CN111302496A - 农业废水生物生态耦合处理装置 - Google Patents

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褚福浩
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Abstract

本发明公开了一种农业废水生物生态耦合处理装置，包括厌氧反应器、好氧反应器和生态浮岛；其中废水进水管连接至厌氧反应器的进水口，厌氧反应器出水口连接至好氧反应器进水口，生态浮岛位于好氧反应器的上方，且生态浮岛的水体与好氧反应器的水体为一体，好氧反应器内设有曝气系统，生态浮岛上部设有出水口，生态浮岛出水口连接净化水出水管。该装置采用厌氧反应器、好氧反应器和生态浮岛的处理流程，提高了农业废水的处理能力和处理效率。本发明结构紧凑，工艺简单、占地面积小、抗冲击能力强、操作维护方便，采用水生植物净化废水的同时可供人类食用，实现了废水达标排放和水生植物资源化利用。

Description

农业废水生物生态耦合处理装置
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体为一种农业废水生物生态耦合处理装置。
背景技术
随着现代农业规模化、集约化和产业化的不断提升及农民人均日用水量和生活污水排放量大幅增长，农村环境问题日益突出，形势十分严峻，严重影响村镇生态环境及饮水安全，主要表现为村镇农业面源氮磷污染突出、有毒有机物重金属污染显现、水源水质达标率低安全难保障。
我国农业废水主要来源于农村生活污水、畜禽养殖废水、农田尾水及农村加工业废水，农业源污染排放已占污染总排放量的一半。在农业源污染中，畜禽养殖业污染问题尤为突出。研究表明，我国畜禽养殖规模仍继续增加，养殖总量以每年8%的趋势增长。2015年畜禽养殖业COD排放量占农业污染源排放量的95%，畜禽养殖业NH3-N排放量占农业污染源排放量的79%。
对于农村水污染问题必须引起高度的重视，并采取有效的治理措施，实现农业废水的无害化处理和资源化利用。
发明内容
本发明提供一种农业废水生物生态耦合处理装置，结构紧凑，占地面积小、操作维护方便，可以实现废水达标排放和水生植物资源化利用。。
本发明的技术方案是，一种农业废水生物生态耦合处理装置，包括厌氧反应器、好氧反应器和生态浮岛；其中废水进水管连接至厌氧反应器的进水口，厌氧反应器出水口连接至好氧反应器进水口，生态浮岛位于好氧反应器的上方，且生态浮岛的水体与好氧反应器的水体为一体，好氧反应器内设有曝气系统，生态浮岛上部设有出水口，生态浮岛出水口连接净化水出水管。
进一步地，该装置为箱体式结构，箱体从竖直方向分为两个区域，厌氧反应器位于前端区域，而好氧反应器和生态浮岛位于后端区域。
更进一步地，其中厌氧反应器与好氧反应器及生态浮岛的体积比为3~5:4~6:1。优选4:5:1。
优选地，所述厌氧反应器内进水口处设有过滤网，厌氧反应器内采用多个折流板将其分离成多个折流室，其中折流板包括上折流板和下折流板，两者平行且上下交错设置。
进一步优选地，下折流板的末端朝向出水方向弯折，弯折部与竖直方向的夹角为30-60°。
优选地，所述好氧反应器内设有生物填料，曝气系统位于生物填料的下方，生物填料为组合填料和/或多面空心球，填料上部距离水面0.5m，填料下部距离底部曝气系统0.5~1.0m。
进一步优选地，所述组合填料的填充率为70%，多面空心球填充率为50%。
优选地，所述曝气系统包括设置鼓风机以及设置于好氧反应器内的多个曝气器，鼓风机通过气路管与曝气器连通。
优选地，所述生态浮岛上部为网格结构用于固定水生植物，水下部分为氧化沟结构用于废水处理，水生植物为生菜、油麦菜、水芹菜中的一种或几种。
优选地，所述废水进水管前端和及净化水出水管后端根据需要设置调节池。
本发明还具有以下有益效果：
1.该装置其可以将所有部分集成到一个箱体内，结构紧凑，可以实现地埋式设置，占地面积小，废水污染物浓度波动范围对其影响不大，而一般污水处理装置无法适应污染物浓度的较大波动，操作维护方便。
2、该装置采用厌氧反应器、好氧反应器和生态浮岛的处理流程，且其中厌氧反应器为厌氧折流板反应器，好氧反应器内设置生物填料，生态浮岛上种植水生植物，废水在厌氧折流板反应器内沿折流板作上下流动，依次通过每个折流室内的污泥床，废水中的有机基质通过与污泥中的活性微生物接触而得到去除；经厌氧处理后的废水进入好氧反应器，通过曝气系统向好氧反应器内进行曝气，经过充氧的废水与生物填料上的生物膜充分接触，在生物膜的作用下得到净化；经好氧反应器净化后的废水进入生态浮岛，浮岛水生植物进一步吸收水体中的氮磷及重金属等污染物，同时植物根系微生物对污染物进行深度处理，经生态浮岛净化后的水由出水管达标排放。能够提高了农业废水的处理能力和处理效率。
