專利名稱：一種用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)降雨地表徑流的處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適合于對(duì)降雨過(guò)程中村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的雨水徑流廢水進(jìn)行處理的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅猛，在農(nóng)業(yè)產(chǎn)值中的貢獻(xiàn)率由1970年的14%增加至 2000年的30%。畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染排放量巨大。1995年我國(guó)豬、牛、羊及家禽每年糞便產(chǎn)生量約為17. 3億噸，是同期工業(yè)固體廢物的2. 7倍。畜禽養(yǎng)殖業(yè)的污染主要是由于對(duì)產(chǎn)生的固體廢物和廢水未進(jìn)行合理的處置造成的。其主要污染物是有機(jī)物、氮、磷和病原微生物， 其主要影響是對(duì)地表水體的耗氧和水體的富營(yíng)養(yǎng)化，以及硝酸鹽帶來(lái)的地下水飲用水源污染。在降雨過(guò)程中，由于雨水沖刷和徑流攜帶作用，村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)地表徑流中含有大量的污染物，其污染物濃度大大高于由村鎮(zhèn)屋面、庭院和地表徑流中的污染物，是村鎮(zhèn)雨水徑流和面源污染的主要貢獻(xiàn)者。因此，對(duì)村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)雨水徑流進(jìn)行處理，去除有機(jī)污染物、 氮和磷等污染物，對(duì)于村鎮(zhèn)面源污染控制和降低村鎮(zhèn)雨水地表徑流對(duì)地表水體的環(huán)境影響具有重要意義。在畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)降雨地表徑流中含有較高濃度的有機(jī)污染物、含氮磷污染物、病原微生物和抗生素等微污染物。其中有機(jī)污染物主要包括畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)投加的飼料殘?jiān)?、畜禽糞便等，且濃度很高，畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)初期降雨地表徑流中化學(xué)需氧量濃度可高達(dá) 3000-5000mg/L。這些有機(jī)污染物又以顆粒狀態(tài)為主，而且可生化性很好。氮磷污染物主要來(lái)源于畜禽糞便，畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)降雨地表徑流中總氮濃度可達(dá)30-600mg/L，總磷濃度為 3-50mg/L。此外，病原微生物也是畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)降雨地表徑流中需要去除的污染物。目前畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)廢水處理技術(shù)主要是針對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行厭氧發(fā)酵處理，在進(jìn)行有機(jī)物穩(wěn)定化的過(guò)程中殺滅部分病原微生物；而對(duì)于畜禽養(yǎng)殖廢水中的含氮和含磷污染物并沒(méi)有進(jìn)行有效地去除，經(jīng)處理后排放到地表水體仍然會(huì)造成地表水體的富營(yíng)養(yǎng)化。由于我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的限制以及養(yǎng)殖戶對(duì)面源污染控制的自覺(jué)性較低，很少養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)降雨地表徑流進(jìn)行處理。本實(shí)用新型開(kāi)發(fā)了一種能夠有效去除養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)降雨地表徑流中有機(jī)物、氮磷、病原微生物的處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)將短程硝化反硝化、反硝化除磷和膜過(guò)濾技術(shù)有機(jī)組合，并且使用污泥逐級(jí)回流的方法，可以在較短的水力停留時(shí)間條件下，去除90-95%的有機(jī)物、85-90% 的氮和90-95%的磷，并能夠完全截留養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)降雨地表徑流中的病原微生物。