CN108328866A - 一种沼液处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种沼液处理系统，包括顺次连接的带有絮凝加药系统的气浮池、负载有好氧微生物的一级曝气生物滤池和负载有硝化菌的二级曝气生物滤池，其中进入所述一级曝气生物滤池的沼液的悬浮物含量小于1200mg/L。本发明还涉及一种处理沼液的方法，包括：将沼液前处理至悬浮物小于1200mg/L，通入负载有好氧微生物的一级曝气生物滤池中进行氧化反应，再进入负载有硝化菌的二级曝气生物滤池进行硝化反应。本发明的处理系统具有处理效率高、占地面积小、造价低、维护使用方便等特点，适合不同规模的沼气工程，能处理的沼液水质范围较广。

Description

一种沼液处理系统及方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，更具体地，涉及一种沼液处理系统及方法。
背景技术
随着我国畜牧养殖业向着规模化、集约化的方向发展，大中型沼气工程的数量与日俱增。沼气工程的产物包括沼气、沼液和沼渣，其中沼液产量巨大，含水率高达90％以上，如果得不到合理的处理和利用，不仅制约沼气工程的发展，还会造成二次污染。
目前，沼液的处理方式主要有以下几种：一是自然生态净化，如氧化塘、土地处理系统和人工湿地系统等，利用植物、微生物来吸收净化沼液中的污染物，这种处理方式成本低、能耗少、能有效去除有机污染物，实现沼液的连续处理并可与景观设计相结合，但此种方式需要大量的土地，适合于在经济不发达且土地多的地区，且其处理效果受气候影响较大；二是高成本的工厂化处理，如利用污水好氧处理工艺，降解沼液中大量的有机物，同时脱氮除磷，使出水达标排放，常见工艺包括A2O、SBR、MBR等，此种处理方式处理效果稳定，但能耗高、设备及运行管理复杂；三是高附加值的开发性处理，包括沸石和鸟粪石吸附回收营养物质、反渗透膜浓缩沼液技术等，这种处理方式将沼液的达标处理与资源回收利用相结合，可获得更高的附加效益，但需与其他工艺进行配合，也增加了处理成本。
CN105621789A公开了一种基于微藻培养的沼液处理装置及方法，沼液流经兼氧反应区、好氧反应区后，进入微藻培养室，再经出水口流出。该方法处理周期长，且处理装置是一体化装置，对各个环节要求比较高，若水质波动或SS过高，则容易出现问题。CN105692962A公开了一种沼液处理与资源化利用的方法，将沼液进行二次厌氧消化，出水通过絮凝沉淀处理后再进行精滤、超滤以及反渗透处理。该方法处理周期长，且所用超滤模组件及反渗透膜组件需要经常更换，成本高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种沼液处理系统及方法，能提高沼液的处理效率，实现沼液的无害化处理和资源化利用。
为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种沼液处理系统，包括顺次连接的带有絮凝加药系统的气浮池、负载有好氧微生物的一级曝气生物滤池和负载有硝化菌的二级曝气生物滤池，其中进入所述一级曝气生物滤池的沼液的悬浮物含量小于1200mg/L。
上述技术方案中，处理系统包括带有絮凝加药系统的气浮池，则可以利用絮凝剂和气浮池的双重作用，去除沼液中的大量悬浮物，降低后续处理工序的负荷。处理系统包括负载有好氧微生物的一级曝气生物滤池和负载有硝化菌的二级曝气生物滤池，则沼液在两级曝气生物滤池中利用好氧微生物及硝化菌能有效地对有机污染物进行降解和去除。该处理系统处理效率高、运行成本低，适用于各种不同规模的沼气工程，且能处理的沼液水质范围较广。
优选地，所述絮凝加药系统包括两个加药池，所述两个加药池的出口分别通过管道连接至所述气浮池的溶气室。
