CN207998533U

CN207998533U - 移动式一体化养殖场粪污废水处理装置

Info

Publication number: CN207998533U
Application number: CN201820112617.6U
Authority: CN
Inventors: 周立祥; 李浙英
Original assignee: Nanjing Beike Environment Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing Beike Environment Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2018-10-23
Anticipated expiration: 2028-01-23

Abstract

本实用新型公开了一种移动式一体化养殖场粪污废水处理装置，属于环境工程技术领域。它包括微生物处理系统、除渣系统及吸附系统，各系统之间由管道和阀门连接。本实用新型整个装置可安置于一个集装箱内，配合车辆达到移动式处理的效果。养殖场粪污废水经过本装置处理后，出水水质可达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596‑2001)，可用于养殖场冲洗水或农田灌溉水源。本实用新型针对小规模养殖场粪污废水处理而提出，结构简单而紧凑，操作简单，可灵活适用于多个小规模养殖场，有效降低粪污处理成本。

Description

移动式一体化养殖场粪污废水处理装置

技术领域

本实用新型属于环境工程技术领域，更具体地说，涉及一种移动式一体化养殖场粪污废水处理装置

背景技术

随着经济的发展与人们生活水平的提高，对畜牧产品的需求不断加大，规模化养殖逐渐增加，但养殖业作为我国传统农业，小规模、散户养殖仍占到相当大的比例以对湖南省养猪业的调查，小规模猪场(年出栏500头以下)占到90％以上。

小规模养殖场的清粪方式多数采用人工清粪方式(干清粪)，粪便清扫后积存或外运还田，废水(尿液、饮水滴漏、及清扫后少量冲洗水等)则进入化粪池，并经初步沉淀后外排。以猪场为例，1头猪(育肥猪)日产生废水约8kg(年出栏500头猪，存栏约250头)的猪场，日产生废水不足2t。然而，这些废水是混有粪渣和残余饲料渣的尿液及饮水时少量滴漏水的混合液，污染物浓度非常高，若不进行有效的处理，直接排入环境中，使得水体变黑发臭，长时间渗入地下，严重污染周边环境及地下水，威胁附近居民的身体健康。

目前，投入固定式的环保设施来处理粪污废水，前期土建、设施等费用至少上百万，且加上后续的环保运行费用，对于小规模养殖场主来说无疑是一项沉重的经济负担。由于小规模养殖场日排放粪污废水量少，投入固定式的环保设施后存在利用率低，单位水量运行成本高的问题。

中国专利申请号201510859704.9，公布号CN 105417778A公开了一种快速处理规模化奶牛场粪污废水的方法，采用生物聚沉氧化工艺，主要由生物絮凝池、沉淀池、集渣池、生物聚沉反应池、固液分离设备、微生物培养池、集水池及生物氧化处理池构成，其特征在于利用特异微生物(克雷伯氏异养菌F1，保存编号：CGMCC No.3032)产生生物絮凝剂，通过吸附桥联作用、电荷中和作用和卷扫作用与奶牛场粪污废水中的SS、COD、氨氮、总磷发生聚合而沉淀，进一步利用固液分离设备进行分离，分离出的粪污沉渣用于生产有机肥，分离出的废水经过进一步生物氧化处理后实现达标排放。该方法对粪污废水的处理做出了一定贡献，但仍然存在两个问题：(1)生物聚沉氧化工艺中采用生物絮凝池、沉淀池、集渣池、生物聚沉反应池处理，设备较多且占地面积较大；(2)经固液分离后的废水还需经过进一步生物氧化处理，即通过集水池和生物氧化处理设施后才能实现达标排放，工艺较为复杂且投资费用高，适用于规模化养殖粪污废水处理，依此方法难以实现将各设备集成形成移动式一体化的粪污废水处理装置。

