CN110498575A - 一种用于家禽养殖场的净水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于家禽养殖场的净水装置，包括絮凝池、沉淀池、SBR处理池、臭氧处理池和过滤池；述絮凝池内投有絮凝剂；SBR处理池包括间歇曝气装置、悬浮填料层和旋液分离器；臭氧处理池设有臭氧发生器、UV光源；产量为每立方米水生产4‑100g臭氧；过滤池内部投放有消毒化合物和过滤层；所述消毒化合物中含有银离子和有乙内酰脲环的有机化合物；所述消毒化合物在水是银离子的浓度为10‑80ppb。本发明针对于家禽养殖场中废水的固有特点，依次对其进行絮凝、沉淀、SBR处理、臭氧和过滤消毒的工序；使其达到《畜禽养殖废水排放标准》(GB18956‑2001)的要求；甚至是《污水综合排放标准》(GB8978‑1996)中的一级标准。
Description
技术领域
本发明涉及养殖设备领域，具体为一种用于家禽养殖场的净水装置。
背景技术
随着中国农业以及产业的不断发展，畜禽养殖业的规模也不断提升；但家禽养殖业的污水问题给环境造成了严重的考验。
目前，中国每年约产生畜禽粪便的化学需氧量(COD，Chemical Oxygen Demand)远远超过中国工业废水和生活污水之和。畜禽养殖废水的特点是有机物浓度高、氨氮高、色度高、有恶臭味，并含有残留的兽药和大量的病原体，这些污染物一旦进入天然水体、农田就会导致严重的环境污染，造成地表水、地下水、土壤和环境空气的严重污染，直接影响了人们的身体健康。
现有畜禽废水常规处理工艺主要如下：1.氧化塘法：氧化塘主要是通过水的流动，在微生物的作用下达到处理效果，但是氧化塘占地面积大。2.UASB+SBR法：工艺结合，处理效果较好，但是适合于中小污水处理站，水量过大就达不到处理效果。3.生物滤池：处理效果也很好，但易于出现滤池堵塞现象。4.氧化沟：出水水质好、产生泥量少，也可对污水进行脱氮处理，但其处理的BOD负荷小、占地面积大、运行费用高。5.SBR法：自动化控制程度高，能够对污水进行深度处理，但其缺点是BOD负荷较小，一次性投资也大。6.好氧处理法：直接采用好氧工艺处理固液分离后的养殖业废水，虽然一次性投资可节省20％，但由于其消耗的动力大，电力流水消耗是厌氧处理的10倍之多，因此长期的运行费用将给养殖场带来沉重的经济负担。7.A/O：是一种兼有去除BOD和脱氮双重作用的活性污泥处理工艺，其处理效果良好，但是投资偏大，资源没有得到利用。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题，提供一种用于家禽养殖场的净水装置。
一种用于家禽养殖场的净水装置，包括：
絮凝池，所述絮凝池外设有絮凝剂箱，絮凝剂箱内装有絮凝剂；所述絮凝池的底部设有排污口；所述絮凝池设有污水入口和出水口；
沉淀池，其底部设有排污口；在排污口的上方设有入水口和出水口；
SBR处理池，其包括间歇曝气装置、悬浮填料层和旋液分离器；
臭氧处理池，其内部设有臭氧单元；所述臭氧单元内设有臭氧发生器、UV光源；所述臭氧发生器的产量为每立方米水生产4-100g臭氧；
过滤池，其内部投放有消毒化合物和过滤层；所述消毒化合物中含有银离子和有乙内酰脲环的有机化合物；所述消毒化合物溶于水中时银离子的浓度为10-80ppb。
优选的，所述SBR处理池的入水口位于下方；在入水口的上方依次设置有间歇曝气装置、悬浮填料层和溢流水道；溢流水道与旋液分离器连通；旋液分离器设有出水口和回流水道；回流水道与SBR处理池下方连通。
3.根据权利要求1所述的用于家禽养殖场的净水装置，其特征在于：所述絮凝剂以质量百分比计算包括以下组分：
