CN209652078U - 适于养殖废水的高效生化处理罐及高效废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及适于养殖废水的高效生化处理罐及高效废水处理系统。所述处理罐的外筒内设有与外筒同轴的内筒，将外筒内空间分隔为位于所述内筒内的第一空间和位于所述内筒和外筒之间的第二空间，所述第二空间内设有两个周向隔板，将所述第二空间分隔为横截面为扇形的第一扇形空间和第二扇形空间，所述顶板和所述底板上分别设有连通所述第一空间的出气管和进水管，所述外筒上设有连通所述第二扇形空间的出水管，所述底板上设有连通所述第二扇形空间的出泥管。所述处理系统主要由上述处理罐和人工湿地构成，处理罐的出水接入所述人工湿地。本实用新型适应养殖废水的处理要求，减少占地，提高效率，改善效果。

Description

适于养殖废水的高效生化处理罐及高效废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种适于养殖废水的高效生化处理罐，还涉及采用这种生化处理罐的适应于养殖废水的高效废水处理系统，属环境保护技术领域。

背景技术

中国是养殖业大国，随着农业生产机械化的发展，养殖业已趋于规模化和专业化。规模化养殖产生大量养殖废水，由于废水中污染物浓度高，对环境产生巨大压力。依据2010年发布的《第一次全国污染源普查公报》显示，养殖业COD和氨氮排放量占农业源COD和氨氮排放量的95.8%和78.1%，是主要的农业污染源。然而由于养殖废水处理难度高，现有污水处理工艺不完善，导致大量养殖废水直接排放，对水环境造成巨大危害，因此削减养殖废水污染物排放、开发高效的处理技术、提高水资源使用效率已成为发展生态农业当务之急。

养殖废水水质特点复杂，有研究显示，养殖废水水质与规模化养殖的养殖类型、清粪工艺和冲洗方式有关，总体表现为COD浓度高（887-15600 mg/L）、氨氮浓度高（22.1-601mg/L）、悬浮颗粒物SS浓度高、臭味大等特点。

目前，国内养殖废水典型处理工艺主要为混凝-脱氮-好氧生化；水解酸化-厌氧消化-接触氧化-人工湿地；气浮-吹脱-厌氧-好氧-絮凝等。这些工艺各有优势，同时也普遍存在处理成本高，占地大、处理系统不稳定等问题，难以在环保要求不断提高的情形下很好地满足养殖废水的处理要求。

例如，现有厌氧-自然处理工艺和厌氧-好氧处理技术，由于养殖废水有机物浓度高，氨氮浓度高等特点，很难使出水氨氮、COD浓度达标，而养殖废水水量大，冲击负荷大，导致处理系统经常出现运行不稳、处理效率低等现象。另外，这些处理系统还存在占地面积大，工艺流程复杂，需要专业人员进行维护和操作，建设费用高等不足。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的上述技术问题，本实用新型提供了一种适于养殖废水的高效生化处理罐及相应的高效废水处理系统，以适应养殖废水的处理要求，减少占地，提高效率，改善效果。

本实用新型的技术方案是：一种适于养殖废水的高效生化处理罐，包括罐体，所述罐体主要由外筒以及分别密封安装在所述外筒上端和下端的顶板和底板组成，所述外筒内设有与外筒同轴的内筒，所述内筒的上端和下端分别连接所述顶板和底板，所述外筒内的空间由所述内筒分隔为位于所述内筒内的第一空间和位于所述内筒和外筒之间的第二空间，所述第二空间内设有两个周向隔板，将所述第二空间分隔为横截面为扇形的第一扇形空间和第二扇形空间，所述第一扇形空间的上部与所述第一空间的上部连通，所述第一扇形空间的底部与所述第二扇形空间的底部连通，所述顶板和所述底板上分别设有连通所述第一空间的出气管和进水管，所述外筒上设有连通所述第二扇形空间的出水管，所述底板上或所述外筒的下端设有连通所述第二扇形空间的出泥管。

一种适于养殖废水的高效废水处理系统，包括生化处理罐和人工湿地，所述生化处理罐采用本实用新型公开的任意一种适于养殖废水的高效生化处理罐，所述生化处理罐的出水接入所述人工湿地。

