活性鐵凈化器與岸坡濕地系統(tǒng)耦合凈化養(yǎng)殖塘排水系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種活性鐵凈化器與岸坡濕地系統(tǒng)耦合凈化養(yǎng)殖塘排水系統(tǒng)及排水方法。屬于養(yǎng)殖塘排水處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]池塘養(yǎng)殖是我國最重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖方式，隨著人們對水產(chǎn)品需求的日益增加，集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖越來越多地應(yīng)用在池塘養(yǎng)殖中。集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖存在不合理的養(yǎng)殖容量和營養(yǎng)供需問題，高密度放養(yǎng)、大投喂量、大量殘餌和動(dòng)物代謝物滯留于養(yǎng)殖水體造成了養(yǎng)殖水體富營養(yǎng)化。養(yǎng)殖水體的富營養(yǎng)化還會(huì)加速病原生物的繁衍，誘發(fā)病害。為防治魚病，需直接向水體投入大量的消毒劑、抗生素和殺蟲劑等。魚、蟹、蝦等水產(chǎn)品一般都追求速度快，就添加大量激素在飼料里。研宄表明，僅20%-30%投加的抗生素被魚類吸收，大部分進(jìn)入水環(huán)境中。
[0003]目前，我國養(yǎng)殖池塘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中只有生產(chǎn)功能而缺乏有效的水體凈化功能，含有大量抗生素、激素、氮磷營養(yǎng)鹽等的養(yǎng)殖廢水直接排放進(jìn)入周圍稻田或自然水體。我國農(nóng)田土壤、江河湖泊以及地下水體中都檢測出了抗生素。殘留在環(huán)境中的抗生素雖然只有痕量水平，但是長期暴露在此環(huán)境中的動(dòng)植物、微生物還是會(huì)受到很大影響，比如耐藥性微生物的出現(xiàn)、植物和動(dòng)物生長受抑制、微生態(tài)平衡受到破壞等。許多抗生素理化性質(zhì)比較穩(wěn)定，不容易降解，蓄積在水產(chǎn)品體內(nèi)，通過食物鏈傳遞而對人體健康構(gòu)成威脅。養(yǎng)殖塘排水的治理成為我國亟待解決的問題，抗生素的去除成為養(yǎng)殖塘排水治理的關(guān)鍵內(nèi)容。
[0004]生物處理法有處理?xiàng)l件溫和、費(fèi)用低、微生物易培養(yǎng)和可強(qiáng)化等優(yōu)點(diǎn)，目前抗生素行業(yè)廢水處理主體環(huán)節(jié)都采用了生物處理法。生物處理工藝主要依賴微生物作用，受污泥吸附能力和生物降解活性的限制，對廢水中殘留抗生素的處理效果并不理想?；谏鲜鰡栴}，很多學(xué)者對生物處理工藝強(qiáng)化方法進(jìn)行了研宄，這些方法的主體是馴化可以耐受抗生素毒性并能分解這些高濃度有機(jī)物的微生物。馴化和基因工程菌改造等生物強(qiáng)化手段提高了微生物對抗生素的處理效果，但這些微生物獲得了較強(qiáng)的耐藥性，一旦離開處理系統(tǒng)進(jìn)入環(huán)境，必將帶來新的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]近年來，水生植物尤其是經(jīng)濟(jì)水生植物越來越多地用于污水處理領(lǐng)域，例如穩(wěn)定塘、人工濕地等。但水生植物對抗生素的去除效果有限，抗生素對水生植物也有一定的毒性，且容易長期累積，并隨著食物鏈傳遞對周圍環(huán)境產(chǎn)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和人體健康風(fēng)險(xiǎn)。
