CN114409177A - 一种凡纳滨对虾养殖尾水的处理工艺 - Google Patents
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Abstract
一种凡纳滨对虾养殖尾水的处理工艺，包括以下步骤：步骤一，将养殖尾水进行过滤，以得到过滤液和粪便残渣料；步骤二，将过滤液送入电化学氧化装置中，以降低过滤液的COD；步骤三，经电解氧化的过滤液进入臭氧催化氧化装置中，以进一步将过滤液的COD浓度氧化至10mg/L以下；步骤四，经臭氧催化的过滤液进入脱氮除磷填料塔中进行处理，以将过滤液的总氮和总磷浓度分别降低至3mg/L及0.5mg/L以下，最后获得的出水经消毒后排放；本申请的处理工艺，工艺路线短，未使用生化处理工艺，占地面积小，集约化程度高，复合目前养殖场的养殖尾水治理的实际需求；且在处理过程中，无需使用任何化学絮凝剂等化学药剂，运行成本低，污泥产量小。
Description
技术领域
本发明属于养殖尾水的处理领域，具体涉及一种凡纳滨对虾养殖尾水的处理工艺。
背景技术
我国是水产养殖大国，养殖废水总量大，但处理工艺相对落后，尤其是针对高盐分的海水养殖尾水的治理，未经达标处理的养殖尾水排入受纳水体后，会严重破坏水生环境和威胁人类健康。现有养殖废水的处理工艺主要有物理法、化学法和生物法。物理法通过简单的固液分离将养殖尾水中的粪便、残饵等悬浮物去除，但对于可溶性的有机物则没有处理效果；化学法是目前养殖行业中除氮磷的主要方法之一，通过投加化学药剂将废水中污染物沉淀后去除，但化学法存在的问题是过量药剂的容易造成水体的二次污染；生物法虽然运行成本低，但是存在处理周期长、占地面积大，操作条件苛刻等问题。因此，针对现有的处理技术存在的弊端，针对高盐分的海水养殖尾水的治理需要开发更加高效、便捷切实可行的处理工艺。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种凡纳滨对虾养殖尾水的处理工艺。
本发明采用如下技术方案：
一种凡纳滨对虾养殖尾水的处理工艺，包括以下步骤：
步骤一，将养殖尾水进行过滤，以得到过滤液和粪便残渣料；
步骤二，将过滤液送入电化学氧化装置中，以降低过滤液的COD；
步骤三，经电解氧化的过滤液进入臭氧催化氧化装置中，以进一步将过滤液的COD浓度氧化至10mg/L以下；
步骤四，经臭氧催化的过滤液进入脱氮除磷填料塔中进行处理，以将过滤液的总氮和总磷浓度分别降低至3mg/L及0.5mg/L以下，最后获得的出水经消毒后排放；
所述臭氧催化氧化装置包括臭氧氧化塔、设置在臭氧氧化塔底部的进气口、填充在臭氧氧化塔中的催化剂、设置臭氧氧化塔中与进气口连接位于催化剂下方的曝气管和设置在曝气管上的多个微孔曝气头，催化剂为纳米四氧化三钴、三氧化二铁、氧化锌中的一种或多种。
进一步的，所述脱氮除磷填料塔包括塔体、上下间隔设置在塔体中的气液分离区与填料区、填充在填料区的脱氮除磷填料、设置在脱氮除磷填料中的微孔曝气管和设置在气液分离区的三相分离器。
进一步的，所述脱氮除磷填料由硫铁矿、硅藻土、石灰石和火山岩混合物按质量比2-3:1-2:1-2:5的比例组成。
进一步的，所述填料区的高度为塔体高度的70％-80％。
进一步的，步骤二中，电解电流为5-15±0.5A，电解电压为5-20±0.5V，电解时间为30-90min。
进一步的，所述电化学氧化装置包括形成有电解腔的壳体和间隔设置在电解腔中的多个电解单元，壳体包括形成在其侧面靠近底部的进水口和形成在其侧面靠近顶部的排水口；电解单元包括间隔设置的阴极板与阳极板和设置在阴极板与阳极板之间的活性炭三维电子电极颗粒。
进一步的，所述阳极板为掺硼金刚石片，阴极板为不锈钢片或钛片。
进一步的，所述催化剂的装填高度为塔体高度的5％-10％。
进一步的，步骤四中，过滤液在脱氮除磷填料塔中的处理时间为6-20h。
