CN117401823B - 一种高浊度的海水养殖浓水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高浊度的海水养殖浓水的处理方法，包括以下步骤：S1：收集海水养殖废水进行蛋白质分离之后产生的浓水，该浓水输入生化调节池，生化调节池内具有活性污泥，吸附浓水的固体污染物，并进行生化降解；S2：生化调节池的出水输入反硝化沉淀池，反硝化沉淀池内设有缺氧微生物载体，浓水进行反硝化处理，同时进行泥水分离；S3：反硝化沉淀池的出水输入厌氧池，进行厌氧水解反应和聚磷菌释磷反应；S4：厌氧池的出水输入缺氧池，再次进行反硝化反应；S5：缺氧池的出水输入好氧池，进行硝化反应；S6：好氧池的出水输入MBR膜池，进行过滤，过滤后得到产水。
Description
技术领域
本发明属于海水养殖尾水处理技术领域，具体涉及一种高浊度的海水养殖浓水的处理方法。
背景技术
随着养殖技术和产业的发展，淡水养殖水产品逐渐不能满足人们日益增长的多元化需求，近海的海水养殖已经发展起来，满足人们对水产品和海产品的需求。海水养殖会产生海水养殖废水，其水质与海水不同，含有较多有机和无机污染物，需要处理后，再排回海洋或者作为循环水再次进行海水养殖。
目前，海水养殖废水一般先进行蛋白质分离，分离废水中的固体污染物，然后，再进行生化处理。蛋白质分离产生的浓水积累后，也是废水，需要处理，而且这种废水的浊度很高，SS在1000-4000mg/L，鱼池清洗时期，该浓水的SS甚至达到30000mg/L。海水养殖废水通过蛋白质分离器后，产生的浓水的SS主要是鱼类粪便和残余饲料等有机成分，还有很多微气泡附着在SS上，且浓水含有较高的盐度和浮力，导致SS沉降性较差。80%以上的SS粒径大于20微米，采用常规微滤方式难以达到过滤要求，且较高的SS浓度也很难采用微滤的形式过滤，容易造成堵塞。因此，这种尾水浓水的处理难度较大，目前主要是用循环水进行稀释，达标后排放，比较浪费循环水。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种高浊度的海水养殖浓水的处理方法，包括以下步骤：
S1：收集海水养殖废水进行蛋白质分离之后产生的浓水，该浓水输入生化调节池，生化调节池内具有活性污泥，吸附浓水的固体污染物，并进行生化降解；
S2：生化调节池的出水输入反硝化沉淀池，反硝化沉淀池内设有缺氧微生物载体，浓水进行反硝化处理，同时进行泥水分离；
S3：反硝化沉淀池的出水输入厌氧池，进行厌氧水解反应和聚磷菌释磷反应；
S4：厌氧池的出水输入缺氧池，再次进行反硝化反应；
S5：缺氧池的出水输入好氧池，进行硝化反应；
S6：好氧池的出水输入MBR膜池，进行过滤，过滤后得到产水。
可选的，步骤S1中，所述生化调节池的底部设有均匀布设的曝气管，并连接池外的曝气装置，为生化调节池进行微曝气，使得池内的溶解氧为0.5-1mg/L；
生化调节池内的活性污泥负载耐盐微生物菌群，污泥浓度为2000-2500mg/L。
本发明的生化调节池为微曝气调节池，以整个调节池为反应池，池内具有混合菌种，以好氧菌为主，利用活性污泥和耐盐菌群的胞外聚合物的吸附作用，将进水浓水的SS吸附到活性污泥体系内，还能通过好氧菌对所吸附的污染物进行部分降解并利用硝化细菌进行部分硝化。SS与活性污泥絮凝结合到一起后，污泥整体重量增加，生化调节池的出水中携带的污泥重量比单纯的SS重量大，改善了SS沉降性能差的情况，为后续步骤S2的有效沉淀创造良好条件。步骤S3-S5的厌氧、缺氧、好氧处理，是针对浊度降低后的污水进行的常规生化处理。
本发明在传统的AA/O工艺的基础上，开发了针对性的O-A-A-A-O工艺，利用生化调节池和反硝化沉淀池，解决了浓水中SS很高的问题，并具有生化功能，减轻了后续AA/O工段的处理负荷。
