一种高浓度养殖废水处理系统

1.本实用新型属养殖废水处理领域，具体而言，涉及一种高浓度养殖废水的处理系统。


背景技术：

2.猪、牛、羊等在养殖过程会产生大量废水，这些废水主要由粪尿、洗涤废水和剩余的饲料等组成。畜牧养殖废水中主要含有氮、磷、钾等主要元素，还包括一些硫、钙和镁等次要元素。畜牧养殖废水通常含有1％以上的总固体，其中大部分是有机物，化学需氧量的浓度为2500-130800mg/l；此外畜牧养殖废水中还具有总氮200-7300mg/l，总磷200-500mg/l左右。
3.由于养殖废水成分的复杂性，常规的水处理方法往往处理能力有限。如直接用作肥料法，有利于增加土壤养分，但过多的营养容易超过土壤的承载负荷，影响植物生长，而且养殖废水的污染物还可能造成地下水污染等环境问题；人工湿地法，其利用植物对氮磷的吸收降解污染物，然而该方法需要较大的占地面积以及较长的处理周期，而且养殖废水本身还可能对土地造成污染等；好氧/厌氧/缺氧工艺对污染物有较高的去除，然而该工艺好氧池需要大量的曝气电耗，缺氧池需要添加额外的碳源，以及存在回流污泥的处理等问题，对于中小规模的养殖场来说，处理成本是必须考虑的因素。因此，急需研发新的高浓度养殖废水处理系统，满足市场需求。