本实用新型的有益效果是：由于将厌氧消化、生物接触氧化、沉淀工艺组合形成高效处理罐，有利于充分利用空间，获得更好的净化效果；由于废水先进入生化处理罐的第一空间进行厌氧生化反应，降低污染物浓度，提高第一空间出水的可生化性，然后自动流入第二空间的第一扇形空间，在第一扇形空间通过曝气形成好氧环境，对污水进行好氧生化处理，然后进入第二扇形空间进行污泥沉淀，污泥沉淀后的上清水通过溢流方式经相应的出水管流出，可以通过人工湿地等处理设置进行进一步的处理；由于第一空间采用底部进水，上部出水，有助于保持体形内的污泥浓度，保持厌氧微生物生态的稳定，保持生化强度；由于第一扇形空间从上部进水，底部出水，水流与曝气气流形成逆流，有助于增强体系的混合和传质，有助于提高好氧生化强度；由于第二扇形空间采用底部进水、上部溢流出水，不仅有利于减少整个反应罐的动力消耗，而且有利于污泥沉淀，降低出水中夹带的污泥量，有利于减少或避免因夹带污泥对后续人工湿地等处理设施的负面影响；由于在集约型生化反应罐的后面设置垂直潜流人工湿地，可以实现进一步的净化，达到所需的净化程度，且动力消耗少，基本上不会给环境带来二次污染，还能够与水景观相结合，作为水景观的一部分，以美化环境。

附图说明

图1是高效生化处理罐的构造示意图；

图2是高效生化处理罐的横截面构造示意图；

图3是高效废水处理系统的构造示意图；

图4是人工湿地构造示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

参见图2和图3，本实用新型涉及的适于养殖废水的高效生化处理罐包括罐体，所述罐体主要由外筒21以及分别密封安装在所述外筒上端和下端的顶板24和底板25组成，所述外筒内设有与外筒同轴的内筒22，所述内筒的上端和下端分别连接所述顶板和底板，所述外筒内的空间由所述内筒分隔为位于所述内筒内的第一空间26和位于所述内筒和外筒之间的第二空间，所述第二空间内设有两个周向隔板23，将所述第二空间分隔为横截面为扇形的第一扇形空间27和第二扇形空间28，所述第一扇形空间的上部与所述第一空间的上部连通，所述第一扇形空间的底部与所述第二扇形空间的底部连通，所述顶板和所述底板上分别设有连通所述第一空间的出气管84和进水管81，所述外筒上设有连通所述第二扇形空间的出水管82，所述底板上或所述外筒的下端设有连通所述第二扇形空间的出泥管82。

所述第二扇形空间内优选设有快速沉淀装置32。

所述快速沉淀装置通常应在垂向上位于所述出水管和出泥管之间。

所述快速沉淀装置优选为斜板沉降装置。

所述第一扇形空间内优选设有柔性填料31。

所述第一扇形空间的底部可以设有曝气管道36。

所述曝气管道连接有空气泵35，所述空气泵通常可以位于所述外筒的外面。

所述曝气管道上设有曝气通孔或曝气器，采用微孔曝气。

所述第一扇形空间内的柔性填料优选采用填料固定件进行位置固定。

所述填料固定件可以为上下两端分别与所述顶板和底板固定连接的条形件39，例如塑料绳等柔性条形件，硬质钢丝等非柔性条形件等。

所述填料固定件上下两端与所述顶板和底板的固定连接可以是直接连接，也可以是先连接在框架上，通过相应框架与所述顶板和底板固定连接。

所述第一扇形空间的上部与所述第一空间的上部之间的连通方式可以为所述内筒的上部设有连通第一扇形空间和第一空间的孔洞和/或槽口。

所述第一扇形空间的底部与所述第二扇形空间的底部之间的连通方式可以为所述周向隔板的下端与所述底板之间留有间距或者所述周向隔板的下部设有连通所述第一扇形空间和第二扇形空间的孔洞或槽口。

所述外筒的内侧优选设有环形溢流槽33。

所述环形溢流槽优选以相应部位的所述外筒作为其外壁，所述出水管设在所述环形溢流槽上，由此可以通过溢流出水。

所述内筒的上部优选设有三相分离装置。

所述三相分离装置优选为折流分离装置。

所述折流分离装置可以设有折流板，所述顶板上设有连通所述出气管的集气罩38，用于汇集上升到顶部的气体。经折板产生的扰动、变向、碰撞和离心作用，实现气体、液体和固体的三相分离，液相经内筒上的孔洞和/或槽口流入第一扇形空间，气相汇集在第一空间的顶部，进而得以从出气管流出，固体下沉，由此减少了进入第一扇形空间的污泥和气体。

所述集气罩和所述折流板可以是一体的，由此可以将集气罩视为三相分离装置的一部分。

所述折流板为在介质总体流动方向上弯折的导流板，以使介质流改变方向，弯折或使介质流改变方向的次数可以为一次或多次。

所述折流板优选采用旋转对称结构，以适应于圆筒状的外筒和内筒的旋转对称结构。

所述折板可以为多个，相互配合形成反复变径的环形介质通道37，以增强分离效果。

所述折流板可以包括设置在所述内筒的内壁上的环形凸起状结构，以便与安装在内筒内的独立折流板的弯折结构相配合，形成基本均匀的折流介质通道。

参见图1和图4，本实用新型涉及的养殖废水的高效废水处理系统包括生化处理20和人工湿地40，所述生化处理罐采用本实用新型公开的任一所述适于养殖废水的高效生化处理罐，所述生化处理罐的出水接入所述人工湿地，通常可以为管道81连接，并可以根据实际需要设置阀门和泵88等。

