CN113754203B - 一种水产养殖尾水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于养殖尾水处理领域，尤其涉及一种水产养殖尾水的处理方法，将养殖尾水进行预处理和反硝化处理；对经过反硝化处理的养殖尾水，进行曝气处理，然后添加微生物和农业废弃物，搅拌均匀。本发明可以达到高效除去氮磷和改善水质的目的。

Description

一种水产养殖尾水的处理方法
技术领域
本发明属于水处理领域，尤其涉及一种水产养殖尾水的处理方法。
背景技术
养殖水体中的总氮含量随着养殖密度的增加而增加，在池塘养殖中投喂的饲料，未被鱼类食用的占5-10％，而在被鱼类食用的饲料中又有25-30％以粪便的形式排出。
氮的输入方面，饲料占90-98％，氮的输出方面，鱼类占20-27％，沉积的氮占54-77％，磷的输入中饲料占97-98％，而沉积的磷占输出的72-89％，鱼类的输出仅占8-24％。即说明饲料中氮、磷含量除小部分供给养殖鱼类生长外，大部分在池塘中沉积，造成浪费和污染。
超量投喂的人工饲料、施放的有机肥料和生物排泄物等使池塘中含有大量的有机物质。溶解的有机物质是细菌的营养物，为致病菌的繁殖生长提供条件，增加养殖生物患病的可能。过多的有机物质分解需要消耗大量的氧气，使池塘易发生缺氧状况，水质易恶化，从而直接影响养殖生物的生长。
综上，水产养殖尾水中的主要污染物有氨氮、亚硝酸盐、有机物、磷及污损生物。水产养殖尾水如得不到及时、有效处理，不仅恶化养殖水域环境，而且会导致鱼类、虾类、贝类等的爆发性疾病，甚至大面积死亡，养殖产品质量和产量下降。养殖生产不仅需要采取科学的投喂和管理，还需做好池塘尾水处理工作。因此，亟需一种水产养殖尾水的处理方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种水产养殖尾水的处理方法，以解决上述问题，达到高效除去氮磷和改善水质的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种水产养殖尾水的处理方法，将水产养殖尾水进行预处理和反硝化处理；
对经过反硝化处理的养殖尾水，进行曝气处理，然后添加微生物和农业废弃物，搅拌均匀，实现水产养殖尾水的处理。
优选的，所述微生物为芽孢杆菌剂，用量为135-165mg/m2。
优选的，所述芽孢杆菌剂中有效活菌数不少于3.0×1010cfu/g。
优选的，所述农业废弃物为香蕉杆。
优选的，所述香蕉杆的添加量不少于2mg/L。
优选的，所述香蕉杆使用前进行发酵处理，有氧发酵5-8h，然后进行封闭环境下的厌氧发酵，所述厌氧发酵时间为1-2h。
优选的，所述反硝化处理包括以下步骤：
(1)、取所述养殖尾水的底部污泥，经厌氧培养驯化制得水解污泥；
(2)、取所述水解污泥与培养液混合，经厌氧培养驯化制得反硝化活性污泥；
(3)、取所述水解污泥与所述养殖尾水按体积比为1∶9-11混合、水解温度为25±2℃、pH为6～7，水解反应时间为6-7h，制得所述养殖尾水的厌氧液；
(4)、取所述反硝化活性污泥与所述养殖尾水的厌氧液加入所述养殖尾水中，按体积比为1∶6-8∶500混合，在25±2℃、pH为7～8的条件下，反硝化反应。
优选的，所述预处理步骤为：先将所述水产养殖尾水进行沉淀、过滤，然后在滤液中添加杀菌消毒剂，再次进行沉淀、过滤。
优选的，所述杀菌消毒剂用量为0.15-0.23g/m3。
本发明具有如下技术效果：本发明针对富含固体颗粒物、氮、磷营养盐的养殖尾水，进行预处理和反硝化作用及添加微生物和农业废弃物等生物处理方法，建立一种多级处理养殖尾水的处理过程，水体净化效果好。一方面提高了水体的清洁程度，另一方面，间接提升了生物处理效率。本发明养殖尾水的营养盐依靠微生物和植物互补吸收，去除效果佳；引入农业废弃物可有效利用残留营养盐，除净化水质外，还可产生额外经济效益。本发明将微生物和农业废弃物相结合，养殖尾水处理效果好，运行成本低，占地面积相较小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为过滤装置示意图；