技术实现要素：

4.为了解决当前技术处理高浓度养殖废水所面对的问题，本实用新型目的在于提供一种低成本、高效的高浓度养殖废水处理系统。
5.为实现本实用新型目的，技术解决方案如下：
6.所述高浓度养殖废水处理系统包括絮凝过滤池、短程硝化曝气池、沙滤池、藻菌水处理箱，其特征在于，絮凝过滤池上部出水口通过管道连接第一沉淀池，絮凝过滤池底部出水口通过管道连接短程硝化曝气池，短程硝化曝气池通过管道连接快沙滤池，快沙滤池通过管道连接慢沙滤池，慢沙滤池出水口通过管道连接主藻菌水处理箱，主藻菌水处理箱出水口通过管道连接净水池；
7.快沙滤池和慢沙滤池底部分别通过管道连接反冲洗设备，反冲洗设备通过管道连接反冲洗藻菌处理箱，反冲洗藻菌处理箱底部通过管道连接第二沉淀池，第二沉淀池的沉淀通过管道通入沙床，第二沉淀池的出水通过水泵泵回反冲洗藻菌处理箱；反冲洗藻菌处理箱的清水供给反冲洗设备。
8.在所述主藻菌水处理箱底部也通过管道连接第二沉淀池，在沉淀池底部收集沉淀物通过管道进入沙床。
9.第一沉淀池的出水口通过带泵管道接入絮凝过滤池。
10.所述快沙滤池和慢沙滤池上部出水口分别通过管道连接反冲洗藻菌处理箱。
11.所述絮凝过滤池上部为藻菌絮凝体，下部为砂石过滤结构，通过定期反冲洗，淘洗藻菌絮凝体，碎屑随出水进入第一沉淀池沉淀。
12.所述慢沙滤池是由三个沙滤池串联而成，当前端沙滤池饱和后，进入反冲洗程序，第二个沙滤池变为第一沙滤池继续过滤；而再生好的过滤池变为第三个过滤池；
13.所述藻菌水处理箱箱内上部为丝状绿藻层，下有支撑过滤棉层，底部铺有沙石和排污管，少量沉淀物通过排污管排放至第二沉淀池，沉淀池的沉淀排入沙床干燥收集；
14.所述短程硝化曝气池底部侧面有一缺氧区，缺氧区进口上设有调节阀门，调节阀门上下调节进口面积大小，控制废液交流速度和缺氧程度，保证短程反硝化进行。在缺氧区设有一推流泵。
15.所述快沙滤池和慢沙滤池流速不同，填充滤料的粒径也不同，慢沙滤池的粒径小于快沙滤池。
16.所述反冲洗设备通过控制曝气速率和流速影响反冲气和反冲水的强度。沙滤池的反冲洗方向为从下往上。
17.所述藻菌水处理箱的丝状绿藻具有较好的耐污性，进一步优选为根枝藻(rhizoclonium)，特指淡水驯化的根枝藻品种。经大量实验验证和分析，根枝藻能很好地与细菌共生，更有利于净化废水。
18.所述过滤棉具有巨大的比面积，能为细菌提供大量的附着空间。其中所述的细菌为长期驯化培养并且能够与根枝藻共生的好氧菌群，包括将氨氮转化成硝酸盐氮的自养硝化菌。
19.本实用新型优点：经过该系统处理后的高浓度养殖废水能很好地减低氨氮，亚硝态氮、磷酸盐和cod水平，排放的处理水达到了一级污水处理排放标准。该系统能耗低，处理成本低，有利于实际推广应用。
附图说明
20.图1为本实用新型高浓度养殖废水处理系统结构示意图，1-絮凝过滤池、2-第一沉淀池,3-短程硝化曝气池，4-快沙滤池，5-慢沙滤池，6-主藻菌水处理箱，7-净水池，8-反冲洗设备，9-反冲洗藻菌水处理箱，10-第二沉淀池，11-沙床。
21.图2为短程硝化曝气池主视图(a)和俯视图(b)，12-阀门，13-缺氧区。
22.图3为藻菌水处理箱结构层示意图，a-丝状绿藻，b-过滤棉，c-砾石，d-排污管。
具体实施方式
23.为对本实用新型进行更好地说明，举实施例如下：
24.实施例1
25.所述高浓度养殖废水处理系统，如图1所示，包括絮凝过滤池1，第一沉淀池2，短程硝化曝气池3，快沙滤池4，慢沙滤池5，主藻菌水处理箱6，净水池7，反冲洗设备8，反冲洗藻菌水处理箱9，第二沉淀池10，沙床11。其特征在于，絮凝过滤池1上部出水口通过管道连接第一沉淀池2，絮凝过滤池1底部出水口通过管道连接短程硝化曝气池3，短程硝化曝气池3通过管道连接快沙滤池4，快沙滤池4通过管道连接慢沙滤池5，慢沙滤池5出水口通过管道连接主藻菌水处理箱6，主藻菌水处理箱6出水口通过管道连接净水池7；
26.快沙滤池4和慢沙滤池5底部分别通过管道连接反冲洗设备8，反冲洗设备8通过管道连接反冲洗藻菌处理箱9，反冲洗藻菌处理箱9底部通过管道连接第二沉淀池10，第二沉淀池10通入沙床11，第二沉淀池10的出水通过水泵泵回反冲洗藻菌处理箱9；反冲洗藻菌处理箱9的清水供给反冲洗设备8反冲洗使用。
27.在所述主藻菌水处理箱底部6通过管道连接第二沉淀池10，在沉淀池底部收集沉淀物通过管道进入沙床。
