專利名稱：循環(huán)厭氧序批式生物膜人工濕地兼性塘處理養(yǎng)豬廢水工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及規(guī)?；i場(chǎng)廢水處理達(dá)標(biāo)排放的一種組合工藝，屬環(huán)保水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自上世紀(jì)九十年代以來(lái)，我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展迅速，其中養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)在規(guī)模總體上呈規(guī)?；⒓s化方向進(jìn)展，這也就造成其產(chǎn)生的污染物以相對(duì)集中的方式排放，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出當(dāng)?shù)丨h(huán)境的自然承載能力，進(jìn)而也將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。據(jù)相關(guān)研究表明，養(yǎng)豬排放的廢水主要由豬尿(糞)和豬舍的沖洗廢水構(gòu)成，廢水中COD高達(dá)450(T20000mg/L，TN 55(T2100mg/L，NH4+-N 45(Tl500mg/L、TP 10(T330mg/L，可見豬場(chǎng)廢水屬于高濃度有機(jī)廢水，其氮磷的含量也嚴(yán)重超標(biāo)，這也是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要原因之一。若豬場(chǎng)廢水不經(jīng)有效處理直接排入環(huán)境，會(huì)對(duì)地表水、地下水、農(nóng)田及大氣環(huán)境形成嚴(yán)重污染，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致寄生蟲病的蔓延。對(duì)于現(xiàn)有養(yǎng)豬廢水的處理工藝，主要包括有厭氧處理、好氧處理、厭氧好氧組合處理以及自然處理等工藝。其中，厭氧處理對(duì)能量的需求較低，并能產(chǎn)生沼氣，但出水殘留的COD較高，不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；好氧處理去除效果好，但需要能量多，處理成本高；厭氧好氧組合則是目前最常見的養(yǎng)豬廢水處理工藝，其處理效果好，成本相對(duì)較低，產(chǎn)生沼氣可再利用，但組合方式需進(jìn)一步研究；自然處理主要包括土地處理、氧化塘和人工濕地處理，其建設(shè)費(fèi)用低、運(yùn)行成本少、占地面積大。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)養(yǎng)豬廢水的處理已形成多種工藝，但從已有的資料綜合分析，上述一些工藝的處理效果都不是很理想，或成本高、投資大，或處理效果不佳，不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，尋找一種處理效果好、投資成本少，能因地制宜，甚至能產(chǎn)生一定經(jīng)濟(jì)效益的處理工藝，對(duì)解決規(guī)?；B(yǎng)豬廢水的污染問(wèn)題尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種處理豬場(chǎng)廢水的新型工藝，以解決養(yǎng)豬廢水處理難、費(fèi)用高等問(wèn)題。針對(duì)豬場(chǎng)廢水水質(zhì)水量變化大、氨氮含量高、營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào)的特點(diǎn)，同時(shí)考慮深度去除有機(jī)物及廢水中氮、磷含量，提出了內(nèi)外循環(huán)厭氧-序批式生物膜-人工濕地-兼性塘處理豬場(chǎng)廢水的組合工藝。豬場(chǎng)廢水經(jīng)這種新工藝處理后， 能達(dá)到GB15896-2001《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是利用內(nèi)外循環(huán)厭氧反應(yīng)器、序批式生物膜反應(yīng)器、人工濕地和兼性塘四位一體綜合處理豬場(chǎng)廢水。在內(nèi)外循環(huán)厭氧反應(yīng)器之前設(shè)置格柵和水解酸化池，在序批式生物膜反應(yīng)器前增設(shè)調(diào)節(jié)池，在序批式生物膜反應(yīng)器之后建立由蘆葦、菖蒲和茭白等植物構(gòu)成的三級(jí)人工濕地和兼性塘，處理的豬場(chǎng)廢水從兼性塘排出，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn) GB15896-2001。本發(fā)明的工藝流程為