淀粉 30-40％
壳聚糖 15-35％
沸石 25-55％。
优选的，所述臭氧处理池内的臭氧单元之间互相独立；每个臭氧单元之间均在同一个分水管处接受待处理的污水；每个臭氧单元的末端通过独立的排出管排出后汇集至一个排出水口内送入下一个设备中。
优选的，所述臭氧单元内包括臭氧发生器、UV光源和扩散管；其中臭氧单元的入水端和出水端各位于臭氧单元的一端；臭氧发生器位于入水端；臭氧单元的水道、UV光源和扩散管互相平行。
优选的，所述悬浮填料层为沸石。
本发明针对于家禽养殖场中废水的固有特点，依次对其进行絮凝、沉淀、SBR处理、臭氧和过滤消毒的工序；使其达到《畜禽养殖废水排放标准》
(GB18956-2001)的要求；甚至是《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准。
附图说明
图1为本发明的简易视图；
图2为本发明絮凝池的结构示意图；
图3为本发明沉淀池的结构示意图；
图4为本发明SBR处理池的结构示意图；
图5为本发明臭氧处理池的结构示意图；
图6为本发明臭氧单元的结构示意图；
图7为本发明过滤池的结构示意图。
图中：絮凝池1；沉淀池2；SBR处理池3；臭氧处理池4；过滤池5；污水入口11；絮凝剂箱12；絮凝池体13；排污口14；出水口15；入水口21；沉淀池体22；排污口23；出水口24；悬浮填料层31；溢流水道32；间歇曝气装置34；入水口35；回流水道36；旋液分离器37；出水口38；分水管41；臭氧单元42；排出水口44；臭氧发生器45；UV光源46；扩散管47；分水管51；过滤单元52；水处理区53；活性炭过滤层544；出水管55。
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。
如图1所示，本发明具体分成五个部分，依次分别是絮凝池1、沉淀池2；SBR处理池3、臭氧处理池4、过滤池5。其中絮凝池1直接接受来自养殖场的污水；过滤池5排出的水需要经过检测，符合标准后才可以排放。
养殖场的污水中包括了大量的排泄物、饲料、砂石碎屑等不溶性沉淀物或者悬浮颗粒物。因此在处理养殖场污水的第一步则为使悬浮颗粒物絮凝沉淀至絮凝池1的底部。
絮凝池1的结构如图2所示，污水入口11和出水口15位于絮凝池体13的上方且各占据絮凝池体13的一边；污水入口11的高度高于出水口15；絮凝池体13中液体分为上层污水和下层淤泥；在工作时，出水口15位于絮凝池体13中上层污水的液面以下；污水入口11位于絮凝池体13中上层污水的液面以上；絮凝池体13的底部设有排污口14；排污口14的开关为人工控制，根据絮凝池体13内下层淤泥的体积适时排污；从排污口14排放的淤泥通过管道或者其他方式运走；下层淤泥中具有大量的有机物，可以经一步开发利用。
絮凝池体13的上方靠近污水入口11处还独立的设有絮凝剂箱12；絮凝剂箱12设有独立的开口和储存空间；絮凝剂箱12内部装载的絮凝剂中含有淀粉、壳聚糖和沸石。
其中淀粉和壳聚糖都是拥有广泛来源的有机材料，量大便宜；而沸石是一种稳定的无机矿石材料，在结构上具有多个具有可逆吸附性的空腔，且空腔体积占比大；可大量的吸附悬浮颗粒。
絮凝剂中淀粉、壳聚糖和沸石以质量百分比计算，设置有三组絮凝剂，为后续的实验做好准备；分别为：
淀粉30％、壳聚糖15％、沸石55％
淀粉40％、壳聚糖25％、沸石35％
淀粉40％、壳聚糖35％、沸石25％。
如图3所示，絮凝池1处理后的污水由出水口15经过管道到达沉淀池2内。
沉淀池2的结构与絮凝池1，最大区别在于沉淀池2中没有独立设置的絮凝剂箱12。沉淀池2的入水口21和出水口24位于沉淀池体22的上方且各占据沉淀池体22的一边；入水口21的高度高于出水口24。
