CN101200337A - 循环水养殖系统水处理的方法 - Google Patents

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Abstract

循环水养殖系统水处理的方法，涉及养殖水处理。需要解决高密度养殖水处理装置集成化的问题。本发明采用填充式生物絮凝沉淀、生物膜过滤、水质稳定调控，其特征是填充式生物絮凝沉淀单元上部2/3填充聚烯烃类和聚酰胺复合的填料层对养殖水的有机物、悬浮物、氮和磷进行去除，下部1/3为集泥区；生物膜过滤单元上部2/3填充由聚－N－烷基－4－乙烯吡啶－卤化物制成过滤填料层实现养殖水的深度净化，下部1/3为微氧曝气/集污区，污泥从生物膜过滤单元底部进入填充式生物絮凝沉淀单元集泥区；水质稳定调控单元填充由斜发沸石、蛭石、页岩、石灰石混合的填料层实现养殖水质的碱度平衡和离子补偿。本发明用于养殖水一体式物化/生化处理。

Description

循环水养殖系统水处理的方法
技术领域：
本发明涉及水产养殖水处理方法。
背景技术
循环水养殖系统中，利用物理、生物、化学方法实现养殖水体净化和回复利用，其工艺中均包括固液分离、生物过滤、泡沫分离净化单元，但通过现有水质净化单元的组装和配置，很难降低水处理装置规模和系统运行能耗，水处理单元的集成化程度难以提高。
目前，化学生物絮凝工艺、好氧生物絮凝吸附工艺、生物絮凝-氧化处理工艺在城镇生活污水、工业废水处理等领域得到一定程度的应用。其主要作用机理是利用絮凝动力学原理，通过引入适当大粒径的絮状颗粒物，利用大表面积对细微颗粒物质的絮凝吸附作用，提高絮体的沉降速度，减少污水的沉淀时间；同时，絮体又通过接触凝聚的原理，吸附水中的溶解性物质和悬浮固体，提高污染物的去除效果。这些工艺通过在生物絮凝吸附反应池中引入活性污泥颗粒，实现有机物和悬浮颗粒物的生物絮凝吸附沉淀，但是，这些工艺需要污泥中间沉淀池、污泥活化池和污泥回流，装置规模庞大。
另一方面，由于高密度养殖水的有机负荷相对较低，采用活性污泥式生物絮凝工艺处理养殖水的难度较大，运行不稳定。同时，高密度循环水养殖系统的实际推广应用中，需要大幅度降低设施规模、水处理成本和运行成本。因此，开发一体化物化/生化养殖水处理装置对降低养殖水处理成本、降低水处理设施规模具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中高密度养殖水处理效率低、处理成本高、处理能耗大、水处理装置配置复杂而影响集成化程度的问题，提供一种高效、经济实用的循环水养殖系统水处理的方法。
本方法采用填充式生物絮凝沉淀、生物膜过滤、水质稳定调控，其特征是待处理养殖水从填充式生物絮凝沉淀单元的下部进水口流入，填充式生物絮凝沉淀单元内的上部2/3填充由聚烯烃类和聚酰胺复合材料制成的高密度立体弹性填料层，养殖水向上流经高密度立体弹性填料层，水力停留时间在20～60min之间，通过生物絮凝吸附、同步硝化反硝化、物理截留对养殖水中的有机物、悬浮物、氮和磷进行去除，填充式生物絮凝沉淀单元内的下部1/3为尖底状集泥区，积累的污泥从填充式生物絮凝沉淀单元的排污口排出，处理后的养殖水从填充式生物絮凝沉淀单元的上部出水口流入生物膜过滤单元，生物膜过滤单元内的上部2/3填充由聚-N-烷基-4-乙烯吡啶-卤化物制成的垂直排列无纺布过滤填料层，养殖水向下流经无纺布过滤填料层，水力停留时间在30～120min之间，利用无纺布的高比表面积、正电荷吸附所导致的微生物固定化作用，形成高活性生物膜，对养殖水进行进一步的硝化反硝化处理、聚磷菌过量吸磷处理，实现养殖水的深度净化，生物膜过滤单元内的下部1/3为尖底状微氧曝气/集污区，根据水质情况进行微氧曝气和曝气反冲洗，积累的污泥从生物膜过滤单元的底部排污口进入填充式生物絮凝沉淀单元的尖底状集泥区，该排污动作通过生物膜过滤单元的插拔式排污管控制，当需要排污时，拔出所述插拔式排污管，处理后的养殖水从生物膜过滤单元的尖底状微氧曝气/集污区的上部流入水质稳定调控单元，水质稳定调控单元内填充由斜发沸石、蛭石、页岩、石灰石按体积比为4∶2∶2∶2的比例均匀混合配制的矿物质填料层，养殖水向上流经矿物质填料层，水力停留时间在30～120min，利用矿物质填料层的微量元素自动释放补偿和碱度补偿，实现养殖水质的碱度平衡和离子补偿，处理后的养殖水从水质稳定调控单元的清水排出口流出。
