CN104071951B - 一种鱼池养殖废水处理工艺及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废水处理技术领域，尤其指一种鱼池养殖废水处理工艺，依序将废水进行第一程好氧处理、第一程厌氧处理、第二程好氧处理、第二程厌氧处理、物理过滤处理，其中第一程处理主要应对废水的冲击负荷，约50~70%的污染物在此阶段被吸附分解；第二程处理在第一程处理的基础上，对养殖废水进行进一步深化处理，将整体有机污染物去除率提升至90%，整体氨氮去除效率提升至70~90%，确保出水的水质达到符合鱼池养殖水使用的指标要求。本发明的一种鱼池养殖废水处理装置，设置有对养殖废水进行净化处理的第一程和第二程水处理池，整体占地面积小，投资成本低，管理方便，可保证水处理效果好，出水质量稳定。

Description

一种鱼池养殖废水处理工艺及其装置

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种鱼池养殖废水处理工艺及其装置。

背景技术

随着水产养殖业的迅速发展，由于养殖过程中投放的饲料所含的氮、磷大约只有9.1%和17.4%被鱼同化，其残剩饲料、鱼类排泄物形成的污染物对周围水体及沉积物等造成的污染正越来越受到政府和民众的关注；同时，养殖环境内的污染对水产养殖业进一步发展的制约作用也在逐渐显现。循环水（海水、淡水）同时还具有养殖周期短、产量及产品价格高等优点，在养殖业的应用被人们寄予厚望。但是水处理仍是制约水产养殖的主要因素，由于传统水处理技术是一个包括多种生物催化反应，水处理工艺流程复杂，水处理设备占地面积大，不利于管理，再加上海水盐度效应等制约，脱氮效率低，水处理完成效果差，出水质量不稳定，进而导致水产品质量差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种水处理效果好，出水质量稳定的鱼池养殖废水处理工艺。

本发明的另一目的在于针对现有技术的不足提供一种占地面积小、便于管理，且可保证水处理效果好，出水质量稳定的鱼池养殖废水处理装置。

为实现上述目的，本发明的一种鱼池养殖废水处理工艺，包括如下步骤：

A：收集鱼池养殖废水；

B：对养殖废水进行第一程好氧处理，氧化废水中的氨氮并吸附降解废水中的易降解有机污染物；

C：对上一步骤的出水进行第一程厌氧处理，将水中的硝态氮还原为氮气，以及将大分子有机污染物分解成易降解的小分子有机污染物；

D：对上一步骤的出水进行第二程好氧处理，进一步氧化水中的氨氮并吸附降解水中的易降解有机污染物；

E：对上一步骤的出水进行第二程厌氧处理，进一步将水中的硝态氮还原为氮气，以及进一步将大分子有机污染物分解成易降解的小分子有机污染物；

Ｆ：对上一步骤的出水进行臭氧消毒处理；

G：对上一步骤的出水进行碳过滤处理；

H：对上一步骤的出水进行UV消毒处理；

I：出水储存；

其中，第一程好氧处理和第二程好氧处理的溶解氧浓度均为1.34~4.88mg/L；第一程厌氧处理和第二程厌氧处理的溶解氧浓度均为0.12~2.87mg/ L。

其中，所述步骤B的第一程好氧处理、步骤C的第一程厌氧处理、步骤D的第二程好氧处理、步骤E的第二程厌氧处理均在曝气下进行。

其中，于所述步骤F之后，所述步骤G之前，还包括步骤F1：将完成臭氧消毒处理的出水进行砂粒过滤处理。

其中，所述步骤G碳粒过滤处理具体为：水中未反应的臭氧及污染物被活性炭吸附，在活性炭孔隙表面继续反应降解。

为实现上述另一目的，本发明的一种鱼池养殖废水处理装置，包括依序连通设置的第一好氧池、第一厌氧池、第二好氧池、第二厌氧池、臭氧消毒器、碳滤缸、UV消毒器、出水储存缸。