由于进水浓水的浊度很高，生化调节池内的活性污泥为絮状，污泥吸附SS之后重量增加，池内为微曝气，池底的曝气管有污堵的风险，同时也为了促进池内活性污泥与污染物的充分接触，提出了以下曝气搅拌装置。
可选的，所述生化调节池内设有曝气搅拌装置，曝气搅拌装置的搅拌轴底部穿过生化调节池的底面，连接池体下方的电机；搅拌轴的下部设有搅拌部，搅拌部包括若干个曝气搅拌桨，曝气搅拌桨沿着搅拌轴的长度方向和周向均匀分布，每个曝气搅拌桨是中空的且侧面设有若干曝气孔；搅拌部处于曝气管的上方；
搅拌轴是中空的，并与曝气搅拌桨的内部连通；搅拌轴的底端封闭、顶端开口，且顶部穿出生化调节池，延伸至外部，用于连接输气管。
进一步可选的，所述输气管的出气端转动连接搅拌轴的顶端，用于为曝气搅拌桨供气；输气管的外侧套设转动套，转动套为圆环形，转动套的外侧面设有向转动套内部凹陷的凹槽，凹槽内均匀设置若干个滚珠；
转动套插入搅拌轴顶端的开口，实现输气管与搅拌轴的连接，所述滚珠滚动接触搅拌轴的内壁面，使得搅拌轴在转动的同时，也能稳定连接输气管。
本发明的搅拌部处于曝气管上方，搅动时能避免污泥或固体杂质沉降，避免底部的曝气管堵塞。所有曝气搅拌桨的曝气孔设在同一侧，且均设在迎水面的相反一侧，例如，曝气搅拌桨转动时一直保持顺时针方向转动，则曝气孔均设在逆时针一侧，避免曝气孔迎水而被堵塞。曝气管和搅拌部的曝气量根据生化调节池的需氧量而调节。
由于浓水的SS很大，再加上活性污泥，使得曝气管不能保证对整个生化调节池的均匀曝气，配合所述搅拌部，补充曝气和搅拌，提供转动气流气泡，有利于氧气快速向上移动，进而使得生化调节池的供气较为均匀，搅拌作用也促进浓水水质的混合均匀。本发明通过在输气管上加装所述转动套，实现搅拌轴转动的同时不影响输气管，输气管依然能够稳定的连接外部的供气装置，供气装置也为曝气管供气。
可选的，所述反硝化沉淀池由上至下设有溢流堰、分离区和泥斗，分离区内设有至少一层载体分离层，每个载体分离层包括若干个并排排列的倾斜的缺氧生物载体，若干个缺氧生物载体相互平行；分离区下部的反硝化沉淀池的侧壁上设有进水口，将生化调节池处理后的水体输入反硝化沉淀池；
泥斗底部连接污泥回流管，将部分污泥回流至生化调节池。
进一步可选的，所述缺氧生物载体为板状，倾斜向上的一侧为光滑平直面，用于泥水分离，倾斜向下的一侧为载体面，用于生化处理水体；
所述载体面上均匀设置若干个六边形格间，各个格间彼此相邻且共用相邻的侧壁，使得载体面形成蜂窝状。
进一步可选的，每个格间的内部中空，外部以自身的六边形侧壁划分自身的范围，格间以网板分隔为上下两层，网板平行于载体面，且网板边缘连接在格间侧壁的中部，网板覆盖格间的横截面积，允许污水进出格间的上下层；侧壁、网板和载体面负载缺氧微生物；
格间的侧壁为实体板材，侧壁连接载体面的一端为根部，远离载体面的一端开口，允许分离区的污水进入格间。
进一步可选的，所述格间的侧壁的根部设有镂空的长条空隙，使得格间上层的污水通过长条空隙在不同格间之间穿行。
进一步可选的，左右相邻的两个缺氧生物载体之间均匀设有若干条载体链，载体链的一端连接一侧缺氧生物载体的载体面，另一端连接另一侧缺氧生物载体的光滑平直面；
载体链为若干个塑料环首尾环环相扣而成，缺氧微生物附着在塑料环表面，对流经两个缺氧生物载体之间的污水进行反硝化处理。
可选的，步骤S5中，好氧池设有回流管，回流管连接缺氧池，将好氧池内的硝化液和污泥回流至缺氧池。
附图说明
图1为实施例1的生化调节池的结构示意图；
图2为转动套的示意图；
图3为实施例1的反硝化沉淀池的结构示意图；
图4为载体面的示意图；
图5为格间的一个侧壁的示意图。