1、豬場(chǎng)廢水通過(guò)管溝自流入收集管網(wǎng)，經(jīng)格柵、水解酸化池后，去除廢水中的大顆粒的污染物質(zhì)和漂浮物，提高廢水的可生化性；
2、廢水進(jìn)入內(nèi)外循環(huán)厭氧反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)高效的厭氧消解作用，去除大部分的COD后進(jìn)入后續(xù)調(diào)節(jié)池；
3、調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入序批式生物膜反應(yīng)器，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)供氣，在曝氣階段進(jìn)行硝化反應(yīng)，在靜止階段進(jìn)行缺氧/厭氧反硝化反應(yīng)，從而使廢水中的COD、氨氮和磷等污染物得到進(jìn)一步去除；
4、序批式生物膜反應(yīng)器的出水經(jīng)蘆葦、菖蒲和茭白等植物構(gòu)成的三級(jí)人工濕地，充分發(fā)揮濕地中生物物種間的物理、化學(xué)、生物的三重協(xié)同作用，更好地去除廢水中的COD、N、P 等污染物；
5、人工濕地出水經(jīng)兼性塘進(jìn)一步脫氮除磷處理后達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
①利用內(nèi)外循環(huán)厭氧反應(yīng)器、序批式生物膜反應(yīng)器、人工濕地和兼性塘四位一體綜合處理工藝，同時(shí)兼顧了內(nèi)外循環(huán)厭氧反應(yīng)器無(wú)需外加動(dòng)力源時(shí)對(duì)廢水的高效凈化能力、序批式生物膜反應(yīng)器的良好脫氮除磷能力、人工濕地內(nèi)豐富生物群落對(duì)污染物的吸收凈化能力和兼性塘對(duì)污染物的深度處理能力。這種組合方式在I0C+SBBR處理養(yǎng)豬廢水的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高了處理能力、降低了能耗、減少了反應(yīng)器的體積、節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。②實(shí)現(xiàn)良好的抗沖擊負(fù)荷能力和處理能力。兼性塘的有效水深為2. 0m，它存在三個(gè)區(qū)域上層好氧區(qū)、中層兼性區(qū)和下層厭氧區(qū)。好氧區(qū)中，藻類通過(guò)光合作用產(chǎn)生氧氣， 有機(jī)物在好氧微生物的作用下被氧化分解；兼氧區(qū)中，異氧型兼性細(xì)菌既能利用水中溶解氧氧化分解有機(jī)物，又能在沒有分子氧的條件下，以NO3-和CO/—作為電子受體進(jìn)行無(wú)氧代謝；在厭氧區(qū)中，污泥層中的有機(jī)物通過(guò)厭氧發(fā)酵得以分解，NO3-在反硝化菌的作用下轉(zhuǎn)化為N2。(見圖2)。正是由于兼性塘的這些多重協(xié)同作用，兼性塘在處理養(yǎng)豬廢水中不僅可去除一定量的有機(jī)污染物，還可以有效地去除磷、氮等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和某些難降解的有機(jī)污染物， 以降低內(nèi)外循環(huán)厭氧反應(yīng)器和序批式生物膜反應(yīng)器的處理負(fù)荷，進(jìn)而更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的抗沖擊能力和處理能力，減少處理費(fèi)用，保障出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。③兼性塘是一種因地制宜、構(gòu)造簡(jiǎn)單、管理方便、運(yùn)行費(fèi)用低，以菌藻共生系統(tǒng)對(duì)污水進(jìn)行處理的既經(jīng)濟(jì)又生態(tài)的生物處理設(shè)施。采用人工濕地+兼性塘的深度處理養(yǎng)豬廢水模式，使其在對(duì)污染物，尤其是氮磷的去除效率比單獨(dú)使用某一種性質(zhì)的穩(wěn)定塘要高。④本發(fā)明運(yùn)行費(fèi)用低、回收沼氣可再利用，妥善的解決了豬場(chǎng)廢水污染物濃度高和養(yǎng)豬行業(yè)利潤(rùn)低的難題，可適用于規(guī)?；i場(chǎng)廢水的處理和綜合運(yùn)用。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。圖2為兼性塘工作原理圖。圖中1上層好氧區(qū)，2中層兼氧區(qū)，3下層厭氧區(qū)。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包括內(nèi)外循環(huán)厭氧反應(yīng)器、格柵、水解酸化池、序批式生物膜反應(yīng)器、調(diào)節(jié)池、人工濕地和兼性塘。