CN211005017U - 养猪场污水处理用反硝化处理池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及养猪场污水处理领域，具体涉及养猪场污水处理用反硝化处理池，包括封闭状的池体，所述池体上部设有内设有搅拌装置和微生物填料的搅拌区、池体下部设有过滤区，设置于池体上部的进水口和设置于池体下部的出水口，还包括设置于池体的搅拌区内且通过输气管道连通的进气口和出气口，还包括PLC控制系统；所述搅拌区和过滤区通过渗透膜隔开，所述搅拌区的池体侧壁设有曝气装置，曝气装置与进气口通过输气管道连通；所述过滤区设有用于排出固体污染物的排污口。本实用新型污水流动性好、污水与填料能充分接触、处理效率高、处理效果好、出水水质好。

Description

养猪场污水处理用反硝化处理池

技术领域

本实用新型涉及养猪场污水处理领域，特别是涉及养猪场污水处理用反硝化处理池。

背景技术

随着人民生活水平的提高，生猪养殖市场规模不断扩大，今年以来，猪肉价格居高不下，主要原因在于猪瘟蔓延，产生猪瘟疫的一个原因就是养猪场猪的排泄物处理不当或不彻底。

养猪场污水主要包括猪尿、部分猪粪、猪舍冲洗水和厂区卫生设备、公楼排放的污水，该类污水具有以下特点：a、水量大、几种、水利冲击负荷强；b、有机质浓度高、氨氮含量高，COD一般在6000-7000mg/L；c、废水可生化性好、水解、酸化快、沉淀性能好；d、污水中常伴有消毒水、重金属、残留的兽药以及各种人畜共患病原体等污染。

为了除去污水中的氮，常采用反硝化反应。反硝化，也称脱氮作用，是指细菌将硝酸盐(NO3-)中的氮(N)通过一系列中间产物(NO2-、NO、N2O)还原为氮气(N2)的生物化学过程。参与这一过程的细菌统称为反硝化菌，生物滤池是指由特定填料填充的生物反应构筑物，其中填料可起到为微生物提供具有结构支撑作用的生存空间，污水可通过与富集在填料表面微生物接触，利用生物生理作用使污水得到净化。

现有的反硝化滤池存在如下不足之处：一方面，污水流动性差，污水与填料不能充分接触，导致污水的反硝化效果差，出水水质不高。第二方面，当污水中的C/N比较低时，无法保障TN的去除率，进一步导致出水水质不高。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种污水流动性好、污水与填料能充分接触、处理效率高、处理效果好、出水水质好的养猪场污水处理用反硝化处理池。

本实用新型所采用的技术方案是：养猪场污水处理用反硝化处理池，包括封闭状的池体，所述池体上部设有内设有搅拌装置和微生物填料的搅拌区、池体下部设有过滤区，设置于池体上部的进水口和设置于池体下部的出水口，还包括设置于池体的搅拌区内且通过输气管道连通的进气口和出气口，还包括PLC控制系统；所述搅拌区和过滤区通过渗透膜隔开，所述搅拌区的池体侧壁设有曝气装置，曝气装置与进气口通过输气管道连通；所述过滤区设有用于排出固体污染物的排污口。

对上述技术方案的进一步改进为，所述PLC控制系统包括设置于进水口处的电磁流量计、第一COD分析仪、第一硝态氮分析仪、乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵，设置于出水口处的第二COD分析仪、第二硝态氮分析仪，设置于搅拌区内的温度计、PH计、ORP计，还包括远程控制终端，所述远程控制终端电连接电磁流量计、第一COD分析仪、第一硝态氮分析仪、乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵、第二COD分析仪、第二硝态氮分析仪、温度计、PH计、ORP计、曝气装置；所述远程控制终端根据电磁流量计、第一COD分析仪、第一硝态氮分析仪、第二COD分析仪、第二硝态氮分析仪、温度计、PH计、ORP计反馈的信号控制乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵以投加乙酸和乙酸钠。