优选地，所述一级曝气生物滤池内设有多孔隔板，将所述一级曝气生物滤池分隔成上下两个腔室，所述多孔隔板距离所述一级曝气生物滤池底部的距离为所述一级曝气生物滤池高度的2/5-1/2；
和/或所述二级曝气生物滤池内设有多孔隔板，将所述二级曝气生物滤池分隔成上下两个腔室，所述多孔隔板距离所述二级曝气生物滤池底部的距离为所述二级曝气生物滤池高度的1/5-3/10。
优选地，所述多孔隔板上方设置填料层，所述填料层包括球形滤料，填充高度为所述上腔室高度的1/2-2/3。
优选地，还包括在所述球形滤料上方添加活性污泥。所述活性污泥的用量为球形滤料质量的1/2-2/3。
优选地，所述二级曝气生物滤池的出水部分回流到所述一级曝气生物滤池底部。
优选地，所述沼液处理系统由顺次连接的带有絮凝加药系统的气浮池、调节池、负载有好氧微生物的一级曝气生物滤池、负载有硝化菌的二级曝气生物滤池、清水池和微藻养殖反应器组成。所述的调节池和所述清水池可按本领域惯用技术设计，优选为地上碳钢罐结构。
上述沼液处理系统的大小根据处理沼液量的多少设计，本领域的技术人员根据常识都可以实施该设计。
本发明还提供一种处理沼液的方法，包括：将沼液前处理至悬浮物小于1200mg/L，通入负载有好氧微生物的一级曝气生物滤池中进行氧化反应，再进入负载有硝化菌的二级曝气生物滤池进行硝化反应。
优选地，还包括，硝化反应后使沼液进入微藻养殖反应器进行微藻养殖，最后出水达标排放；微藻养殖的时间优选为7-10天。
优选地，所述氧化反应的反应时间为1-4h，所述硝化反应的反应时间为1-4h。
本发明相对于现有技术具有的有益效果：
1)本发明采用絮凝和气浮系统共同作用的方式去除沼液中的悬浮物，降低后续工艺处理难度；
2)本发明曝气生物滤池中采用球形滤料与活性污泥构成的组合填料，有利于微生物的生长，组合填料具有传质效率高，有机物去除率高，节能环保的优点；
3)本发明的沼液经处理后接入微藻养殖反应器时，无需稀释、调节pH等预处理，直接用于微藻养殖；
4)本发明的处理系统具有处理效率高、占地面积小、造价低、维护使用方便等特点，适合不同规模的沼气工程，能处理的沼液水质范围较广，可处理COD高达5000mg/L，可处理SS高达2000mg/L。
附图说明
图1为本发明一种优选实施方式中的沼液处理系统处理沼液的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，并不用来限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供了一种沼液处理系统，由顺次连接的带有絮凝加药系统的气浮池、调节池、负载有好氧微生物的一级曝气生物滤池、负载有硝化菌的二级曝气生物滤池、清水池和微藻养殖反应器组成。
本实施例还提供了一种利用上述处理系统处理沼液的方法，具体工艺流程如图1所示，包括：将沼液通入所述气浮池去除沼液中的悬浮物，通过调节池进行水量调节和水质均和，然后进入所述一级曝气生物滤池，利用曝气生物滤池中的好氧微生物，含碳等有机物发生氧化，生成CO2和H2O，从而去除沼液中的有机物，同时进一步截留气浮池中未去除的固体悬浮物，一级曝气生物滤池的出水进入二级曝气生物滤池，利用硝化菌进行含氮有机物的硝化，对沼液进行脱氮，经过两级曝气生物滤池处理过的沼液进入所述微藻养殖反应器进行微藻养殖，最后出水达标排放。
基于上述实施例，本实施例中，所述絮凝加药系统包括两个加药池，所述两个加药池的出口通过三通管道与所述气浮池的溶气室入口相连。