附图中，1-曝气搅拌装置，2-搅拌轴，3-曝气搅拌桨，4-曝气孔，5-输气管，6-转动套，7-凹槽，8-滚珠，9-溢流堰，10-泥斗，11-载体分离层，12-缺氧生物载体，13-光滑平直面，14-载体面，15-格间，16-网板，17-长条空隙，18-载体链。
具体实施方式
以下实施例和对比例处理的海水养殖尾水为经过蛋白质分离器之后的浓水，该浓水的水质为：SS为3500-4000mg/L，COD为800-1000mg/L，氨氮20-40mg/L，总氮100-350mg/L，总磷40-80mg/L。
实施例1
本实施例提供的所述高浊度的海水养殖浓水的处理方法，包括以下步骤：
S1：收集海水养殖废水进行蛋白质分离之后产生的浓水，该浓水输入生化调节池，生化调节池内具有活性污泥，吸附浓水的固体污染物，并进行生化降解；
S2：生化调节池的出水输入反硝化沉淀池，反硝化沉淀池内设有缺氧微生物载体，浓水进行反硝化处理，同时进行泥水分离；
S3：反硝化沉淀池的出水输入厌氧池，进行厌氧水解反应和聚磷菌释磷反应；
S4：厌氧池的出水输入缺氧池，再次进行反硝化反应；
S5：缺氧池的出水输入好氧池，进行硝化反应；
S6：好氧池的出水输入MBR膜池，进行过滤，过滤后得到产水。
步骤S1中，所述生化调节池的底部设有均匀布设的曝气管，并连接池外的曝气装置，为生化调节池进行微曝气，使得池内的溶解氧为0.5-1mg/L；
生化调节池内的活性污泥负载耐盐微生物菌群，污泥浓度为2000-2500mg/L。
如图1-2所示，所述生化调节池内设有曝气搅拌装置1，曝气搅拌装置1的搅拌轴2底部穿过生化调节池的底面，连接池体下方的电机；搅拌轴2的下部设有搅拌部，搅拌部包括八个曝气搅拌桨3，曝气搅拌桨3沿着搅拌轴2的长度方向和周向均匀分布，每个曝气搅拌桨3是中空的且侧面设有若干曝气孔4；搅拌部处于曝气管的上方；
搅拌轴2是中空的，并与曝气搅拌桨3的内部连通；搅拌轴2的底端封闭、顶端开口，且顶部穿出生化调节池，延伸至外部，用于连接输气管5。
所述输气管5的出气端转动连接搅拌轴2的顶端，用于为曝气搅拌桨3供气；输气管5的外侧套设转动套6，转动套6为圆环形，转动套6的外侧面设有向转动套6内部凹陷的凹槽7，凹槽7内均匀设置十个滚珠8；
转动套6插入搅拌轴2顶端的开口，实现输气管5与搅拌轴2的连接，所述滚珠8滚动接触搅拌轴2的内壁面，使得搅拌轴2在转动的同时，也能稳定连接输气管5。
搅拌轴内部且处于转动套下方设有限位部，即搅拌轴内壁凸出一圈，防止转动套掉落至搅拌轴内部。搅拌部下方的搅拌轴内部为实心的，使得搅拌轴有足够的强度连接电机。
所有曝气搅拌桨3的曝气孔4设在同一侧，且均设在迎水面的相反一侧，曝气搅拌桨3转动时一直保持顺时针方向转动，则曝气孔4均设在逆时针一侧，避免曝气孔4迎水而被堵塞。
如图3-5所示，所述反硝化沉淀池由上至下设有溢流堰9、分离区和泥斗10，分离区内设有一层载体分离层11，每个载体分离层11包括六个并排排列的倾斜的缺氧生物载体12，六个缺氧生物载体12相互平行；分离区下部的反硝化沉淀池的侧壁上设有进水口，将生化调节池处理后的水体输入反硝化沉淀池；
泥斗10底部连接污泥回流管，将部分污泥回流至生化调节池。
所述缺氧生物载体12为板状，倾斜向上的一侧为光滑平直面13，用于泥水分离，倾斜向下的一侧为载体面14，用于生化处理水体；
所述载体面14上均匀设置若干个六边形格间15，各个格间15彼此相邻且共用相邻的侧壁，使得载体面14形成蜂窝状。
每个格间15的内部中空，外部以自身的六边形侧壁划分自身的范围，格间15以网板16分隔为上下两层，网板16平行于载体面14，且网板16边缘连接在格间15侧壁的中部，网板16覆盖格间15的横截面积，允许污水进出格间15的上下层；侧壁、网板16和载体面14负载缺氧微生物；