其中，所述第一好氧池、第一厌氧池、第二好氧池和第二厌氧池内均装填有蚝壳滤料。

其中，所述第一好氧池、第一厌氧池、第二好氧池和第二厌氧池的底部均设置有曝气盘，曝气盘外接有鼓风机。

其中，所述臭氧消毒器与碳滤缸之间连接有砂滤缸。

其中，所述砂滤缸内装填有石英砂，碳滤缸内装填有活性炭。

本发明的有益效果：本发明的一种鱼池养殖废水处理工艺，依序将废水进行第一程好氧处理、第一程厌氧处理、第二程好氧处理、第二程厌氧处理、物理过滤处理，其中第一程处理主要应对废水的冲击负荷，约50~70%的污染物在此阶段被吸附分解；第二程处理在第一程处理的基础上，对养殖废水进行进一步深化处理，将整体有机污染物去除率提升至90%，整体氨氮去除效率提升至70~90%，确保出水的水质达到符合鱼池养殖水使用的指标要求。

本发明的一种鱼池养殖废水处理装置，设置有对养殖废水进行净化处理的第一程和第二程水处理池，整体占地面积小，投资成本低，管理方便，可保证水处理效果好，出水质量稳定。

附图说明

图1为本发明的鱼池养殖废水处理工艺流程图。

图2为本发明的鱼池养殖废水处理装置结构示意图。

附图标记包括：

1—第一好氧池 2—第一厌氧池 3—第二好氧池

4—第二厌氧池 5—臭氧消毒器 6—砂滤缸

7—碳滤缸 8—UV消毒器 9—出水储存缸

10—鼓风机 11—废水处理池 12—污泥消化池

13—应急储水池。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

实施例一。

如图1所示，本发明的一种鱼池养殖废水处理工艺，包括如下步骤：

A：收集鱼池养殖废水；

B：对养殖废水进行第一程好氧处理，氧化废水中的氨氮并吸附降解废水中的易降解有机污染物；

C：对上一步骤的出水进行第一程厌氧处理，将水中的硝态氮还原为氮气，以及将大分子有机污染物分解成易降解的小分子有机污染物；

D：对上一步骤的出水进行第二程好氧处理，进一步氧化水中的氨氮并吸附降解水中的易降解有机污染物；

E：对上一步骤的出水进行第二程厌氧处理，进一步将水中的硝态氮还原为氮气，以及进一步将大分子有机污染物分解成易降解的小分子有机污染物；

Ｆ：对上一步骤的出水进行臭氧消毒处理；

G：对上一步骤的出水进行碳过滤处理；

H：对上一步骤的出水进行UV消毒处理；

I：出水储存；

其中，第一程好氧处理和第二程好氧处理的溶解氧浓度均为1.34~4.88mg/L；第一程厌氧处理和第二程厌氧处理的溶解氧浓度均为0.12~2.87mg/ L。

具体的，对鱼池废水进行收集，将收集好的鱼池养殖废水依序进行第一程好氧处理、第一程厌氧处理，废水进行第一程好氧处理时，氧化废水中的氨氮并吸附和降解废水中的易降解的有机污染物；废水进行第一程厌氧处理时，废水中的硝态氮在反硝化细菌的作用下，还原为氮气，同时，大分子有机污染物继续分解成易降解的小分子有污染机物；对完成第一程厌氧处理的水依序进行第二程好氧处理、第二程厌氧处理，该工序即相当于重复第一好氧处理和第一程厌氧处理，形成双程处理系统，提高系统对鱼池养殖废水的降解能力，最后将出水进行储存，然后将储存好的出水通入鱼池进行再利用；本发明的该种工艺能够分别对淡水和咸水鱼池养殖废水进行净化处理。

