CN107601755B - 一种养殖场污水生态处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种养殖场污水生态处理方法，包括：步骤1，养殖场的粪渣和污水进行固液分离；步骤2，污水进入沼气池进行厌氧处理；步骤3，沼液污水进入好氧兼氧单元内，好氧兼氧单元中的好氧微生物在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解污水中的有机物，该好氧微生物包括有兼性微生物；步骤4，污水从好氧兼氧单元进入电催化氧化处理单元进行降解，电催化氧化处理单元得电处理污水，以将污水中的有机物和氨氮的复杂大分子结构的分子链被打断成小分子结构，并被逐渐降解成CO₂和N₂回归到空气中；步骤5，污水从电催化氧化处理单元进入带有微藻的带微藻单元，带微藻单元内植入微藻，微藻吸收和消化污水中的氨氮和总磷，并释放出氧气，发生氧化反应，进而降解COD；步骤6，污水从带微藻单元进入藻液分离池进行藻液分离。

Description

一种养殖场污水生态处理方法

技术领域

本发明涉及一种养殖场污水生态处理方法。

背景技术

传统处理处理养殖场污水(如养猪废水)的方法主要有沼气池法、氧化塘法、物化法(吸附、分离、沉淀)等。沼气池法运用最普遍，但沼气池法存在有如下不足：耗时长；需要建大容量的沼气池；降解效果不理想，且无法降解氨氮；维护成本高；氧化塘法占地面积广，只适合有种植业和养殖业的农场和有广阔土地的情况下使用。简单的通过物理方法固液分离或是沉淀法，则无法真正去除污水中的有害物质；随着人们环境意识的增强，对污染物排放的限制标准也越来越高，迫切需要新的工艺技术来处理这些难降解的高浓度有机废水。

发明内容

本发明提供了一种养殖场污水生态处理方法，其克服了背景技术中一种养殖场污水生态处理方法所存在的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：

一种养殖场污水生态处理方法，包括：

步骤1，养殖场的粪渣和污水进行固液分离；

步骤2，污水进入沼气池进行厌氧处理；

步骤3，沼液污水进入好氧兼氧单元内，好氧兼氧单元中的好氧微生物在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解污水中的有机物，该好氧微生物包括有兼性微生物；

步骤4，污水从好氧兼氧单元进入电催化氧化处理单元进行降解，电催化氧化处理单元得电处理污水，以将污水中的有机物和氨氮的复杂大分子结构的分子链被打断成小分子结构，并被逐渐降解成CO₂和N₂回归到空气中；

步骤5，步骤5，污水从电催化氧化处理单元进入带有微藻的带微藻单元，带微藻单元内植入微藻，微藻吸收和消化污水中的氨氮和总磷，并释放出氧气，发生氧化反应，进而降解COD；

步骤6，污水从带微藻单元进入藻液分离池进行藻液分离。

一实施例之中：该步骤1：先采用干清洁方式清理养殖场的粪，接着冲洗养殖场，再固液分离冲洗的粪渣和污水，收集粪和粪渣并处理成有机肥。

一实施例之中：该步骤2中：污水进入沼气池，在无能耗的条件下，水解酸化菌群将污水中的大分子有机物降解为小分子有机物，将污水中的难降解的有机物转化为可降解的有机物，以提高污水的可生物降解性，通过产甲烷菌的作用降解污水中有机物，并产生沼气。

一实施例之中：该步骤3，沼液污水进入好氧兼氧单元内，微生物利用污水中的有机污染物为底物进行好氧代谢，经好氧代谢生化反应，逐级释放能量，生成低能位的无机物或有机物，并以污泥的形式稳定下来，污泥能被去除。

一实施例之中：该步骤4中，电催化氧化处理单元得电产生具有强的氧化性的·OH羟基自由基离子，·OH无选择地直接与污水中的有机污染物反应，将其降解为二氧化碳、水和简单有机物。