进一步的，所述臭氧氧化塔包括形成在其侧面靠近顶部的出水口，所述臭氧催化氧化装置还包括与进气口连接的臭氧发生器和与臭氧氧化塔顶部连接的臭氧回收器，臭氧回收器包括盛装有臭氧吸收液的回收罐和连接在回收罐与臭氧氧化塔之间的回收管。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的有益效果是：
第一，本申请的处理工艺，工艺路线短，未使用生化处理工艺，占地面积小，集约化程度高，复合目前养殖场的养殖尾水治理的实际需求；且在处理过程中，无需使用任何化学絮凝剂等化学药剂，运行成本低，污泥产量小；同时COD去除率可达90％以上，处理过程中将养殖尾水中的氮磷营养盐同步去除，降低受纳水体富营养化的风险；
第二，将过滤液送入电化学氧化装置中，通过电化学技术将养殖尾水中的COD去除，将氨氮氧化成硝态氮，并降低色度杀菌消毒，得到一次净化的养殖尾水；
第三，一次净化的尾水引入臭氧催化氧化装置中，臭氧在催化剂的作用下产生大量的羟基自由基对尾水中的有机污染物进行深度氧化降解，同时去除养殖尾水的色度，得到二次净化的养殖尾水；
第四，将二次净化的养殖尾水通入脱氮除磷填料塔内，在硫自养杆菌的作用下发生自养反硝化作用将硝态氮转化成氮气，并利用反硝化过程消耗硫铁矿中的硫，同时产生H+促进硫铁矿释放出铁离子，从而实现同步脱氮除磷的效果，最后获得的尾水即可达标直接排放入海洋中或者回用于养殖场。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为臭氧催化氧化装置的结构示意图；
图中，1-膜过滤器、2-电化学装置、3-臭氧催化氧化装置、4-脱氮除磷填料塔、21-壳体、211-电解腔、212-进水口、213-排水口、22-阴极板、23-阳极板、24-活性炭三维电子电极颗粒、31-臭氧氧化塔、32-进气口、33-出水口、34-催化剂、35-曝气管、36-微孔曝气头、37-臭氧发生器、38-臭氧回收器、381-回收罐、382-回收管、41-塔体、42-气液分离区、43-填料区、44-脱氮除磷填料、45-三相分离器。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
一种凡纳滨对虾养殖尾水的处理工艺，包括以下步骤：
步骤一，将养殖尾水经膜过滤器1进行过滤，以得到过滤液和粪便残渣料；
步骤二，将过滤液送入电化学氧化装置2中，以降低过滤液的COD，电解时，电解电流为5-15±0.5A，电解电压为5-20±0.5V，电解时间为30-90min；
步骤三，经电解氧化的过滤液进入臭氧催化氧化装置3中，以进一步将过滤液的COD浓度氧化至10mg/L以下；
步骤四，经臭氧催化的过滤液进入脱氮除磷填料塔4中处理6-20h，以将过滤液的总氮和总磷浓度分别降低至3mg/L及0.5mg/L以下，最后获得的出水经消毒后排放。
其中，步骤一中，养殖尾水采用膜过滤器1进行过滤，利用固液分离膜将养殖尾水中的不溶物过滤去除干净，使过滤液中的悬浮物浓度小于30mg/L；具体的，膜过滤器中的滤膜为孔径小于0.45um的微孔滤膜。
步骤二中，电化学氧化装置2包括形成有电解腔211的壳体21和间隔设置在电解腔211中的多个电解单元，壳体21包括形成在其侧面靠近底部的进水口212和形成在其侧面靠近顶部的排水口213；电解单元包括间隔设置的阴极板22与阳极板23和设置在阴极板22与阳极板23之间的活性炭三维电子电极颗粒24；具体的，阳极板23为掺硼金刚石片，阴极板24为不锈钢片或钛片；进一步的，每个电解单元的间隔距离为0.5-3cm。
步骤三中，臭氧催化氧化装置3包括臭氧氧化塔31、设置在臭氧氧化塔31底部的进气口32、形成在臭氧氧化塔31侧面靠近顶部的出水口33、填充在臭氧氧化塔31中的催化剂34、设置臭氧氧化塔31中与进气口32连接位于催化剂34下方的曝气管35、设置在曝气管35上的多个微孔曝气头36、与进气口32连接的臭氧发生器37和与臭氧氧化塔31顶部连接的臭氧回收器38；具体的，臭氧回收器38包括盛装有臭氧吸收液的回收罐381和连接在回收罐381与臭氧氧化塔31之间的回收管382；进一步的，催化剂34的装填高度为臭氧氧化塔31高度的5％-10％，且催化剂为纳米四氧化三钴、三氧化二铁、氧化锌中的一种或多种。
