CN108675452A - 一种养殖废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种养殖废水处理装置，包括反应池、搅拌机、MBR膜片和曝气盘，反应池连接有污水的进水管，反应池的内侧四周设置有MBR膜片，MBR膜片上的纤维丝为通过醌基改性的中空纤维丝，MBR膜片上端设置有出水管，出水管与一水泵相连，反应池的底部设置有曝气盘，曝气盘通过管道与风机相连，搅拌机的搅拌部分设置在反应池的污水中央，反应池能够使好氧细菌和兼氧细菌交替与污水反应。本发明通过在反应池中设置具有醌基的MBR膜片，在醌基的催化下，调节反应池的工艺使其间隔运行厌氧、好氧两种工况，在厌氧条件下反应池内的微生物完成反硝化反应，好氧条件下反应池内的微生物完成硝化过程，达到高速脱除氮的目标，出水水质指标稳定。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理的技术领域，特别是涉及一种养殖废水处理装置。
背景技术
近年来，随着经济增长和人民生活水平提高，以规模化养殖模式为主 的禽养殖业迅速发展。但是，畜禽养殖业发展也带来了一系列环境问题。 规模化畜禽养殖场所产生的废水水量较大且集中，污染物浓度高，如不经 过处理直接排放于环境或农用，将造成生态环境和农田的严重污染，并对 畜禽和畜产品以及人类本身的健康产生严重危害。目前，畜禽养殖业排放 的污染物已超过居民生活、乡镇工业等污染物排放总量，成为许多重要水源地、江河、湖泊污染和富营养化的主要原因。譬如，在2009年初爆发的 九龙江流域“水华”事件中，畜禽养殖排放的污染正是此次事件的诱因。 因此，近年来，畜禽养殖污染治理受到我省各级政府部门和社会各界高度 重视。
畜禽养殖废水的成分复杂，主要由尿液、饲料残渣、粪便以及圈舍冲 水组成，其中冲洗水和尿液占主要部分。目前，禽畜养殖业无论集约化养 殖场或分散的养殖户，90％以上没有污水处理设施，禽粪便直接排入水体， 其中COD、N和P的排放量已分别占总负荷的7.13％、16.7％和10.1％。畜 禽养殖业已成为城乡结合部和广大农村最大的污染源。因此，加强对畜禽 养殖业的污染治理，从源头上控制污染源已经成为刻不容缓的任务。
国内外对养殖废水的处理技术多种多样。其中，厌氧处理技术成本低 廉，把废水处理和资源的回收利用相结合，对于利润低微的畜禽养殖业最 具吸引力。厌氧处理技术是在厌氧条件下，通过专性和兼性厌氧微生物的 共同作用，将有机物进行分解。这种技术可使COD去除率达85％～90％， 而且能杀死传染病菌，利于养殖场的防疫。此外，厌氧处理技术可产生一 定的经济价值。厌氧处理产生的沼气是一种清洁能源，可作为燃料；沼液 含有可溶性氮、磷、钾，可用于养鱼、灌溉和施肥；沼渣主要成分为有机 残渣和无机物，是一种优良有机肥，可以还田，有良好的土壤改良效果。 例如，王刚利用上流式厌氧污泥床反应池(UASB)处理高浓度的畜禽养殖 废水，COD的去除率达86.9％，产气中CH4的平均含量为70.5％。方圣琼 利用红泥塑料覆顶的厌氧挡泥板反应池(ABR)处理养猪废水，COD的去 除率在75％-85％之间，产气率达0.4m3/(kgCOD)。可见，厌氧处理技术中 所用到的反应池是畜禽养殖场废水处理和资源化利用不可缺少的关键技 术。但上述两种反应池(UASB和ABR)存在仅单纯去除COD，对氨氮的 去除效果很差，出水水质达不到排放标准的缺陷和不足。且反应池内没有 催化还原介体，无法高速脱除水体中的氮。
因此，为解决高氨氮废水难处理的这一问题，厌氧工艺联合高效的脱 氮工艺的开发和利用正得到越来越多的研究和重视，如厌氧+A/O、A2O、 SBR、厌氧氨氧化工艺等。余薇薇等利用两级A/O工艺处理厌氧处理后的 畜禽养殖废水的沼液，COD、TN和TP的去除率分别为90.7％、76.4％和 84％。田思文等利用水解酸化-A2O工艺处理畜禽养殖废水，COD、NH4-N和TP的去除率分别能达到88.6％、75.8％和85.4％。林伟华采用厌氧-SBR (同步硝化反硝华)工艺处理畜禽废水，COD和NH4-N的去除率分别为 90％和99.1％。王奎等采用亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应池处理经厌氧发 酵后的畜禽养殖废水，COD、NH4-N和TN的去除率分别为75.1％、85.8％ 和69.3％。可见，厌氧工艺联合高效的脱氮工艺处理畜禽养殖废水，出水均能达到二级出水标准。然而，不管是AO工艺还是A2O工艺，均存在着 占地面积大，投资成本高的缺点。SBR(采用同步硝化反硝化或者短程硝 化反硝化技术)和厌氧氨氧化是目前高效的脱氮工艺，但是其采用的装置 结构和运行操作复杂，出水水质指标不稳定限制了产业化推广；尤其是在 实际运行中，缺乏经验的用户往往对反应池的管理维护不到位，导致畜禽 养殖废水的处理无法切实执行。因此，针对畜禽养殖废水，开发高效、稳 定、实用的新型处理设备和工艺是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种养殖废水处理装置，以解决上述现有技术存 在的问题，使畜禽养殖废水的处理高效，出水水质指标稳定。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种养殖废水处理装置，包括反应池、搅拌机、MBR膜 片和曝气盘，所述反应池连接有污水的进水管，所述反应池的内侧四周设 置有所述MBR膜片，所述MBR膜片上的纤维丝为通过醌基改性的中空纤 维丝，所述MBR膜片上端设置有出水管，所述出水管与一水泵相连，所述 反应池的底部设置有曝气盘，所述曝气盘通过管道与风机相连，所述搅拌 机的搅拌部分设置在所述反应池的污水中央，所述反应池能够使好氧细菌 和兼氧细菌交替与污水反应。