所述两个加药池分别调配一定浓度的无机絮凝剂和有机絮凝剂，无机絮凝剂为聚合氯化铝，有机絮凝剂为聚丙烯酰胺。这两种絮凝剂混合后加入沼液中，便会产生压缩双电层，使沼液中的悬浮微粒失去稳定性，胶粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝体，絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀。这时在气浮系统的作用下，空气以高度分散的微小气泡形式附着在絮凝体上，使絮凝体浮到水面形成浮渣并进入到浮渣槽，便于分离。
基于上述实施例，本实施例中，所述气浮池为超效浅层气浮池。能改变水的表面张力，大幅度提升水中的溶解氧，吸附水中的短链有机物分子和有色基团。
基于上述实施例，本实施例中，所述一级曝气生物滤池内设有多孔隔板，将所述一级曝气生物滤池分隔成上下两个腔室，所述多孔隔板距离所述一级曝气生物滤池底部的距离为所述一级曝气生物滤池高度的2/5。
所述二级曝气生物滤池内设有多孔隔板，将所述二级曝气生物滤池分隔成上下两个腔室，所述多孔隔板距离所述二级曝气生物滤池底部的距离为所述二级曝气生物滤池高度的1/5。相比于所述一级曝气生物滤池，所述二级曝气生物滤池中多孔隔板高度较低，则增加了与氧气的接触面积，加强其硝化作用。
基于上述实施例，本实施例中，所述多孔隔板上方设置填料层，所述填料层包括球形滤料，填充高度为所述上腔室高度的2/3。在保证不易溢出的前提下，尽量增加滤料的填充高度，有益于有效利用池体面积，增加沼液与滤料接触面积，增强沼液的处理效果。
基于上述实施例，本实施例中，所述球形滤料为生物陶粒滤料，采用优质陶土，粘土，粘溶剂等经团磨、筛分、煅烧加工而成，具有表面坚硬、内部多微孔、反冲洗耗水量低，孔隙率高等特点。
基于上述实施例，本实施例中，还包括在所述球形滤料上方添加活性污泥，附着于滤料表面，所述活性污泥的用量为球形滤料质量的2/3。该由球形滤料与活性污泥构成的组合填料具有表面积大、不堵塞、氧利用率高等优良性能，有利于微生物的生长，传质效率高，有机物去除率高。
基于上述实施例，本实施例中，所述二级曝气生物滤池出水处设置回流泵将出水泵至配水廊道，继而30％-50％的出水回流到一级曝气生物滤池底部实现反硝化。反硝化也称脱氮作用，是指细菌将硝酸盐(NO3 -)中的氮通过一系列中间产物(NO2 -、NO、N2O)还原为氮气(N2)的生物化学过程。
应用例1
利用实施例1中的沼液处理系统处理COD为3000mg/L，SS为1800mg/L，氨氮为700mg/L的沼液，控制沼液流量为3t/天，经过气浮池处理后，SS降为800mg/L，经过调节池均和水质，接着进入一级曝气生物滤池中停留2h，出水进入二级曝气生物滤池中停留3h，进入清水池的水可达到COD为600mg/L，SS为200mg/L，水质满足微藻生长的需求，可直接接入微藻养殖反应器，在其中停留7天，最后出水COD为380mg/L，氨氮为25mg/L，COD去除率达到87.3％，氨氮去除率达到96.4％。
应用例2
利用实施例1中的沼液处理系统处理COD为5000mg/L，SS为2000mg/L，氨氮为1000mg/L的沼液，控制沼液流量为3t/天，经过气浮池处理后，SS降为820mg/L，经过调节池均和水质，接着进入一级曝气生物滤池中停留2h，出水进入二级曝气生物滤池中停留3.5h，进入清水池的水可达到COD为920mg/L，SS为230mg/L，水质满足微藻生长的需求，可直接接入微藻养殖反应器，在其中停留8天，最后出水COD为430mg/L，氨氮为30mg/L，COD去除率达到91.4％，氨氮去除率达到97％。
对比例1
提供一种沼液处理系统，与实施例1相比，不同之处为，调节池前采用沉淀池去除悬浮物。利用该处理系统处理应用例1中的沼液，采取相同的工艺参数，最终得到的出水COD去除率为75.1％，氨氮去除率为70.6％。
对比例2