沉淀池体22中液体分为上层污水和下层淤泥；由于沉淀池2中的污水已经经过絮凝，已经除去了大部分的不溶性杂质或者悬浮颗粒物，因此沉淀池体22中的淤泥量远小于絮凝池体13。相似的，在沉淀池体22的底部也设有排污口23；排污口23的开关为人工控制，根据下层淤泥的堆积程度适时排污；
沉淀池体22的淤泥含水量会大于絮凝池体13内的淤泥，一般而言两者的成分区别相差不大，可互相混合；但也有可能沉淀池体22的淤泥含水量过高降低了淤泥的后续开发利用率；在此种情况下两者则需要分开进行后续的处理。且在沉淀池体22的淤泥可以作为SBR处理池3的原材料。
如图4所示，沉淀池2处理后的污水由出水口24经过管道运输到达SBR处理池3；由于SBR反应需要按时间顺序由进水、曝气、沉淀、排水和待机五个工序。因此SBR处理池3分为在竖流式SBR反应池和旋液分离器37两个部分以完成完整的工序；
竖流式SBR反应池中设有悬浮填料层31；SBR处理所需要的淤泥可以使用来自沉淀池体22的淤泥，淤泥在挂膜后会附着并范只有大量的好氧微生物及厌氧微生物，成为生物活性处理的主要部件；悬浮填料层31一般采用沸石，相同的，也是利用沸石的空腔率高的优点。由于其空腔率高，可以同时容纳好氧、缺氧和厌氧三种不同生存环境的微生物。
在悬浮填料层31的上方为通往旋液分离器37的溢流水道32；悬浮填料层31的下方间歇曝气装置34和入水口35；入水口35位置比间歇曝气装置34更低；入水口35的污水来自沉淀池2的上层污水。
旋液分离器37的顶端为出水口38；出水口38稍微高于溢流水道32的位置；旋液分离器37的下端则是通往竖流式SBR反应池的回流水道36。
竖流式SBR反应池中悬浮填料层31的上下端各设有一块板用于限制悬浮填料层31所处的位置，一般而言，悬浮填料层31的体积占竖流式SBR反应池的70-80％。悬浮填料层31下方的间歇曝气装置34结构不做限制，但优选空间小的曝气设备。
旋液分离器37作为滗水器使用，实现了SBR反应的连续进出水以及固液分离。
SBR处理池3工作时，按其设计容量的进水量连续出进水，开始间歇曝气，使竖流式SBR反应池处于富氧、缺氧环境的互相交替；然后污水从上方的溢流水道32流向旋液分离器37；旋液分离器37固液分离，处理过的污水从上方的出水口38流出至臭氧处理池4内；浓缩的淤泥经过下方的回流水道36返回至竖流式SBR反应池内。
臭氧处理池4结构如图5，由多个排列的臭氧单元42组成，每个臭氧单元42均有同一个分水管41中接入相同流量的污水，并从下方的出口通道流出有经由汇总的排出水口44输送至过滤池5内。
到达臭氧处理池4的污水经过絮凝、沉淀和SBR处理三个步骤，其COD已经大为下降，较为清洁，为了杀灭由SBR处理带出的微生物，所以进行臭氧和UV双重杀菌处理。
臭氧单元42的结构如图6所示，其污水从上方的分水管41从下由排出水口44流出。臭氧单元42内部上方设有臭氧发生器45，臭氧发生器45与扩散管47连接；扩散管47位于臭氧单元42的中心轴线位置上；扩散管47上排列有多个透气孔；透气孔用于释放臭氧发生器45产生的臭氧；扩散管47的最下端的透气孔的密度最大，从下到上透气孔密度线性减少；以此水流方向和臭氧流动方向近似于反方向。臭氧发生器42的产量为每立方米污水生产4-100g臭氧，具体根据污水的清洁程度而定。
而在扩散管47的内部设有线性设置的UV光源46且互相平行；应当注意，所谓的扩散管47的内部并不是指扩散管47自身结构的内部，而是指扩散管47在臭氧单元42中所处的位置的内部，即扩散管47和UV光源46并不连通；扩散管47用类似于罩的形式罩UV光源46；UV光源46通过扩散管47与污水物理隔离。UV光源46发出波长范围为170-255nm的紫外光对污水进行消毒。