步骤四中，脱氮除磷填料塔4包括塔体41、上下间隔设置在塔体41中的气液分离区42与填料区43、填充在填料区43的脱氮除磷填料44、设置在脱氮除磷填料44中的微孔曝气管和设置在气液分离区42的三相分离器45；具体的，脱氮除磷填料44由硫铁矿、硅藻土、石灰石和火山岩混合物按质量比2-3:1-2:1-2:5的比例组成；进一步的，填料区43的高度为塔体41高度的70％-80％。
实施例1
以凡纳滨对虾养殖尾水为处理对象，养殖尾水中，尾水中COD为1089mg/L，总氮和总磷含量分别为203mg/L和4.3mg/L，悬浮物含量106mg/L，pH为7.6。
其处理工艺，包括以下步骤：
步骤一，将养殖尾水以0.5m3/h的流速进入经膜过滤器进行过滤，以得到过滤液和粪便残渣料，过滤液中悬浮物含量将至25mg/L；
步骤二，将过滤液送入电化学氧化装置中，以降低过滤液的COD，电解时，采用恒流电解的方式，电解电流为5±0.5A，电解电压为5V，电解时间为90min，将电解氧化处理后，出水COD降低至85mg/L以下，总氮和总磷浓度分别为198mg/L、3.8mg/L，pH为6.9；
步骤三，经电解氧化的过滤液进入臭氧催化氧化装置中，臭氧催化氧化时间为45min，以进一步将过滤液的COD浓度氧化至10mg/L以下，出水中臭氧浓度维持在15mg/L，反应结束后用5％的氢氧化钠将pH调节至8.5；
步骤四，经臭氧催化的过滤液进入脱氮除磷填料塔中处理8h，以将过滤液的总氮和总磷浓度分别降低至1.8mg/L及0.3mg/L，达到排放和回用标准，最后获得的出水经消毒后排放。
其中，步骤三中，催化剂为纳米四氧化三钴；步骤四中，脱氮除磷填料由硫铁矿、硅藻土、石灰石和火山岩混合物按质量比2:1:2:5的比例组成；且填料区的高度为塔体高度的80％。
实施例2
以凡纳滨对虾养殖尾水为处理对象，养殖尾水中，尾水中COD为889mg/L，总氮和总磷含量分别为178mg/L和5.6mg/L，悬浮物含量125mg/L，pH为8.0。
其处理工艺，包括以下步骤：
步骤一，将养殖尾水以0.5m3/h的流速进入经膜过滤器进行过滤，以得到过滤液和粪便残渣料，过滤液中悬浮物含量将至20mg/L；
步骤二，将过滤液送入电化学氧化装置中，以降低过滤液的COD，电解时，采用恒流电解的方式，电解电流为10±0.5A，电解电压为8V，电解时间为60min，将电解氧化处理后，出水COD降低至75mg/L以下，总氮和总磷浓度分别为129mg/L、5.2mg/L，pH为7.1；
步骤三，经电解氧化的过滤液进入臭氧催化氧化装置中，臭氧催化氧化时间为60min，以进一步将过滤液的COD浓度氧化至10mg/L以下，出水中臭氧浓度维持在15mg/L，反应结束后用5％的氢氧化钠将pH调节至8.5；
步骤四，经臭氧催化的过滤液进入脱氮除磷填料塔中处理6h，以将过滤液的总氮和总磷浓度分别降低至2.3mg/L及0.4mg/L，达到排放和回用标准，最后获得的出水经消毒后排放。
其中，步骤三中，催化剂为三氧化二铁与氧化锌按质量比1:1的比例组成；步骤四中，脱氮除磷填料由硫铁矿、硅藻土、石灰石和火山岩混合物按质量比3:1:2:5的比例组成；且填料区的高度为塔体高度的80％。
实施例3
以凡纳滨对虾养殖尾水为处理对象，养殖尾水中，尾水中COD为2081mg/L，总氮和总磷含量分别为312mg/L和6.2mg/L，悬浮物含量402mg/L，pH为7.8。
其处理工艺，包括以下步骤：
步骤一，将养殖尾水以0.5m3/h的流速进入经膜过滤器进行过滤，以得到过滤液和粪便残渣料，过滤液中悬浮物含量将至29mg/L；
步骤二，将过滤液送入电化学氧化装置中，以降低过滤液的COD，电解时，采用恒流电解的方式，电解电流为15±0.5A，电解电压为11V，电解时间为30min，将电解氧化处理后，出水COD降低至53mg/L以下，总氮和总磷浓度分别为225mg/L、3.2mg/L，pH为6.8；