图2为过滤叶片示意图；
图3为一级过滤单元俯视；
图4为搅拌机构结构示意图；
其中，1、第一电机；2、过滤叶片；3、滤水通道；4、阀门；5、过滤桶；6、导向盘；7、连接杆；8、硬毛刷；9、第二电机；10、第三电机；11、封闭桶；12、螺杆；13第四电机；14离心轴；15投放盒；16搅拌叶片。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-4所示，本发明提供了一种水产养殖尾水的处理方法，将养殖尾水进行预处理和反硝化处理；
对经过反硝化处理的养殖尾水，进行曝气处理，然后添加微生物和农业废弃物，搅拌均匀。
本发明针对富含固体颗粒物、氮、磷营养盐的养殖尾水，进行预处理和反硝化作用及添加微生物和农业废弃物等生物处理方法，建立一种多级处理养殖尾水的处理过程，水体净化效果好。一方面提高了水体的清洁程度，另一方面，间接提升了生物处理效率。本发明养殖尾水的营养盐依靠微生物和植物互补吸收，去除效果佳；引入农业废弃物可有效利用残留营养盐，除净化水质外，还可产生额外经济效益。本发明将微生物和农业废弃物相结合，养殖尾水处理效果好，运行成本低，占地面积相较小。
进一步优化方案，微生物为芽孢杆菌剂，用量为135-165mg/m2。
进一步优化方案，芽孢杆菌剂中有效活菌数不少于3.0×1010cfu/g。针对养殖尾水，投放适量的芽孢杆菌，利用其很强的分解有机物、氨氮、亚硝酸盐的能力，和能分泌胞外酶分解养殖水中的粪便和残饵的能力，对水质和底质具有很好的改良效果。养殖动物培育后期也可以通过适量的芽孢杆菌和沸石粉一起改善水质。
进一步优化方案，农业废弃物为香蕉杆。
进一步优化方案，香蕉杆为改善水质，添加量不少于2mg/L。加入香蕉杆可以增加微生物的活性，提升氮磷的除去效果。
进一步优化方案，香蕉杆使用前进行发酵处理，有氧发酵5-8h，然后充入二氧化碳，进行封闭环境下的厌氧，厌氧发酵时间为1-2h。厌氧发酵过程：取100.0±0.5g的新鲜香蕉杆粉碎，加入100ml用无菌水稀释60倍的纤维素酶液，调节pH值4.5，纤维素酶液中的纤维素酶为纤维素酶NS50013和糖化酶NS50010，NS50013与NS50010的质量比是10∶1。然后，置温度为45℃，转速为90r/min的摇床中震荡24h后，加入1.0g活化后的耐高温酿酒酵母，调节pH8.0，搅拌均匀后装入发酵容器内。在25℃的条件下，有氧发酵5-8h，氧气浓度23.5％；然后向发酵容器内充入二氧化碳，进行厌氧发酵，厌氧发酵时间为1-2h。发酵后的香蕉杆不但可以作为尾水中的生物有机肥，还可以发挥更好的除去氮磷的优势。
进一步优化方案，反硝化处理有如下步骤：
(1)、取养殖尾水的底部污泥，经厌氧培养驯化制得水解污泥；厌氧培养驯化采用现有的污泥厌氧驯化培养工艺，不再详细赘述；
(2)、取水解污泥与培养液混合，按体积比为1∶3.5-4.5，经厌氧培养驯化制得反硝化活性污泥；培养液主要成分为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，氨氮浓度350mg/L；
(3)、取水解污泥与养殖尾水按体积比为1∶9-11混合、水解温度为25±2℃、pH为6～7，水解反应为6-7h，制得养殖尾水的厌氧液；
(4)、取反硝化活性污泥与养殖尾水的厌氧液加入养殖尾水中，按体积比为1∶6-8∶500混合，在25±2℃、pH为7～8的条件下，反硝化反应。