格间15的侧壁为实体板材，侧壁连接载体面14的一端为根部，远离载体面14的一端开口，允许分离区的污水进入格间15。
格间15侧壁的根部设有镂空的长条空隙17，使得格间15上层的污水通过长条空隙17在不同格间15之间穿行。
使用时，生化调节池的出水进入分离区下部，向上流动，经过载体分离层11，进行缺氧生化处理和泥水分离。缺氧生物载体12为倾斜的，倾斜角度为10-50°，缺氧生物载体12的光滑平直面13倾斜向上，发挥分离污泥的作用。缺氧生物载体12的载体面14倾斜向下，与向上流动的污水相接触，载体面14的蜂窝状格间15上负载缺氧微生物，对污水进行反硝化处理。所述载体面14为迎水面，靠近侧壁根部的为上层，靠近侧壁开口的为下层，污水先从格间15的底部开口进入格间15的下层，再通过网板16的网孔进入上层，与微生物充分接触；然后，从侧壁根部的长条空隙17串流至相邻格间15内，避免污水返回并从侧壁开口流出，而是沿着载体面14向上、同时也是在各个格间15之间穿行流动。
左右相邻的两个缺氧生物载体12之间均匀设有三条载体链18，载体链18的一端连接一侧缺氧生物载体12的载体面14，另一端连接另一侧缺氧生物载体12的光滑平直面13；
载体链18为若干个塑料环首尾环环相扣而成，缺氧微生物附着在塑料环表面，对流经两个缺氧生物载体12之间的污水进行反硝化处理。
所述分离区处理完之后的水体经溢流堰9流出，再输送至厌氧池，继续处理。分离区分离落下的污泥经泥斗10底部排出，部分污泥可以作为吸附SS的载体，返回生化调节池；另一部分污泥外排，可以作为肥料的原料。
步骤S5中，好氧池设有回流管，回流管连接缺氧池，将好氧池内的硝化液和污泥回流至缺氧池。
步骤S6中，MBR膜池过滤后的产水还可以进行消毒，以达到海水养殖循环水的使用要求。
经前端O-A端的水质均化和生化预处理，保障了进水水质的稳定，进水指标为：COD50mg/L左右；氨氮20mg/L左右，总磷8mg/L左右，总氮40mg/L左右。
步骤S3-S5中，厌氧、缺氧、好氧的总停留时间为24h，其中厌氧池3h，缺氧池6h，好氧池15h。溶解氧控制为：厌氧池0.2mg/L以下，缺氧池0.2-0.5mg/L之间，好氧池2-5mg/L之间。各池体均投加悬挂式接触氧化填料，以纯生物膜法运行。
步骤S6中，水体经MBR膜池过滤，最终出水水质达到SS≤40mg/L，COD≤20mg/L，总氮≤6mg/L，总磷≤1.5mg/L。
对比例1
本对比例提供的所述高浊度的海水养殖浓水的处理方法，与实施例1相同，区别在于，不具有步骤S1，也不具有生化调节池，步骤S2中，收集海水养殖废水进行蛋白质分离之后产生的浓水，该浓水直接输入反硝化沉淀池进行处理。
对比例2
本对比例提供的所述高浊度的海水养殖浓水的处理方法，与实施例1相同，区别在于，不具有步骤S1和S2，也不具有生化调节池和反硝化沉淀池，步骤S3中，收集海水养殖废水进行蛋白质分离之后产生的浓水，该浓水直接输入厌氧池进行处理。
实施例2
本实施例提供的所述高浊度的海水养殖浓水的处理方法，与实施例1相同，区别在于，生化调节池不设置所述曝气搅拌装置，只利用曝气管进行曝气。
实施例3
本实施例提供的所述高浊度的海水养殖浓水的处理方法，与实施例1相同，区别在于，反硝化沉淀池内不设置载体分离层。
表1 实施例和对比例的SS去除效果比较
。
由上表可知，本发明所述的高浊度的海水养殖浓水的处理方法，针对SS较高的浓水，在传统的AAO工艺前端增设OA工艺处理，生化调节池内利用活性污泥能吸附处理浓水中的大量固体杂质，增加污泥重量，改善污泥的沉降性能，有利于反硝化沉淀池的污泥沉降，得到产水的SS大大降低。
Claims (5)