鉴于小规模养殖场粪污废水浓度高、排放量小、单位水量处理成本高的特点，亟待发明一种移动式一体化的粪污废水处理装置，使黑臭的粪污废水快速变为清澈无臭的排水。采取定期上门为业主服务的模式，一套处理装置辐射区域内所有养殖场粪污废水的处理，提高处理装置利用率，降低投入与运行成本，既解决经济问题，又解决环保问题。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有技术粪污废水处理工艺复杂、处理设备多，难以集成形成移动式一体化装置的问题，本实用新型提供一种移动式一体化养殖场粪污废水处理装置，可针对小规模养殖场粪污废水浓度高、排放量小、单位水量处理成本高的特点，快速实现黑臭粪污废水变为复合排放标准的清澈无臭排水。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种移动式一体化养殖场粪污废水处理装置，由微生物处理系统、除渣系统、吸附系统构成，所述微生物处理系统包括微生物反应器1，所述微生物反应器1设置污水进水口13、菌液进口14、出水口一15和排泥口16，所述出水口一15与所述吸附系统通过管道连接；所述排泥口16和所述除渣系统通过管道连接，所述除渣系统设有出水口二27，所述出水口二 27与所述吸附系统通过管道连接。其中，粪污聚合污泥经除渣系统进料过滤、挤压、洗涤、粪渣泥饼排放的完整工作过程，将粪渣污泥深度处理成含水量在60％以下的粪渣泥饼，粪渣泥饼中含有丰富的营养物质，有机质、N、P等含量明显高于普通污泥泥饼，可回收进行资源化利用；挤压过程中产生的滤液进入吸附系统进行进一步降污染物处理，进一步降低压滤水中的各项污染物负荷，以满足排放要求。

优选地，所述微生物处理系统还包括微生物菌液罐2，所述微生物菌液罐2设有菌液出口20，所述菌液出口20与菌液进口14通过管道连接。

优选地，所述吸附系统为吸附塔26，吸附塔26中填充有磁性活性炭28，磁性活性炭28 可吸附去除滤液中的尿黄素、COD、氨氮等污染物。

优选地，所述微生物反应器1设有曝气器一11，为微生物菌液提供好氧环境，曝气量为 3～8m³/(h·m²)。

优选地，所述微生物反应器1还设有搅拌器12。在搅拌器12作用下两者充分混合，在曝气条件下微生物菌液吸纳粪污废水中N、P、K等营养成分并不断分泌大量生物絮凝剂，通过吸附桥联作用、电荷中和卷扫作用与粪污废水中的SS、COD、氨氮和磷等发生聚合而沉淀，经微生物絮凝作用，粪污废水中的颗粒态污染物发生聚合沉淀并在重力作用下不断堆积在微生物反应器1底部。上清液通过侧上方出水口一15用第一提升泵17打入深度处理系统内，开启泵站22将粪污聚合污泥从微生物反应器底部排泥口16打入生物聚沉粪污专用除渣机23 内。

优选地，所述微生物菌液罐2设有曝气器二18，为微生物菌液提供好氧环境，曝气量为 3～8m³/(h·m²)。

优选地，所述曝气器一11和曝气器二18与空压机3连接。

优选地，所述磁性活性炭28采用化学共沉淀法合成，在活性炭表面负载Fe₃O₄，粒径为 0.1～1mm，所述活性炭为市售产品。

优选地，所述吸附塔26中设有布水器25。经微生物处理系统排出的上清液和除渣滤液分别进入吸附系统的布水器25，形成均质水滴，与吸附塔26内部填充的磁性活性炭接触，通过物理吸附作用去除均质水滴中的尿黄素、COD、氨氮等污染物，经吸附塔26底部排出最终出水。

优选地，所述除渣系统设有泵站22和粪污专用除渣机23。

本实用新型还采用移动式一体化养殖场粪污废水处理装置处理粪污废水的方法，包括以下步骤：

1)微生物处理：将粪污废水和微生物菌液输送到微生物反应器1中使其充分混合并发生絮凝作用；粪污废水和微生物菌液充分混合，在曝气条件下微生物菌液吸纳粪污废水中N、P、K等营养成分并不断分泌大量生物絮凝剂，通过吸附桥联作用、电荷中和卷扫作用与粪污废水中的SS、COD、氨氮和磷等发生聚合而沉淀，粪污废水中的颗粒态污染物发生聚合沉淀并在重力作用下不断堆积在微生物反应器底部；

