申请日2021.08.23
公开日期2021.12.03
IPC分类C02F101/10;C02F9/14;C02F103/20;C02F101/30
摘要
本申请涉及粪污处理技术领域，其包括一种畜禽粪便污水处理的系统和工艺。系统包括预处理机构、UASB机构、二级好氧机构和酵解风屏机构顺序连接组成；预处理机构包括存储池、干湿分离机和气浮池和第一沉淀池，存储池上安装有格栅，其中存储池分别与气浮池和第一沉淀池连接；UASB机构包括调节池和UASB反应器；二级好氧机构包括第二沉淀池、中间池和两组缺氧池和好氧池组成；酵解风屏机构包括依次连接的除磷反应池、第三沉淀池、清水池和风屏。工艺包括预处理+UASB+二级好氧+酵解风屏。本申请能够有效的降低对环境的污染，实现污染物零排放的效果。
权利要求
1.一种畜禽粪便污水处理的系统，其特征在于：包括预处理机构(1)、UASB机构(2)、二级好氧机构(3)和酵解风屏机构(4)顺序连接组成；所述预处理机构(1)包括存储池(11)、干湿分离机(12)和气浮池(13)和第一沉淀池(14)，所述存储池(11)上安装有格栅(111)，其中存储池(11)分别与气浮池(13)和第一沉淀池(14)连接；所述UASB机构(2)包括调节池(21)和UASB反应器(22)；所述二级好氧机构(3)包括第二沉淀池(31)、中间池(32)和两组缺氧池(33)和好氧池(34)组成；所述酵解风屏机构(4)包括依次连接的除磷反应池(41)、第三沉淀池(42)、清水池(43)和风屏(44)。
2.根据权利要求1所述的一种畜禽粪便污水处理的系统，其特征在于：所述UASB反应器(22)包括反应器本体(221)、沼气加热设备(222)，所述反应器本体(221)内包括底部的污泥反应区(2211)和顶部的三项分离器(2212)和集气室(2213)，所述污泥反应区(2211)的底部安装污水进水口(2214)和排泥管(2215)，顶部安装有污水出水口(2216)，所述沼气加热设备(222)与集气室(2213)的顶部连通，包括沼气发电机(2221)、冷热水换热器(2222)和排气口(2223)；所述UASB机构(2)中的调节池(21)与二级好氧机构(3)中的中间池(32)连通。
3.根据权利要求2所述的一种畜禽粪便污水处理的系统，其特征在于：所述污水进水口(2214)和污水出水口(2216)上设有分流管口(2217)，分流管口(2217)之间通过加热管道(2218)连接，且加热管道(2218)贯穿冷热水换热器(2222)，且加热管道(2218)贯穿冷热水换热器(2222)。
4.根据权利要求1所述的一种畜禽粪便污水处理的系统，其特征在于：所述二级好氧机构(3)中每组缺氧池(33)和好氧池(34)之间设有双向流通管道，且末端的第二沉淀池(31)与二级好氧机构(3)的首端缺氧池(33)进行连接。
5.根据权利要求1所述的一种畜禽粪便污水处理的系统，其特征在于：所述酵解风屏机构(4)中的除磷反应池(41)、第三沉淀池(42)以及清水池(43)采用一体结构；其中密封罐(45)设置在反应池的入口端，密封罐(45)内设有过滤盒体，所述除磷反应池(41)的顶部安装有搅拌电机(411)，且顶部的侧壁上安装有除磷盒剂(412)，所述第三沉淀池(42)的底部设置有污泥泵(421)，第三沉淀池(42)的侧边安装有清液排出口(422)。
6.根据权利要求1所述的一种畜禽粪便污水处理的系统，其特征在于：所述风屏(44)的入口端连接在清液排出口(422)上，风屏(44)中设有若干层相间排列的生化屏(441)。
7.应用如权利要求1所述一种畜禽粪便污水处理的系统的工艺，其特征在于：包括以下步骤：S1：将吸粪车中的粪污加入到进料池中，进料池中的粪污通过格栅(111)分离进入到存储池(11)中，经过格栅(111)过滤的粪污进入到干湿分离机(12)中处理，分离的干料排出干料堆场，分离的湿料进入到气浮池(13)内进行反应；