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)降雨地表徑流的處理系統(tǒng)，要解決村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的固體廢物和廢水難以進(jìn)行合理處置的技術(shù)問(wèn)題；并解決處理過(guò)程中大量耗費(fèi)資源的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)降雨地表徑流的處理系統(tǒng)，包括與村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的降雨初期地表徑流對(duì)接的初期徑流收集箱、與初期徑流收集箱連通的處理反應(yīng)池及其管路， 其特征在于所述處理反應(yīng)池自始端至末端順序排列有厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、混合區(qū)和好氧區(qū)四個(gè)反應(yīng)區(qū)域，各區(qū)之間由管路和提升泵連接，提升泵的控制端子與液位計(jì)控制連接；所述厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和混合區(qū)內(nèi)均置有攪拌設(shè)備；所述好氧區(qū)內(nèi)安裝有微濾膜組件，所述微濾膜組件的出水管經(jīng)管路和管路上的真空表與真空泵連接；所述好氧區(qū)的底部置有曝氣設(shè)備，曝氣設(shè)備經(jīng)管路和管路上的空氣流量計(jì)與空氣壓縮機(jī)連接；好氧區(qū)的底部與混合區(qū)的上部連有第一級(jí)污泥回流管，好氧區(qū)回流到混合區(qū)的回流污泥流量與處理廢水的流量之比為3. 5 ；混合區(qū)的底部與缺氧區(qū)的上部連有第二級(jí)污泥回流管，混合區(qū)回流到缺氧區(qū)的回流污泥流量與處理廢水的流量之比為2. 5 ；缺氧區(qū)的底部與厭氧區(qū)的上部連有第三級(jí)污泥回流管，缺氧區(qū)回流到厭氧區(qū)的回流污泥流量與處理廢水的流量之比為2. 5。所述厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、混合區(qū)和好氧區(qū)四個(gè)反應(yīng)區(qū)域的體積比可以為1 0.93 1. 26 1. 20。所述攪拌設(shè)備的攪拌速度可以為50 - SOrpm0所述微濾膜組件的膜孔孔徑可以為0. 2 μ m。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)和有益效果本實(shí)用新型克服了傳統(tǒng)村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的固體廢物和廢水難以進(jìn)行合理處置，會(huì)造成環(huán)境污染的缺點(diǎn)，解決了處理過(guò)程中大量耗費(fèi)資源的技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型將微濾膜組件與活性污泥水處理系統(tǒng)相結(jié)合，進(jìn)行畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)降雨地表徑流處理，將處理設(shè)備分隔成為厭氧、缺氧、混合和好氧四個(gè)區(qū)域，通過(guò)回流污泥方式的控制和溶解氧濃度的控制，在處理設(shè)備中實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化、短程硝化反硝化和反硝化除磷過(guò)程，達(dá)到降低污泥產(chǎn)生量、降低曝氣量和減少脫氮除磷所需碳源的目的，本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)雨水徑流廢水的處理中。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記1 一初期徑流收集箱、2 —提升泵、3 —厭氧區(qū)、4 一攪拌設(shè)備、5 —缺氧區(qū)、6 —混合區(qū)、7 —微濾膜組件、8 —空氣流量計(jì)、9 一真空表、10 —空氣壓縮機(jī)、11 一液位計(jì)、12 —好氧區(qū)、13 —真空泵、14 一第一級(jí)污泥回流管、15 —第二級(jí)污泥回流管、16 —第三級(jí)污泥回流管、17 —曝氣設(shè)備。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例參見(jiàn)
