CN109111024A - 一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法，所述方法在曝气生物滤池中进行，曝气生物滤池的滤料由沸石和活性炭组成，曝气生物滤池的滤料层有2层，其中上层为活性炭层,下层为沸石和活性炭的混合填料层。本发明技术方案能够有效缩短废水处理周期，并提高废水中氮磷去除率，从而实现甲鱼养殖废水的高效处理，成本低，且操作简单适合大规模推广。

Description

一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法
技术领域
本发明涉及甲鱼养殖技术领域，尤其涉及一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法。
背景技术
中国是世界上甲鱼养殖规模最大的国家，2010年，甲鱼养殖量达29.08万t，增长率达13.1％，年产值近150亿元，为保持甲鱼快速生长，甲鱼一般以高蛋白鱼粉饲料为主食。由于饲料利用率仅70％～80％，养殖废水含有大量高蛋白饲料和甲鱼粪便，导致温室甲鱼养殖废水含有高浓度的氮(N)和磷(P)。温室甲鱼养殖废水的无序排放已成为长三角农村地区重要污染源之一，特别在温室甲鱼养殖密集区尤为明显，目前还未有一套针对温室甲鱼养殖废水水质，且污染物去除效率高、操作管理简单、适合推广应用的处理方法。
生物滤池具有运行负荷高、占地面积小、投资小、处理效率高等优点，已在水产养殖废水处理中广泛应用，而填料的选择对滤池处理效能、运行费用等均具有很大影响，是提升曝气生物滤池处理效果的关键。沸石和活性炭滤料都有发达的孔隙结构，巨大的比表面积以及稳定的物理和化学性质，是优良的吸附剂和生物载体。
发明内容
基于背景技术存在的甲鱼养殖废水处理效率低的技术问题，本发明提出了一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法，能够有效缩短废水处理周期，并提高废水中氮磷去除率，从而实现甲鱼养殖废水的高效处理。
本发明提出的一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法，所述方法在曝气生物滤池中进行，所述曝气生物滤池的滤料由沸石和活性炭组成。
作为优选，所述曝气生物滤池的滤料层有2层，其中上层为活性炭层,下层为沸石和活性炭的混合填料层。
作为优选，所述方法包括以下步骤：
(1)填装滤料：先将沸石和活性炭混合均匀，装填在曝气生物滤池中作为底层混合填料层，高度为50-100m，再于混合填料层上装填一层活性炭层，上层活性炭层高度为40-60mm；
(2)挂膜：启动废水提升泵使待处理废水流入曝气生物滤池中并淹没滤料层，闷曝1-4天挂膜培养；
(3)运行：稳定后开始运行，设置水流量为100-200L/h。
作为优选，步骤(1)中，混合填料层中沸石和活性炭的质量比为3-10:1,且活性炭粒径为0.1-1mm，沸石粒径为3-5mm。
作为优选，步骤(1)中，活性炭层分为小颗粒层和大颗粒层，其中小颗粒层活性炭粒径为0.015-0.1mm,小颗粒层高度为1-5mm,余下为大颗粒层，大颗粒层中活性炭粒径为1-10mm。
作为优选，所述小颗粒层活性炭上均匀负载有二氧化钛，二氧化钛粒径为5-50nm,二氧化钛的负载量为1:100-300。
作为优选，活性炭和二氧化钛的负载方法如下：取钛酸四丁酯逐滴加入无水乙醇中搅拌均匀，钛酸四丁酯和无水乙醇的体积比为1:1.5，随后加入活性炭超声混合均匀，滴加乙酸和蒸馏水，于80-85℃下搅拌5-8小时，洗涤干燥得活性炭和二氧化钛的复合物，钛酸四丁酯、乙酸和蒸馏水的体积比为5:1:2。
作为优选，步骤(2)中，气水比为3-3.5：1。