S2：气浮池(13)中反应之后将气浮池(13)表面的小颗粒胶黏物运回存储池(11)，底面的液体进入第一沉淀池(14)进行沉淀，第一沉淀池(14)中的固体传递回存储池(11)；
S3：沉淀液中的废水经过调节池(21)调节后运送到UASB反应器(22)，废水进入到UASB反应器(22)后，加入厌氧微生物对污水进行搅拌发酵处理，当大部分有机物被降解，产生的沼气被集气室(2213)收集，通过集气室(2213)传递给沼气加热设备(222)，沼气加热设备(222)中的冷热水换热器(2222)对加热管道(2218)进行加热；
S4：二级好氧，经过UASB反应器(22)处理好的废水依次进入缺氧池(33)和好氧池(34)中进行，经过两轮反应之后进入到第二沉淀池(31)中进行沉淀，第二沉淀池(31)出水回流至中间池(32)对废水进行稀释；
S5：中间池(32)中进行稀释之后的废水进入一体的酵解风屏机构(4)中进行过滤、除磷、沉淀，最终在清水池(43)中的废水喷淋到生化屏(441)上进行挥发。
8.根据权利要求7所述一种畜禽粪便污水处理的系统的工艺，其特征在于：所述第二沉淀池(31)中的固体经过污泥浓缩机后经污泥脱水机脱水之后输送织干料堆场。
9.根据权利要求7所述一种畜禽粪便污水处理的系统的工艺，其特征在于：经过二级好氧后第二沉淀池(31)沉淀后的废水进入到中间池(32)稀释重新回流至调节池(21)，并且通过调节池(21)调节后再次进入到UASB反应器(22)和二级好氧处理；当中间池(32)中的废水浓度达标后进入到除磷反应池(41)中进行反应，反应之后经过沉淀，沉淀之后的污泥通过污泥浓缩机浓缩脱水后排出。
10.根据权利要求7所述一种畜禽粪便污水处理的系统的工艺，其特征在于：所述清水池(43)中处理好的废水喷淋到生化屏(441)中，等距分布的生化屏(441)将废水蒸发到大气中。
说明书
一种畜禽粪便污水处理的系统及工艺
技术领域
本申请涉及粪污处理技术领域，尤其是涉及一种畜禽粪便污水处理的系统及工艺。
背景技术
随着社会的发展和科技的进步，规模化畜禽养殖业在迅速发展，随着畜禽养殖业的发展，畜禽粪便污水成为重要的生活污染物，目前，我国畜禽养殖业每年产生约35亿吨畜禽粪便，根据2012年2月公布的《第一次全国污染源普查公报》，畜禽养殖业的COD和氨氮排放量占农业源COD和氨氮排放量的95.8％和78.1％。尤其是农村地区，居住地分散，农村畜禽养殖产生的污水大多没有经过处理就直接排放，没有实行污水处理，这就造成了农村环境的极大污染，影响人们的健康生活。
中国专利CN111186960A公开了一种禽畜粪便污水处理工艺，包括以下步骤，格栅分离，首先在禽舍的附近设置集粪井，然后将禽舍里面含有粪尿的高浓度废水定期从排沟渠排进集粪井中，然后再经过集粪井汇入格栅井中，格栅将粪污中较大的物质拦截下来，而经过格栅过滤后的污水流进调节池。本发明在禽畜粪便污水时，首先利用格栅进行固液分离，得到高浓度的污水后使用固液分离机对污水中的悬浮物进行分离，处理完毕后的污水通过水解池的反应后对其产生的沉淀物再进行二次过滤，使得污水中的固体颗粒能够极大的减少，防止后期处理设备堵塞或损坏，之后再将污水送进UASB反应器进行首次厌氧反应，而对反应中产生的沼气我们将其收集，经过净化处理后对其利用。
而近年来，针对畜禽粪便污水处理的方法有很多，一般归类为物理法、化学法、物理化学法和生物化学法等，但是这些处理方法都存在一定的不足，如在处理的过程中由于大多采用厌氧发酵技术来污水，而经过厌氧处理的沼液缺乏后期的保护处理措施直接往外排放，不仅造成了可用资源的浪费，也对大气造成二次污染。而且在处理过程中由于大多数装置仅仅采用一轮的反应处理，很多时候存在反应不彻底，污水中存在的物质浓度过高的情况。并且畜禽养殖废水是一种“三高”的特殊废水，即高有机物、高氮、高磷，同时还含有大量的病原体结合残留的兽药。磷是造成水体富营养化的因素之一，如果蓄禽养殖废水处理的不好就排放，从而使得排放的污水无法达到排放标准，这样排放的污水进行使用，会给人们的健康和环境带来危害。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本申请提供一种畜禽粪便污水处理的系统与工艺。