3、在厌氧折流板反应器的入口处设置过滤网，能够将废水中的大颗粒杂质及浮渣等去除，避免后期折流室被堵塞。
4、生态浮岛中种植的水生植物选择可食用蔬菜，其不仅能够净化水体，还能产生经济效益，实现了废水达标排放和水生植物资源化利用。
5、厌氧折流板反应器多用于高浓度有机废水处理；而生态浮岛多用于湖库水体修复及黑臭水体修复，本专利将厌氧折流板反应器、好氧生化反应器和生态浮岛结合可实现农业废水（农村生活污水、畜禽养猪废水等）处理。
附图说明
图1是本发明装置正视剖面结构示意图。
图2是本发明的厌氧反应器正视剖面结构示意图。
图3是本发明的生态浮岛俯视图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
如图1-3所示，本发明提供的农业废水生物生态耦合处理装置，包括厌氧反应器3、好氧反应器9和生态浮岛5；其中废水进水管1连接至厌氧反应器3的进水口，厌氧反应器3出水口连接至好氧反应器9进水口，生态浮岛5位于好氧反应器9的上方，且生态浮岛的水体与好氧反应器的水体为一体，好氧反应器9内设有曝气系统，生态浮岛5上部设有出水口，生态浮岛出水口连接净化水出水管7。
优选方案中，该装置为箱体式结构，箱体从竖直方向分为两个区域，厌氧反应器位于前端区域，而好氧反应器和生态浮岛位于后端区域。厌氧处理初期，反应器内放置活化污泥，通过厌氧菌的代谢作用，对废水中的有机物进行降解；降解后的水进入到好氧反应器中，利用其中的好氧菌进一步降解。
进一步优选地，其中厌氧反应器3、好氧反应器9与生态浮岛的体积比为3~5:4~6:1。优选4:5:1。其设计合理，结构紧凑，将所有功能集成到箱体中，便于安装推广。
另一优选方案中，所述厌氧反应器3内进水口处设有过滤网2，厌氧反应器3内采用多个折流板4将其分离成多个折流室，其中折流板包括上折流板4-1和下折流板4-2，两者平行且上下交错设置。
进一步优选地，下折流板的末端朝向出水方向弯折，弯折角度为30-60°。可实现废水均质，同时提高废水在此阶段的去除效果。
另一优选方案中，所述好氧反应器内设有生物填料8，曝气系统位于生物填料的下方，生物填料为组合填料和/或多面空心球，填料上部距离水面0.5m，填料下部距离底部曝气系统0.5~1.0m。填料主要用于微生物富集和挂膜。
进一步优选地，所述组合填料的填充率为70%，多面空心球填充率为50%。
另一优选方案中，所述曝气系统包括设置鼓风机12以及设置于好氧反应器9内的多个曝气器10，鼓风机12通过气路管11与曝气器10连通。曝气器为可选ABS工程塑料锥形曝气器，曝气量为4~8 m³/h，安装密度为1~3 m2/个；进一步优选地，所述的曝气器曝气量为6m³/h，安装密度为2 m2/个。
另一优选方案中，所述生态浮岛以聚乙烯或聚偏氟乙烯等高分子材料为载体和基质；所述的生态浮岛上部为网格结构用于固定水生植物，水下部分为氧化沟结构用于废水处理。水生植物为生菜、油麦菜、水芹菜中的一种或几种。其中，生菜和油麦菜的种植密度为10~50株/m2，水芹菜的种植密度为30~70株/m2；进一步优选地，生菜和油麦菜的种植密度为30株/m2，水芹菜的种植密度为50株/m2。生态浮岛可选以聚乙烯或聚偏氟乙烯等高分子材料为载体和基质；其中网格结构用于固定水生植物。
另一优选方案中，所述废水进水管1前端和及净化水出水管7后端根据处理对象和排放要求设置调节池。
该装置的进水管处还安装有污水泵13，农业废水通过污水泵泵入厌氧反应器的进水口。另外，该装置还可设置控制器14，控制器连接污水泵和曝气系统的鼓风机，用于开闭和调节污水泵流量和鼓风机曝气频率及风量大小。
实施例1：
一种农业废水生物生态耦合处理装置，装置为碳钢材质地埋式集装箱结构，处理量为2T/d。厌氧反应器由折流板分隔为多个相对独立的腔室，厌氧反应器与好氧反应器的宽度比为2：3，好氧反应器与生态浮岛的高度比为1：5。好氧反应器内生物填料为组合填料，组合填料填充率为70%，填料层距上部水层高约为0.5m，填料层下部离ABS工程塑料锥形曝气器的高度为0.8m；好氧生化反应器底部安装4个曝气器，曝气器曝气量为6 m³/h，停曝比为1：1。生态浮岛以聚偏氟乙烯高分子材料为载体和基质，上部为网格结构用于固定水生植物，下部分为氧化沟结构用于废水处理。水生植物选用水芹菜，种植密度为50株/m2。
针对某农户排放的生活废水，其进水水质指标为COD浓度为335mg/L，BOD5浓度为47.1mg/L，NH3-N浓度为6.58mg/L，pH值为7.42。采用一种农业废水生物生态耦合处理工艺及装置进行处理，装置运行前驯化一个月。经处理后出水水质指标为COD浓度为23.8mg/L，BOD5浓度为7.23mg/L，NH3-N浓度为2.41mg/L，pH值为7.05，出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A排放标准。