步骤三，经电解氧化的过滤液进入臭氧催化氧化装置中，臭氧催化氧化时间为30min，以进一步将过滤液的COD浓度氧化至10mg/L以下，出水中臭氧浓度维持在20mg/L，反应结束后用5％的氢氧化钠将pH调节至8.5；
步骤四，经臭氧催化的过滤液进入脱氮除磷填料塔中处理20h，以将过滤液的总氮和总磷浓度分别降低至2.6mg/L及0.5mg/L，达到排放和回用标准，最后获得的出水经消毒后排放。
其中，步骤三中，催化剂为氧化锌；步骤四中，脱氮除磷填料由硫铁矿、硅藻土、石灰石和火山岩混合物按质量比2:2:1:5的比例组成；且填料区的高度为塔体高度的80％。
本申请的处理工艺，工艺路线短，未使用生化处理工艺，占地面积小，集约化程度高，复合目前养殖场的养殖尾水治理的实际需求；且在处理过程中，无需使用任何化学絮凝剂等化学药剂，运行成本低，污泥产量小；同时COD去除率可达90％以上，处理过程中将养殖尾水中的氮磷营养盐同步去除，降低受纳水体富营养化的风险。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (10)
1.一种凡纳滨对虾养殖尾水的处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，将养殖尾水进行过滤，以得到过滤液和粪便残渣料；
步骤二，将过滤液送入电化学氧化装置中，以降低过滤液的COD；
步骤三，经电解氧化的过滤液进入臭氧催化氧化装置中，以进一步将过滤液的COD浓度氧化至10mg/L以下；
步骤四，经臭氧催化的过滤液进入脱氮除磷填料塔中进行处理，以将过滤液的总氮和总磷浓度分别降低至3mg/L及0.5mg/L以下，最后获得的出水经消毒后排放；
所述臭氧催化氧化装置包括臭氧氧化塔、设置在臭氧氧化塔底部的进气口、填充在臭氧氧化塔中的催化剂、设置臭氧氧化塔中与进气口连接位于催化剂下方的曝气管和设置在曝气管上的多个微孔曝气头，催化剂为纳米四氧化三钴、三氧化二铁、氧化锌中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种凡纳滨对虾养殖尾水的处理工艺，其特征在于：所述脱氮除磷填料塔包括塔体、上下间隔设置在塔体中的气液分离区与填料区、填充在填料区的脱氮除磷填料、设置在脱氮除磷填料中的微孔曝气管和设置在气液分离区的三相分离器。
3.根据权利要求2所述的一种凡纳滨对虾养殖尾水的处理工艺，其特征在于：所述脱氮除磷填料由硫铁矿、硅藻土、石灰石和火山岩混合物按质量比2-3:1-2:1-2:5的比例组成。
4.根据权利要求3所述的一种凡纳滨对虾养殖尾水的处理工艺，其特征在于：所述填料区的高度为塔体高度的70％-80％。
5.根据权利要求1所述的一种凡纳滨对虾养殖尾水的处理工艺，其特征在于：步骤二中，电解电流为5-15±0.5A，电解电压为5-20±0.5V，电解时间为30-90min。
6.根据权利要求1所述的一种凡纳滨对虾养殖尾水的处理工艺，其特征在于：所述电化学氧化装置包括形成有电解腔的壳体和间隔设置在电解腔中的多个电解单元，壳体包括形成在其侧面靠近底部的进水口和形成在其侧面靠近顶部的排水口；电解单元包括间隔设置的阴极板与阳极板和设置在阴极板与阳极板之间的活性炭三维电子电极颗粒。
7.根据权利要求6所述的一种凡纳滨对虾养殖尾水的处理工艺，其特征在于：所述阳极板为掺硼金刚石片，阴极板为不锈钢片或钛片。
8.根据权利要求1所述的一种凡纳滨对虾养殖尾水的处理工艺，其特征在于：所述催化剂的装填高度为塔体高度的5％-10％。
9.根据权利要求1所述的一种凡纳滨对虾养殖尾水的处理工艺，其特征在于：步骤四中，过滤液在脱氮除磷填料塔中的处理时间为6-20h。
10.根据权利要求1所述的一种凡纳滨对虾养殖尾水的处理工艺，其特征在于：所述臭氧氧化塔包括形成在其侧面靠近顶部的出水口，所述臭氧催化氧化装置还包括与进气口连接的臭氧发生器和与臭氧氧化塔顶部连接的臭氧回收器，臭氧回收器包括盛装有臭氧吸收液的回收罐和连接在回收罐与臭氧氧化塔之间的回收管。
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