CN113213701A - 一种多功能畜禽养殖棚舍废水污泥过滤处理复合系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多功能畜禽养殖棚舍废水污泥过滤处理复合系统，包括圆锥滤池、矩型滤池、U型池以及沼气池，圆锥滤池内壁之间安装有呈“Z”型布置且内设有滤布的振动滤网，每一层振动滤网下方的圆锥滤池内壁错位安装有对振动滤网反向冲洗的喷淋头；矩型滤池内设有螺旋过滤毡，和螺旋过滤毡相距设有旋转吸附板；所述矩型滤池上端与U型池上端管路连通，所述沼气池上端与圆锥滤池侧壁管路连通，沼气池底部与矩型滤池底部连通，沼气池内设有搅拌污泥的搅拌器。本发明可有效解决养殖场污水污泥处理不完全、不彻底，养殖场周边土壤污染修复和周边地表水体富营养化，以及减缓养殖场畜禽和周边附邻人们的身心健康等问题。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，尤其是一种养殖行业所用的多功能畜禽养殖棚舍废水污泥过滤处理复合系统。
背景技术
随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，大批规模化畜禽养殖场相继建成，这些养殖场的发展一方面满足了居民对肉类、蛋类的需求，另一方面也成为了污染水体的重要污染源。
养殖场的废水、污泥，如果处理不当，极易导致环境污染，引起养殖场周边土壤污染修复和周边地表水体富营养化等问题。养殖场废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水，不能直接排放到水体，受雨水冲洗进入水体后，可能会造成地表水或地下水质的严重恶化，大量有机物质进入水体后，有机物质的分解将大量消耗水中的溶解氧，使水体发臭；当水体中的溶解氧大幅度下降后，大量有机物质可在厌氧条件下继续分解，分解中将会产生甲烷、硫化氢等有毒气体，导致水生生物大量死亡；同时畜禽废水水量波动大，含渣量、有机物和氮磷浓度高，处理技术不够成熟，管理运行成本高。目前，养殖业用水量日益增加，导致废水污染也越来越严重，不断威胁着人类的健康和安全。因此，对于保护环境来说，畜禽养殖废水的处理比城市污水的处理更为重要。而污水过滤技术虽然呈现多样化发展，畜禽养殖废水处理的方法多种多样，但过滤技术还存在许多不足之处，以至于处理的不彻底。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种多功能畜禽养殖棚舍废水污泥过滤处理复合系统，
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多功能畜禽养殖棚舍废水污泥过滤处理复合系统，包括圆锥滤池、矩型滤池、U型池以及沼气池，所述的圆锥滤池上端面设有通入待处理废水污泥的进水管，圆锥滤池内壁之间安装有呈“Z”型布置且内设有滤布的振动滤网，每一层振动滤网下方的圆锥滤池内壁错位安装有对振动滤网反向冲洗的喷淋头；所述的矩型滤池的进水口与圆锥滤池底部管路连通，位于所述进水口侧的矩型滤池内设有过滤水中微小杂质的螺旋过滤毡，和螺旋过滤毡相距设有吸附水中难溶细小微粒的旋转吸附板；所述矩型滤池上端与U型池上端管路连通，U型池上端内壁设有消毒剂投加盒，U型池内侧壁由上至下排列设置有紫外线照射灯；所述沼气池上端与位于振动滤网上方的圆锥滤池侧壁管路连通而接收圆锥滤池处理后的污泥，沼气池底部与矩型滤池底部连通而接收矩型滤池处理后的污水沉淀下来的杂质，沼气池内设有搅拌污泥的搅拌器。