本实施例中，所述步骤B的第一程好氧处理、步骤C的第一程厌氧处理、步骤D的第二程好氧处理、步骤E的第二程厌氧处理均在曝气下进行；曝气处理可以使得废水充分与滤料接触，充分还原废水中的氨氮以及降解废水中的有机污染物，其中还可以增加氧气在水中的溶解量。本技术方案中，滤料可采用蚝壳填料，蚝壳内部自然生长有微生物，该微生物形成高浓度生物膜，能对污染物质进行有效地吸附和降解，洁净过程中在低氧曝气下进行，无需额外投药或者进行搅拌，能耗低，效果好。

其中，有机污染物的去除主要发生在好氧处理时，微生物在氧充足的条件下对有机污染物及氨氮进行分解处理，有机污染物被降解为小分子的有机污染物后被微生物所吸收，并最终被氧化为二氧化碳及水。在处理过程中，废水中的溶解性有机污染物质透过细菌的细胞壁和细胞膜为细菌所吸收；固体的胶体有机污染物先附着在细菌细胞体外，再分解为溶解性物质，渗入细胞，转化为生物体所必需的营养物质和能量。在厌氧的条件下，微生物在氧气不足，对有机污染物进行酸化水解，分解为小分子的有机污染物和水，并放出有机气体；水中的硝酸盐、亚硝酸盐在反硝化反应中被还原，生成氮气及水，从而完成脱氮的过程。

所述步骤F之后，所述步骤G之前，还包括步骤F1：将完成臭氧消毒处理的出水进行砂粒过滤处理，砂粒过滤处理可以有效地过滤水中的悬浮固体物。

具体的，臭氧消毒可有效地对养殖废水进行杀菌消毒，消灭水中的大肠杆菌等细菌微生物。碳粒过滤处理吸附可以有效地吸附从前一级泄漏的小分子有机物等污染性物质，对水中的异味、胶体及色素、重金属离子等有较明显的吸附去除作用，还具有降低水中COD的作用；另外，水中未反应的臭氧及污染物被活性炭吸附，在活性炭孔隙表面继续反应降解。

更具体的， UV杀菌消毒处理具有纯物理特点，不同于其它化学杀菌消毒，不会产生二次污染，确保产出的水符合再次鱼池养殖使用。

以下表一记载的为第一程好氧处理和第二程好氧处理的溶解氧浓度，以及第一程厌氧处理和第二程厌氧处理的溶解氧浓度（单位：mg/ L）。

。

实施例二。

如图2所示，本发明的一种鱼池养殖废水处理装置，包括依序连通设置的第一好氧池1、第一厌氧池2、第二好氧池3、第二厌氧池4、臭氧消毒器5、碳滤缸7、UV消毒器8、出水储存缸9；具体的，第一好氧池1对养殖废水进行好氧处理，第一好氧池1的出水进入第一厌氧池2进行厌氧处理，第一厌氧池2的出水接着进入第二好氧池3进行第二程的好氧处理，第二好氧池3的出水再进入第二厌氧池4进行第二程厌氧处理，第二厌氧池4的出水再依序通过氧消毒器、碳滤缸7、UV消毒器8进行过滤杀菌消毒，最后，出水储存缸9集中回收完成杀菌消毒的出水，经过上述设备处理过的废水即可再次作为鱼池养殖水用。

本实施例中，所述第一好氧池1、第一厌氧池2、第二好氧池3和第二厌氧池4内均装填有蚝壳滤料。滤料可采用蚝壳填料，蚝壳内部自然生长有微生物，该微生物形成高浓度生物膜，能对污染物质进行有效地吸附和降解，洁净过程中在低氧曝气下进行，无需额外投药或者进行搅拌，能耗低，效果好。

本实施例中，所述第一好氧池1、第一厌氧池2、第二好氧池3和第二厌氧池4的底部均设置有曝气盘，曝气盘外接有鼓风机10。鼓风机10对曝气盘进行鼓风，曝气盘于第一好氧池1、第一厌氧池2、第二好氧池3和第二厌氧池4内形成曝气，从而可以使得废水充分与蚝壳内部生长的微生物充分接触，进而充分还原废水中的氨氮以及降解废水中的有机污染物，其中曝气还可以增加第一好氧池1和第二好氧池3水中的氧气溶解量。