2)除渣处理：将步骤1)中堆积在微生物反应器1底部的沉淀物输送到除渣系统中过滤、挤压、洗涤，得到粪渣泥饼和滤液；粪渣泥饼的含水量在60％以下，粪渣泥饼中含有丰富的营养物质，有机质、N、P等含量明显高于普通污泥泥饼，可回收进行资源化利用；

3)吸附处理：将步骤1)中产生的上清液和将步骤2)中产生的滤液输送至吸附塔内进行吸附处理后排出。

优选地，步骤1)中所述的输送粪污废水和微生物菌液的流量比为(5～20)：1。

优选地，步骤1)所述的絮凝作用时间为1～4h。

优选地，步骤2)中除渣系统中采用生物聚沉粪污专用除渣机23(专利号：ZL201620075026.7)完成除渣处理。

优选地，步骤3)中填充磁性活性炭，将步骤1)中产生的上清液和将步骤2)中产生的滤液在布水器处被分散成均匀液滴后，与磁性活性炭充分接触，通过物理吸附作用去除均质水滴中的尿黄素、COD、氨氮等污染物，经吸附塔底部排出最终出水。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型针对小规模养殖场粪污废水处理而提出，将传统生物聚沉氧化工艺中的生物絮凝池、沉淀池、集渣池、生物聚沉反应池集成成为微生物处理系统，该系统仅含有微生物菌液罐和微生物反应器两个设备，在同一微生物反应器中可同时进行搅拌、曝气、絮凝、陈定等工序，避免了多道工序的复杂性，缩小了设备体积；采用除渣机进一步形成可用作堆肥原料的粪渣泥饼，其滤液以及微生物处理中的上清液再经吸附系统脱色除臭即可得到符合排放标准的出水；该装置具有结构简单、紧凑，可用车载等方式实现移动处理废水，具有操作简单等优点，可灵活适用于多个小规模养殖场，有效降低粪污处理成本。

(2)本实用新型装置增加了吸附系统作为深度处理系统，在吸附塔中填充磁性活性炭，通过物理吸附作用去除均质水滴中的尿黄素、COD、氨氮等污染物，使出水尿黄素、COD、氨氮含量降低，水质清澈无臭，快速高效地将黑臭的粪污废水一步变为清澈无臭排水，出水水质满足《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596-2001)，可用于养殖场冲洗水或农田灌溉水源，实现水资源回用目标。

(3)本实用新型中，整个装置可安置于一个集装箱内，配合车辆达到移动式处理的效果。一套处理装置辐射区域内所有小规模养殖场粪污废水的处理，提高处理装置利用率，降低投入与运行成本，既解决经济问题，又解决环保问题。

(4)通过除渣系统将粪污中的养分资源固定在粪渣泥饼中，经简单堆肥处理即可获得高品位的有机肥，真正实现变废为宝，达到资源化处理的目标。

(5)本实用新型在各设备之间的输送管道中设置提升泵，有效提高废水的输送効率。

附图说明

图1为移动式一体化养殖场粪污废水处理装置示意图；

图中：1、微生物反应器；2、微生物菌液罐；3、空压机；4、污水泵；5、污水管道；6、菌液提升泵；7、菌液管道；8、排水管道；9、空气管道；10、空气管道；11、曝气器一；12、搅拌器；13、进水口；14、菌液进口；15、出水口一；16、排渣口；17、第一提升泵；18、曝气器二；19、菌液入口；20、菌液出口；21、三通接头；22、深度除渣系统泵站；23、除渣机；24、第二提升泵；25、布水器；26、吸附塔；27、出水口二；28、磁性活性炭；29、破碎机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述。

如图1所示，一种移动式一体化养殖场粪污废水处理装置，由微生物处理系统、除渣系统、吸附系统构成，还包括电气系统，为各用电设备供电。各系统之间由管道和阀门连接，其中：微生物处理系统由微生物反应器1、微生物菌液罐2、空压机3、污水泵4、污水管道5、菌液提升泵6、菌液管道7、排水管道8、空气管道9、空气管道10组成。微生物反应器 1内部设有曝气器一11和搅拌器12，上方设有进水口13和菌液进口14，进水口13与污水管道5连接，菌液进口14与菌液管道7连接，侧上方设有出水口一15，底部设有排泥口16。曝气器一11进气口与空气管道9连接，空气管道9另一端与空压机3相连，出水口一15与第一提升泵17相连，排渣口16与除渣系统泵站22连接。