所述人工湿地内（湿地槽体44内）可以设有填料层48和种植基层54，所述种植基层位于所述填料层的上面，用于种植水生植物55，所述水生植物选择具有良好净化作用的水生植物，并适应于本实用新型的应用环境。

所述种植基层和填料层之间可以设有透水土工布，以阻止种植基层内的种植土颗粒进入填料层。

所述填料层内填充有颗粒填料。

所述填料层可以由一层或多层石灰石层、一层或多层火山岩层和一层或多层砾石层构成，所述石灰石层、火山岩层和砾石层上下分布，通常情况下这些层之间的上下次序不限，可以根据实际情况设置。

所述填料层内可以设有空气管52，用于向填料层内充入空气，使其上方填料层形成好氧环境。

所述空气管优选为所述填料层的上部，距填料层顶面具有一定的间距，所述空气管设有通气孔或出气嘴，通过所连接的空气泵56等向填料层内充气。

所述种植基层可以采用适宜的种植土，例如，可以为人工种植土。

所述人工湿地的布水管53优选位于所述种植基层底部，也可以位于所述填料层的顶部，或者位于所述种植基层和填料层之间。

人工湿地的集水管45位于所述填料层的底部，当所述填料层下方还设有集水层46时，所述集水管优选位于所述填料层下方的集水层中。

所述集水层可以采用粗砂层。

所述生化处理罐的进水管通常连接调蓄池10的出水口，污水先进入调蓄池，再通过相应的进水泵泵入人工湿地。

所述生化处理罐的出气管优选连接储气设备70，以收集和存储厌氧生化产生的沼气。

所述生化处理罐的出泥管优选连污泥处理设施60。

所述人工湿地前面可以设有湿地进水池41，后面可以设有湿地出水池49。

所述进水池内优选设有过滤层58，所述过滤层可以为沸石过滤层，水流过过滤层后，再进入人工湿地。

所述人工湿地的布水管可以通过管道连接所述湿地进水池，用于连接所述布水管和所述湿地进水池的管道上设有湿地进水泵57。

所述湿地进水泵可以设置在进水泵井42内。

位于所述湿地进水泵进水侧的管道可以穿过所述进水泵井的相应层井壁，延伸到所述湿地进水池内。

位于湿地进水泵出水侧的管道可以穿过所述进水泵井的相应层井壁，连接所述布水管的进口。

所述集水管的出口通过管道可以接入所述湿地出水池。

下面是本实用新型的一个实例：高效生化处理罐由2个等高的圆柱形筒组成，外筒和内筒的横截面面积比为3:1，内筒内的第一空间为厌氧区，外筒和内筒之间的第二空间分别为好氧区（第一扇形空间）和沉淀区（第二扇形空间），两扇形空间的底部相连，好氧区与沉淀区的体积比为6:1，厌氧区的顶部采用三相分离器进行气体、液体、颗粒物的分离；好氧区采用碳素纤维软性填料，增加微生物的附着，提高有机物的去除效率，曝气方式采用微孔曝气；沉淀区内布置平行斜板作为快速沉淀装置，以提高沉淀区的沉淀效率。养殖废水经调蓄池调蓄后进入高效处理罐的厌氧区，经厌氧消化后，通过三相分离器溢流入好氧区，进行进一步氧化和降解，并由底部进入沉淀区，分离出废水中的污泥和颗粒物，处理后的出水经顶部出水口流入潜流人工湿地进行深度净化。

本实用新型对传统潜流人工湿地进行改良，以提高养殖废水的深度净化效率。养殖废水的氨氮普遍较高，为了控制出水氨氮达标，在传统垂直潜流人工湿地的进水池添加沸石滤层，其功能是对高效处理罐出水的氨氮进行吸附和降解，提高氨氮的处理效率，同时也防止氨氮浓度过高对湿地产生影响。为了提高湿地对有机物、氮、磷的去除效率，在湿地床体布置空气管，进行曝气，使湿地床上层形成好氧区，有利于硝化细菌进行硝化作用，随着水流运动，水体中的溶解氧减少，湿地床下层形成厌氧区，有利于反硝化细菌进行反硝化作用，从而脱除水体中的氮，同时去除水体中的COD、磷等污染物。