Claims (10)

1.一种农业废水生物生态耦合处理装置，其特征在于，包括厌氧反应器（3）、好氧反应器（9）和生态浮岛（5）；其中废水进水管（1）连接至厌氧反应器（3）的进水口，厌氧反应器（3）出水口连接至好氧反应器（9）进水口，生态浮岛（5）位于好氧反应器（9）的上方，且生态浮岛的水体与好氧反应器的水体为一体，好氧反应器（9）内设有曝气系统，生态浮岛（5）上部设有出水口，生态浮岛出水口连接净化水出水管（7）。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：该装置为箱体式结构，箱体从竖直方向分为两个区域，厌氧反应器位于前端区域，而好氧反应器和生态浮岛位于后端区域。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：其中厌氧反应器（3）与好氧反应器（9）及生态浮岛（5）的体积比为3~5:4~6:1。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述厌氧反应器（3）内进水口处设有过滤网（2），厌氧反应器（3）内采用多个折流板（4）将其分离成多个折流室，其中折流板包括上折流板和下折流板，两者平行且上下交错设置。
5.根据权利要4所述的装置，其特征在于：下折流板的末端朝向出水方向弯折，弯折部与竖直方向的夹角为30-60°。
6.根据权利要1所述的装置，其特征在于：所述好氧反应器内设有生物填料，曝气系统位于生物填料的下方，生物填料为组合填料和/或多面空心球，填料上部距离水面0.5m，填料下部距离底部曝气系统0.5~1.0m。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述组合填料的填充率为70%，多面空心球填充率为50%。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述曝气系统包括设置鼓风机（12）以及设置于好氧反应器（9）内的多个曝气器（10），鼓风机（12）通过气路管与曝气器（10）连通。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述生态浮岛上部为网格结构用于固定水生植物，水下部分为氧化沟结构用于废水处理，水生植物为生菜、油麦菜、水芹菜中的一种或几种。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的装置，其特征在于：所述废水进水管（1）前端和及净化水出水管（7）后端根据需要设置调节池。
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