一实施例之中：该步骤4中，电催化氧化处理单元得电产生气体，气体上浮形成气泡，构成电气浮，电气浮能有效去除水中悬浮物。

一实施例之中：该步骤4中，电催化氧化处理单元得电产生OH羟基自由基离子、电气浮、电催化、电氧化、电吸附和电絮凝，在电催化、电氧化、电吸附、电气浮和电絮凝的同时作用下，污水中的有机物和氨氮的复杂大分子结构的分子链被打断成小分子结构，并被逐渐降解成CO₂和N₂回归到空气中，以达到降解有机污染物的目的。

一实施例之中：该步骤4中，在处理过程中产生的新生态[OH]、[H]、[O]等离子能与污水中的许多组分发生氧化还原反应。

一实施例之中：该步骤5中，该微藻采用连续培养处理，污水进入培养池按10％～15％比例接入制备好的藻种，藻种在培养池中培养，约3-5天达到最佳生长状态，转为连续培养；然后不间断补充沼液和排放处理后的藻液，形成动态平衡。

一实施例之中：该步骤6中，经水泵将污水从带微藻单元抽入藻液分离池进行藻液分离，分离出的水经达标排放检测点检测，检测完成后排出，分离出的藻形成藻泥，藻泥经压滤机处理后的固渣用于制成有机肥，压滤机处理后得到的滤液回流到带微藻单元。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

污水处理方法，包括：粪渣和污水进行固液分离；厌氧处理；好氧微生物在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解污水中的有机物，该好氧微生物包括有兼性微生物；电催化氧化降解处理，以将污水中的有机物和氨氮的复杂大分子结构的分子链被打断成小分子结构，并被逐渐降解成CO₂和N₂回归到空气中；微藻吸收和消化污水中的氨氮和总磷，并释放出氧气，发生氧化反应，进而降解COD(化学吸氧量)；藻液分离，处理效率高，成本低，能用于制成有机肥，环保节能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是养殖场污水处理方法的流程示意图。

具体实施方式

请查阅图1，一种养殖场，如养猪场场地污水的生态处理方法，包括：

步骤1，养殖场的粪渣和污水进行固液分离；

步骤2，污水进入沼气池进行厌氧处理；

步骤3，沼液污水进入好氧兼氧单元内，该好氧兼氧单元包括兼氧池，兼氧池中的好氧微生物在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解污水中的有机物，该好氧微生物包括有兼性微生物；

步骤4，污水从好氧兼氧单元进入电催化氧化处理单元进行降解，电催化氧化处理单元得电处理污水，以将污水中的有机物和氨氮的复杂大分子结构的分子链被打断成小分子结构，并被逐渐降解成CO₂和N₂回归到空气中；

步骤5，污水从电催化氧化处理单元进入带有微藻的带微藻单元，带微藻单元内植入微藻，微藻吸收和消化污水中的氨氮和总磷，并释放出氧气，发生氧化反应，进而降解COD(化学吸氧量)；

步骤6，污水从带微藻单元进入藻液分离。

本具体实施方式中：该步骤1包括：

步骤11，采用干清洁方式清理养殖场的粪，该干清洁是指采用非水清理，如采用清扫方式清理或推粪集中在一起再铲走方式清理；

步骤12，用水冲洗养殖场，冲洗出的粪渣和污水进入过滤池进行过滤，采用过滤方式(称为FMHFS系统)以固液分离冲洗的粪渣和污水，以滤除少量残余粪渣等，进一步去除未分离的粪渣等悬浮颗粒，降低后续处理设施的处理负荷；最好，该过滤池采用水泥漏缝砖结构，上面铺设尼龙网，并可采用两池轮换间歇处理，以能定期清理粪渣；