优选的，所述搅拌机包括电机、搅拌杆和搅拌叶片，所述电机通过支 架固定在所述反应池上，所述搅拌杆上端与所述电机相连，所述搅拌叶片 设置于所述搅拌杆上，所述搅拌叶片的高度低于污水液面，所述搅拌杆下 端与所述反应池的底部转动连接。
优选的，每四片所述MBR膜片为一组；所述反应池的四周设置有固定 架，每组所述MBR膜片前后安装于所述固定架上。
优选的，所述MBR膜片距离所述反应池的侧壁30cm-100cm，相邻的 所述MBR膜片之间的距离为30cm-100cm。
优选的，所述MBR膜片距离所述反应池的侧壁50cm，相邻的所述 MBR膜片之间的距离为40cm。
优选的，所述反应池的内侧四周设有若干组所述MBR膜片，每组所述 MBR膜片上均设置有一集水管，且相邻的所述集水管相连，所述出水管设 置在其中一段所述集水管上。
优选的，所述曝气盘为微孔曝气盘，所述曝气盘通过支撑架固定于距 离所述反应池的底部20cm-50cm处。
优选的，所述曝气盘间断性的进行曝气，使所述污水中的溶解氧浓度 为2.5mg/L-3.5mg/L。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
通过在反应池中设置MBR膜片，在具有醌基的MBR膜片的催化作用 下，通过调节反应池的工艺使其间隔运行厌氧、好氧两种工况，在厌氧条 件下反应池内的微生物完成反硝化反应，好氧条件下反应池内的微生物完 成硝化过程，而MBR膜片上的醌基可以催化厌氧条件下反硝化过程的速 率，达到高速脱除氮的目标，且使出水水质指标稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对 实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附 图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出 创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明养殖废水处理装置的结构示意图一；
图2为本发明养殖废水处理装置的结构示意图二；
图3为本发明养殖废水处理装置的MBR膜片结构示意图；
图4为本发明养殖废水处理装置的曝气盘结构示意图；
图5为本发明MBR膜片的固定架结构示意图一；
图6为本发明固定架一的结构示意图；
图7为本发明MBR膜片的固定架结构示意图二；
图8为本发明固定架二的结构示意图；
其中：1-反应池，2-搅拌机，3-进水管，4-出水管，5-支架，6-曝气盘， 7-MBR膜片，8-固定架一，9-固定架二，10-风机，11-集水管，12-水泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进 行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没 有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护 的范围。
本发明的目的是提供一种养殖废水处理装置，以解决现有技术存在的 问题，使畜禽养殖废水的处理高效，出水水质指标稳定。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附 图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图8所示：本实施例提供了一种养殖废水处理装置，包括反 应池1、搅拌机2、MBR膜片7和曝气盘6。
具体的，搅拌机2包括电机、搅拌杆和搅拌叶片，电机通过支架5固 定在反应池1上，搅拌杆上端与电机相连，搅拌叶片设置于搅拌杆上，搅 拌叶片的高度低于污水液面，搅拌杆下端与反应池1的底部转动连接。
反应池1连接有污水的进水管3，反应池1的内侧四周设置有MBR膜 片7，MBR膜片7上的纤维丝为通过醌基改性的中空纤维丝，MBR膜片7 上端设置有出水管4，出水管4与一水泵12相连，通过水泵12的抽吸，促 进污水在MBR膜片7上的过滤。
具体的，每四片MBR膜片7为一组；反应池1的四周设置有固定架， 每组MBR膜片7前后安装于固定架上。如图5至图8所示，固定架有两种 形式，固定架一13有四个折面，固定架二14有三个折面。