本实施例中，所述臭氧消毒器5与碳滤缸7之间连接有砂滤缸6；砂粒过滤处理可以有效地过滤水中的悬浮固体物，从而可降低水中的悬浮固体总量。

本实施例中的臭氧消毒器5和UV消毒器8均可有效地对养殖废水进行杀菌消毒，臭氧消毒可消灭水中的大肠杆菌等细菌微生物；而UV杀菌消毒处理则具有纯物理特点，不同于其它化学杀菌消毒，不会产生二次污染，确保产出的水符合再次鱼池养殖使用。

具体的，砂滤缸6内装填有石英砂，碳滤缸7内装填有活性炭。

更具体的，本实施例的鱼池养殖废水处理装置还包括废水处理池11、污泥消化池12和应急储水池13；其中，废水处理池11统一收集鱼池养殖废水，废水处理池11与第一好氧池1连通可将收集的鱼池养殖废水通入第一好氧池1内进行第一程好氧处理；而污泥消化池12与第二厌氧池4连通，污泥消化池12用以处理从废水里沉淀下来的污泥，从而产出沼气和无污染的泥饼；应急储水池13与废水处理池11连通，可往废水处理池11通入一定量的水加以稀释废水。

本实施例的鱼池养殖废水处理装置具体参数如下：

表二：设备规格及附属设备（淡水）

；

表三：设备规格及附属设备（咸水）

。

以下表四则是在鱼池养殖废水处理装置中六个不同位置（S1~S6）抽取六个水样并进行化验，以确定水中各项水质指标，每个位置抽取水样约为2升。其中，S1~S6分别表示如下六个不同位置：

S1：第一好氧池1入口；

S2：第二厌氧池4出口；

S3：砂滤缸6出口；

S4：碳滤缸7出口；

S5：UV消毒器8出口；

S6：鱼池自来水入口（对照水样）。

表四：24小时均有废水流出

；

从上述表四中数据可以看出，鱼池养殖废水经净化处理后，UV消毒器8出口S5取样的水样的化验结果中，出水的pH、悬浮固体总量、BOD₅、大肠杆菌以及氨氮均符合渔业水质标准；而出水的导电性、浊度、盐度、COD、硝酸盐以及亚硝酸盐均接近自来水中的数据值。

上述表四的测试结果分析如下。

一、pH 值

从测试结果看，鱼池废水收集池（S1）的pH值范围为7.20，这是在的渔业水质标准6.5~8.5之间。而测出的pH值相当稳定，跟自来水（S6）的pH值6.58~7.50十分接近。鱼池养殖废水经过整个水处理系统（对比S2与S1）后的pH值均没有太大的变化。如预期一样，处理后的水（S5）变得微碱性一些，因为蚝壳的钙会略微溶解于水，在好氧池中需氧细菌在生物降解过程中降解有机物，并释出少量的CO₂。废水经过一系列的臭氧消毒，砂碳过滤和紫外线消毒系统后，pH值无显著变化（主要是介乎于6.9~7.3的范围）。

二、导电性

此指标表示水中可溶解固体的量。鱼池养殖废水收集池水样比较高，由此表明大量的食物残渣，排泄物和有机物溶解到鱼池养殖废水内。

三、浊度

此指标指示水中引致水体混浊悬浮固体物的多少。在多数的测试结果中，可以看出水样S1 至S5的浊度都是很稳定的，并且高于自来水。撇除测量误差所引致的极端的测试结果，这些测试结果显示十分正常，因为废水中含有许多不同的杂质（如：悬浮固体等），从而导致高浊度。