步骤13，收集步骤11的粪和步骤12的粪渣并处理成有机肥，该处理如送至堆肥场进行晒干或沤肥当有机肥使用。

本具体实施方式中：该步骤2中：污水进入沼气池，在无能耗的条件下，水解酸化菌群将污水中的大分子有机物降解为小分子有机物，将污水中的难降解的有机物转化为可降解的有机物，以提高污水的可生物降解性，通过产甲烷菌的作用降解污水中有机物，并产生沼气，以降低后续处理的负荷和费用。该沼气池如UASB、FMABR、黑膜沼气池或其它沼气池。

本具体实施方式中：该步骤3中：沼液污水进入兼氧池内，在有氧气存在的条件下，微生物利用污水中的有机污染物为底物进行好氧代谢，经好氧代谢生化反应，逐级释放能量，成低能位的无机物或有机物，并以污泥的形式稳定下来，污泥能被去除，以达到无害化的要求。该沼液经过兼氧池，在各种兼氧微生物的代谢作用下，污水中的污染物质得以降解。

最好，该步骤3，如选用本申请人在先申请的发明名称为《曝气好氧兼氧生物膜消化反应装置》的发明申请，它包括：

步骤31，沼液污水进入兼氧池内，在有氧气存在的条件下，微生物利用污水中的有机污染物为底物进行好氧代谢，经好氧代谢生化反应，逐级释放能量，成低能位的无机物或有机物，并以污泥的形式稳定下来，污泥能被去除；

步骤32，为了达到高效快速的降解效果，实现好氧兼氧的稳定运行，最好，该好氧兼氧单元还包括生物膜反应器(FMBBR系统)，该生物膜反应器，从兼氧池抽取沼液，抽取的沼液经FMBBR消化反应塔曝气和气浮处理后，再回流至兼氧池，FMBBR系统与兼氧池形成循环工艺；该生物膜反应器包括塔身，该塔身内设有用于产生曝气气泡的曝气装置和生物膜载体填料层，该塔身接通兼氧池，曝气装置的鼓风曝气起到供氧和搅拌作用，保证好氧菌活性和泥水混合效果，促使水中有机物被充分降解得以去除；通过硝化菌的硝化作用将污水中氨氮转化硝态氮。外循环曝气系统曝气部分水回流至好氧池(兼氧池)与好氧池形成缺氧好氧循环工艺。其中：该曝气装置包括曝气头，曝气头包括开设有多个气孔的腔体，该腔体通过气管接通气泵，该腔体围成环形或多个腔体排列成环形。

步骤23，曝气气泡受填料层剪切作用接触、吸附污水中悬浮物，且悬浮物随气泡上升浮出水面以形成泡沫，收集泡沫于泡沫干燥池，并通过泡沫处理装置处理。

本具体实施方式中：最好，可在兼氧池的前端、后端、兼氧池与兼氧池之间设置FMBFR生物膜滤坡系统，经过FMBFR系统的消化和经过至少一级兼氧池的生物及物化反应后，污水从兼氧池进入FMBFR系统进行深度降解，该FMBFR系统如本申请人在先申请的发明名称为《兼氧生物反应坡滤系统》的发明申请。该FMBFR系统，包括至少两个沿山坡地势梯级建造而成生化塘，每相邻两生化塘分别定义为上生化塘和下生化塘，该上生化塘和下生化塘间形成有坝坡，该坝坡的坡面上铺设有砾石铺填层，从上生化塘溢出的污水流经砾石铺填层后进入下生化塘，在砾石铺填层中通过自然风的增氧作用和阳光的光合作用实现生物生态污水降解。利用自然风与坡坝的角度构成自然给氧系统。由于砾石间构成的自然空隙，使自然风力可以进入砾石铺填层表层，构成自然增氧系统。该自然风增氧使砾石铺填层构成的生物膜系统处于好氧状态而对流过该层生物膜的污水中的有机物进行好氧消化反应，而对污水中的氨氮进行硝化反应。而砾石铺填层的底层由于自然通风的不足，使增氧不够，处于一种缺氧状态，而使该底层砾石表面的生物膜发生缺氧的兼氧反应(反硝化和厌氧缺氧反应)，而将污水中的氨氮分解成N2回归到空气中，将污水中的有机物进一步降解。且由于该发明构成的生物膜面积巨大，生物膜反应复杂，从而能够综合复杂的好氧兼氧反应而高效降解的污水中的污染物。