对上述技术方案的进一步改进为，所述远程控制终端通过控制投加乙酸和乙酸钠以维持搅拌区流经进水口的污水的C/N为5。

对上述技术方案的进一步改进为，所述搅拌装置包括电机、搅拌轴和搅拌叶片，所述搅拌叶片表面布满有网孔，所述搅拌叶片内填充有催化铁，所述搅拌叶片两端设置有挡板；所述远程控制终端电连接于电机。

对上述技术方案的进一步改进为，所述搅拌叶片自上而下长度逐渐缩短。

对上述技术方案的进一步改进为，所述池体上开设有透明观察窗。

对上述技术方案的进一步改进为，所述微生物填料表面生长有经强化处理的反硝化菌，所述微生物填料的密度为1.2kg/L～1.4kg/L。

本实用新型的有益效果为：

1、污水通过池体上部的进水口进入池体内，在搅拌区内经搅拌、微生物填料过滤后，污水内的氮源污染物与微生物发生反应，氮源污染物被分解，处理后的污水通过渗透膜进入过滤区，污水中的固体颗粒等杂质沉淀后经排污口排出，处理后的清水从池体下部的出水口排出。在反硝化反应过程中，微生物经氮源污染物分解为氮气，氮气经出气口从池体上部排出，经输气管道后进入进气口，进入曝气装置，对搅拌区的污染进行曝气，提高污水的流动性，加大污水和微生物填料的接触面积，同时搅拌装置也对搅拌区的污水进行搅拌，进一步提高污水的流动性，在整个反硝化过程中，通过PLC控制系统对池体内的各项参数进行实时监测。一方面，本实用新型采用PLC控制，自动化程度高，通过对各项参数的实时监控以来调节池体内的各项参数，确保反硝化反应处于高效进行的状态，污水处理效率高，出水水质好。第二方面，本实用新型采用曝气装置和搅拌装置同时提高污水的流动性，使得污水能充分的和微生物填料接触，保证污水的反硝化处理效果，进一步使得污水处理效率高，出水水质好。第三方面，曝气装置的气体采用硝化反应自身产生的氮气，且池体为封闭状，在反硝化过程中不会引入外界空气，不会增加污水中的溶解氧，避免现有技术中通过引入外界空气进行曝气而导致污水中溶解氧增加，而阻碍反硝化过程进行的问题，进一步确保了池体内的反硝化反应高效高质的进行，使得污水处理效率高，出水水质好。2、PLC控制系统包括设置于进水口处的电磁流量计、第一COD分析仪、第一硝态氮分析仪、乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵，设置于出水口处的第二COD分析仪、第二硝态氮分析仪，设置于搅拌区内的温度计、PH计、ORP计，还包括远程控制终端，所述远程控制终端电连接电磁流量计、第一COD分析仪、第一硝态氮分析仪、乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵、第二COD分析仪、第二硝态氮分析仪、温度计、PH计、ORP计；所述远程控制终端根据电磁流量计、第一COD分析仪、第一硝态氮分析仪、第二COD分析仪、第二硝态氮分析仪、温度计、PH计、ORP计反馈的信号控制乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵以投加乙酸和乙酸钠。电磁流量计实时监测进水流量、第一COD分析仪实时监测进水COD浓度、第一硝态氮分析仪实时监测进水硝态氮浓度、第二COD分析仪实时监测出水COD浓度、第二硝态氮分析仪实时监测出水硝态氮浓度，温度计实时监测搅拌区温度、PH计实时监测搅拌区的PH、ORP计实时监测搅拌区的溶氧量，并将这些信息实时反馈至远程控制终端，远程控制终端根据这些参数，实时调节曝气装置的曝气量以改变溶氧量，调节乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵的流量以改变进水的C/N比，自动化程度高，通过调节C/N比和溶氧量，能使反硝化反应高水平进行，进一步有利于提高污水处理效率，改善出水水质。

3、远程控制终端通过控制投加乙酸和乙酸钠以维持搅拌区流经进水口的污水的C/N为5。这是由于反硝化菌是异养型兼性厌氧菌，其细胞合成生长会消耗有机物，当C/N值较低时，可利用的有机物极少，反硝化菌的合成受阻，反硝化效果差，因此需要加入碳源来提高C/N值，但当C/N值较高时，表示碳源投加过量，不仅浪费碳源，而且会造成出水COD浓度超标，当C/N值为5时，此时微生物浓度高、反硝化效果好、对TN的去除率可达到89％，出水水质好。

