现真正的达标排放，净化效果好，且处理效率高；
(2)建造成本和运行成本都较低；
(3)全过程智能化监测和控制，确保精细化管理，有效节约人工成本，降低劳动强度；
(4)污水处理全过程不加药，无二次污染。
作为本发明的一种优选，述三级人工湿地上方设有温棚，所述温棚两侧设有卷帘，所述卷帘通过卷帘电机收放，所述温棚配置有沼气炉和加热管线，所述加热管线设于温棚内，所述沼气炉与加热管线连接，所述厌氧发酵池产生的沼气输送至沼气炉，所述卷帘电机和沼气炉分别与处理器电性连接。本结构中，温棚、沼气炉和加热管线的设置，使得种植在三级人工湿地的植物，在寒冷的冬季也可以正常使用，不影响三级人工湿地的净化效果，卷帘在卷帘电机的作用下可以实现自动收放，从而适用于夏季对温棚内的植物进行透气，冬季放下卷帘对温棚内的植物进行保温；此外沼气炉燃烧用的沼气来自于厌氧发酵池处理污水过程中产生的沼气，从而有效的实现了废物再利用，保护了环境，提高了经济效益。
作为本发明的一种优选，所述温棚内还设有温湿度探头，所述温湿度探头与处理器电性连接。本结构中，温湿度探头的设置可以对温棚内的温湿度进行实时监测，从而有效的便于处理器对沼气炉和卷帘电机进行控制。
作为本发明的一种优选，所述厌氧发酵池为推流式厌氧发酵池。本结构中，推流式厌氧发酵池的设置，可以有效的实现污水次第进入，顺序发酵，有效降解污水中的大分子物质，提高降解效率。
作为本发明的一种优选，还包括指示灯和报警器，所述指示灯和报警器分别与处理器电性连接。本结构中，指示灯和报警器的设置，则有效起到警示作用。
本发明还提供了一种智能化养殖场污水生态循环净化处理工艺，包括以下步骤：
将养殖场污水排进集污池；
实时监测集污池水位，并将集污池水位监测数据传输给处理器，当集污池污水水位达到设定第一阈值时，处理器控制排水泵将污水从集污池泵入厌氧发酵池发酵；
实时监测厌氧发酵池水位，并将厌氧发酵池水位监测数据传输给处理器，当厌氧发酵池污水水位达到设定第二阈值时，处理器控制水泵一将厌氧发酵池发酵后的污水泵入好氧曝气池曝气，所述好氧曝气池内设有涡旋气泵，处理器控制涡旋气泵对好氧曝气池内的污水进行补充曝气；
实时监测好氧曝气池水位，并将好氧曝气池水位监测数据传输给处理器，当好氧曝气池污水水位达到设定第三阈值时，处理器控制水泵二将好氧曝气池的污水泵入一级人工湿地，所述一级人工湿地中种植的有凤眼莲和/或空心莲子草；
所述一级人工湿地污水自流进入二级潜流湿地，所述二级潜流湿地中种植的有水葱、芦荟和茭白组合；
所述二级潜流湿地的污水自流进入三级人工湿地，所述三级人工湿地内中种植的有水培花卉和/或水生蔬菜；
监测三级人工湿地排水口处的水质，并将三级人工湿地排水口处的水质数据传输给处理器，当三级人工湿地排水口处的水质达到设定的第四阈值时，处理器控制水泵三将三级人工湿地的排水口处的水泵入四级潜流湿地，所述四级潜流湿地中种植的有沉水植物和/或挺水植物，并放养适量的水产动物；
监测四级潜流湿地排水口处的水质，并将四级潜流湿地排水口处的水质数据传输给处理器，当四级潜流湿地排水口处的水质达到设定的第五阈值时，处理器控制排水泵对四级潜流湿地排水口处的水进行排放。
区别于现有技术，上述技术方案所达到的有益效果有：
(1)湿地内选种乡土植物品种，适应性强，并产出水培花卉和/或水生蔬菜、以及水产，在净化污水的同时，有效增加经济效益；
(2)一级人工湿地中种植高吸附能力的湿地植物凤眼莲和/或空心莲子草，可以有效的吸收污水中的氮、磷、以及污染物；
(3)采用二级潜流湿地，以及在二级潜流湿地内种植水葱、芦荟、茭白植物组合，通过这些组合植物的根系可以有效的吸附，以及通过湿地基质过滤，可以进一步的降低污水中的氮、磷含量以及悬浮颗粒物浓度，吸附降解污水中的养分；
(4)三级人工湿地内种植水培花卉和和/或水生蔬菜，可以充分吸收利用水中剩余的重金属、氮磷等营养元素，进一步净化水质；
(5)四级潜流湿地内种植沉水植物和/或挺水植物，并放养适量的水产动物可以进一步吸收水中残留的营养元素，使得处理后的水可以实现达标排放；
(6)本工艺建造成本低、且可实现全智能化监测、控制和管理，有效降低运行成本和人工成本。
作为本发明的一种优选，在三级人工湿地上方设置温棚，温棚两侧设置卷帘，通过处理器控制卷帘电机来控制卷帘的收放，温棚内设置温湿度探头，温棚配设有沼气炉，厌氧发酵池产生的沼气输送给沼气炉，温湿度探头用于监测温棚内的温湿度变化情况，并将监测数据传输给处理器，处理器通过将接收的监测数据与预存的第六阈值进行比对，判断并控制卷帘电机和沼气炉的工作。本方案温湿度探头、沼气炉和卷帘电机的设置，可以有效的使得处理器根据监测数据，判断卷帘电机和沼气炉的工作情况，当冬春季低温时，处理器控制沼气炉给温棚加温，当夏季温湿度高时，处理器控制卷帘电机卷起卷帘，给温棚自然通风，从而可以有效的实现全年持续生产水培花卉和水生蔬菜。
作为本发明的一种优选，所述沉水植物包括金鱼藻，所述挺水植物包括梭鱼草、纸莎草，所述水产动物包括鳙鱼、鲤鱼和鲫鱼。
作为本发明的一种优选，所述三级人工湿地种植的水培花卉为金边吊兰、绿萝，所述水生蔬菜为水芹。
作为本发明的一种优选，所述三级人工湿地种植的还有药材，所述药材为麦冬和水苏。
（发明人：佘德勇;何燕飞;蒋平;刘琼;余道伦）