本具体实施方式中：该步骤4中：

污水从好氧兼氧单元进入电催化氧化处理单元(FMETB系统)进行降解，电催化氧化处理单元得电产生具有极强的氧化性的·OH羟基自由基离子，·OH无选择地直接与污水中的有机污染物反应，将其降解为二氧化碳、水和简单有机物，没有二次污染，无污泥产生。电催化氧化处理单元得电产生气体，气体上浮形成气泡，构成电气浮，电气浮能有效去除水中悬浮物。电催化氧化处理单元得电除了产生上述的·OH羟基自由基离子和电气浮外，还能产生电催化、电氧化、电吸附和电絮凝，在电催化、电氧化、电吸附、电气浮和电絮凝的同时作用下，污水中的有机物和氨氮的复杂大分子结构的分子链被打断成小分子结构，并被逐渐降解成CO₂和N₂回归到空气中，以达到降解有机污染物的目的。在处理过程中产生的新生态[OH]、[H]、[O]等离子能与污水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色污水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用。采用电催化氧化处理单元具有如下优点：能量效率高，电化学过程一般在常温常压下就可进行；既可以作为单独处理，又可以与其他处理相结合，如作为深度处理，可以进一步降解微生物无法彻底降解的污染物，确保出水达标；电催化设备操作简易，安装方便、快捷；电催化设备结构紧凑占地少，容易拆装可实现搬迁，不会浪费；运行管理简单，不受气候等因素影响，常年稳定运行；通过灵活叠加设备就可以达到由于排放指标提升而达到的水质要求。本实施例之中的电催化氧化单元(电催化氧化处理单元),作为末端深度处理，调节和稳定出水指标。对前端系统进行可控调节，前端系统故障或冬季气候影响出水不稳定时，电催化系统功率可调整，确保出水稳定达标。电催化系统处理可同时具有消毒灭菌功效。FMETB系统产生的泡沫送至泡沫干燥池，经泡沫干燥池风干后的固渣可用于制作有机肥。

本具体实施方式中：步骤5中，污水从电催化氧化处理单元进入带有微藻的带微藻单元，该带微藻单元如藻沟，往藻沟内加入藻种，藻沟内植入微藻，微藻消化吸收污水中的氨氮和总磷，以降低污水中的氮、磷含量以达到基本排放标准。同时，微藻所合成的脂肪、蛋白质、多糖等物质可进一步制备微藻有机肥等，从而实现污水资源的综合利用。该工艺主要采用跑道池式连续培养处理，污水进入跑道式培养池按10％～15％比例接入制备好的藻种，在跑道池中培养，约3-5天达到最佳生长状态，转为连续培养。然后不间断补充沼液和排放处理后的藻液，形成动态平衡。微藻处理工艺特点：运行成本极低，只需早期投入少量藻种，进入正常运行后几乎零成本，完全靠微藻的自身繁殖代谢来消耗水中氮、磷、有机物等营养物质，污水处理后还可将微藻回收，制成微藻有机肥。该工艺无二次污染产生，既解决了养猪场沼液高氨氮的治理难题，又能让农户获得一定的经济效益，是一种节能环保工艺。该跑道池式是指该池只具有一个进水口和一个出水口，由进水口延伸至出水口，该延伸行程曲折布置以尽量延长行程长度，该曲折如螺旋布置、S形布置等。

本具体实施方式中：步骤6中，经水泵将污水从带微藻单元抽入藻液分离池进行藻液分离，水经达标排放检测点检测，检测完成后排出，藻形成藻泥，藻泥经压滤机(采用压滤方式过滤)处理后的固渣制成有机肥，压滤机处理后得到的滤液回流到藻沟。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (4)