圖1所示，一種用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)降雨地表徑流的處理系統(tǒng)，包括與村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的降雨初期地表徑流對(duì)接的初期徑流收集箱1、與初期徑流收集箱1連通的處理反應(yīng)池及其管路，其特征在于所述處理反應(yīng)池自始端至末端順序排列有厭氧區(qū)
43、缺氧區(qū)5、混合區(qū)6和好氧區(qū)12四個(gè)反應(yīng)區(qū)域，各區(qū)之間由管路和提升泵2連接，提升泵 2的控制端子與液位計(jì)11控制連接；所述厭氧區(qū)3、缺氧區(qū)5、混合區(qū)6和好氧區(qū)12四個(gè)反應(yīng)區(qū)域的體積比為1 0. 93 1. 26 1.20。所述厭氧區(qū)3、缺氧區(qū)5和混合區(qū)6內(nèi)均置有攪拌設(shè)備4，所述攪拌設(shè)備4的攪拌速度為50 - 80rpm。所述好氧區(qū)12內(nèi)安裝有微濾膜組件7，微濾膜組件7的膜孔孔徑為0. 2 μ m。所述微濾膜組件7的出水管經(jīng)管路和管路上的真空表9與真空泵13連接。所述好氧區(qū)12的底部置有曝氣設(shè)備17，曝氣設(shè)備17經(jīng)管路和管路上的空氣流量計(jì)8與空氣壓縮機(jī)10連接。好氧區(qū)12的底部與混合區(qū)6的上部連有第一級(jí)污泥回流管14，好氧區(qū)12回流到混合區(qū)6的回流污泥流量與處理廢水的流量之比為3. 5。混合區(qū)6的底部與缺氧區(qū)5的上部連有第二級(jí)污泥回流管15，混合區(qū)6回流到缺氧區(qū)5的回流污泥流量與處理廢水的流量之比為2. 5。缺氧區(qū)5的底部與厭氧區(qū)3的上部連有第三級(jí)污泥回流管16，缺氧區(qū)5回流到厭氧區(qū)3的回流污泥流量與處理廢水的流量之比為2. 5。本實(shí)用新型的工作過(guò)程本實(shí)用新型的處理系統(tǒng)將處理設(shè)備被分隔成為厭氧區(qū)3、缺氧區(qū)5、混合區(qū)6和好氧區(qū)12四個(gè)反應(yīng)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的所占的體積之比為1:0.93:1^6:1.20。在好氧區(qū)12中安裝膜孔孔徑為0. 2 μ m的微濾膜組件7，并在微濾膜組件7的下方安裝大孔曝氣設(shè)備17。 本實(shí)用新型提出的處理系統(tǒng)采用污泥從水處理的末端向前端逐級(jí)回流的方式，即好氧區(qū)12 的污泥回流到混合區(qū)6、混合區(qū)6的污泥回流到缺氧區(qū)5、缺氧區(qū)5的污泥回流到厭氧區(qū)3。 好氧區(qū)12回流到混合區(qū)6回流污泥的流量與處理廢水的流量之比為3. 5 ；混合區(qū)6回流到缺氧區(qū)5回流污泥的流量與處理廢水的流量之比為2. 5 ；缺氧區(qū)5回流到厭氧區(qū)3回流污泥的流量與處理廢水的流量之比為2. 5。該處理工藝中，在厭氧區(qū)3發(fā)生有機(jī)物的水解酸化和聚磷微生物攝取并儲(chǔ)存小分子有機(jī)化合物的反應(yīng)，即通常所說(shuō)的厭氧釋磷反應(yīng)；在缺氧區(qū) 5中聚磷微生物利用體內(nèi)儲(chǔ)存的有機(jī)物作為電子供體和混合區(qū)域回流污泥中含有的硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體進(jìn)行新陳代謝，有機(jī)物氧化釋放出來(lái)的能量被聚磷微生物合成含磷高能化合物儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)，起到從廢水中去除磷的作用。同時(shí)由于有機(jī)物的氧化過(guò)程是以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體而進(jìn)行的，因此也達(dá)到了反硝化脫氮的目的。在好氧區(qū) 12中由于污泥濃度很高，在活性污泥絮體內(nèi)部容易形成缺氧區(qū)域，可以發(fā)生同步硝化反硝化反應(yīng)。如