所述的圆锥滤池内壁呈凹凸不平状，以增加污水与圆锥滤池接触的表面积，提高过滤效率。
具体说，所述的圆锥滤池通向矩型滤池进水口的管路上连接有反冲洗管道和提升泵，反冲洗管道与喷淋头连接并设有控制喷淋头反冲洗喷淋的阀门。
优选地，所述的螺旋过滤毡具有转动支撑在矩型滤池上下内壁之间的旋转管，旋转管内外分设有纤维过滤毡布，旋转管内的纤维过滤毡布螺旋向下转动，旋转管外的纤维过滤毡布螺旋向上转动。
进一步地，所述的旋转吸附板包括支杆，支杆上间距设有静止时为二维平板且表面附着有活性炭的旋转板，所述旋转板受螺旋过滤毡旋转搅动后的水流冲击而产生自主旋转作用。
为实现振动滤网的振动及螺旋过滤毡的旋转，所述的圆锥滤池侧设有驱动振动滤网振动的振动电机，矩型滤池内设有驱动旋转管转动的旋转电机。
进一步地，所述的矩型滤池与沼气池之间设有吸收沼气池所产生沼气而发电的沼气发电机，沼气发电机线路连接振动电机和旋转电机。
所述的矩型滤池的进水口处设有受锥型滤池过滤后的污水重力势能作用而转动以实现旋转电机发电的扇叶。
为实现矩型滤池中污水快速流入U型池内，所述的矩型滤池中处理后的污水通过虹吸管作用抽入到U型池继续深度处理。
所述的矩型滤池的底部设有储存矩型滤池处理后的污水所沉淀下来的杂质的污泥斗，污泥斗与沼气池底部管路连接。
本发明的有益效果是：本发明将养殖棚舍废水污泥依次通过圆锥滤池、矩型滤池、U型池以及沼气池的分解、吸附、消毒及发酵处理，可有效地解决养殖场污水污泥处理不完全、不彻底，养殖场周边土壤污染修复和周边地表水体富营养化，以及减缓养殖场畜禽和周边附邻人们的身心健康等问题，对畜禽养殖场的粪便和污水进行无害化处理和资源化利用，改善周边环境，提高水体水质，从而有效地实现了保护环境的目的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明所述圆锥滤池的结构示意图。
图3是本发明所述喷淋头的安装位置示意图。
图4是本发明所述螺旋过滤毡的工作状态示意图。
图5是本发明所述旋转吸附板的静止与工作状态示意图。
图中：1、进水管；2、振动滤网；3、滤布；4、圆锥滤池；5、反冲洗管道；6、振动电机；7、矩型滤池；8、喷淋头；9、提升泵；10、扇叶；11、旋转电机；12、螺旋过滤毡；13、旋转吸附板；14、虹吸管；15、U型池；16、污泥斗；17、紫外线照射灯；18、消毒剂投加盒；19、水泵；20、沼气池；21、搅拌器；22、沼气发电机；23、出水口K1、阀门，K2、阀门，K3、阀门。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1～图5所示的一种多功能畜禽养殖棚舍废水污泥过滤处理复合系统，包括圆锥滤池4、矩型滤池7、U型池15以及沼气池20，所述的圆锥滤池4上端面设有通入待处理污水污泥的进水管1，圆锥滤池4内壁呈凹凸不平状，圆锥滤池4内壁之间安装有呈“Z”型布置的多层振动滤网2，圆锥滤池4侧设有驱动振动滤网2振动的振动电机6，所述的振动滤网2由化学纤维编织而成，设在振动滤网2中的滤布3则由石英砂、无烟煤、陶粒、聚丙烯球、烟道灰、焦炭和一些电化学滤料组成。
所述圆锥滤池4底部出水口23与矩型滤池7左侧上端面的进水口管路连通，位于振动滤网2上方的圆锥滤池4侧壁与沼气池20上端面管路连通，圆锥滤池4处理后的污泥通入所述沼气池20内，矩型滤池7上端与U型池15上端通过虹吸管14管路连通，矩型滤池7的底部设有污泥斗16，所述污泥斗16与沼气池20底部管路连接。