改良型潜流湿地填料选取石灰石、火山岩、砾石。石灰石对磷具有较强的吸附能力，能够有效去除水体中的磷；火山岩具有较大的比表面积，能够为微生物附着提供良好条件，有利于水体中污染物的去除；砾石成本较低，同时对污染物的去除有一定的作用，因此选用砾石控制整体工艺成本。湿地植物选取对污染物去除能力较强，且具有一定景观效果的芦苇、美人蕉、水葱、黄菖蒲等。

高效处理罐具有特有的结构和布水方式，能够实现养殖废水的高效处理。改良型潜流湿地是在传统潜流湿地的基础上进行改良，实现高效脱氮除磷。

根据实验，对于常规养殖废水，经过本实用新型处理后，出水能够达到《畜禽养殖业污染物排放标准》 (GB18596-2001)的出水要求。本实用新型不仅能满足养殖废水处理要求，而且具有占地小，处理效率高，操作简单等优点，同时还能产生沼气，提高能源的回收利用率。

本实用新型具有下列特点：

1）对有机物的去除能力强，且具有较强的脱氮除磷能力；

2）污泥产率低，减少污泥处理费用；

3）占地面积小，处理效率高;

4）运行成本及建设成本较低，且操作与维护简单，非专业人员易于掌握。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (10)

1.一种适于养殖废水的高效生化处理罐，包括罐体，所述罐体主要由外筒以及分别密封安装在所述外筒上端和下端的顶板和底板组成，其特征在于所述外筒内设有与外筒同轴的内筒，所述内筒的上端和下端分别连接所述顶板和底板，所述外筒内的空间由所述内筒分隔为位于所述内筒内的第一空间和位于所述内筒和外筒之间的第二空间，所述第二空间内设有两个周向隔板，将所述第二空间分隔为横截面为扇形的第一扇形空间和第二扇形空间，所述第一扇形空间的上部与所述第一空间的上部连通，所述第一扇形空间的底部与所述第二扇形空间的底部连通，所述顶板和所述底板上分别设有连通所述第一空间的出气管和进水管，所述外筒上设有连通所述第二扇形空间的出水管，所述底板上或所述外筒的下端设有连通所述第二扇形空间的出泥管。

2.如权利要求1所述的生化处理罐，其特征在于所述第二扇形空间内优选设有快速沉淀装置，所述快速沉淀装置在垂向上位于所述出水管和出泥管之间。

3.如权利要求1所述的生化处理罐，其特征在于所述第一扇形空间内优选设有柔性填料，所述第一扇形空间的底部设有曝气管道。

4.如权利要求3所述的生化处理罐，其特征在于所述第一扇形空间内的柔性填料采用填料固定件进行位置固定。

5.如权利要求1-4任一所述的生化处理罐，其特征在于所述第一扇形空间的上部与所述第一空间的上部之间的连通方式为所述内筒的上部设有连通第一扇形空间和第一空间的孔洞和/或槽口，所述第一扇形空间的底部与所述第二扇形空间的底部之间的连通方式为所述周向隔板的下端与所述底板之间留有间距或者所述周向隔板的下部设有连通所述第一扇形空间和第二扇形空间的孔洞或槽口。

6.如权利要求1-4任一所述的生化处理罐，其特征在于所述外筒的内侧设有环形溢流槽，所述环形溢流槽以相应部位的所述外筒作为其外壁，所述出水管设在所述环形溢流槽上。

7.如权利要求1-4任一所述的生化处理罐，其特征在于所述内筒的上部设有折流分离装置，所述折流分离装置设有折流板，所述顶板上设有连通所述出气管的集气罩。

8.一种适于养殖废水的高效废水处理系统，包括生化处理罐和人工湿地，其特征在于所述生化处理罐采用如权利要求1—7任一所述适于养殖废水的高效生化处理罐，所述生化处理罐的出水接入所述人工湿地。

9.如权利要求8所述的处理系统，其特征在于所述人工湿地内设有填料层和种植基层，所述种植基层位于所述填料层的上面，所述填料层由一层或多层石灰石层、一层或多层火山岩层和一层或多层砾石层构成，所述人工湿地的布水管位于所述种植基层底部，或者位于所述填料层的顶部，或者位于所述种植基层和填料层之间，人工湿地的集水管位于所述填料层的底部或者位于所述填料层下方的集水层中。

10.如权利要求9所述的处理系统，其特征在于所述生化处理罐的进水管连接调蓄池的出水口，所述生化处理罐的出气管连接储气设备，所述人工湿地前面设有湿地进水池，后面设有湿地出水池，所述人工湿地的布水管通过管道连接所述湿地进水池，所述集水管的出口通过管道接入所述湿地出水池。