CN111170467A - 一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝，该组合填料滤坝包括坝体、填充在坝体内部的复合填料层，种植在复合填料层上的水生植物；所述复合填料层由聚氨酯生物填料、丝瓜络填料及铁碳微电解填料组合而成。本发明通过复合填料内活性污泥的吸附降解、硝化和反硝化、铁碳微电解以及植物吸收复合作用去除水产养殖废水中的悬浮物、有机物、氨氮、磷等。具有启动快，处理效果稳定，维护方便，且原材料环保、成本低等优点，适合于水产养殖废水的处理净化。

Description

一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝
技术领域
本发明属于微污染水体处理技术领域，尤其涉及一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝。
背景技术
当前，我国农村分散水产养殖业用水模式是仍以“大引大排”为主，造成水资源的极大消耗和浪费。同时在水产养殖过程中，剩余饵料和鱼虾等水产品的排泄物会造成养殖水体中化学需氧量、氨氮、总磷等污染物浓度增高，养殖废水直接排放到附近水域，易造成附近水域富营养化、夏季藻类频发、水体发绿或发黄、底泥上泛等水体恶化问题，甚至出现水体缺氧鱼类死亡的严重环境问题。淡水养殖环境的恶化，严重地制约淡水养殖业的发展，同时导致养殖水产品的品质下降，最终对人类的健康产生很大的危害。
由于农村河道、沟渠、村口塘等小微水体相比城市水环境，有着分布广、水量少、地形复杂等特点，一些适用于城市水环境的治理技术在农村难以施展，急需开发一种低成本、见效快、效果好、运行维护简单的水产养殖废水处理技术。本发明通过组合填料滤坝来削减和去除水产养殖废水中污染物，可实现水产养殖废水循环使用和保护农村水环境。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明设计的目的在于提供一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝。
本发明通过以下技术方案加以实现：
所述的一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝，其特征在于该组合填料滤坝包括坝体、填充在坝体内部的复合填料层，种植在复合填料层上的水生植物；所述复合填料层由聚氨酯生物填料、丝瓜络填料及铁碳微电解填料组合而成。
所述的一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝，其特征在于所述坝体包括坝底、坝墙，所述坝底支撑在土基上，由钢筋混凝土浇筑而成，且坝底的边缘向上浇筑底座，所述坝墙沿底座竖直向上砌筑而成，坝墙由多孔砖或砌块采用花式砌筑，同层砌块之间留有40mm过水空隙，同一坝体相对坝墙之间的间距不小于2m。过水空隙方向与水流方向保持一致；所述坝墙采用钢筋混凝土圈梁和构造柱保证坝体的整体性。
所述的一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝，其特征在于所述坝墙厚度为240mm，坝墙高度高出最高水位200-300mm，组合填料层的高度不低于最高水位100mm。
所述的一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝，其特征在于所述坝底的底部固定有木桩，所述木桩穿过土基向下延伸。
所述的一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝，其特征在于所述聚氨酯生物填料空隙内充满活性污泥，其是将比表面积1000-5000m2/m3，孔隙率在90%以上的聚氨酯填料在污水处理厂好氧池中采用完全浸没曝气的方法接触24h，取出后自然烘干制得。
所述的一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝，其特征在于所述丝瓜络填料为风干的丝瓜络，切成30-50mm长度的小段。
所述的一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝，其特征在于所述铁碳微电解填料的制备方法为，将等比例铁粉和碳粉与污水处理厂剩余活性污泥按20-30:1混合，利用活性污泥在干化过程中分泌的胞外聚合物（EPS）作为生物粘结剂通过压制形成铁碳除磷填料颗粒。该铁碳微电解填料还可采用将海绵铁和活性碳按2～3:1比例，加入少量石灰混合均匀，通过高温烧结制得。
本发明中组合填料和水生植物构建的过滤坝能实现水产养殖废水的有机物去除和脱氮除磷。水生植物种植于坝体内的组合填料上；植物层由鸢尾、菖蒲、美人蕉等水生植物种植而成。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1）启动快速，将聚氨酯填料浸没在污水处理厂好氧池中进行生物装填，操作简便，且装填后的填料能够迅速发挥作用，启动时间极短。
2）处理可靠，附着在聚氨酯填料上的生物膜形成好氧-缺氧-厌氧分层构造，为进行同步硝化反硝化创造了条件，同时丝瓜络为反硝化提供缓释碳源，能够实现对TN 的高效去除。铁碳除磷填料，通过铁碳微电解和化学絮凝沉淀共同作用，对于去除污水中的磷具有很明显的效果；
3）模块化设计，该滤坝针对水产养殖废水进行模块化设计，实现了景观生态、功能微生物及原生微生物的功能对接，还可根据实际需求，通过水生植物优化，进行现场景观协调及处理体量的调整，具有较强的工程实用性。
附图说明
图1为本发明组合填料滤坝结构示意图；
图2为模拟实验装置图；
图3为组合填料对COD去除效果图；
图4为组合填料对TN去除效果图；
图5为组合填料对TP去除效果图；
图中，1-组合填料层，2-水生植物，3-坝底，4-坝墙，5-土基，6-底座，7-木桩。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做进一步详细描述，并给出具体实施方式。
如图1所示，一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝，包括坝体，组合填料层及水生植物。
坝体由木桩、坝墙和坝底组成，木桩用来加固滤坝地基，保持滤坝的安全性和稳定性，视坝底土基具体情况决定木桩长度和木桩间距；坝底支撑在土基上，由钢筋混凝土浇筑而成，坝底的边缘向上浇筑底座，表面平整；坝墙由多孔砖或砌块在坝底上砌筑而成，坝墙厚度宜为240 mm ，坝墙高度宜高出上游最高水位200~300 mm，坝墙砌筑时采用花式砌筑，同层砌块之间留40 mm 过水空隙，上下游坝墙之间间距不宜小于2 m，为提高坝墙的抗侧向压力和整体性，视具体高度和长、宽情况设置圈梁和构造柱。
进一步，组合填料由聚氨酯生物填料、丝瓜络及铁碳微电解填料组合而成，组合填料高度不宜低于上游最高水位100 mm，聚氨酯生物填料可事先将聚氨酯材料完全浸没在污水处理厂好氧池中曝气24 h，取出后再自然风干制得；丝瓜络填料可将收集的老丝瓜囊去籽后，切成30～50 mm长度的小段制得；铁碳微电解填料的制备为将等比例铁粉和碳粉与污水处理厂剩余活性污泥按20-30:1混合，利用活性污泥在干化过程中分泌的胞外聚合物（EPS）作为生物粘结剂通过压制形成铁碳除磷填料颗粒，或者碳酸钙和铁碳复合除磷填料可将碳酸钙与铁碳按一定比例混合，通过烧结制得。
进一步，水生植物宜采用挺水植物，在组合填料回填时种植，根系深度根据植物品种确定，宜在坝墙内水位下。
当含有污染物的养殖废水通过该滤坝时，通过与组合填料内活性污泥的吸附降解、硝化和反硝化及铁碳除磷填料的电解和絮凝沉淀的复合作用去除有机物、氨氮、磷等污染物；通过水生植物的吸附和吸收作用可进一步去除污染物，同时改善填料内部的氧环境条件。
当运行时间达到一定程度，可分段分层进行填料更换，保持滤坝的去除效能。
试验例
如图2所示，模拟实际运行情况，制作如下试验系统。有机玻璃材质罐体，直径20 cm，有效高度50 cm，有效停留容积15.7 L，上下设置孔径为6 mm的多孔拦截板。按比例投入混合均匀的复合填料，填料高18 cm，使水流均匀自下而上流经填料，模拟滤坝工作过程。采用连续进水连续出水的方式。模拟试验平行对照组按相同运行参数同时运行。进水水质模拟养殖废水，如表1所示。
表1配制污水水质指标mg·L-1
COD<sub>Mn</sub> TN TP
5-14 2-6 2.6-2.7
通过近一个月的连续运行，聚氨酯+丝瓜络+铁碳组合填料对COD、TN、TP具有良好的去除效果，具体如图3-图5所示。