每一层振动滤网2下方的圆锥滤池4内壁错位安装有对振动滤网2反向冲洗的喷淋头8，圆锥滤池4底部出水口23通向矩型滤池7进水口的管路上连接有反冲洗管道5和提升泵9，反冲洗管道5与所述喷淋头8连接并设有控制喷淋头8反冲洗喷淋的阀门K1。
位于矩型滤池7进水口侧的矩型滤池7内设有过滤水中微小杂质的螺旋过滤毡12，所述的螺旋过滤毡12具有转动支撑在矩型滤池7上下内壁之间的旋转管，矩型滤池7内设有驱动旋转管转动的旋转电机11，所述的旋转管内外分设有纤维过滤毡布，所述的矩型滤池7的进水口处设有扇叶10。
所述矩型滤池7内安装有与螺旋过滤毡12相距设置的旋转吸附板13，所述的旋转吸附板13包括连接于矩型滤池7上下内壁之间的支杆，支杆上间距设有旋转板，所述旋转板受螺旋过滤毡12旋转搅动后的水流冲击而产生自主旋转作用。
所述U型池15上端内壁设有消毒剂投加盒18，U型池15内侧壁由上至下排列设置有紫外线照射灯17，沼气池20内设有搅拌污泥的搅拌器21，所述的矩型滤池7与沼气池20之间设有吸收沼气池20所产生沼气而发电的沼气发电机22，沼气发电机22分别线路连接振动电机6和旋转电机11。
待处理的废水经过前道格栅处理掉较大的悬浮物后，有些细小的物质要通过圆锥滤池4去除。污水从进水管1流入圆锥滤池4内后，首先经过最上一层的振动滤网2，在过滤过程中振动电机6带动振动滤网2快速振动过滤，协同水流在圆锥滤池4内自主旋转产生的离心作用，体积较大的污泥及杂质则被阻隔在振动滤网2的上侧，微小杂质则通过振动滤网2进入中间层。由于圆锥滤池4的内壁设置成凹凸不平状，因此可增加污水与圆锥滤池4接触的表面积，使过滤效率更高。
当废水流过滤布3时，粒径较大的悬浮物颗粒首先被截留在滤布3的空隙中，从而使此层滤布3间的空隙越来越小，截污能力随之变得越来越高。由于滤布3有较大的表面积，它与悬浮物之间有明显的物理吸附作用。此外，砂粒在水中表面常带有负电荷，能吸附带有正电的铁、铝等胶体，从而在滤布3表面形成带正电的薄膜，进而又吸附带负电荷的粘土及多种有机胶体，在砂粒上发生接触絮凝。在大多数情况下，滤布3表面对尚未凝聚的胶体还能起到接触碰撞的媒介作用，促进其凝聚过程。经过振动滤网2的初步过滤，实行固液分离，使养殖废水中的大部分固体悬浮物有效的分离出来。
期间，反冲洗管道5中的阀门K1开启，水经过提升泵9的加压后输送到喷淋头8，从喷淋头8中出来的水对振动滤网2的下侧与从进水管1进入的污水冲击振动滤网2的相反方向进行冲洗，一方面可以防止污水中的杂质对振动滤网2产生堵塞，进而影响振动滤网2的过滤效果，另一方面也对经过振动滤网2的污水杂质进行再次清理，使过滤更加高效，随后以同样方式进行过滤后微小杂质再次落入最后一层振动滤网2，实现了污水自上而下经过整个振动滤网2的每一层，细小的悬浮颗粒被截留在每层振动滤网2的上方，经水泵19和阀门K3进入沼气池20中，从圆锥滤池4过滤后的污水从圆锥滤池4的出水口23流向下方的矩形滤池7进行下一步的过滤，其中一部分处理过的污水还会通过反冲洗管道5回流到圆锥滤池4，对振动滤网2进行反冲洗。为了很好地把握反冲洗的作用时间和效果，可通过阀门K1来不定时控制反冲洗，更好地清除截留在滤布3孔隙中的悬浮物，恢复其过滤能力。
通过圆锥滤池4过滤后的部分污染物的负荷量大大降低，又防止了较大的固体物进入后续的处理环节而造成设备的堵塞损坏。在厌氧消化处理前进行固液分离也能增加厌氧消化运转的可靠性，减小厌氧反应器的尺寸及所需的停留时间，降低设施投资并提高COD的去除效率。