28.第一沉淀池2的出水口通过带泵管道接入絮凝过滤池1。
29.所述快沙滤池4和慢沙滤池5上部出水口分别通过管道连接反冲洗藻菌处理箱9。
30.所述絮凝过滤池上部为藻菌絮凝体，下部为砂石过滤结构，通过定期反冲洗，淘洗藻菌絮凝体，碎屑随出水进入第一沉淀池沉淀。
31.所述短程硝化曝气池底部侧面有一缺氧区13，缺氧区13进口上设有调节阀门12，调节阀门12上下调节进口面积大小，控制废液交流速度和缺氧程度，保证短程反硝化进行。在缺氧区设有一推流泵用于控制污泥堆积。
32.所述慢沙滤池是由三个沙滤池串联而成，当前端沙滤池饱和后，进入反冲洗程序，第二个沙滤池变为第一沙滤池继续过滤；而再生好的过滤池变为第三个过滤池；
33.所述藻菌水处理箱上部为丝状绿藻层，下衬有支撑过滤棉层，底部铺有沙石和排污管，少量污物沉淀通过排污管排放至沙池；
34.所述快沙滤池和慢沙滤池处理流速不同，填充滤料的粒径也不同，慢沙滤池的粒径小于快沙滤池。
35.所述反冲洗设备通过控制曝气速率和流速影响反冲气和反冲水的强度。沙滤池的反冲洗方向为从下往上。
36.所述藻菌水处理箱的丝状绿藻具有较好的耐污性，进一步优选为根枝藻(rhizoclonium)，特指淡水驯化的根枝藻品种。经大量实验验证和分析，根枝藻能很好地与细菌共生，更有利于净化废水。
37.所述过滤棉具有巨大的比面积，能为细菌提供大量的附着空间。其中所述的细菌为长期驯化培养并且能够与根枝藻相容的好氧菌群，包括将氨氮转化成硝酸盐氮的自养硝化菌。
38.工作过程及原理如下：
39.1、高浓度养殖废水首先进入絮凝过滤池1，污染物与微生物产生生化反应并与藻菌产生的絮凝剂产生絮凝反应，过滤后清液流入短程硝化曝气池3。
40.2、在高浓度反应条件下，进行短程硝化，强化局部区域氧气供应，保证短程硝化速度，同时调节短程硝化池的阀门可以控制缺氧区内废液交流速度和缺氧程度，促进短程反硝化进行。短程硝化，耗氧量低，速度快，节约了能量和曝气池体积。经过短程硝化池的处理，短程硝化上清中的氨氮、有机物、浊度得到了很大的降低。
41.3、经过处理的短程硝化上清依次进入快沙滤池4和慢沙滤池5。快沙滤池4可以对短程硝化上清中的颗粒物进行吸附过滤。慢沙滤池5流速较慢，是由三个沙滤池串联而成，当前端沙滤池饱和后，进入反冲洗程序，第二个沙滤池变为第一沙滤池继续过滤，而再生好的过滤池变为第三个过滤池。通过三个慢沙滤池的接续，相当于无限长的层析柱，将不同组分层析分离，形成特定微生物区系，在每个特定区域，不同微生物繁殖降解去除不同化合
物。慢沙滤池填充的粒径较小，这里进行大量的微生物氨氧化和亚硝酸氧化作用，还有反硝化作用，对废水的cod也有很大消耗作用。被沙滤池4、5吸附过滤的颗粒物、悬浮物和一些其它化学物质除被滤料中微生物利用、降解外，还通过定期反冲洗排进反冲洗藻菌水处理箱9，使沙滤池4、5被再生。
42.4、慢沙滤池5的出水通过管道进入主藻菌水处理箱6。藻菌水处理箱6过滤棉附着的大量微生物可以对废水中的有机物、氮、磷进一步降解沉淀，产生的活性物质和微量元素可供藻类生长利用，而藻类光合作用产生的氧气又可以促进细菌生长代谢，同时藻类产生的絮凝剂促进颗粒物质絮凝，使水变清。经过藻菌共生的净化，最终出水流向净水池7。通过排污管定期将主冲洗藻菌水处理箱6底部的污泥经第二沉淀池排放至沙床11。
43.5、沙滤池底部的反冲洗设备8定期对沙滤池进行反冲洗，排放的反冲洗水排进反冲洗藻菌水处理箱9处理。通过排污管定期将反冲洗藻菌水处理箱9底部的污泥经第二沉淀池排放至沙床11。
44.针对批养殖废水处理，处理前后指标对比：
45.处理前污水参数：氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、无机磷、cod分别为：3122mg/l、106mg/l、4.2mg/l、25.5mg/l、14147mg/l。
46.出水的氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、无机磷、cod质量分别为：1.53mg/l、1.05mg/l、0.04mg/l、0.03mg/l、57mg/l。
47.出水的氨氮、cod等远远满足《畜禽养殖业污染物排放标准》，而且对于更加严格的《城镇污水处理厂污染物排放标准》，氨氮、磷、cod满足一级标准。