四、盐度

水样S5的盐度值0.68与S1的盐度值0.60相比，可见盐度在经过整个水处理系统处理后都能保持一致。由于自来水的盐度是0.12~0.21，经处理再用水可以减少盐份的投加。

五、悬浮固体总量

此参数是指在水中的悬浮固体物浓度或者水体透明度。经水处理系统处理后的水（S5），悬浮固体总量去除率通常超过70%。整体来说，鱼池废水和经处理后的水悬浮固体总量浓度相当低，均低于渔业养殖水标准的10mg/L，并接近自来水的0.1mg/L的水平。可见经处理后的水非常干净，适合作为鱼池养殖水回用。

六、COD

此参数表示存在于水中的可溶性和不溶性的总有机物质（包括生物降解和非生物降解）量。比较水样S1和S2，有33%左右的COD在水处理系统中消耗。

一般来说，​​废水收集池S1中的有机物不足，难以供应给碳化生物生长（BOD去除），并且缺乏碳源供硝化和反硝化过程。水样（S5）的COD浓度在2mg/L值，高于自来水（S6）的1.9mg/L值。这种低浓度COD可以通过引入污水（厕所的生活污水）流入水处理系统中加以改善，此举可以增加碳源，刺激生物生长，提高生物降解，硝化和反硝化的效能。另一个改善方案是定期添加葡萄糖，以弥补水中碳源的不足。

七、BOD₅

此参数表示水中水溶性可生物降解的物质的量。整个水处理系统能保持 80%以上的BOD₅去除率，符合渔业水质标准< 5 mg/L的要求。

八、大肠杆菌

这是一种计算生物细菌数目的参数，此参数表示对人体健康造成不利影响的一般肠道细菌指标。此水质参数是由世界卫生组织和当地供水权威水质检测是必不可少的指标。在所有的测试结果中，经过臭氧和UV杀菌消毒后的水样S5，都没有发现大肠杆菌的存在。一个良好的消毒系统（臭氧和UV）可以消灭回用水中的藻类和细菌微生物，从而杜绝水体传播疾病。藻类将导致水体富营养化（藻类过度生长造成溶解氧耗尽），甚至跟处理水中硝酸盐浓度有明显上升有关。总体来说，所有的大肠杆菌测试结果令人满意，其数目皆为0，符合渔业养殖水水质指标。

九、氨氮

此参数表示水中对人体或鱼类有害的营养物质。在有氧的环境下，氨氮可以由硝化细菌转化为硝酸盐，再经过反硝化作用转化为亚硝酸盐。废水收集池中水样S1的氨氮指数为3.40mg/L，而经处理后的水（水样S5）氨氮浓度为0.045mg/L，这证明在两阶段好氧池中，硝化细菌通过硝化作用能有效地将氨氮转化为硝酸盐。总的来说，水样S5的氨氮浓度符合渔业养殖水标准。

十、硝酸盐

此项参数则显示水中有利于绿色植物和藻类生长营养物质指标，过高浓度的硝酸盐会导致藻类过量繁殖，从而消耗水中氧气，不利于水中生物。此外，有些藻类如红藻则会分泌毒素，令鱼类致死。在测试的水样S1当中，硝酸盐浓度介乎8.30mg/L，而在水样S2当中，硝酸盐浓度稍有增加，而且经过臭氧消毒后，硝酸盐浓度有所下降。但反硝化细菌也难以繁殖，以致反硝化作用不明显，但亦符合鱼池养殖水用。

十一、亚硝酸盐

此项数据是指示氨基盐转化成硝酸盐的中间参数，因为亚硝酸盐很不稳定，在有氧的环境下，很容易转化成硝酸盐，所以这项指标的作用不大，其浓度十分低，为0.506mg/L，说明氨氮都基本上转化成硝酸盐了。