圖1所示，將村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的降雨初期地表徑流進(jìn)行收集，儲(chǔ)存于初期徑流收集箱1內(nèi)。通常初期徑流收集箱1收集降雨初期5mm的地表徑流，這部分雨水地表徑流的污染物濃度高、污染負(fù)荷大。通過(guò)提升泵2將收集的初期地表徑流送入處理設(shè)備中，處理設(shè)備被分隔成為厭氧區(qū)3、缺氧區(qū)5、混合區(qū)6和好氧區(qū)12四個(gè)反應(yīng)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的所占的體積之比為1:0. 93:1. 26:1. 20。廢水在處理設(shè)備中依次流過(guò)厭氧區(qū)3、缺氧區(qū)5、混合區(qū) 6和好氧區(qū)12四個(gè)反應(yīng)區(qū)域。厭氧區(qū)3和缺氧區(qū)5域通過(guò)攪拌設(shè)備4進(jìn)行混合，攪拌設(shè)備 4的攪拌速度為50-80rpm?；旌蠀^(qū)域配有攪拌設(shè)備4和曝氣設(shè)備17，攪拌設(shè)備4的攪拌速度也維持在50-80rpm范圍內(nèi)，同時(shí)在混合區(qū)內(nèi)安裝溶解氧傳感器和變送器，當(dāng)混合區(qū)混合液中的溶解氧低于0. 2mg/L條件下啟動(dòng)曝氣設(shè)備17向混合區(qū)內(nèi)供氧；當(dāng)混合區(qū)混合液中的溶解氧高于0. 5mg/L條件下停止供氧。在好氧區(qū)12中安裝膜孔孔徑為0. 2 μ m的微濾膜組件7，并在微濾膜組件7的下方安裝大孔曝氣設(shè)備17，向好氧區(qū)12供氧，并通過(guò)曝氣氣泡產(chǎn)生的剪切作用降低膜的污染。經(jīng)處理后的廢水通過(guò)真空泵13抽吸從好氧區(qū)12通過(guò)膜組件排出處理設(shè)備。真空泵13的運(yùn)行方式為連續(xù)抽吸110秒，停抽10秒。廢水處理過(guò)程中，由于污染物質(zhì)的降解、微生物生長(zhǎng)繁殖和膜組件的截留作用，在處理設(shè)備中產(chǎn)生具有降解性能的活性污泥。為達(dá)到本實(shí)用新型的處理性能，需要將處理設(shè)備中的污泥進(jìn)行循環(huán)回流和排放。本實(shí)用新型提出的處理系統(tǒng)采用污泥從水處理的末端向前端逐級(jí)回流的方式，即好氧區(qū)12的污泥回流到混合區(qū)6、混合區(qū)6的污泥回流到缺氧區(qū)5、缺氧區(qū)5的污泥回流到厭氧區(qū)3。好氧區(qū)12回流到混合區(qū)6回流污泥的流量與處理廢水的流量之比為3. 5 ；混合區(qū)6 回流到缺氧區(qū)5回流污泥的流量與處理廢水的流量之比為2. 5 ；缺氧區(qū)5回流到厭氧區(qū)3回流污泥的流量與處理廢水的流量之比為2. 5。廢水在處理設(shè)備中的總停留時(shí)間為6小時(shí)，活性污泥在處理設(shè)備中的停留時(shí)間為15天。由于本處理系統(tǒng)廢水的水力停留時(shí)間很短(6小時(shí))，污泥停留時(shí)間又相對(duì)較長(zhǎng)(15天)，又加上膜組件對(duì)懸浮顆粒物的完全截留作用，因此， 在處理設(shè)備中維持了很高的污泥濃度，穩(wěn)定運(yùn)行后厭氧、缺氧、混合和好氧區(qū)域懸浮固體濃度可分別達(dá)到6，7，11和15g/L左右。 該處理工藝中，在厭氧區(qū)3發(fā)生有機(jī)物的水解酸化和聚磷微生物攝取并儲(chǔ)存小分子有機(jī)化合物的反應(yīng)，即通常所說(shuō)的厭氧釋磷反應(yīng)；在缺氧區(qū)5中聚磷微生物利用體內(nèi)儲(chǔ)存的有機(jī)物作為電子供體和混合區(qū)6回流污泥中含有的硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體進(jìn)行新陳代謝，有機(jī)物氧化釋放出來(lái)的能量被聚磷微生物合成含磷高能化合物儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)，起到從廢水中去除磷的作用。同時(shí)由于有機(jī)物的氧化過(guò)程是以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體而進(jìn)行的，因此也達(dá)到了反硝化脫氮的目的。在混合區(qū)6中，由于溶解氧濃度控制在0. 2-0. 5mg/L的范圍內(nèi)，同時(shí)廢水中有機(jī)物濃度較低，短程硝化和反硝化過(guò)程進(jìn)行很快， 混合液中總氮去除比較明顯。在好氧區(qū)域中主要進(jìn)行同步硝化反硝化反應(yīng)和廢水中剩余有機(jī)物的氧化去除，同時(shí)提高處理后廢水的溶解氧濃度。
