CN106145370A - 通过卤虫养殖处理污水中富营养化物质的方法及净水系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供通过卤虫养殖处理污水中富营养化物质的方法，包括以下步骤：S1搭建处理池，并向处理池内注入盐田卤水；S2以连续或半连续方式向处理池内注入待处理污水，并保持处理池内水体的净蒸发速度与待处理污水的注入速度相同；S3调整并维持处理池内的水体的盐度为6°Bé～14°Bé，利用污水中的营养物质，培养微藻、微生物等作为卤虫的饵料，培养处理池内水体中的卤虫，并通过捕捞卤虫将污水中的氮、磷富营养化营养物质从水中移除。本发明方法实现了对污水中的富营养化物质高效、连续净化，实现富营养化物质零排放，净水过程中生产的卤虫是养殖动物的优质饵料和配合饲料原料，能创造客观的经济效益。

Description

通过卤虫养殖处理污水中富营养化物质的方法及净水系统

技术领域

本发明属于污水中富营养化物质的净化处理以及卤虫养殖技术领域，具体涉及一种通过卤虫养殖处理污水中富营养化物质的方法及净水系统。

背景技术

目前，城市污水一般在污水处理厂经物理处理、微生物处理等方法处理后得到符合一定标准的中水，这些中水经河道和/或排污渠排放到海洋中，但污水厂排放的中水仍含有较高的氮、磷等营养元素，会给中水排放的近海岸造成水体富营养化的问题。通常在污水处理厂进一步降低总氮、总磷比较困难，成本较高，采用化学除磷还会产生大量不易处理的化学污泥和金属离子残留。另外，直排的生活污水中，总氮、总磷等污染物浓度也往往远高于其在自然海水中的浓度，这些污染物经径流、排污口等输送到海洋，也会造成海区富营养化。

基于以上原因，要从根本上解决近岸海区富营养化问题，必须对这些陆源污染物进行深度净化处理。对陆源污染物的深度净化处理集中在对污水的富营养化物质的去除方面，本文述及的含富营养化物质的污水主要由生活污水和污水处理厂排放的中水组成。

公布号CN 101985602 A的中国发明专利申请公开了“一种利用微藻处理富营养化水体的方法”，具体公开了通过一种特殊培养能够高效吸收氮、磷的微藻来净化水体的富营养化问题。该公开方案，首先需要配置特定培养基对相应种类微藻进行培养增殖，处理后需要对藻类进行沉淀，实行成本高。其次最终处理完毕的水体仍是直接排出，排出的净化后水体中虽然一定程度上降低了氮磷等营养物质含量，但是仍然含有浓度客观的营养物质含量，该方案无法彻底解决富营养化问题，且不适用于治理海区等大水体的富营养化问题。

公布号CN 101125705 A的中国发明专利申请公开了一种“富营养化水体的生物治理技术”，该方案先行通过藻类和光和细菌吸收水体中的氮磷和其他营养无机盐，然后通过轮虫吃食藻类和各种致病菌，再通过鱼虾饲养吃食轮虫，进而构成一个完整的净化处理循环。该方法针对治理景观水体的富营养化提出，着重消除藻类水化，由于没有解决富营养化的源头污染物问题，只适合治理如小型水体的富营养化，不适于大型水体如海区富营养化的治理，也不适用于污水处理。

综上，目前尚无切实可行、高效稳定的彻底消除净化污水中富营养化物质的方法以及相关的净水系统，无法实现对海洋富营养化问题的有效缓解。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种能够简洁、低成本、高效、连续的处理污水中富营养化物质的方法，并且本发明的方法在对污水富营养化物质去除的同时还能够进行卤虫养殖，扩大经济效益，实现可持续连续生产发展，由于从根源上完成了对陆源富营养化污染物的深度净化处理，消除了海洋的陆源富营养化物质来源，从而能够大幅改善海洋的富营养化问题。相应的，本发明还提供了相应的采用本发明方法的净水系统。

本发明的技术构思为：将污水引入处理池(处理池根据实际情况，例如可以是盐田或新建的卤水池塘)，通过构建营养物——微藻/微生物——卤虫的食物链，将污水中的氮、磷等营养物质转化为动物蛋白(即卤虫生物量)，并以卤虫捕捞的方式从水体中移除。同时，利用太阳能将处理池内输入的污水的水分蒸发。通过控制污水的输入量与养殖水面(即处理池中水体水面)的净蒸发量(净蒸发量等于蒸发量减去降水量)相当，使得整个净水方法及系统过程中没有废水排放，进而实现对污水的无形化处理。