4、搅拌装置包括电机、搅拌轴和搅拌叶片，所述搅拌叶片表面布满有网孔，所述搅拌叶片内填充有催化铁，所述搅拌叶片两端设置有挡板；所述远程控制终端电连接于电机。根据远程控制终端实时采集的溶氧量的数据，调节电机的输出功率以改变搅拌的快慢，从而使得整个反硝化系统高效进行。同时搅拌叶片内的催化铁在搅拌过程中与反硝化菌和污水接触，起到催化作用，提高反硝化效率，进一步提高了污水处理效率。

5、搅拌叶片自上而下长度逐渐缩短，上长下短的结构，使得在搅拌过程中能产生涡流，从而加大了污水和微生物的接触，加快反硝化速度，进一步提高了污水处理效率。

6、池体上开设有透明观察窗，便于观察池体内部的污水处理过程，使用方便。

7、微生物填料表面生长有经强化处理的反硝化菌，对氮源微生物的处理效果好，微生物填料的密度为1.2kg/L～1.4kg/L，填料密度较低，表面的反硝化菌多，进一步提高了污水的处理效率和处理效果，提高出水水质。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的搅拌叶片的结构示意图；

图3为本实用新型的控制原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1～3所示，分别为本实用新型的结构示意图、搅拌叶片的结构示意图和控制原理图。

养猪场污水处理用反硝化处理池100，包括封闭状的池体110，所述池体110上部设有内设有搅拌装置120和微生物填料130的搅拌区111、池体110下部设有过滤区112，设置于池体110上部的进水口113和设置于池体110下部的出水口114，还包括设置于池体110的搅拌区111内且通过输气管道连通的进气口115和出气口116，还包括PLC控制系统140；所述搅拌区111和过滤区112通过渗透膜117隔开，所述搅拌区111的池体110侧壁设有曝气装置150，曝气装置150与进气口115通过输气管道连通；所述过滤区112设有用于排出固体污染物的排污口118。

对上述技术方案的进一步改进为，所述PLC控制系统140包括设置于进水口113处的电磁流量计141、第一COD分析仪142、第一硝态氮分析仪143、乙酸投加计量泵144、乙酸钠投加计量泵145，设置于出水口114处的第二COD分析仪146、第二硝态氮分析仪147，设置于搅拌区111内的温度计148a、PH计148b、ORP计148c，还包括远程控制终端149，所述远程控制终端149电连接电磁流量计141、第一COD分析仪142、第一硝态氮分析仪143、乙酸投加计量泵144、乙酸钠投加计量泵145、第二COD分析仪146、第二硝态氮分析仪147、温度计148a、PH计148b、ORP计148c、曝气装置150；所述远程控制终端149根据电磁流量计141、第一COD分析仪142、第一硝态氮分析仪143、第二COD分析仪146、第二硝态氮分析仪147、温度计148a、PH计148b、ORP计148c反馈的信号控制乙酸投加计量泵144、乙酸钠投加计量泵145以投加乙酸和乙酸钠。

污水通过池体110上部的进水口113进入池体110内，在搅拌区111内经搅拌、微生物填料130过滤后，污水内的氮源污染物与微生物发生反应，氮源污染物被分解，处理后的污水通过渗透膜117进入过滤区112，污水中的固体颗粒等杂质沉淀后经排污口118排出，处理后的清水从池体110下部的出水口114排出。在反硝化反应过程中，微生物经氮源污染物分解为氮气，氮气经出气口116从池体110上部排出，经输气管道后进入进气口115，进入曝气装置150，对搅拌区111的污染进行曝气，提高污水的流动性，加大污水和微生物填料130的接触面积，同时搅拌装置120也对搅拌区111的污水进行搅拌，进一步提高污水的流动性，在整个反硝化过程中，通过PLC控制系统140对池体110内的各项参数进行实时监测。一方面，本实用新型采用PLC控制，自动化程度高，通过对各项参数的实时监控以来调节池体110内的各项参数，确保反硝化反应处于高效进行的状态，污水处理效率高，出水水质好。第二方面，本实用新型采用曝气装置150和搅拌装置120同时提高污水的流动性，使得污水能充分的和微生物填料130接触，保证污水的反硝化处理效果，进一步使得污水处理效率高，出水水质好。第三方面，曝气装置150的气体采用硝化反应自身产生的氮气，且池体110为封闭状，在反硝化过程中不会引入外界空气，不会增加污水中的溶解氧，避免现有技术中通过引入外界空气进行曝气而导致污水中溶解氧增加，而阻碍反硝化过程进行的问题，进一步确保了池体110内的反硝化反应高效高质的进行，使得污水处理效率高，出水水质好。