1.一种养殖场污水生态处理方法，其特征在于：包括：

步骤1，养殖场的粪渣和污水进行固液分离；

步骤2，污水进入沼气池进行厌氧处理；

步骤3，沼液污水进入好氧兼氧单元内，好氧兼氧单元中的好氧微生物在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解污水中的有机物，该好氧微生物包括有兼性微生物；该步骤3包括：步骤31，沼液污水进入兼氧池内，在有氧气存在的条件下，微生物利用污水中的有机污染物为底物进行好氧代谢，经好氧代谢生化反应，逐级释放能量，成低能位的无机物或有机物，并以污泥的形式稳定下来，污泥能被去除；步骤32，该好氧兼氧单元还包括生物膜反应器，该生物膜反应器包括消化反应塔，该消化反应塔内设有用于产生曝气气泡的曝气装置和生物膜载体填料层，该消化反应塔接通兼氧池，曝气装置的鼓风曝气起到供氧和搅拌作用，保证好氧菌活性和泥水混合效果，促使水中有机物被充分降解得以去除；该生物膜反应器从兼氧池抽取沼液，抽取的沼液经消化反应塔曝气和气浮处理后，再回流至兼氧池，生物膜反应器与兼氧池形成循环工艺；通过硝化菌的硝化作用将污水中氨氮转化成硝态氮；外循环曝气装置曝气部分水回流至兼氧池，它与兼氧池形成缺氧好氧循环工艺；步骤33，曝气气泡受填料层剪切作用接触、吸附污水中悬浮物，且悬浮物随气泡上升浮出水面以形成泡沫，收集泡沫于泡沫干燥池，并通过泡沫处理装置处理；

步骤4，污水从好氧兼氧单元进入电催化氧化处理单元进行降解，电催化氧化处理单元得电处理污水，以将污水中的有机物和氨氮的复杂大分子结构的分子链打断成小分子结构，并逐渐降解成CO₂和N₂回归到空气中；

步骤5，污水从电催化氧化处理单元进入带有微藻的带微藻单元，带微藻单元内植入微藻，微藻吸收和消化污水中的氨氮和总磷，并释放出氧气，发生氧化反应，进而降解COD；

步骤6，污水从带微藻单元进入藻液分离池进行藻液分离。

2.根据权利要求1所述的一种养殖场污水生态处理方法，其特征在于：该步骤1包括：

步骤11，采用干清洁方式清理养殖场的粪，该干清洁是指采用非水清理；

步骤12，用水冲洗养殖场，冲洗出的粪渣和污水进入过滤池进行过滤，采用过滤方式以固液分离冲洗的粪渣和污水，以滤除少量残余粪渣，进一步去除未分离的粪渣悬浮颗粒，降低后续处理设施的处理负荷；其中：该过滤池采用水泥漏缝砖结构，上面铺设尼龙网，并采用两池轮换间歇处理，以能定期清理粪渣；

步骤13，收集步骤11的粪和步骤12的粪渣并处理成有机肥。

3.根据权利要求1所述的一种养殖场污水生态处理方法，其特征在于：该步骤2中：污水进入沼气池，在无能耗的条件下，水解酸化菌群将污水中的大分子有机物降解为小分子有机物，将污水中的难降解的有机物转化为可降解的有机物，以提高污水的可生物降解性，通过产甲烷菌的作用降解污水中有机物，并产生沼气。

4.根据权利要求1所述的一种养殖场污水生态处理方法，其特征在于：该步骤6中，经水泵将污水从带微藻单元抽入藻液分离池进行藻液分离，分离出的水经达标排放检测点检测，检测完成后排出，分离出的藻形成藻泥，藻泥经压滤机处理后的固渣用于制成有机肥，压滤机处理后得到的滤液回流到带微藻单元。

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