本发明所采用的技术方案为：

本发明首先提供了一种通过卤虫养殖处理污水中富营养化物质的方法，包括如下步骤：S1搭建处理池，并向处理池内注入盐田卤水；S2以连续或半连续方式向处理池内注入待处理污水，并保持处理池内水体的净蒸发速度与待处理污水的注入速度相同；S3调整并维持处理池内的水体的盐度为6°Bé～14°Bé，培养处理池内水体中的卤虫，并捕捞卤虫成虫。净蒸发速度为单位时间内的净蒸发量。

本发明方法中通过处理池内水体的蒸发完成纯净水体的排出。通过污水输入的营养物质，培养微藻、微生物等作为卤虫的饵料，培养卤虫生长，并通过定期捕捞卤虫成虫，将污水中的富营养化营养物质从水中移除。

本发明中待处理污水既为待处理净化的水体对象，同时又做为卤虫养殖的营养来源。

如前文所述，本发明提供的方法在处理富营养化污水时，其排出路径仅通过处理池的日晒水分蒸发的形式排出。显然的，以蒸发形式排出的水分只能是不含氮磷等营养元素的水，即本发明提供的方法的排出的是彻底净化后的水，氮、磷等营养元素皆保留在处理池内。卤水为盐田卤水，其中含有微生物、藻类和卤虫，卤水中的微生物和藻类在处理池内吸收污水输入的氮磷等营养元素进行生长，然后被卤虫摄食，卤虫逐渐长大后，通过卤虫的捕捞，实现氮磷等营养元素从处理池内水体中的分离。由于藻类和微生物皆为卤水内自带生物，故它们能够很好的适应水体环境，因此本发明提供的方法具体实施时，只需要控制处理池内水体的盐度满足卤虫生长所需即可，整个方法实行过程，控制条件简单，易于实现，便于推广使用。同时，在整个水体净化过程，一边持续注入待处理污水，一边随着日晒蒸发逸出纯水，能够实现连续不间断的水体净化处理，处理效率高。捕捞而出的卤虫可以直接用作鱼虾等动物的饵料或作为制作配合饲料的原料，创造客观的经济效益。

步骤S2中，所述待处理污水在注入处理池之前，先经曝气步骤。曝气步骤中对待处理污水进行增氧处理，并氧化氨氮、硫化物等有害物质，降低有害物质对处理池中水体中的生物的伤害，促进卤虫的顺利生长。

为了提高卤虫产量和水体净化效率，步骤S3中若所述处理池内水体中缺乏藻类和卤虫，则在步骤S3中还设有向处理池内水体中接种藻类和卤虫的步骤。

通常保持处理池内水体的盐度为6°Bé～14°Bé，以保证卤虫的正常生长；当步骤S3中调整并维持处理池内的水体的盐度为7°Bé～12°Bé，能够更进一步促进卤虫的生长，提高净化效率和卤虫养殖效率。°Bé即波美度，表示溶液浓度，采用波美比重计插入溶液测量读取而得。盐度可根据各地区卤虫品种、藻类及微生物组成等进行调整，构建有利于卤虫生长的环境，提升水体净化效率。

相应的，本发明还提供了一种应用前述本发明方法的净水系统，包括污水总管和污水处理单元，所述污水处理单元包括相互连通的处理池和曝气池；所述污水总管与所述曝气池之间通过连接管连通，所述连接管上设置有流量阀。

本发明提供的净水系统通过流量阀的调节，使得通过污水总管向污水处理单元输送的待处理废水的速度与处理池内水体的净蒸发速度保持一致，保持处理池内卤虫生长的所需盐度环境。实现富营养中水和生活污水的高效连续净化处理和卤虫的连续养殖。

所述处理池的数量为多个，多个所述处理池依次连通，多个所述处理池中的首处理池和尾处理池也相互连通，所述污水处理单元内还设置有使污水在处理池之间循环流动的水泵。循环流动的水体使得处理池内污水与卤水充分混合，提高藻类、卤虫等的生长速度，提高氮磷等营养物质的吸收效率。