过滤池5的结构如图7所示，当污水来到过滤池5时，已经基本达到《畜禽养殖废水排放标准》(GB18956-2001)的要求可以进行排放，但为了更好的保护环境，对污水进行进一步的处理。
过滤池5与臭氧处理池4类似，分为多个相同容量的过滤单元52；每个过滤单元52都由同一个分水管51输送污水；每个过滤单元52由独立的出水管55送出。
每个过滤单元52分为上层的水处理区53和下方的活性炭过滤层54。其中水处理区53投放含有乙内酰脲环的有机化合物，如DMH(二甲基乙内酰脲)等；活性炭过滤层54由浸渍过金属银的活性炭材料组成。过滤池5主要通过活性炭过滤和银离子消毒的方式进行进一步的处理。由于在正常情况下银在水中的溶解度较低，无法达到正常的消毒效果，故通过乙内酰脲环的有机化合物来调节银离子在水中的溶解度，一般而言，通过DMH的化合物能将银的溶解度调节至10-150ppb之间，根据WHO发布的《世界卫生组织饮用水质量指导标准》第四版，银离子浓度低于0.1ppm(100ppb)的饮水不会对人体造成不良影响。故为了安全起见，本发明中的银离子浓度控制在10-80ppb之间。银离子浓度与含乙内酰脲环的有机化合物的浓度为线性相关关系。
处理结果，为了考察进出水的COD、BOD5、悬浮物、氨氮、总磷、粪大肠菌群数、蛔虫卵、银离子等标准，以三组不同的絮凝剂作为对比进行实验，
1.淀粉30％、壳聚糖15％、沸石55％
2.淀粉40％、壳聚糖25％、沸石35％
3.淀粉40％、壳聚糖35％、沸石25％
结果如下：
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于家禽养殖场的净水装置，其特征在于包括：
絮凝池，所述絮凝池外设有絮凝剂箱，絮凝剂箱内装有絮凝剂；所述絮凝池的底部设有排污口；所述絮凝池设有污水入口和出水口；
沉淀池，其底部设有排污口；在排污口的上方设有入水口和出水口；
SBR处理池，其包括间歇曝气装置、悬浮填料层和旋液分离器；
臭氧处理池，其内部设有臭氧单元；所述臭氧单元内设有臭氧发生器、UV光源；所述臭氧发生器的产量为每立方米水生产4-100g臭氧；
过滤池，其内部投放有消毒化合物和过滤层；所述消毒化合物中含有银离子和有乙内酰脲环的有机化合物；所述消毒化合物溶于水中时银离子的浓度为10-80ppb。
2.根据权利要求1所述的用于家禽养殖场的净水装置，其特征在于：所述SBR处理池的入水口位于下方；在入水口的上方依次设置有间歇曝气装置、悬浮填料层和溢流水道；溢流水道与旋液分离器连通；旋液分离器设有出水口和回流水道；回流水道与SBR处理池下方连通。
3.根据权利要求1所述的用于家禽养殖场的净水装置，其特征在于：所述絮凝剂以质量百分比计算包括以下组分：
淀粉 30-40％
壳聚糖 15-35％
沸石 25-55％。
4.根据权利要求1所述的用于家禽养殖场的净水装置，其特征在于所述臭氧处理池内的臭氧单元之间互相独立；每个臭氧单元之间均在同一个分水管处接受待处理的污水；每个臭氧单元的末端通过独立的排出管排出后汇集至一个排出水口内送入下一个设备中。
5.根据权利要求4所述的用于家禽养殖场的净水装置，其特征在于：
所述臭氧单元内包括臭氧发生器、UV光源和扩散管；其中臭氧单元的入水端和出水端各位于臭氧单元的一端；臭氧发生器位于入水端；臭氧单元的水道、UV光源和扩散管互相平行。
6.根据权利要求权利要求1所述的用于家禽养殖场的净水装置，其特征在于：所述悬浮填料层为沸石。
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