作为优选，步骤(3)中，气水比为4.57-5：1,水利负荷为2.5-3m3/(m2h)。
作为优选，上层活性炭层和混合填料层之间设有隔离网，所述隔离网的网孔直径小于上层活性炭的粒径大小。
本发明技术方案采用沸石和活性炭组合填料，有效利用沸石对氮磷的强吸附性能和活性炭对杂质和可溶性有机物的吸附性能，在沸石吸附基础上利用上层活性炭进行深加工，进一步除去废水中残留的少量氨氮和可溶性有机物。将沸石和活性炭均匀混合作为混合填料层，粒径较小的活性炭均匀分散于粒径较大的沸石颗粒之间，活性炭粒度较小，因此具有较高的比表面积，对水体内的氮磷化合物、有机物以及水中溶解氧的的吸附能力较大，使得氮磷化合物、有机物以及水中溶解氧在混合填料层中较为富集，沸石和活性炭的混合装填为生物膜的形成提供充分且必要的营养物质，有利于生物膜的形成，缩短生物膜挂膜的周期提高滤池的废水处理效率，此外混合填料层中的活性炭有助于提高生物膜的附着力，避免高气水比形成的湍流造成生物膜脱落的现象。曝气量的增大，促进了生物膜的更新，同时较强的气体冲刷作用使生物膜脱落，使水浊度增大，挂膜期间，生物膜形成期间所需的氧浓度较低，设置气水比为3-3.5：1，既能满足微生物生长需求，又能保障生物膜的稳定附着，当挂膜结束并稳定后，调整气水比为4.57-5：1，因为在曝气生物滤池内单位浓度的硝化需氧量是单位浓度有机物的需氧量的4.57倍，4.57-5：1的气水比范围既能保证生物膜充分的需氧量，在底层活性炭与生物膜较强的附着力下又能避免生物膜的脱落，进一步提高滤池的废水处理能力及效率。上层活性炭层的表层负载有二氧化钛纳米颗粒，二氧化钛均匀分散在活性炭颗粒上，在太阳光照射下催化降解有机物，物理和化学方法共同作用消除水中有机物，分解产生的氮磷等元素随即被周围的活性炭吸附。负载了二氧化钛的表层太厚，阳光无法照射进入，二氧化钛便无法进行光催化降解作用，因此选用小颗粒层高度为1-5mm，以实现光催化作用。上层活性炭层和混合填料层之间设置隔离网，使上层活性炭与沸石层完全分离，当活性炭吸附接近饱和时，只需通过隔离网将上层取出，与空气下暴晒若干小时即可完成脱附，实现活性炭高效利用和可重复利用的目的，降低成本。因此，本发明滤池具有高效的废水处理能力，成本低，且操作简单适合大规模推广。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法，所述方法在曝气生物滤池中进行，所述曝气生物滤池的滤料由沸石和活性炭组成，曝气生物滤池的滤料层有2层，其中上层为活性炭层,下层为沸石和活性炭的混合填料层，上层活性炭层和混合填料层之间设有隔离网，所述隔离网的网孔直径小于上层活性炭的粒径大小。
作为优选，所述方法包括以下步骤：
(1)填装滤料：先将沸石和活性炭混合均匀，装填在曝气生物滤池中作为底层混合填料层，高度为100m，再于混合填料层上装填一层活性炭层，上层活性炭层高度为60mm；混合填料层中沸石和活性炭的质量比为10:1,且活性炭粒径为1mm，沸石粒径为5mm，活性炭层分为小颗粒层和大颗粒层，其中小颗粒层活性炭粒径为0.1mm,小颗粒层高度为5mm,余下为大颗粒层，大颗粒层中活性炭粒径为10mm，小颗粒层活性炭上均匀负载有二氧化钛，二氧化钛粒径为50nm,二氧化钛的负载量为1:300，活性炭和二氧化钛的负载方法如下：取钛酸四丁酯逐滴加入无水乙醇中搅拌均匀，钛酸四丁酯和无水乙醇的体积比为1:1.5，随后加入活性炭超声混合均匀，滴加乙酸和蒸馏水，于85℃下搅拌5小时，钛酸四丁酯、乙酸和蒸馏水的体积比为5:1:2，洗涤干燥得活性炭和二氧化钛的复合物；
(2)挂膜：启动废水提升泵使待处理废水流入曝气生物滤池中并淹没滤料层，闷曝4天挂膜培养，气水比为3.5：1；