从圆锥滤池4过滤后的污水从其出水口23流向下方的矩形滤池7后，由于重力势能的作用，带动矩形滤池7进水口处的扇叶10转动，从而使旋转电机11发电，以确保螺旋过滤毡12正常工作，其中螺旋过滤毡12是一种纤维过滤毡，能很好地过滤掉水中微小杂质，螺旋过滤毡12的旋转管在旋转电机11的带动下不断旋转运动，使得旋转管内的纤维过滤毡布螺旋向下转动，旋转管外的纤维过滤毡布螺旋向上旋转，内外形成对冲模式，水流经过螺旋过滤毡12时，不断冲击螺旋过滤毡12使之与其内部的纤维进行良好的接触，同时由于螺旋过滤毡12)的不断旋转，增加了污水在其表面的接触时间及接触面积，充分发挥了螺旋过滤毡12的过滤作用，同时也起到加强搅动污水的作用。
通过螺旋过滤毡12过滤后的污水继续流向后方的旋转吸附板13，旋转吸附板13的旋转板静止时为一张二维状态的平板，在所述平板表面附着有一层活性炭，当系统启动后，经过螺旋过滤毡12的旋转搅动后的水流呈现不规则运动，进而不断冲击旋转板，使得旋转板产生自主旋转作用，由此污水中难溶性微小杂质可以更好地被活性炭吸附而去除，从而与污水充分接触来吸附水中杂质。经过螺旋过滤毡12和旋转吸附板13处理的污水流入U型池15，沉淀的污泥粪便及杂质则进入矩型滤池7下方的污泥斗16，最终进入沼气池20内进行深度发酵处理。
螺旋过滤毡12的材质为无纺布过滤棉，由100％纯纤维以针刺方法形成高度蓬松的、具有立体深度的过滤层，其特点是纤维组织疏松，高空隙率增加了杂质的纳污量，属复式截留模式，可有效地清除固体及软性颗粒，较大的颗粒杂质被截留在纤维表面，而细微颗粒则被捕捉于滤材深层中，因此具有较高的过滤效率。
在矩型滤池7中处理后的污水通过虹吸管14的虹吸作用流入U型池15继续深度处理，虹吸管14的管路上设有一阀门K2用来控制污水的流动。U型池15的主要目的是给过滤后的污水进行消毒处理，通过紫外线照射灯17给污水杀菌消毒，同时通过消毒剂投加盒18向U型池15内投加二氧化氯消毒剂进行消毒，从而对污水进行进一步的深度处理。
所述虹吸管14的虹吸式排水是液态分子间引力与位差能造成的，促使液体向上升的力是液体间分子的内聚力，在液体流入虹吸管14内时，越往上压力就越低，在正常的大气压下，虹吸管14的作用比在真空管内好，因为两边管口上所受到的大气压提高了整个虹吸管14内部的压力，因此利用虹吸管14的虹吸现象很快就可将容器内的污水抽出。
污水通过圆锥滤池4处理后的污泥都经过阀门K3和水泵19进入到沼气池20内发酵，同时矩型滤池7下方的污泥斗16，用来储存矩型滤池7处理后的污水沉淀下来的杂质，最终都通过管道输送到沼气池20内发酵，发酵时通过搅拌器21对污泥进行搅拌，使之充分进行厌氧消化从而产生大量可燃气体，产生的气体再通过沼气发电机22发电提供给振动电机6和旋转电机11使用。
经上述污泥处理系统处理后的污泥和污水排放到土壤中后，会有一些重金属离子影响土壤的自我修复，土壤微生物修复技术是一种利用土著微生物或人工驯化的具有特定功能的微生物，在适宜环境条件下，通过自身的代谢作用，降低土壤中有害污染物活性或降解成无害物质的修复技术。
例如，Hg2+、Pb2+、Cu2+等重金属离子可用Na2S除去，其反应的离子方程式为Hg2++S2－＝＝＝HgS↓，Pb2++S2－＝＝＝PbS↓，Cu2++S2-＝＝＝CuS↓。