Claims (7)

1.一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝，其特征在于该组合填料滤坝包括坝体、填充在坝体内部的复合填料层（1），种植在复合填料层（1）上的水生植物（2）；所述复合填料层（1）由聚氨酯生物填料、丝瓜络填料及铁碳微电解填料组合而成。
2.如权利要求1所述的一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝，其特征在于所述坝体包括坝底（3）、坝墙（4），所述坝底（3）支撑在土基（5）上，由钢筋混凝土浇筑而成，且坝底（3）的边缘向上浇筑底座（6），所述坝墙（4）沿底座（6）竖直向上砌筑而成，坝墙（4）由多孔砖或砌块采用花式砌筑，同层砌块之间留有40mm过水空隙，同一坝体相对坝墙（4）之间的间距不小于2m。
3.如权利要求2所述的一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝，其特征在于所述坝墙（4）厚度为240mm，坝墙（4）高度高出最高水位200-300mm，组合填料层（1）的高度不低于最高水位100mm。
4.如权利要求2所述的一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝，其特征在于所述坝底（3）的底部固定有木桩（7），所述木桩（7）穿过土基（5）向下延伸。
5.如权利要求1所述的一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝，其特征在于所述聚氨酯生物填料空隙内充满活性污泥，其是将比表面积1000-5000m2/m3，孔隙率在90%以上的聚氨酯填料在污水处理厂好氧池中采用完全浸没曝气的方法接触24h，取出后自然烘干制得。
6.如权利要求1所述的一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝，其特征在于所述丝瓜络填料为风干的丝瓜络，切成30-50mm长度的小段。
7.如权利要求1所述的一种处理水产养殖废水的组合填料滤坝，其特征在于所述铁碳微电解填料的制备方法为，将等比例铁粉和碳粉与污水处理厂剩余活性污泥按20-30:1混合，利用活性污泥在干化过程中分泌的胞外聚合物（EPS）作为生物粘结剂通过压制形成铁碳除磷填料颗粒。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113582345A (zh) * 2021-06-18 2021-11-02 中交上海航道局有限公司 可用于污水处理厂尾水水质提升的生态渗滤坝及使用方法
CN114409059A (zh) * 2022-02-10 2022-04-29 浙江工业大学 具有强化脱氮除磷功能的铁刨花耦合聚氨酯复合填料及其在水处理中的应用
CN116143353A (zh) * 2023-04-18 2023-05-23 江苏南大五维电子科技有限公司 一种针对养殖尾水的处理装置及方法

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