PLC控制系统140包括设置于进水口113处的电磁流量计141、第一COD分析仪142、第一硝态氮分析仪143、乙酸投加计量泵144、乙酸钠投加计量泵145，设置于出水口114处的第二COD分析仪146、第二硝态氮分析仪147，设置于搅拌区111内的温度计148a、PH计148b、ORP计148c，还包括远程控制终端149，所述远程控制终端149电连接电磁流量计141、第一COD分析仪142、第一硝态氮分析仪143、乙酸投加计量泵144、乙酸钠投加计量泵145、第二COD分析仪146、第二硝态氮分析仪147、温度计148a、PH计148b、ORP计148c；所述远程控制终端149根据电磁流量计141、第一COD分析仪142、第一硝态氮分析仪143、第二COD分析仪146、第二硝态氮分析仪147、温度计148a、PH计148b、ORP计148c反馈的信号控制乙酸投加计量泵144、乙酸钠投加计量泵145以投加乙酸和乙酸钠。电磁流量计141实时监测进水流量、第一COD分析仪142实时监测进水COD浓度、第一硝态氮分析仪143实时监测进水硝态氮浓度、第二COD分析仪146实时监测出水COD浓度、第二硝态氮分析仪147实时监测出水硝态氮浓度，温度计148a实时监测搅拌区111温度、PH计148b实时监测搅拌区111的PH、ORP计148c实时监测搅拌区111的溶氧量，并将这些信息实时反馈至远程控制终端149，远程控制终端149根据这些参数，实时调节曝气装置150的曝气量以改变溶氧量，调节乙酸投加计量泵144、乙酸钠投加计量泵145的流量以改变进水的C/N比，自动化程度高，通过调节C/N比和溶氧量，能使反硝化反应高水平进行，进一步有利于提高污水处理效率，改善出水水质。

远程控制终端149通过控制投加乙酸和乙酸钠以维持搅拌区111流经进水口113的污水的C/N为5。这是由于反硝化菌是异养型兼性厌氧菌，其细胞合成生长会消耗有机物，当C/N值较低时，可利用的有机物极少，反硝化菌的合成受阻，反硝化效果差，因此需要加入碳源来提高C/N值，但当C/N值较高时，表示碳源投加过量，不仅浪费碳源，而且会造成出水COD浓度超标，当C/N值为5时，此时微生物浓度高、反硝化效果好、对TN的去除率可达到89％，出水水质好。

搅拌装置120包括电机121、搅拌轴122和搅拌叶片123，所述搅拌叶片123表面布满有网孔，所述搅拌叶片123内填充有催化铁124，所述搅拌叶片123两端设置有挡板125；所述远程控制终端149电连接于电机121。根据远程控制终端149实时采集的溶氧量的数据，调节电机121的输出功率以改变搅拌的快慢，从而使得整个反硝化系统高效进行。同时搅拌叶片123内的催化铁124在搅拌过程中与反硝化菌和污水接触，起到催化作用，提高反硝化效率，进一步提高了污水处理效率。

搅拌叶片123自上而下长度逐渐缩短，上长下短的结构，使得在搅拌过程中能产生涡流，从而加大了污水和微生物的接触，加快反硝化速度，进一步提高了污水处理效率。

池体110上开设有透明观察窗，便于观察池体110内部的污水处理过程，使用方便。

微生物填料130表面生长有经强化处理的反硝化菌，对氮源微生物的处理效果好，微生物填料130的密度为1.2kg/L～1.4kg/L，填料密度较低，表面的反硝化菌多，进一步提高了污水的处理效率和处理效果，提高出水水质。