进一步优化方案，预处理步骤为：先将水产养殖尾水进行沉淀、过滤，然后在滤液中添加杀菌消毒剂，再次进行沉淀、过滤。添加杀菌消毒剂，然后将沉淀物和悬浮物排出；采用反硝化途径可以将养殖水体的亚硝氮除去。
进一步优化方案，杀菌消毒剂采用现有的水产养殖消毒液，用量为0.15-0.23g/m3。
进一步优化方案，曝气处理5h，空气量为500m3/h。
进一步优化方案，负压抽离养殖池底部的底泥，制备合适的新的底泥；将处理后的尾水和制备完成的底泥用作水产养殖用。养殖尾水下方积累的底泥，泥龄过长，不利于除磷，为了寻找折中点，可以利用泥龄高的底泥和泥龄低的底泥进行混合，制备适合微生物生存的底泥。
进一步优化方案，预处理步骤中采用过滤装置，包括一级过滤单元，一级过滤单元的出水端连通有滤水通道3，滤水通道3的出水口竖直向下设置，滤水通道3的出水口下方设置有二级过滤单元，二级过滤单元内设置有搅拌机构，搅拌机构下方设置有辅助搅拌的封闭机构，二级过滤单元的内侧底部连通有抽水泵(图中未显示)。一级过滤单元用来过滤养殖尾水中的大体积的漂浮物，一级过滤水进入滤水通道3后，流至二级过滤单元，并在二级过滤单元内收集过滤出的沉淀物；当沉淀物累积至一定量时，通过封闭机构和搅拌机构将沉淀物搅拌，避免出现沉淀物连接，不方便清理；当沉淀物被搅拌零碎后，被抽水泵抽离二级过滤单元；封闭机构主要是用来辅助搅拌机构对沉淀物进行搅拌，防止沉淀物在搅拌过程中从二级过滤单元中漏出，同时也将沉淀物和二级过滤水分隔开，避免在抽离沉淀物的同时过多的将二级过滤水抽出。
进一步优化方案，一级过滤单元包括两个第一电机1，两个第一电机1下方竖直方向轴接有过滤部，过滤部包括若干层周向等间距固定连接在第一转轴(图中未标记)侧壁上的过滤叶片2，两个过滤部的若干层过滤叶片2竖直方向交错设置；其中一个第一转轴的垂直方向设置有滤水通道3，且滤水通道3的进水口与过滤叶片2之间设置有间隙。两个第一转轴的转向相同且匀速转动，当其中一个第一转轴上的过滤叶片2过滤处大体积漂浮物时，随着第一转轴转动，大体积漂浮物被带到另一个第一转轴上的过滤叶片2附近，由于两个第一转轴上的若干过滤叶片2交错移动，随着另一个第一转轴上的过滤叶片2的转动，将大体积漂浮物带动到远离滤水通道3的进水口的一侧，一级过滤水则进入滤水通道3的进水口。
进一步优化方案，二级过滤单元包括设置在滤水通道3的出水口下方的过滤桶5，过滤桶5呈圆柱形，过滤桶5的侧壁上开设有若干过滤孔(图中未显示)，搅拌机构设置在过滤桶5的外侧底部。当一级过滤水落入过滤桶5内，在过滤孔的作用下，过滤出更小体积的漂浮物，使其沉淀和收集至过滤桶5内，二级过滤水则通过过滤孔流出。
进一步优化方案，搅拌机构包括固定连接在过滤桶5的外侧底部的第二电机9，第二电机9上方轴接有第二转轴，第二转轴位于过滤桶5的内部中心位置，第二转轴竖直方向等间距贯穿若干导向盘6，且与导向盘6固定连接，导向盘6边缘周向等间距固定连接有若干连接杆7，连接杆7远离导向盘6的一端固定连接有硬毛刷8，硬毛刷8与过滤桶5内侧壁接触设置。导向盘6可以引导一级过滤水向过滤桶5的侧壁方向流动，有助于加快过滤，提升过滤效果；当过滤桶5内的沉淀物累积至一定量时，首先启动封闭机构，再启动第二电机9带动导向盘6转动，进而带动连接杆7和硬毛刷8转动，连接杆7在转动的同时，将累积的沉淀物打散，硬毛刷8的作用是将过滤桶5内侧壁上粘接的沉淀物脱离过滤桶5；搅拌一定时间后，通过抽水泵将沉淀物抽离。
进一步优化方案，封闭机构包括固定连接在第二电机9下方的第三电机10，第三电机10下方轴接有螺杆12，靠近过滤桶5外侧壁底部竖直方向滑动连接有封闭桶11，封闭桶11的底部中心与螺杆12螺纹连接。当过滤桶5内的沉淀物累积至一定量时，启动第三电机10，通过螺杆12转动带动封闭桶11向过滤桶5方向移动，直至封闭桶11将过滤桶5侧壁上的过滤孔封堵，然后启动第二电机9，开始搅拌过滤桶5内的沉淀物，封闭桶11一方面可以隔绝沉淀物和二级过滤水，另一方面可以使沉淀物在有限的空间内搅拌，有助于沉淀物被抽离。