本工藝應(yīng)用于某規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)，水量為100m3/d，原水水質(zhì)為C0D600(Tl0000mg/L， NH4+-N50(Tl500mg/L，TP4(Tl00mg/L。①原水先進(jìn)入水解酸化池，將復(fù)雜有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單有機(jī)污染物。出水再進(jìn)入內(nèi)外循環(huán)厭氧反應(yīng)器，大部分易降解的有機(jī)物得以去除。但由于聚磷菌在厭氧環(huán)境下的釋放磷的作用，TP反而有所升高。經(jīng)厭氧過(guò)程的出水水質(zhì)如下C0D40(Tl000mg/L， NH4+-N50(Tl500mg/L，TP55 150mg/L。②厭氧出水進(jìn)入序批式生物膜反應(yīng)器中，在好氧的條件下進(jìn)一步降解有機(jī)物，同時(shí)去除NH/-N和TP。經(jīng)序批式生物膜反應(yīng)器的出水水質(zhì)如下C0D30(T400mg/L， NH4+-N4(T80mg/L，TP5 8mg/L。③ 出水再經(jīng)過(guò)三級(jí)人 工濕地(蘆葦 一菖蒲—菱白)和兼性塘的深度處理技術(shù)，進(jìn)一步降解有機(jī)污染物和氮磷等營(yíng)養(yǎng)物， 保障出水水質(zhì)穩(wěn)定。其出水水質(zhì)如下C0D 8(Tl80mg/L，NH4+-N 3(T50mg/L，TP 4 7mg/L。出水水質(zhì)達(dá)到GB15896-2001《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。
權(quán)利要求
1. 一種循環(huán)厭氧-序批式生物膜-人工濕地-兼性塘處理養(yǎng)豬廢水工藝，其特征在于A、豬場(chǎng)廢水通過(guò)管溝自流入收集管網(wǎng)，經(jīng)格柵、水解酸化池后，去除廢水中的大顆粒污染物質(zhì)和漂浮物，提高廢水的可生化性；B、經(jīng)過(guò)A步驟的廢水進(jìn)入內(nèi)外循環(huán)厭氧反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)高效的厭氧消解作用，去除大部分的COD后進(jìn)入后續(xù)調(diào)節(jié)池；C、調(diào)節(jié)池出來(lái)的廢水進(jìn)入序批式生物膜反應(yīng)器，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)供氣，在曝氣階段進(jìn)行硝化反應(yīng)，在靜止階段進(jìn)行缺氧/厭氧反硝化反應(yīng)，從而使廢水中的COD、氨氮和磷等污染物得到進(jìn)一步去除；D、序批式生物膜反應(yīng)器出來(lái)的廢水經(jīng)蘆葦、菖蒲和茭白構(gòu)成的三級(jí)人工濕地，充分發(fā)揮濕地中生物物種間的物理、化學(xué)、生物的三重協(xié)同作用，更好地去除廢水中的C0D、N、P等污染物；E、人工濕地出來(lái)的廢水經(jīng)兼性塘進(jìn)一步脫氮除磷處理后達(dá)標(biāo)排放。
全文摘要
一種循環(huán)厭氧-序批式生物膜-人工濕地-兼性塘處理養(yǎng)豬廢水工藝，包括豬場(chǎng)廢水通過(guò)管溝自流入收集管網(wǎng)，經(jīng)格柵、水解酸化池后，去除廢水中的大顆粒的污染物質(zhì)和漂浮物，提高廢水的可生化性；廢水進(jìn)入內(nèi)外循環(huán)厭氧反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)高效的厭氧消解作用，去除大部分的COD后進(jìn)入后續(xù)調(diào)節(jié)池；調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入序批式生物膜反應(yīng)器，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)供氣，在曝氣階段進(jìn)行硝化反應(yīng)，在靜止階段進(jìn)行缺氧/厭氧反硝化反應(yīng)，從而使廢水中的COD、氨氮和磷等污染物得到進(jìn)一步去除；序批式生物膜反應(yīng)器的出水經(jīng)人工濕地，更好地去除廢水中的COD、N、P等污染物；人工濕地出水經(jīng)兼性塘進(jìn)一步脫氮除磷處理后達(dá)標(biāo)排放。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102503033SQ20111034982
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者萬(wàn)金保, 熊友強(qiáng), 胡昌旭, 陳琳, 顧平 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)