權(quán)利要求1.一種用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)降雨地表徑流的處理系統(tǒng)，包括與村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的降雨初期地表徑流對(duì)接的初期徑流收集箱(1 )、與初期徑流收集箱(1)連通的處理反應(yīng)池及其管路，其特征在于所述處理反應(yīng)池自始端至末端順序排列有厭氧區(qū)(3)、缺氧區(qū)(5)、混合區(qū)(6)和好氧區(qū)(12)四個(gè)反應(yīng)區(qū)域，各區(qū)之間由管路和提升泵(2)連接，提升泵(2)的控制端子與液位計(jì)(11)控制連接；所述厭氧區(qū)(3)、缺氧區(qū)(5)和混合區(qū)(6)內(nèi)均置有攪拌設(shè)備(4)； 所述好氧區(qū)(12)內(nèi)安裝有微濾膜組件(7)，所述微濾膜組件(7)的出水管經(jīng)管路和管路上的真空表(9)與真空泵(13)連接；所述好氧區(qū)(12)的底部置有曝氣設(shè)備(17)，曝氣設(shè)備(17)經(jīng)管路和管路上的空氣流量計(jì)(8 )與空氣壓縮機(jī)(10 )連接；好氧區(qū)(12)的底部與混合區(qū)(6)的上部連有第一級(jí)污泥回流管(14)； 混合區(qū)(6)的底部與缺氧區(qū)(5)的上部連有第二級(jí)污泥回流管(15)； 缺氧區(qū)(5)的底部與厭氧區(qū)(3)的上部連有第三級(jí)污泥回流管(16)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)降雨地表徑流的處理系統(tǒng)，其特征在于所述厭氧區(qū)(3)、缺氧區(qū)(5)、混合區(qū)(6)和好氧區(qū)(12)四個(gè)反應(yīng)區(qū)域的體積比為1 0. 93 1. 26 1. 20。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)降雨地表徑流的處理系統(tǒng)，其特征在于所述攪拌設(shè)備(4)的攪拌速度為50 - SOrpm0
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)降雨地表徑流的處理系統(tǒng)，其特征在于所述微濾膜組件(7)的膜孔孔徑為0. 2 μ m。
專利摘要一種用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)降雨地表徑流的處理系統(tǒng)，包括與村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的降雨初期地表徑流對(duì)接的初期徑流收集箱、與初期徑流收集箱連通的處理反應(yīng)池及其管路，所述處理反應(yīng)池自始端至末端順序排列有厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、混合區(qū)和好氧區(qū)四個(gè)反應(yīng)區(qū)域，各區(qū)之間由管路和提升泵連接，提升泵的控制端子與液位計(jì)控制連接；所述厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和混合區(qū)內(nèi)均置有攪拌設(shè)備。好氧區(qū)內(nèi)安裝有微濾膜組件，底部置有曝氣設(shè)備。本系統(tǒng)可對(duì)村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)雨水徑流進(jìn)行處理，去除有機(jī)污染物、氮和磷等污染物，對(duì)于村鎮(zhèn)面源污染可進(jìn)行有效控制，降低村鎮(zhèn)雨水地表徑流對(duì)地表水體的環(huán)境影響，可廣泛應(yīng)用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)雨水徑流廢水的處理中。
文檔編號(hào)C02F3/30GK202011784SQ20112007503
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月21日
發(fā)明者吳念鵬, 李久義, 李青云, 王國(guó)田, 田秀君, 趙世明, 趙小康, 陳永, 魏孜 申請(qǐng)人:中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院