本发明将生物絮凝沉淀、生物膜过滤、水质稳定调控有机组合在一起，利用微生物的生物絮凝吸附作用快速去除有机污染物质和悬浮物、利用无纺布的微生物固定化作用建立高活性生物膜、利用矿物质填料的微量元素自动释放补偿机制实现养殖水的离子平衡；与单独的生物絮凝沉淀处理、单独的生物膜处理、生物絮凝-氧化处理技术相比，本方法具有适应能力强、对有机物和悬浮物的去除率高、能同时脱氮除磷、基建投资省、运行能耗低的突出效果，而且可利用微曝气技术优化生物膜过滤单元的运行条件，具有出水水质稳定的优点。
附图说明
附图为本发明循环水养殖系统水处理的方法的示意图。
具体实施方式
实施循环水养殖系统水处理的方法(见附图)，首先将待处理养殖水加满填充式生物絮凝沉淀单元2，然后加入经过驯化的具有强吸附和絮凝能力的活性污泥，污泥浓度为2g/L，静置约1d以上，待高密度立体弹性填料层3挂膜成功后，即开始正常进水；待处理养殖水直接从下部进水口1流入填充式生物絮凝沉淀单元2，养殖水向上流经高密度立体弹性填料层3，水力停留时间为60min，溶解氧浓度低于0.5mg/L，通过生物膜的生物絮凝吸附、同步硝化反硝化、物理截留对养殖水中的有机物、悬浮物、氮和磷进行去除；在填充式生物絮凝沉淀单元，在低氧条件(DO＜0.5mg/L)时，细菌吸收溶解性物质并将其转化为细胞质和贮存物质，在细胞内有一部分溶解性物质被降解，使细菌得以增殖，通过胞外酶对污染物进行水解而产生高分子胞外聚合物-“微生物絮凝物质”，微生物絮凝物质使胶体和悬浮物脱稳并聚集，同时，生物吸附作用还可对水中的悬浮物、胶体颗粒和溶解性物质进行网捕、过滤、吸附和吸收；这样在填料上形成大量的微生物絮体，由于微生物絮体的内外微环境的不同，实现了同步硝化反硝化作用，生物絮体还可通过物理截留、同化作用和聚磷菌超量吸磷途径实现磷的去除；
经填充式生物絮凝沉淀单元2处理后的养殖水从上部出水口6流入生物膜过滤单元7，养殖水向下流经无纺布过滤填料层8，水力停留时间为120min，溶解氧浓度大于2mg/L，利用无纺布的高比表面积、正电荷吸附所导致的微生物固定化作用而形成的高活性生物膜，对养殖水进行进一步的硝化反硝化处理、聚磷菌过量吸磷处理，实现养殖水的深度净化；在生物膜过滤单元，通过微曝气方式，对养殖水体进行复氧，形成溶解氧大于2mg/L的环境条件，利用无纺布的微生物固定化作用建立的高活性生物膜对水进行深度净化；
经生物膜过滤单元7处理后的养殖水从生物膜过滤单元7的尖底状微氧曝气/集污区10的上部流入水质稳定调控单元12，养殖水向上流经矿物质填料层13，水力停留时间120min，利用斜发沸石、蛭石、页岩、石灰石矿物质填料层的微量元素自动释放补偿和碱度补偿，实现养殖水质的碱度平衡和离子补偿；处理后的养殖水从清水排出口14流出，可被循环水养殖系统重新使用。
根据进水水质特征及处理要求，可向尖底状微氧曝气/集污区10中微氧曝气，使生物膜过滤单元7按曝气反应器方式运行。当需要排污泥时，停止进水，先将积累在尖底状集泥区4中的污泥从排污口5排出，然后拔出插拔式排污管9，通过底部排污口11将尖底状微氧曝气/集污区10中的污泥排入尖底状集泥区4，再通过排污口5排出。
下表所列数据是本方法对循环养殖水净化的实测效果，表明本方法有效地去除循环养殖水中的悬浮颗粒物和较好的脱氮效果。
  水质指标   SS   CODCr   NH4 +-N   NO2 --N   NO3 --N   TN   PO4 --P   pH值
  进水浓度(mg/L)   29.4   20.2   2.81   0.34   7.63   17.42   0.39   7.21
  出水浓度(mg/L) 4.3 8.4 0.12 0.01 2.57 7.04 0.25 7.36
  平均去除率(％)   85.4   58.4   95.7   97.1   66.3   59.6   35.9   -