本申请提供的一种畜禽粪便污水处理的系统与工艺采用如下的技术方案：
一种畜禽粪便污水处理的系统，包括预处理机构、UASB机构、二级好氧机构和酵解风屏机构顺序连接组成；预处理机构包括存储池、干湿分离机和气浮池和第一沉淀池，存储池上安装有格栅，其中存储池分别与气浮池和第一沉淀池连接；UASB机构包括调节池和UASB反应器；二级好氧机构包括第二沉淀池、中间池和两组缺氧池和好氧池组成；酵解风屏机构包括依次连接的除磷反应池、第三沉淀池、清水池和风屏。
通过采用上述技术方案，预处理设备将用于收集来自吸污车的粪污，格栅能够将吸粪车导入的粪污进行过滤，其中大的物质拦截下来流进存储池，能够将大物质提前过滤避免进入干湿分离机中造成影响。经干湿分离，分离之后的干料直接排放至堆料场地用于制肥，分离处的废水进入到气浮池和第一沉淀池中，经气浮池将废水中的颗粒结合提升至气浮池表面，经第一沉淀池的废水传递至UASB机构中的调节池，而气浮池表面的废料以及第一沉淀池底部沉淀的物质重新回到存储池中进行分料处理，如此往复循环，有效的降低经过预处理后废水中的固体含量，以尽可能降低进入UASB反应器中的悬浮物。UASB机构中包括调节池和UASB反应器中，调节池内设置有搅拌器，对含有大量物质的污水进行搅拌，防止污水中的物质沉淀。UASB反应器中大分子有机物被分解为小分子易降解有机物，为后续生化处理创造有利条件。二级好氧机构中依次经理缺氧反硝化、好氧去有机物和硝化的阶段，进一步的降低有机物的浓度的同时降低氨氮的浓度。酵解风屏机构中先通过除磷反应池取出废水中杂质，酵解风屏机构能够将原来需要将处理好的废水排出转化成直接通过蒸发入大气的方式，大大降低了对环境的污染，降低了处理成本。
优选的，UASB反应器包括反应器本体、沼气加热设备，反应器本体内包括底部的污泥反应区和顶部的三项分离器和集气室，污泥反应区的底部安装污水进水口和排泥管，顶部安装有污水出水口，沼气加热设备与集气室的顶部连通，包括沼气发电机、冷热水换热器和排气口；UASB机构中的调节池与二级好氧机构中的中间池连通。
通过采用上述技术方案，UASB反应器中的反应器本体内设有的污泥反应区的底部的废水从污水进水口进入，在UASB反应器中污泥反应区内进行反应，顶部的三项分离器将废水中的固体沉淀下来，沼气进入到集气室中，顶部的污水出水口将处理好的废水排出。沼气加热设备通过接收来自集气室的沼气，通过沼气发电机进行工作，沼气发电机的冷热水交换器用于沼气发电机中燃烧产生的热量传递，沼气发电机上的排气口用于排出沼气燃烧产生的废气。
优选的，污水进水口和污水出水口上设有分流管口，分流管口之间通过加热管道连接，且加热管道贯穿冷热水换热器，且加热管道贯穿沼气发电机。
通过采用上述技术方案，污水进水口和污水出水口上均设有分流管口，循环管道的进水口和循环管道的出水口之间通过加热管道连接，能够将经过反应器本体内的处理过的废水再次回流到废水入口处，加热管道能够经过沼气发电机的冷热水交换器内进行加热，从而实现通过自身产生的沼气进行发电，并且在发电过程中的产生的热量能够对加热管道进行加热，实现了对反应器本体内部环境的加热，从而提高其转化效率。
优选的，二级好氧机构中每组缺氧池和好氧池之间设有双向流通管道，且末端的第二沉淀池与二级好氧机构的首端缺氧池进行连接。
通过采用上述技术方案，多级缺氧池和好氧池让废水依次经过缺氧反硝化、好氧去有机物和硝化的阶段，当废水在池中停留5-7天后，在进一步的降低有机物的浓度的同时可以降低氨氮的浓度，完成多级缺氧和好氧反应后进入第二沉淀池，第二沉淀池中的上层清液回到多级缺氧好氧阶段进行循环反应，第二沉淀池中沉淀物进行。