进一步优化方案，滤水通道3的中端连接有阀门4。当启动第三电机10时，关闭阀门4，使过滤桶5内不再进一级过滤水。
进一步优化方案，通过搅拌机构添加杀菌消毒剂。通过搅拌机构，使杀菌消毒剂与养殖尾水充分混合，适用于养殖尾水消毒。
进一步优化方案，搅拌机构包括第四电机13，第四电机13下方轴接有离心轴14，离心轴14周向等间距设置有若干搅拌叶片16，搅拌叶片16与离心轴14在圆周方向倾斜设置，且搅拌叶片16位于水面位置，搅拌叶片16远离离心轴14的一端固定连接有投放盒15，投放盒15内放置有杀菌消毒剂；投放盒15底面开设有投放口。
对养殖尾水完成首次过滤沉淀后，向投放盒15内添加杀菌消毒剂，启动第四电机13，带动搅拌叶片16绕离心轴14转动，靠近离心轴14的养殖尾水在离心力的作用下向外呈波纹状扩散，向远离离心轴14的方向扩散的波纹，带走投放盒15下方投放的杀菌消毒剂，在一层一层波纹的带动下，杀菌消毒剂逐渐向远方扩散，由于搅拌叶片16位于水面，在搅拌的时候主要使水面产生波纹，对水面下影响较小；在不断投放的情况下，杀菌消毒剂的扩散量也在不断加大，随着波浪远离的同时，还在向水下扩散，达到了良好的混合作用。
进一步优化方案，微生物和废弃农作物通过搅拌机构添加。
本实施例的处理过程如下：
养殖尾水首先通过进水系统进入养殖尾水缓冲池进行预处理，然后过滤去除大型固体颗粒物；微型固体颗粒物在气浮作用下去除；生物处理池中生物膜附着的微生物通过反硝化作用去除氨氮、亚硝氮和硝酸氮等氮营养盐；香蕉杆将残留的氮、磷营养盐吸收，最后处理出水可达标排放或消毒调温后回用。本发明采用沉淀等预处理生物处理及工程藻等处理环节，最大限度、高效地进行养殖尾水处理，以实现达标排放和回用。
实施例一：水产养殖尾水处理过程同上，其中，取水解污泥与养殖尾水按体积比为1∶9混合、水解温度为25±2℃、pH为6～7，水解反应为6h，制得养殖尾水的厌氧液；取反硝化活性污泥与养殖尾水的厌氧液加入养殖尾水中，按体积比为1∶6∶500混合，在25±2℃、pH为7～8的条件下，反硝化反应；杀菌消毒剂用量为15g/m3；芽孢杆菌用量90g，有效活菌数不少于3.5×1010cfu/g，香蕉杆用量为2.2mg/L，香蕉杆有氧发酵5h，然后充入适量二氧化碳，封闭发酵1h。
本实施例中将水力停留时间维持在16-24小时，能将去除率提高到80％。
实施例二
本实施例的处理过程与实施例一的区别仅在于，取水解污泥与养殖尾水按体积比为1∶10混合、水解温度为25±2℃、pH为6～7，水解反应为6.5h，制得养殖尾水的厌氧液；取反硝化活性污泥与养殖尾水的厌氧液加入养殖尾水中，按体积比为1∶7∶500混合，在25±2℃、pH为7～8的条件下，反硝化反应；杀菌消毒剂用量为19g/m3；芽孢杆菌用量100g，有效活菌数不少于4×1010cfu/g，香蕉杆用量为2.4mg/L，香蕉杆有氧发酵6.5h，然后充入适量二氧化碳，封闭发酵1.5h。
本实施例中将水力停留时间维持在16-24小时，能将去除率提高到85％。
实施例三
本实施例的处理过程与实施例一的区别仅在于，取水解污泥与养殖尾水按体积比为1∶11混合、水解温度为25±2℃、pH为6～7，水解反应为7h，制得养殖尾水的厌氧液；取反硝化活性污泥与养殖尾水的厌氧液加入养殖尾水中，按体积比为1∶8∶500混合，在25±2℃、pH为7～8的条件下，反硝化反应；杀菌消毒剂用量为23g/m3；芽孢杆菌用量110g，有效活菌数不少于4.5×1010cfu/g，香蕉杆用量为2.6mg/L，香蕉杆有氧发酵8h，然后充入适量二氧化碳，封闭发酵2h。