所述污水处理单元还包括循环回水池，所述首处理池和尾处理池通过所述循环回水池相互连通，所述循环回水池的一端与所述首处理池连通，所述循环回水池的另一端与所述尾处理池连通；所述处理池与所述曝气池之间通过所述循环回水池相连通。

所述水泵位于所述循环回水池与所述首处理池之间，所述水泵使水体从所述循环回水池向所述首处理池方向流动。

所述曝气池由多个曝气分池依次串联连通组成。

根据本发明的实施例，为了进一步提升对富营养化水体的净化速度，所述污水处理单元的数量为多个，多个所述污水处理单元中的曝气池均分别通过连接管与所述污水总管相连通，每个所述连接管上均分别设置有流量阀。

综上，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种利用污水中富营养化物质养殖卤虫，实现对污水的高效、连续净化处理的方法，能够实现富营养化物质的零排放，彻底解决生活污水的净化问题，消除陆源富营养化物质对近岸海水富营养化的影响。本发明的方法实现了对污水中富营养化物质的完全净化去除，消除了海洋的陆源富营养化物质来源，从而能够大幅改善海洋的富营养化问题。

同时，本发明提供的方法步骤简洁、控制条件不严苛、容易实施，在实现污水处理的同时还能通过捕捞卤虫创造经济效益，适合推广使用。

本发明提供的净水系统，结构简洁，控制调整简便，适用于蒸发量大于降雨量的地区推广使用，尤适用于净蒸发量较大的地区。同时，本发明可利用盐场产能过剩盐田及盐碱荒滩建设卤虫养殖净水系统，不占用耕地及宝贵的淡水水面；盐田功能的改变具有可逆性，养殖系统随时可转变为制盐盐田。对基础设施建设要求较低(土地即可)，不需要建设昂贵的污水处理厂。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的净水系统的结构示意图；

图2是本发明的另一种实施例的净水系统的结构示意图。

图中：1为污水总管；2为流量阀；3为污水处理单元，3-1至3-16均为处理池，3-1为首处理池，3-16为尾处理池，3-17为循环回水池；4为水泵；5-1为第一曝气分池，5-2为第二曝气分池，5-3为第三曝气分池。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐释。

实施例1：

本实施例提供了一种通过卤虫养殖处理污水中富营养化物质的方法，包括以下步骤：搭建处理池，并向处理池内注入盐田卤水。以连续或半连续方式向处理池内注入待处理污水，并保持处理池内水体的净蒸发速度与待处理污水的注入速度相同。调整并维持处理池内的水体的盐度为6°Bé～14°Bé，培养处理池内水体中的卤虫，并捕捞卤虫成虫。

当处理的污水种类为生活污水时，所述待处理污水在注入处理池之前，先经曝气步骤。曝气步骤中对生活污水进行增氧处理，并氧化氨氮、硫化物等有害物质，降低有害物质对处理池中水体中的生物的伤害，促进卤虫的顺利生长。

若所述盐田卤水中缺乏卤虫，会导致处理池内水体中卤虫缺乏，进而导致卤虫养殖效率和水体去营养化净化效率降低，若处理池内水体中缺乏藻类也同样会对卤虫的养殖效率产生影响。增设向处理池内调整好盐度的水体中接种藻类和卤虫的步骤，能够显著提高卤虫产量和水体净化效率。

为了能够更进一步促进卤虫的生长，提高净化效率和卤虫养殖效率。整个卤虫培养过程中，调整并维持处理池内的水体的盐度为7°Bé～12°Bé。

实施例2：

如图1所示，本实施例更为具体的提供了应用前述实施例1所述方法的净水系统，包括污水总管1和污水处理单元3，所述污水处理单元3包括相互连通的处理池和曝气池；所述污水总管1与所述曝气池之间通过连接管连通，所述连接管上设置有流量阀2。所述处理池的数量为两个，两个所述处理池分别为相互连通的首处理池3-1和尾处理池3-16，所述污水处理单元3内还设置有使污水在处理池之间循环流动的水泵4。