1.一种高浊度的海水养殖浓水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：收集海水养殖废水进行蛋白质分离之后产生的浓水，该浓水输入生化调节池，生化调节池内具有活性污泥，吸附浓水的固体污染物，并进行生化降解；
S2：生化调节池的出水输入反硝化沉淀池，反硝化沉淀池内设有缺氧微生物载体，浓水进行反硝化处理，同时进行泥水分离；
S3：反硝化沉淀池的出水输入厌氧池，进行厌氧水解反应和聚磷菌释磷反应；
S4：厌氧池的出水输入缺氧池，再次进行反硝化反应；
S5：缺氧池的出水输入好氧池，进行硝化反应；
S6：好氧池的出水输入MBR膜池，进行过滤，过滤后得到产水；
所述反硝化沉淀池由上至下设有溢流堰、分离区和泥斗，分离区内设有至少一层载体分离层，每个载体分离层包括若干个并排排列的倾斜的缺氧生物载体，若干个缺氧生物载体相互平行；分离区下部的反硝化沉淀池的侧壁上设有进水口，将生化调节池处理后的水体输入反硝化沉淀池；
泥斗底部连接污泥回流管，将部分污泥回流至生化调节池；
所述缺氧生物载体为板状，倾斜向上的一侧为光滑平直面，用于泥水分离，倾斜向下的一侧为载体面，用于生化处理水体；
所述载体面上均匀设置若干个六边形格间，各个格间彼此相邻且共用相邻的侧壁，使得载体面形成蜂窝状；
每个格间的内部中空，外部以自身的六边形侧壁划分自身的范围，格间以网板分隔为上下两层，网板平行于载体面，且网板边缘连接在格间侧壁的中部，网板覆盖格间的横截面积，允许污水进出格间的上下层；侧壁、网板和载体面负载缺氧微生物；
格间的侧壁为实体板材，侧壁连接载体面的一端为根部，远离载体面的一端开口，允许分离区的污水进入格间；
所述格间的侧壁的根部设有镂空的长条空隙，使得格间上层的污水通过长条空隙在不同格间之间穿行；
左右相邻的两个缺氧生物载体之间均匀设有若干条载体链，载体链的一端连接一侧缺氧生物载体的载体面，另一端连接另一侧缺氧生物载体的光滑平直面；
载体链为若干个塑料环首尾环环相扣而成，缺氧微生物附着在塑料环表面，对流经两个缺氧生物载体之间的污水进行反硝化处理。
2.根据权利要求1所述的高浊度的海水养殖浓水的处理方法，其特征在于，步骤S1中，所述生化调节池的底部设有均匀布设的曝气管，并连接池外的曝气装置，为生化调节池进行微曝气，使得池内的溶解氧为0.5-1mg/L；
生化调节池内的活性污泥负载耐盐微生物菌群，污泥浓度为2000-2500mg/L。
3.根据权利要求1所述的高浊度的海水养殖浓水的处理方法，其特征在于，所述生化调节池内设有曝气搅拌装置，曝气搅拌装置的搅拌轴底部穿过生化调节池的底面，连接池体下方的电机；搅拌轴的下部设有搅拌部，搅拌部包括若干个曝气搅拌桨，曝气搅拌桨沿着搅拌轴的长度方向和周向均匀分布，每个曝气搅拌桨是中空的且侧面设有若干曝气孔；搅拌部处于曝气管的上方；
搅拌轴是中空的，并与曝气搅拌桨的内部连通；搅拌轴的底端封闭、顶端开口，且顶部穿出生化调节池，延伸至外部，用于连接输气管。
4.根据权利要求3所述的高浊度的海水养殖浓水的处理方法，其特征在于，所述输气管的出气端转动连接搅拌轴的顶端，用于为曝气搅拌桨供气；输气管的外侧套设转动套，转动套为圆环形，转动套的外侧面设有向转动套内部凹陷的凹槽，凹槽内均匀设置若干个滚珠；
转动套插入搅拌轴顶端的开口，实现输气管与搅拌轴的连接，所述滚珠滚动接触搅拌轴的内壁面，使得搅拌轴在转动的同时，也能稳定连接输气管。
5.根据权利要求1所述的高浊度的海水养殖浓水的处理方法，其特征在于，步骤S5中，好氧池设有回流管，回流管连接缺氧池，将好氧池内的硝化液和污泥回流至缺氧池。
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