优选的，酵解风屏机构中的除磷反应池、第三沉淀池以及清水池采用一体结构；其中密封罐设置在反应池的入口端，密封罐内设有过滤盒体，除磷反应池的顶部安装有搅拌电机，且顶部的侧壁上安装有除磷盒剂，沉第三淀池的底部设置有污泥泵，第三沉淀池的侧边安装有清液排出口。
通过采用上述技术方案，酵解风屏机构中一体结构能够经除磷反应、沉淀最终获得清水，并且在反应池的入口处设置有过滤掉经过缺氧好氧反应中未沉淀的固体物质，反应管的顶部安装的搅拌电机能够将侧壁上除磷盒剂中加入药剂之后与进入的废水进行的搅拌。
优选的，风屏的入口端连接在清液排出口上，风屏中设有若干层相间排列的生化屏。
通过采用上述技术方案，清液排出口和酵解风屏之间设有好氧发酵层能够吸附液体中残留的有机物、有机磷、微量元素、矿物质、抗生素，其中的氨氮通过异氧硝化-好氧反硝化菌分解成氮气。
一种畜禽粪便污水处理的系统的工艺，包括以下步骤：S1：将吸粪车中的粪污加入到进料池中，进料池中的粪污通过格栅分离进入到存储池中，经过格栅过滤的粪污进入到干湿分离机中处理，分离的干料排出干料堆场，分离的湿料进入到气浮池内进行反应；
S2：气浮池中反应之后将气浮池表面的小颗粒胶黏物运回存储池，底面的液体进入第三沉淀池进行沉淀，第三沉淀池中的固体传递回存储池；
S3：沉淀液中的废水经过调节池调节后运送到UASB反应器，废水进入到UASB反应器后，加入厌氧微生物对污水进行搅拌发酵处理，当大部分有机物被降解，产生的沼气被集气室收集，通过集气室传递给沼气加热设备，沼气加热设备中的冷热水换热器对加热管道进行加热；
S4：二级好氧，经过UASB反应器处理好的废水依次进入缺氧池和好氧池中进行，经过两轮反应之后进入到第二沉淀池中进行沉淀，第二沉淀池出水回流至中间池对废水进行稀释；
S5：中间池中进行稀释之后的废水进入一体的酵解风屏机构中进行过滤、除磷、沉淀，最终在清水池中的废水喷淋到生化屏上进行挥发。
优选的，第二沉淀池中的固体经过污泥浓缩机后经污泥脱水机脱水之后输送织干料堆场。
优选的，经过二级好氧后第二沉淀池沉淀后的废水进入到中间池稀释重新回流至调节池，并且通过调节池调节后再次进入到UASB反应器和二级好氧处理；当中间池中的废水浓度达标后进入到除磷反应池中进行反应，反应之后经过沉淀，沉淀之后的污泥通过污泥浓缩机浓缩脱水后排出。
优选的，清水池中处理好的废水喷淋到生化屏中，生化屏的废水蒸发到大气中去。
通过采用上述技术方案，沉淀后的废水经过好氧发酵层发酵之后，能够进行将废水喷淋到生化屏上，若干生化屏等距排列，能够将废水蒸发到大气中去。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.废水进入到UASB反应器中产生的沼气可以经过沼气发电机机的作用对UASB反应器中的废水进行加热，通过废水出口和废水入口之间的家人管道与沼气发电机中冷热水交换器进行温度的传递；
2.除磷反应池、第三沉淀池以及清水池采用一体结构，能够从过滤、加药搅拌、沉淀物排出和清水喷撒到酵解风屏上的一体化操作，大大提高了工作效率，降低了中间端被污染的情况；
3.畜禽粪污处理中收集方式采用全自动吸污车运输，处置方式按照综合利用中心生产工艺进行，固液分离后干料制作有机肥，尾水通过酵解风屏设备自然分解挥发，达到污水零排放，真正实现生态效应双丰收。生产工艺主要采用“预处理+UASB+二级好氧+酵解风屏”为核心的处理工艺，预处理固液分离，粪便经过晾晒和堆肥处理后制成有机肥，废水经调节池调节后提升进入UASB池，最终第二沉淀池出水回流至调节池对进水进行稀释，降低污染物浓度，在UASB大分子有机物被分解为小分子易降解有机物，为后续生化处理创造有力条件。UASB出水经好氧活性污泥法处理，以去除主要污染物。好氧出水经酵解风屏生物降解自然蒸发，实现零排放。
（发明人：杨冬冬）