本实施例中将水力停留时间维持在16-24小时，能将去除率提高到90％。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种水产养殖尾水的处理方法，其特征在于：
将水产养殖尾水进行预处理和反硝化处理；
对经过反硝化处理的养殖尾水，进行曝气处理，然后添加微生物和农业废弃物，搅拌均匀，实现水产养殖尾水的处理；
所述微生物为芽孢杆菌剂，用量为135-165mg/m2；
所述芽孢杆菌剂中有效活菌数不少于3.0×1010cfu/g；
所述预处理步骤中采用过滤装置，包括一级过滤单元，所述一级过滤单元的出水端连通有滤水通道(3)，所述滤水通道(3)的出水口竖直向下设置，所述滤水通道(3)的出水口下方设置有二级过滤单元，所述二级过滤单元内设置有搅拌机构，所述搅拌机构下方设置有辅助搅拌的封闭机构，所述二级过滤单元的内侧底部连通有抽水泵；
所述一级过滤单元包括两个第一电机(1)，两个所述第一电机(1)下方竖直方向轴接有过滤部，所述过滤部包括若干层周向等间距固定连接在第一转轴侧壁上的过滤叶片(2)，两个所述过滤部的若干层所述过滤叶片(2)竖直方向交错设置；其中一个所述第一转轴的垂直方向设置有滤水通道(3)，且所述滤水通道(3)的进水口与所述过滤叶片(2)之间设置有间隙；
所述二级过滤单元包括设置在所述滤水通道(3)的出水口下方的过滤桶(5)，所述过滤桶(5)呈圆柱形，所述过滤桶(5)的侧壁上开设有若干过滤孔，所述搅拌机构设置在所述过滤桶(5)的外侧底部；
所述搅拌机构包括固定连接在所述过滤桶(5)的外侧底部的第二电机(9)，所述第二电机(9)上方轴接有第二转轴，所述第二转轴位于所述过滤桶(5)的内部中心位置，所述第二转轴竖直方向等间距贯穿若干导向盘(6)，且与所述导向盘(6)固定连接，所述导向盘(6)边缘周向等间距固定连接有若干连接杆(7)，所述连接杆(7)远离所述导向盘(6)的一端固定连接有硬毛刷(8)，所述硬毛刷(8)与所述过滤桶(5)内侧壁接触设置；
所述封闭机构包括固定连接在所述第二电机(9)下方的第三电机(10)，所述第三电机(10)下方轴接有螺杆(12)，靠近所述过滤桶(5)外侧壁底部竖直方向滑动连接有封闭桶(11)，所述封闭桶(11)的底部中心与所述螺杆(12)螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种水产养殖尾水的处理方法，其特征在于：所述农业废弃物为香蕉杆。
3.根据权利要求2所述的一种水产养殖尾水的处理方法，其特征在于：所述香蕉杆的添加量不少于2mg/L。
4.根据权利要求3所述的一种水产养殖尾水的处理方法，其特征在于：所述香蕉杆使用前进行发酵处理，有氧发酵5-8h，然后进行封闭环境下的厌氧发酵，所述厌氧发酵时间为1-2h。
5.根据权利要求1所述的一种水产养殖尾水的处理方法，其特征在于：所述反硝化处理包括以下步骤：
(1)、取所述养殖尾水的底部污泥，经厌氧培养驯化制得水解污泥；
(2)、取所述水解污泥与培养液混合，经厌氧培养驯化制得反硝化活性污泥；
(3)、取所述水解污泥与所述养殖尾水按体积比为1∶9-11混合、水解温度为25±2℃、pH为6～7，水解反应时间为6-7h，制得所述养殖尾水的厌氧液；
(4)、取所述反硝化活性污泥与所述养殖尾水的厌氧液加入所述养殖尾水中，按体积比为1∶6-8∶500混合，在25±2℃、pH为7～8的条件下，反硝化反应。
6.根据权利要求1所述的一种水产养殖尾水的处理方法，其特征在于：所述预处理步骤为：先将所述水产养殖尾水进行沉淀、过滤，然后在滤液中添加杀菌消毒剂，再次进行沉淀、过滤。
7.根据权利要求6所述的一种水产养殖尾水的处理方法，其特征在于：所述杀菌消毒剂用量为0.15-0.23g/m3。
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