综上，本发明的优点有：

一、技术可靠：整个水处理工艺集硝化和反硝化于一身，出水水质可靠稳定，达到国家要求，适用于鱼池养殖循环再用；

二、投资小：好氧池和厌氧池均使用蚝壳作为环保型介质填料，蚝壳为大部分乡村地区轻易可获得的材料，价钱低廉且可回收使用，省却了基建材质的投入，系统可进行小规模建造运行，可为降低日后鱼池扩建的工程投资和运行费用；

三、低能耗：好氧池和厌氧池利用蚝壳内部上生长的微生物对污染物质进行吸附及降解，洁净过程在低氧曝气下进行，无需额外投药或搅拌等；

四、便于管理：系统利用微生物对养殖废水进行净化处理，设计简单，运行稳定，无需配备大量技术人员进行设施维护，管理方便；

五、处理水回用：废水于好氧池和厌氧池内主要与蚝壳内部上生长的微生物进行接触，处理过程无添加其他药剂，整个处理工艺运行安全、可靠，出水不含化学药剂，有利于水资源重复利用；

六、多重处理：在确保废水处理效果的前提下，多重处理工艺的设计不仅提高了整个水处理系统的废水处理能力，同时也可以根据不同的出水标准，增加或简化废水处理步骤；

七、占地面积小：只是常规二级生物处理的1/2~1/5；

八、工艺流程灵活多变：区别于大多废水技术对周围环境的要求较为严格，本技术方案的废水处理工艺的灵活性与多变性，根据不同地区的具体情况，可更改低氧区和厌氧区的工艺次序、体积比和HRT等等。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种鱼池养殖废水处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

A：收集鱼池养殖废水；

B：对养殖废水进行第一程好氧处理，氧化废水中的氨氮并吸附降解废水中的易降解有机污染物；

C：对上一步骤的出水进行第一程厌氧处理，将水中的硝态氮还原为氮气，以及将大分子有机污染物分解成易降解的小分子有机污染物；

D：对上一步骤的出水进行第二程好氧处理，进一步氧化水中的氨氮并吸附降解水中的易降解有机污染物；

E：对上一步骤的出水进行第二程厌氧处理，进一步将水中的硝态氮还原为氮气，以及进一步将大分子有机污染物分解成易降解的小分子有机污染物；

Ｆ：对上一步骤的出水进行臭氧消毒处理；

G：对上一步骤的出水进行碳过滤处理；

H：对上一步骤的出水进行UV消毒处理；

I：出水储存；

其中，第一程好氧处理和第二程好氧处理的溶解氧浓度均为1.34~4.88mg/L；第一程厌氧处理和第二程厌氧处理的溶解氧浓度均为0.12~2.87mg/ L

其中，所述步骤B的第一程好氧处理、步骤C的第一程厌氧处理、步骤D的第二程好氧处理、步骤E的第二程厌氧处理均在曝气下进行。

2.根据权利要求1所述的一种鱼池养殖废水处理工艺，其特征在于，于所述步骤F之后，所述步骤G之前，还包括步骤F1：将完成臭氧消毒处理的出水进行砂粒过滤处理。

3.根据权利要求1所述的一种鱼池养殖废水处理工艺，其特征在于，所述步骤G碳粒过滤处理具体为：水中未反应的臭氧及污染物被活性炭吸附，在活性炭孔隙表面继续反应降解。

4.一种应用于权利要求1~3任意一项所述的鱼池养殖废水处理工艺的装置，其特征在于，包括依序连通设置的第一好氧池、第一厌氧池、第二好氧池、第二厌氧池、臭氧消毒器、碳滤缸、UV消毒器、出水储存缸。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一好氧池、第一厌氧池、第二好氧池和第二厌氧池内均装填有蚝壳滤料。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一好氧池、第一厌氧池、第二好氧池和第二厌氧池的底部均设置有曝气盘，曝气盘外接有鼓风机。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述臭氧消毒器与碳滤缸之间连接有砂滤缸。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述砂滤缸内装填有石英砂，碳滤缸内装填有活性炭。