随着硝化菌的作用，被土壤粒子吸附的NH+被氧化成NO2 -或NO-硝化菌，包括氨氧化菌和亚硝酸氧化菌，硝化过程按下列两个反应阶段进行。
NH4 ++1.5O2→NO2 -+2H++H2O+58～84千卡；NO2 -+0.5O2→NO3 -+1.54～20.9千卡，
实施本发明所述的处理系统后，可有效地解决养殖场污水污泥处理不完全、不彻底，养殖场周边土壤污染修复和周边地表水体富营养化，以及减缓养殖场畜禽和周边附邻人们的身心健康等问题，可对畜禽养殖场的粪便和污水进行无害化处理和资源化利用，明显改善周边环境，水体水质显著提高，减少了畜禽疫病的发生，沼液灌溉增加农民收入，减少化肥投入，畜禽死亡率下降。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种多功能畜禽养殖棚舍废水污泥过滤处理复合系统，包括圆锥滤池、矩型滤池、U型池以及沼气池，其特征是：所述的圆锥滤池上端面设有通入待处理废水污泥的进水管，圆锥滤池内壁之间安装有呈“Z”型布置且内设有滤布的振动滤网，每一层振动滤网下方的圆锥滤池内壁错位安装有对振动滤网反向冲洗的喷淋头；
所述的矩型滤池的进水口与圆锥滤池底部管路连通，位于所述进水口侧的矩型滤池内设有过滤水中微小杂质的螺旋过滤毡，和螺旋过滤毡相距设有吸附水中难溶细小微粒的旋转吸附板；
所述矩型滤池上端与U型池上端管路连通，U型池上端内壁设有消毒剂投加盒，U型池内侧壁由上至下排列设置有紫外线照射灯；
所述沼气池上端与位于振动滤网上方的圆锥滤池侧壁管路连通而接收圆锥滤池处理后的污泥，沼气池底部与矩型滤池底部连通而接收矩型滤池处理后的污水沉淀下来的杂质，沼气池内设有搅拌污泥的搅拌器。
2.如权利要求1所述的过滤处理复合系统，其特征是：所述的圆锥滤池内壁呈凹凸不平状以增加污水与圆锥滤池接触的表面积。
3.如权利要求1所述的过滤处理复合系统，其特征是：所述的圆锥滤池通向矩型滤池进水口的管路上连接有反冲洗管道和提升泵，反冲洗管道与喷淋头连接并设有控制喷淋头反冲洗喷淋的阀门。
4.如权利要求1所述的过滤处理复合系统，其特征是：所述的螺旋过滤毡具有转动支撑在矩型滤池上下内壁之间的旋转管，旋转管内外分设有纤维过滤毡布，旋转管内的纤维过滤毡布螺旋向下转动，旋转管外的纤维过滤毡布螺旋向上转动。
5.如权利要求4所述的过滤处理复合系统，其特征是：所述的旋转吸附板包括支杆，支杆上间距设有静止时为二维平板且表面附着有活性炭的旋转板，所述旋转板受螺旋过滤毡旋转搅动后的水流冲击而产生自主旋转作用。
6.如权利要求4所述的过滤处理复合系统，其特征是：所述的圆锥滤池侧设有驱动振动滤网振动的振动电机，矩型滤池内设有驱动旋转管转动的旋转电机。
7.如权利要求6所述的过滤处理复合系统，其特征是：所述的矩型滤池与沼气池之间设有吸收沼气池所产生沼气而发电的沼气发电机，沼气发电机线路连接振动电机和旋转电机。
8.如权利要求6所述的过滤处理复合系统，其特征是：所述的矩型滤池的进水口处设有受锥型滤池过滤后的污水重力势能作用而转动以实现旋转电机发电的扇叶。
9.如权利要求1所述的过滤处理复合系统，其特征是：所述的矩型滤池中处理后的污水通过虹吸管作用抽入到U型池继续深度处理。
10.如权利要求1所述的过滤处理复合系统，其特征是：所述的矩型滤池的底部设有储存矩型滤池处理后的污水所沉淀下来的杂质的污泥斗，污泥斗与沼气池底部管路连接。
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