提供一种沼液处理系统，与实施例1相比，不同之处为，用负载有陶粒填料的兼氧反应容器替代一级曝气生物滤池。利用该处理系统处理应用例1中的沼液，采取相同的工艺参数，最终得到的出水COD去除率为72.8％，氨氮去除率为71.5％。
对比例3
提供一种沼液处理系统，与实施例1相比，不同之处为，用负载有陶粒填料的兼氧反应容器替代二级曝气生物滤池。利用该处理系统处理应用例1中的沼液，采取相同的工艺参数，最终得到的出水COD去除率为74.9％，氨氮去除率为75.2％。
对比例4
提供一种沼液处理系统，与实施例1相比，不同之处为，用负载有陶粒填料的厌氧反应容器替代一级曝气生物滤池。利用该处理系统处理应用例1中的沼液，采取相同的工艺参数，最终得到的出水COD去除率为73.5％，氨氮去除率为78.9％。
对比例5
提供一种沼液处理系统，与实施例1相比，不同之处为，用两个负载有陶粒填料的厌氧反应容器替代一级和二级曝气生物滤池。利用该处理系统处理应用例1中的沼液，采取相同的工艺参数，最终得到的出水COD去除率为76.3％，氨氮去除率为72.4％。
对比例6
提供一种沼液处理系统，与实施例1相比，不同之处为，所述一级和二级曝气生物滤池合并为一个曝气生物滤池。利用该处理系统处理应用例1中的沼液，采取相同的工艺参数，最终得到的出水COD去除率为77.8％，氨氮去除率为71.4％。
最后，以上仅为本发明的较佳实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种沼液处理系统，其特征在于，包括顺次连接的带有絮凝加药系统的气浮池、负载有好氧微生物的一级曝气生物滤池和负载有硝化菌的二级曝气生物滤池，其中进入所述一级曝气生物滤池的沼液的悬浮物含量小于1200mg/L。
2.根据权利要求1所述的一种沼液处理系统，其特征在于，所述絮凝加药系统包括两个加药池，所述两个加药池的出口通过三通管道与所述气浮池的溶气室入口相连。
3.根据权利要求1所述的一种沼液处理系统，其特征在于，所述一级曝气生物滤池内设有多孔隔板，将所述一级曝气生物滤池分隔成上下两个腔室，所述多孔隔板距离所述一级曝气生物滤池底部的距离为所述一级曝气生物滤池高度的2/5-1/2；
和/或所述二级曝气生物滤池内设有多孔隔板，将所述二级曝气生物滤池分隔成上下两个腔室，所述多孔隔板距离所述二级曝气生物滤池底部的距离为所述二级曝气生物滤池高度的1/5-3/10。
4.根据权利要求3所述的一种沼液处理系统，其特征在于，所述多孔隔板上方设置填料层，所述填料层包括球形滤料，填充高度为所述上腔室高度的1/2-2/3。
5.根据权利要求4所述的一种沼液处理系统，其特征在于，还包括在所述球形滤料上方添加活性污泥。
6.根据权利要求1所述的一种沼液处理系统，其特征在于，所述二级曝气生物滤池的出水部分回流到所述一级曝气生物滤池底部。
7.根据权利要求1所述的一种沼液处理系统，其特征在于，所述沼液处理系统由顺次连接的带有絮凝加药系统的气浮池、调节池、负载有好氧微生物的一级曝气生物滤池、负载有硝化菌的二级曝气生物滤池、清水池和微藻养殖反应器组成。
8.一种处理沼液的方法，其特征在于，包括：将沼液前处理至悬浮物小于1200mg/L，通入负载有好氧微生物的一级曝气生物滤池中进行氧化反应，再进入负载有硝化菌的二级曝气生物滤池进行硝化反应。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括，硝化反应后使沼液进入微藻养殖反应器进行微藻养殖，最后出水达标排放；微藻养殖的时间优选为7-10天。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述氧化反应的反应时间为1-4h，所述硝化反应的反应时间为1-4h。
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