微生物菌液罐2内部存有已繁殖培养好的微生物菌液(克雷伯氏异养菌F1，保存编号： CGMCC No.3032，菌液密度大于10⁸个/mL)，内部设有曝气器二18，上方设有菌液入口19，下方设有菌液出口20，菌液出口20与菌液管道7连接，内部曝气器二18与空气管道10连接，空气管道10另一端与空压机3相连，空压机3通过转接三通接头21分别与空气管道9 和空气管道10相连。

除渣系统由泵站22和生物聚沉粪污专用除渣机23(专利号：ZL 201620075026.7)构成，泵站22进料口与微生物反应器1的排泥口16连接，泵站22出料口与生物聚沉粪污专用除渣机23的进口相连。

吸附系统主要用于处理生物聚沉粪污专用除渣机23除渣后所得滤液，进一步降低压滤水中的各项污染物负荷，以满足排放要求。吸附系统由第二提升泵24、布水器25以及用于脱色除臭的吸附塔26构成。生物聚沉粪污专用除渣机出水口二27与第二提升泵24进水口连接，第一提升泵17和第二提升泵24的出水口分别与布水器25连接，微生物反应器出水和滤液经第一、第二提升泵和布水器25进入吸附塔26，吸附塔26内部填充粒径在0.1～1.0mm的磁性活性炭28，填充高度不小于1000mm。磁性活性炭28可吸附去除滤液中的尿黄素、COD、氨氮等污染物，最终清澈无臭的出水从吸附塔26底部排出。

电气系统采用电控柜，分别连接空压机3、污水泵4、菌液提升泵6、搅拌器12、泵站22、生物聚沉粪污专用除渣机23、第一提升泵17、第二提升泵24。

本实用新型中，整个装置可安置于一个集装箱内，配合车辆达到移动式处理的效果。养殖场粪污废水经过本装置处理后，出水水质可达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)，可用于养殖场冲洗水或农田灌溉水源。

本实用新型的工作过程如下：

如图1所示，本实用新型移动式一体化养殖场粪污废水处理装置日处理畜禽养殖粪污废水10～30t/d，实际处理量与粪污废水浓度有关。装置的主要设计参数如下：

移动式一体化养殖场粪污废水处理装置的整个集装箱尺寸为650*230*230cm(L*W*H)。微生物反应器1采用不锈钢材质，尺寸为100*150cm(D*H)，微生物菌液罐2采用不锈钢材质，尺寸为50*100cm(D*H)，吸附塔26采用有机玻璃材质，尺寸为80*150cm(D*H)，内部填充粒径在0.1～1mm之间的磁性活性炭，填充高度为120cm。装置内部所用水管采用PVC 材质，管径为OD40mm，空气管道采用PP材质，管径为OD10mm。

将上述装置用于处理粪污废水之前，先将粪污废水经初级固液分离，具体为将粪污废水采用旋转筛网螺旋挤压机进行固液分离，以去除粪污废水中大颗粒物质。

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

实施例1

将上述装置用于处理猪场粪污废水之前，经测试一级固液分离后粪污废水理化性质如下：外观黑臭，COD 23000mg/L、SS 20000mg/L、氨氮1200mg/L、总磷280mg/L。

采用本实用新型移动式一体化养殖场粪污废水处理装置处理猪场粪污废水的工作过程如下：

(1)将已扩培繁殖好的微生物菌液(克雷伯氏异养菌F1，保存编号：CGMCCNo.3032，菌液密度大于10⁸个/mL)投入微生物菌液罐2内，开启曝气器二18，并投入少量微生物营养剂(专利申请号：201510859702.X中具体实施例中采用的微生物营养剂，原料配方及按质量百分比为：蔗糖15％、蛋白胨1％、磷酸二氢钾5％、硫酸铵8％、七水合硫酸镁2％、五水硫代硫酸钠6％、硝酸钙3％、硫酸铁15％、氯化钾3％、七水合硫酸亚铁12％、硅藻土(粒径100目)30％)，微生物营养剂投加量为0.2g/L；