Claims (2)

1.循环水养殖系统水处理的方法，采用填充式生物絮凝沉淀、生物膜过滤、水质稳定调控，其特征是养殖水直接从填充式生物絮凝沉淀单元下部进水口流入，填充式生物絮凝沉淀单元内的上部2/3填充由聚烯烃类和聚酰胺复合材料制成的高密度立体弹性填料层，养殖水向上流经填料层，水力停留时间20～60min，通过生物絮凝吸附、同步硝化反硝化、物理截留对养殖水中的有机物、悬浮物、氮和磷进行去除，填充式生物絮凝沉淀单元内的下部1/3为尖底状集泥区，污泥从填充式生物絮凝沉淀单元的排污口排出，处理后的养殖水从填充式生物絮凝沉淀单元的上部出水口流入生物膜过滤单元，生物膜过滤单元内的上部2/3填充由聚-N-烷基-4-乙烯吡啶-卤化物制成的垂直排列无纺布过滤填料层，养殖水向下流经无纺布过滤填料层，水力停留时间30～120min，利用无纺布的高比表面积、正电荷吸附所导致的微生物固定化作用，形成高活性生物膜，对养殖水进一步的硝化反硝化处理、聚磷菌过量吸磷处理，实现养殖水的深度净化，生物膜过滤单元内的下部1/3为尖底状微氧曝气/集污区，污泥从生物膜过滤单元底部排污口进入填充式生物絮凝沉淀单元的尖底状集泥区，排污时，拔出生物膜过滤单元的插拔式排污管，处理后的养殖水从生物膜过滤单元的尖底状微氧曝气/集污区的上部流入水质稳定调控单元，水质稳定调控单元内填充由斜发沸石、蛭石、页岩、石灰石按体积比4∶2∶2∶2均匀混合的矿物质填料层，养殖水向上流经矿物质填料层，水力停留时间30～120min，矿物质填料层的微量元素自动释放补偿和碱度补偿实现养殖水质的碱度平衡和离子补偿，处理后的养殖水从水质稳定调控单元的清水排出口流出。
2.根据权利要求1所述的循环水养殖系统水处理的方法，其特征是填充式生物絮凝沉淀单元加入浓度为2g/L活性污泥，静置1d以上，待高密度立体弹性填料层挂膜成功后开始正常进水。
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