所述污水处理单元3还包括循环回水池3-17，所述首处理池3-1和尾处理池3-16的右端直接连通，所述首处理池3-1和尾处理池3-16的左端通过所述循环回水池3-17相互连通。所述循环回水池3-17的一端与所述首处理池3-1连通，所述循环回水池3-17的另一端与所述尾处理池3-16连通；所述处理池与所述曝气池之间通过所述循环回水池3-17相连通。

所述水泵4位于所述循环回水池3-17与所述首处理池3-1之间，所述水泵4使水体从所述循环回水池3-17向所述首处理池3-1方向流动。

所述曝气池由第一曝气分池5-1、第二曝气分池5-2和第三曝气分池5-3共三个曝气分池依次串联连通组成，所述第一曝气分池5-1与所述污水总管1通过连接管连通，所述第三曝气分池5-3与所述循环回水池3-17相连通。

实施例3：

如图2所示，本实施例更为具体的提供了应用前述实施例1所述方法的净水系统，包括污水总管1和两个污水处理单元3。

每个所述污水处理单元3包括相互连通的处理池和曝气池；所述污水总管1与所述曝气池之间通过连接管连通，所述连接管上设置有流量阀2。所述处理池的数量为十六个(图中对应标号为依次为3-1、3-2......、3-16，并且首处理池的标号为3-1，尾处理池的标号为3-16)，十六个所述处理池分别依次连通，所述污水处理单元3内还设置有使污水在处理池之间循环流动的水泵4。

所述污水处理单元3还包括循环回水池3-17，所述首处理池3-1和尾处理池3-16通过所述循环回水池3-17相互连通。所述循环回水池3-17的一端与所述首处理池3-1连通，所述循环回水池3-17的另一端与所述尾处理池3-16连通；所述处理池与所述曝气池之间通过所述循环回水池3-17相连通。

所述水泵4位于所述循环回水池3-17与所述首处理池3-1之间，所述水泵4使水体从所述循环回水池3-17向所述首处理池3-1方向流动。

所述曝气池由第一曝气分池5-1、第二曝气分池5-2和第三曝气分池5-3共三个曝气分池依次串联连通组成，所述第一曝气分池5-1与所述污水总管1通过连接管连通，所述第三曝气分池5-3与所述循环回水池3-17相连通。

在实施例2以及实施例3中，可选的具体的细节参数为，处理池为水深30～100cm的卤水池塘，处理池的形状不限，可以是椭圆形、方形、长方形、不规则形状等等。处理池可以是盐场既有盐田，也可以是新建或改建的池塘组成的串联循环处理池系统。

如图1和2中所示，箭头指向方向为水体的循环流动方向。本实施例的净水系统具体使用时，通过开启流量阀2，使得污水通过连接管进入曝气池，当处理对象为生活污水时，通过曝气池曝气补充氧气并降低氨氮和硫化物等(当处理对象为中水时，则让其直接流过曝气池，不需充氧气)，然后污水进入循环回水池3-17内与回流卤水混合，再通过启动水泵4，使得进入污水处理单元3的水体依次流经首处理池3-1、处理池3-2、......、尾处理池3-16，再流回循环回水池3-17内，继而继续循环流动。为使藻类快速生长，调节首处理池3-1内水体至较低盐度6-7°Bé，随着水体在处理池之间流动中不断被蒸发，本实施例中尾处理池3-16内水体的盐度达到了8-10°Bé，水体重新流回循环回水池3-17中时，又通过新注入的待处理污水的稀释，至首处理池3-1内水体盐度重新回到6-7°Bé，进而再次进行流转循环。流转循环过程中，通过捕捞卤虫成虫将氮磷等富营养化物质分离出水体，分离出的卤虫用作鱼虾等动物饵料或通过饲料再加工进一步扩展产业价值。同时通过蒸发实现水的纯洁无污染排放，最终实现氮磷等营养化物质的零排放处理。具体的：在卤水水体的流转过程中，氮、磷、有机物等富营养化物质被藻类、微生物吸收利用，输入的有机物也可被细菌、酵母等微生物分解、吸收利用。微藻、微生物及部分悬浮有机颗粒被卤虫摄食转化为成为卤虫生物量。处理池水系中低盐度区域有利于微藻生长，待到达高盐度区域时大部富营养化物质被消耗，微藻、微生物等被卤虫摄食。通过卤虫捕捞将氮、磷等物质从水中移除，完成富营养化物质的深度处理过程。蒸发损失的水体由中水/生活污水补足，维持养殖水体的盐度基本稳定且适合卤虫生长。由于中水和/或生活污水输入量等于养殖水体的净蒸发量，整个养殖系统对外废水排放为零。当处理池内养殖水体净蒸发量不足，或中水和/或生活污水氮、磷等营养物含量较低时，仅依赖中水/污水输入的营养盐可能不能满足卤虫养殖之需要。在此情况下，可向养殖水体补充施肥，以保证较高的卤虫产量。肥料种类为化肥或鸡粪等有机肥，施肥方法为将肥料投入循环回水池3-17，在水泵4作用下，随水流分散到处理池的养殖水体中；根据实际情况也可以直接向各处理池施肥。