(2)微生物处理：将猪场粪污废水用污水泵4打入微生物反应器1，通过菌液提升泵6 将微生物菌液罐2内的菌液打入微生物反应器1，粪污废水与微生物菌液的流量比控制在20： 1，在搅拌器12作用下两者充分混合，经2h微生物絮凝作用，粪污废水中的颗粒态污染物发生聚合沉淀并在重力作用下不断堆积在微生物反应器底部，开启泵站22将粪污聚合污泥从微生物反应器底部排泥口16打入生物聚沉粪污专用除渣机23内；上清液通过侧上方出水口一 15用第一提升泵17打入吸附系统内；

(3)除渣处理：粪污聚合污泥经生物聚沉粪污专用除渣机23进料过滤、挤压、洗涤、粪渣泥饼排放，获得含水量为58％的粪渣泥饼，泥饼经破碎机29破碎成粒径为1～2cm的颗粒，直接用作堆肥原料。

(4)吸附处理：步骤(3)除渣处理挤压过程中产生的滤液及经微生物处理系统排出的上清液分别通过第二提升泵24和第一提升泵17排入深度处理系统布水器25形成均质水滴，与吸附塔26内部填充的磁性活性炭接触，通过物理吸附作用去除均质水滴中的尿黄素、COD、氨氮等污染物，经吸附塔26底部排出最终出水。

经测定最终出水理化性质如下：外观清澈透亮、COD 120mg/L、SS 20mg/L、氨氮35mg/L、总磷3.8mg/L，出水水质达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596-2001)。

实施例2

将上述装置用于处奶牛场粪污废水之前，经测试一级固液分离后粪污废水理化性质如下：外观黑臭，COD 40000mg/L、SS 60000mg/L、氨氮1000mg/L、总磷250mg/L。

(1)将已扩培繁殖好的微生物菌液(克雷伯氏异养菌F1，保存编号：CGMCCNo.3032，菌液密度大于10⁸个/mL)投入微生物菌液罐2内，开启曝气器二18，并投入少量微生物营养剂(专利申请号：201510859702.X中具体实施例中采用的微生物营养剂，原料配方及按质量百分比为：蔗糖15％、蛋白胨1％、磷酸二氢钾5％、硫酸铵8％、七水合硫酸镁2％、五水硫代硫酸钠6％、硝酸钙3％、硫酸铁15％、氯化钾3％、七水合硫酸亚铁12％、硅藻土(粒径100目)30％)，微生物营养剂投加量为1.0g/L；

(2)微生物处理：将奶牛场粪污废水用污水泵4打入微生物反应器1，通过菌液提升泵 6将微生物菌液罐2内的菌液打入微生物反应器1，粪污废水与微生物菌液的流量比控制在5： 1，在搅拌器12作用下两者充分混合，经4h微生物絮凝作用，粪污废水中的颗粒态污染物发生聚合沉淀并在重力作用下不断堆积在微生物反应器底部，开启泵站22将粪污聚合污泥从微生物反应器底部排泥口16打入生物聚沉粪污专用除渣机23内；上清液通过侧上方出水口一 15用第一提升泵17打入吸附系统内；

(3)除渣处理：粪污聚合污泥经生物聚沉粪污专用除渣机23进料过滤、挤压、洗涤、粪渣泥饼排放，获得含水量为60％的粪渣泥饼，泥饼经破碎机29破碎成粒径为1～2cm的颗粒，直接用作堆肥原料。

经测定最终出水理化性质如下：外观清澈透亮、COD 150mg/L、SS120mg/L、氨氮40mg/L、总磷4.8mg/L，出水水质达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596-2001)。

实施例3

将上述装置用于处理猪场粪污废水之前，经测试初级固液分离后粪污废水理化性质如下：外观黑臭，COD 30000mg/L、SS 40000mg/L、氨氮800mg/L、总磷260mg/L。