反应池1的内侧四周设有若干组MBR膜片7，每组MBR膜片7上均 设置有一集水管11，且相邻的集水管11相连，构成一环形集水通道，出水 管4设置在环形集水通道的其中一段上。MBR膜片7距离反应池1的侧壁 30cm-100cm，相邻的MBR膜片7之间的距离为30cm-100cm。其中，本实 施例中MBR膜片7距离反应池1的侧壁50cm，相邻的MBR膜片7之间 的距离为40cm，间距设置可以使污泥与MBR膜片7充分接触。
反应池1的底部设置有曝气盘6，曝气盘6通过管道与风机10相连， 搅拌机2的搅拌部分设置在反应池1的污水中央，反应池1能够使好氧细 菌和兼氧细菌交替与污水反应。
具体的，曝气盘6为微孔曝气盘，曝气盘6通过支撑架固定于距离反 应池1的底部20cm-50cm处。曝气盘6间断性的进行曝气，使污水中的溶 解氧浓度为2.5mg/L-3.5mg/L。通过曝气的方式，一方面可以增加污泥中的 含氧量，促进污泥中的硝化反应，另一方面可以通过气泡清除污泥中MBR 膜片7表面的污泥。
本实施例的具体工作过程及原理如下：
首先，将禽畜废水经由人工湿地处理。人工湿地为人工建造的水池， 中间种以水葫芦、水花生等对氮、磷、有机物有高效吸附和吸收利用的水 生植物。禽畜废水停留时间不少于10小时，使流出的污泥浓度范围为7g/L-8 g/L。
经过人工湿地处理后的禽畜废水进入本实施例的养殖废水处理装置， 它是厌氧-好氧一体化的膜生物反应池1(以下简称AOMBR)，采用载有醌 基的MBR膜片7作为催化载体，通过MBR膜片7的形式将膜材料引入反 应池1。通过前期的人工湿地使污水负荷降低，在AOMBR中通过调节反 应池1工艺，使其间隔地按照厌氧、好氧两种工况运行。在厌氧条件下反 应池1内微生物完成反硝化，好氧条件下反应池1内微生物完成硝化过程。 其中，MBR膜片7上的醌基可以催化厌氧条件下反硝化过程的速率，达到 高速脱除去除COD与脱氮的目标。
具体的，反应池1内的运行工艺如下：
经过人工湿地处理后的禽畜废水进入反应池1内的同时开启搅拌机2， 搅拌机2的转速2转/min，搅拌60min后，停止搅拌，开启风机10让曝气 盘6进行曝气，控制溶解氧在2.5mg/L-3.5mg/L之间。同时打开出水管4 上的水泵12，使水泵12按照抽吸1分钟、停止15秒的方式运行，曝气时 间为60min。停止曝气后，打开搅拌机2和进水管3，重复上述流程。
AOMBR按上述工艺运行：进水、不曝气、搅拌60min，然后曝气、 出水60min往复循环。其中，反应池1的曝气阶段溶氧控制在3mg/L左右， 厌氧阶段控制氧化还原电位为-100mv左右，废水停留时间(HRT)为8h。 经过实施例的工艺处理后的废水完全达到排放标准，具体各指标的排放含 量详见下表。
典型禽畜废水经本实施例的工艺处理后的水质变化：
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时， 对于本领域的一般技术人员，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。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的 限制。
Claims (8)
1.一种养殖废水处理装置，其特征在于：包括反应池、搅拌机、MBR膜片和曝气盘，所述反应池连接有污水的进水管，所述反应池的内侧四周设置有所述MBR膜片，所述MBR膜片上的纤维丝为通过醌基改性的中空纤维丝，所述MBR膜片上端设置有出水管，所述出水管与一水泵相连，所述反应池的底部设置有曝气盘，所述曝气盘通过管道与风机相连，所述搅拌机的搅拌部分设置在所述反应池的污水中央，所述反应池能够使好氧细菌和兼氧细菌交替与污水反应。
2.根据权利要求1所述的养殖废水处理装置，其特征在于：所述搅拌机包括电机、搅拌杆和搅拌叶片，所述电机通过支架固定在所述反应池上，所述搅拌杆上端与所述电机相连，所述搅拌叶片设置于所述搅拌杆上，所述搅拌叶片的高度低于污水液面，所述搅拌杆下端与所述反应池的底部转动连接。
3.根据权利要求1所述的养殖废水处理装置，其特征在于：每四片所述MBR膜片为一组；所述反应池的四周设置有固定架，每组所述MBR膜片前后安装于所述固定架上。
4.根据权利要求3所述的养殖废水处理装置，其特征在于：所述MBR膜片距离所述反应池的侧壁30cm-100cm，相邻的所述MBR膜片之间的距离为30cm-100cm。
5.根据权利要求4所述的养殖废水处理装置，其特征在于：所述MBR膜片距离所述反应池的侧壁50cm，相邻的所述MBR膜片之间的距离为40cm。
6.根据权利要求5所述的养殖废水处理装置，其特征在于：所述反应池的内侧四周设有若干组所述MBR膜片，每组所述MBR膜片上均设置有一集水管，且相邻的所述集水管相连，所述出水管设置在其中一段所述集水管上。
7.根据权利要求1所述的养殖废水处理装置，其特征在于：所述曝气盘为微孔曝气盘，所述曝气盘通过支撑架固定于距离所述反应池的底部20cm-50cm处。
8.根据权利要求7所述的养殖废水处理装置，其特征在于：所述曝气盘间断性的进行曝气，使所述污水中的溶解氧浓度为2.5mg/L-3.5mg/L。
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