本实用新型的工作原理为：

污水通过池体110上部的进水口113进入池体110内，在搅拌区111内经搅拌、微生物填料130过滤后，污水内的氮源污染物与微生物发生反应，氮源污染物被分解，处理后的污水通过渗透膜117进入过滤区112，污水中的固体颗粒等杂质沉淀后经排污口118排出，处理后的清水从池体110下部的出水口114排出。在反硝化反应过程中，微生物经氮源污染物分解为氮气，氮气经出气口116从池体110上部排出，经输气管道后进入进气口115，进入曝气装置150，对搅拌区111的污染进行曝气，提高污水的流动性，加大污水和微生物填料130的接触面积，同时搅拌装置120也对搅拌区111的污水进行搅拌，进一步提高污水的流动性，增加污水和反硝化菌的接触。

在整个反硝化过程中，电磁流量计141实时监测进水流量、第一COD分析仪142实时监测进水COD浓度、第一硝态氮分析仪143实时监测进水硝态氮浓度、第二COD分析仪146实时监测出水COD浓度、第二硝态氮分析仪147实时监测出水硝态氮浓度，温度计148a实时监测搅拌区111温度、PH计148b实时监测搅拌区111的PH、ORP计148c实时监测搅拌区111的溶氧量，并将这些信息实时反馈至远程控制终端149，远程控制终端149根据这些参数，实时调节曝气装置150的曝气量以改变溶氧量，调节乙酸投加计量泵144、乙酸钠投加计量泵145的流量以改变进水的C/N比，自动化程度高，通过调节C/N比和溶氧量，使得C/N值维持在5，能使反硝化反应高水平进行。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.养猪场污水处理用反硝化处理池，其特征在于：包括封闭状的池体，所述池体上部设有内设有搅拌装置和微生物填料的搅拌区、池体下部设有过滤区，设置于池体上部的进水口和设置于池体下部的出水口，还包括设置于池体的搅拌区内且通过输气管道连通的进气口和出气口，还包括PLC控制系统；所述搅拌区和过滤区通过渗透膜隔开，所述搅拌区的池体侧壁设有曝气装置，曝气装置与进气口通过输气管道连通；所述过滤区设有用于排出固体污染物的排污口。

2.根据权利要求1所述的养猪场污水处理用反硝化处理池，其特征在于：所述PLC控制系统包括设置于进水口处的电磁流量计、第一COD分析仪、第一硝态氮分析仪、乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵，设置于出水口处的第二COD分析仪、第二硝态氮分析仪，设置于搅拌区内的温度计、PH计、ORP计，还包括远程控制终端，所述远程控制终端电连接电磁流量计、第一COD分析仪、第一硝态氮分析仪、乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵、第二COD分析仪、第二硝态氮分析仪、温度计、PH计、ORP计、曝气装置；所述远程控制终端根据电磁流量计、第一COD分析仪、第一硝态氮分析仪、第二COD分析仪、第二硝态氮分析仪、温度计、PH计、ORP计反馈的信号控制乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵以投加乙酸和乙酸钠。

3.根据权利要求2所述的养猪场污水处理用反硝化处理池，其特征在于：所述远程控制终端通过控制投加乙酸和乙酸钠以维持搅拌区流经进水口的污水的C/N为5。

4.根据权利要求3所述的养猪场污水处理用反硝化处理池，其特征在于：所述搅拌装置包括电机、搅拌轴和搅拌叶片，所述搅拌叶片表面布满有网孔，所述搅拌叶片内填充有催化铁，所述搅拌叶片两端设置有挡板；所述远程控制终端电连接于电机。

5.根据权利要求4所述的养猪场污水处理用反硝化处理池，其特征在于：所述搅拌叶片自上而下长度逐渐缩短。

6.根据权利要求5所述的养猪场污水处理用反硝化处理池，其特征在于：所述池体上开设有透明观察窗。

7.根据权利要求5所述的养猪场污水处理用反硝化处理池，其特征在于：所述微生物填料表面生长有经强化处理的反硝化菌，所述微生物填料的密度为1.2kg/L～1.4kg/L。

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