(1)将已扩培繁殖好的微生物菌液(菌液密度大于10⁸个/ml)投入微生物菌液罐2内，开启曝气器二18，并投入少量微生物营养剂(专利申请号：201510859702.X中具体实施例中采用的微生物营养剂，原料配方及按质量百分比为：蔗糖15％、蛋白胨1％、磷酸二氢钾5 ％、硫酸铵8％、七水合硫酸镁2％、五水硫代硫酸钠6％、硝酸钙3％、硫酸铁15％、氯化钾3％、七水合硫酸亚铁12％、硅藻土(粒径100目)30％)，微生物营养剂投加量为0.5g/L；

(2)微生物处理：将猪场粪污废水用污水泵4打入微生物反应器1，通过菌液提升泵6 将微生物菌液罐2内的菌液打入微生物反应器1，粪污废水与微生物菌液的流量比控制在10： 1，在搅拌器12作用下两者充分混合，经1h微生物絮凝作用，粪污废水中的颗粒态污染物发生聚合沉淀并在重力作用下不断堆积在微生物反应器底部，开启泵站22将粪污聚合污泥从微生物反应器底部排泥口16打入生物聚沉粪污专用除渣机23内；上清液通过侧上方出水口一 15用第一提升泵17打入吸附系统内；

(3)除渣处理：粪污聚合污泥经生物聚沉粪污专用除渣机23进料过滤、挤压、洗涤、粪渣泥饼排放，获得含水量为58.6％的粪渣泥饼，泥饼经破碎机29破碎成粒径为1～2cm的颗粒，直接用作堆肥原料。

经测定最终出水理化性质如下：外观清澈透亮、COD 125mg/L、SS 50mg/L、氨氮28mg/L、总磷3.5mg/L，出水水质达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596-2001)。

粪污废水理化性质测定方法采用国标方法，具体检测方法及数据见下表。

Claims

1.一种移动式一体化养殖场粪污废水处理装置，其特征在于，由微生物处理系统、除渣系统、吸附系统构成，所述微生物处理系统包括微生物反应器(1)，所述微生物反应器(1)设置污水进水口(13)、菌液进口(14)、出水口一(15)和排泥口(16)，所述出水口一(15)与所述吸附系统通过管道连接；所述排泥口(16)和所述除渣系统通过管道连接，所述除渣系统设有出水口二(27)，所述出水口二(27)与所述吸附系统通过管道连接。

2.根据权利要求1所述的一种移动式一体化养殖场粪污废水处理装置，其特征在于，所述微生物处理系统还包括微生物菌液罐(2)，所述微生物菌液罐(2)设有菌液出口(20)，所述菌液出口(20)与菌液进口(14)通过管道连接。

3.根据权利要求2所述的一种移动式一体化养殖场粪污废水处理装置，其特征在于，所述吸附系统为吸附塔(26)，吸附塔(26)中填充有磁性活性炭(28)。

4.根据权利要求3所述的一种移动式一体化养殖场粪污废水处理装置，其特征在于，所述微生物反应器(1)设有曝气器一(11)。

5.根据权利要求4所述的一种移动式一体化养殖场粪污废水处理装置，其特征在于，所述微生物反应器(1)还设有搅拌器(12)。

6.根据权利要求5所述的一种移动式一体化养殖场粪污废水处理装置，其特征在于，所述微生物菌液罐(2)设有曝气器二(18)。

7.根据权利要求6所述的一种移动式一体化养殖场粪污废水处理装置，其特征在于，所述曝气器一(11)和曝气器二(18)与空压机(3)连接。

8.根据权利要求7所述的一种移动式一体化养殖场粪污废水处理装置，其特征在于，所述磁性活性炭(28)的粒径为0.1～1mm。

9.根据权利要求8所述的一种移动式一体化养殖场粪污废水处理装置，其特征在于，所述吸附塔(26)中设有布水器(25)。

10.根据权利要求1～9中任意一项所述的一种移动式一体化养殖场粪污废水处理装置，其特征在于，所述除渣系统设有泵站(22)和粪污专用除渣机(23)。