(3)运行：稳定后开始运行，设置水流量为200L/h，气水比为5：1,水利负荷为3m3/(m2h)。
本实施例在室温为下15摄氏度进行，挂膜周期为21天，采用如下分析方法：COD：COD快速测定仪(测定的均为CODcr)；总氮：过硫酸氧化-紫外分光光度法；总磷：过硫酸钾消解法。经检测，COD去除率为85％，总氮的去除率达96.3％，总磷去除率达97％。
实施例2
一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法，所述方法在曝气生物滤池中进行，所述曝气生物滤池的滤料由沸石和活性炭组成，曝气生物滤池的滤料层有2层，其中上层为活性炭层,下层为沸石和活性炭的混合填料层，上层活性炭层和混合填料层之间设有隔离网，所述隔离网的网孔直径小于上层活性炭的粒径大小。
作为优选，所述方法包括以下步骤：
(1)填装滤料：先将沸石和活性炭混合均匀，装填在曝气生物滤池中作为底层混合填料层，高度为70m，再于混合填料层上装填一层活性炭层，上层活性炭层高度为50mm；混合填料层中沸石和活性炭的质量比为6:1,且活性炭粒径为0.5mm，沸石粒径为4mm，活性炭层分为小颗粒层和大颗粒层，其中小颗粒层活性炭粒径为0.05mm,小颗粒层高度为3mm,余下为大颗粒层，大颗粒层中活性炭粒径为5mm，小颗粒层活性炭上均匀负载有二氧化钛，二氧化钛粒径为35nm,二氧化钛的负载量为1:200，活性炭和二氧化钛的负载方法如下：取钛酸四丁酯逐滴加入无水乙醇中搅拌均匀，钛酸四丁酯和无水乙醇的体积比为1:1.5，随后加入活性炭超声混合均匀，滴加乙酸和蒸馏水，于82℃下搅拌7小时，钛酸四丁酯、乙酸和蒸馏水的体积比为5:1:2，洗涤干燥得活性炭和二氧化钛的复合物；(2)挂膜：启动废水提升泵使待处理废水流入曝气生物滤池中并淹没滤料层，闷曝2天挂膜培养，气水比为3.3：1；
(3)运行：稳定后开始运行，设置水流量为150L/h，气水比为4.59：1,水利负荷为2.8m3/(m2h)。
本实施例在室温为下15摄氏度进行，挂膜周期为21天，采用如下分析方法：COD：COD快速测定仪(测定的均为CODcr)；总氮：过硫酸氧化-紫外分光光度法；总磷：过硫酸钾消解法。经检测，COD去除率为89％，总氮的去除率达98.4％，总磷去除率达97.8％。
实施例3
一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法，所述方法在曝气生物滤池中进行，所述曝气生物滤池的滤料由沸石和活性炭组成，曝气生物滤池的滤料层有2层，其中上层为活性炭层,下层为沸石和活性炭的混合填料层，上层活性炭层和混合填料层之间设有隔离网，所述隔离网的网孔直径小于上层活性炭的粒径大小。
作为优选，所述方法包括以下步骤：
(1)填装滤料：先将沸石和活性炭混合均匀，装填在曝气生物滤池中作为底层混合填料层，高度为50m，再于混合填料层上装填一层活性炭层，上层活性炭层高度为40mm；混合填料层中沸石和活性炭的质量比为3:1,且活性炭粒径为0.1mm，沸石粒径为3mm，活性炭层分为小颗粒层和大颗粒层，其中小颗粒层活性炭粒径为0.015mm,小颗粒层高度为1mm,余下为大颗粒层，大颗粒层中活性炭粒径为1mm，小颗粒层活性炭上均匀负载有二氧化钛，二氧化钛粒径为5nm,二氧化钛的负载量为1:100，活性炭和二氧化钛的负载方法如下：取钛酸四丁酯逐滴加入无水乙醇中搅拌均匀，钛酸四丁酯和无水乙醇的体积比为1:1.5，随后加入活性炭超声混合均匀，滴加乙酸和蒸馏水，于80℃下搅拌5小时，钛酸四丁酯、乙酸和蒸馏水的体积比为5:1:2，洗涤干燥得活性炭和二氧化钛的复合物；(2)挂膜：启动废水提升泵使待处理废水流入曝气生物滤池中并淹没滤料层，闷曝1-4天挂膜培养，气水比为3：1；