本实施例2和3中污水处理单元3的数目、每个污水处理单元3中处理池的数目、处理池的排列方式以及循环水泵的位置仅为示例。显然的，通过适当调整污水处理单元3和处理池的数目，可以应对不同的废水处理速度需求，通过调整处理池的排列方式可以应对不同的地理条件和废弃盐田的现有条件，改变循环水泵在处理系统中的位置亦可使处理水体达到类似的循环效果，这些均为本领域技术人员在本发明构思的基础上能够做出的等同选择，均在本发明的保护范围之内。

以上所述及盐度和中水或污水输入量等参数在实施过程中均可灵活掌握，其中“中水或污水输入量与净蒸发量相等”可从较大时间尺度掌握。如：在冬季没有卤虫生长时，为实现中水或污水持续处理，仍可向处理系统注入污水或生活污水，使水体盐度逐渐调低(如5°Bé)、营养物质逐渐积累，形成适合藻类快速生长的条件，使在春季水温回升时藻类能快速生长，养成并收获市场急需的鲜活卤虫，同时利用春季高蒸发气象条件使水体盐度快速回升至正常状态。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其细节上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.通过卤虫养殖处理污水中富营养化物质的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1搭建处理池，并向处理池内注入盐田卤水；

S2以连续或半连续方式向处理池内注入待处理污水，并保持处理池内水体的净蒸发速度与待处理污水的注入速度相同；

S3调整并维持处理池内的水体的盐度为6°Bé～14°Bé，培养处理池内水体中的卤虫，并捕捞卤虫成虫。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S2中，所述待处理污水在注入处理池之前，先经曝气步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S3中若所述处理池内水体中缺乏藻类和卤虫，则在步骤S3中还设有向处理池内水体中接种藻类和卤虫的步骤。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：步骤S3中调整并维持处理池内的水体的盐度为7°Bé～12°Bé。

5.应用权利要求2或3或4所述方法的净水系统，其特征在于：包括污水总管(1)和污水处理单元(3)，所述污水处理单元(3)包括相互连通的处理池和曝气池；所述污水总管(1)与所述曝气池之间通过连接管连通，所述连接管上设置有流量阀(2)。

6.根据权利要求5所述的净水系统，其特征在于：所述处理池的数量为多个，多个所述处理池依次连通，多个所述处理池中的首处理池(3-1)和尾处理池(3-16)也相互连通，所述污水处理单元(3)内还设置有使污水在处理池之间循环流动的水泵(4)。

7.根据权利要求6所述的净水系统，其特征在于：所述污水处理单元(3)还包括循环回水池(3-17)，所述首处理池(3-1)和尾处理池(3-16)通过所述循环回水池(3-17)相互连通，所述循环回水池(3-17)的一端与所述首处理池(3-1)连通，所述循环回水池(3-17)的另一端与所述尾处理池(3-16)连通；所述处理池与所述曝气池之间通过所述循环回水池(3-17)相连通。

8.根据权利要求7所述的净水系统，其特征在于：所述水泵(4)位于所述循环回水池(3-17)与所述首处理池(3-1)之间，所述水泵(4)使水体从所述循环回水池(3-17)向所述首处理池(3-1)方向流动。

9.根据权利要求5所述的净水系统，其特征在于：所述曝气池由多个曝气分池依次串联连通组成。

10.根据权利要求5～9任一所述的净水系统，其特征在于：所述污水处理单元(3)的数量为多个，多个所述污水处理单元(3)中的曝气池均分别通过连接管与所述污水总管(1)相连通，每个所述连接管上均分别设置有流量阀(2)。