(3)运行：稳定后开始运行，设置水流量为100L/h，气水比为4.57：1,水利负荷为2.5m3/(m2h)。
本实施例在室温为下15摄氏度进行，挂膜周期为21天，采用如下分析方法：COD：COD快速测定仪(测定的均为CODcr)；总氮：过硫酸氧化-紫外分光光度法；总磷：过硫酸钾消解法。经检测，COD去除率为87.1％，总氮的去除率达98.5％，总磷去除率达95％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法，其特征在于，所述方法在曝气生物滤池中进行，所述曝气生物滤池的滤料由沸石和活性炭组成。
2.根据权利要求1所述的一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法，其特征在于，所述曝气生物滤池的滤料层有2层，其中上层为活性炭层,下层为沸石和活性炭的混合填料层。
3.根据权利要求2所述的一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)填装滤料：先将沸石和活性炭混合均匀，装填在曝气生物滤池中作为底层混合填料层，高度为50-100m，再于混合填料层上装填一层活性炭层，上层活性炭层高度为40-60mm；
(2)挂膜：启动废水提升泵使待处理废水流入曝气生物滤池中并淹没滤料层，闷曝1-4天挂膜培养；
(3)运行：稳定后开始运行，设置水流量为100-200L/h。
4.根据权利要求3所述的一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法，其特征在于，步骤(1)中，混合填料层中沸石和活性炭的质量比为3-10:1,且活性炭粒径为0.1-1mm，沸石粒径为3-5mm。
5.根据权利要求3所述的一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法，其特征在于，步骤(1)中，活性炭层分为小颗粒层和大颗粒层，其中小颗粒层活性炭粒径为0.015-0.1mm,小颗粒层高度为1-5mm,余下为大颗粒层，大颗粒层中活性炭粒径为1-10mm。
6.根据权利要求5所述的一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法，其特征在于，所述小颗粒层活性炭上均匀负载有二氧化钛，二氧化钛粒径为5-50nm,二氧化钛的负载量为1:100-300。
7.根据权利要求6述的一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法，其特征在于，活性炭和二氧化钛的负载方法如下：取钛酸四丁酯逐滴加入无水乙醇中搅拌均匀，钛酸四丁酯和无水乙醇的体积比为1:1.5，随后加入活性炭超声混合均匀，滴加乙酸和蒸馏水，于80-85℃下搅拌5-8小时，洗涤干燥得活性炭和二氧化钛的复合物，钛酸四丁酯、乙酸和蒸馏水的体积比为5:1:2。
8.根据权利要求3所述的一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法，其特征在于，步骤(2)中，气水比为3-3.5：1。
9.根据权利要求3所述的一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法，其特征在于，步骤(3)中，气水比为4.57-5：1,水利负荷为2.5-3m3/(m2h)。
10.根据权利要求3-9任意一项所述的一种曝气生物滤池净化甲鱼养殖废水方法，其特征在于，上层活性炭层和混合填料层之间设有隔离网，所述隔离网的网孔直径小于上层活性炭的粒径大小。
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