[0006]活性鐵因其優(yōu)異的物化特性，尤其是強(qiáng)氧化性，而在廢水處理中受到廣泛重視。活性鐵-厭氧微生物耦合體系可用于降解多種不同的污染物，對抗生素和激素具有較好的去除效果，并且其處理效果遠(yuǎn)優(yōu)于活性鐵或微生物單獨(dú)作用的效果。但粉末狀的活性鐵顆粒易鈍化、結(jié)板，需要頻繁清洗更換，限制了活性鐵在水處理中的廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提出的是一種活性鐵凈化器與岸坡濕地系統(tǒng)耦合凈化養(yǎng)殖塘排水系統(tǒng)及排水方法，其目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺陷，活性鐵凈化器填充新型鐵碳微電解填料，該填料為規(guī)整球形顆粒，采用高溫磁化構(gòu)架、微孔活化技術(shù)形成鐵-碳-微量催化元素多孔空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，表面Zeta電位高，大幅度降低污染物開環(huán)、斷鏈及降解反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率和效率。比表面積大，活性穩(wěn)定高效，不鈍化、堵塞、板結(jié)，消耗量少，產(chǎn)生污泥量少，清洗容易，無需經(jīng)常拆卸更換，只需定期補(bǔ)加填料。活性鐵凈化器內(nèi)部豎直懸掛若干根彈性填料，掛膜生長厭氧微生物，利用活性鐵與厭氧微生物耦合協(xié)同反應(yīng)處理污水。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:活性鐵凈化器與岸坡濕地系統(tǒng)耦合凈化養(yǎng)殖塘排水系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)是養(yǎng)殖塘24的排水管3的入口處設(shè)置攔污柵I和過濾網(wǎng)2，排水管3的下端設(shè)置三通管14，三通管14連通活性鐵凈化器4，活性鐵凈化器4的出水管連通透水管6，透水管6埋設(shè)在礫石床7的內(nèi)部，礫石床7與岸坡潛流濕地8之間設(shè)置A無砂混凝土隔板9，岸坡潛流濕地8與河道19之間設(shè)置B無砂混凝土隔板10 ;所述的活性鐵凈化器的出水管上設(shè)置出水管閥門17，活性鐵凈化器的底部的排水管上設(shè)置沖洗排水管閥門13，沖洗排水管閥門13連接沖洗排水管11，沖洗排水管11接入污泥井12。
[0009]其排水方法，包括如下步驟:
1)養(yǎng)殖塘24排水流入排水管3，排水管入口處設(shè)置有攔污柵I和過濾網(wǎng)2;
2)養(yǎng)殖塘排水經(jīng)由排水管下端的三通管14進(jìn)入活性鐵凈化器4，活性鐵凈化器內(nèi)填有鐵碳內(nèi)電解填料，對進(jìn)入活性鐵凈化器4排水中的抗生素氧化分解，降低抗生素對微生物的毒害作用，提高抗生素的可生化降解性；
彈性填料上的厭氧微生物對氧化分解后的抗生素進(jìn)行生物吸附降解；從而使廢水中的抗生素得以去除；廢水中氮在活性鐵與厭氧微生物的耦合協(xié)同作用下轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾靡匀コ?，活性鐵氧化過程產(chǎn)生的Fe3+和Fe 2+與磷發(fā)生共沉淀，達(dá)到除磷效果，部分有機(jī)物也得以去除，脫落的生物膜以及污物沉降在凈化器底部集中清理；
3)活性鐵凈化器4的出水從反水管15流入透水管6;透水管布水均勻，養(yǎng)殖廢水進(jìn)入礫石床，礫石床裝填的碎石、煤渣、沸石填料表面的生物膜對廢水中有機(jī)物和氮磷吸附降解，顆粒物也得以沉降；
4)污水經(jīng)礫石床7處理后由A無砂混凝土隔板9進(jìn)入岸坡潛流濕地8;
5)經(jīng)過岸坡潛流濕地8植物凈化的污水通過B無砂混凝土隔板10流入河道19; 沖洗時(shí)，關(guān)閉活性鐵凈化器出水管閥門17，打開活性鐵凈化器底部的沖洗排水管閥門
13，沖洗水經(jīng)有坡降的沖洗排水管11排入污泥井12，存集在污泥井中的污泥無氧發(fā)酵后可用作肥料。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:(1)活性鐵凈化器填料浸沒于污水中形成無數(shù)微電池系統(tǒng)，構(gòu)成電場空間。電極反應(yīng)中陰極得到的新生態(tài)氫、陽極生成的新生態(tài)Fe2+和零價(jià)鐵均具有強(qiáng)還原性，極易與抗生素發(fā)生氧化還原作用，使其結(jié)構(gòu)改變、毒性消除，提高廢水的可生化降解性。反應(yīng)產(chǎn)生的Fe(0H)3、？6(0!1)2膠體具有很強(qiáng)的混凝和吸附作用，廢水中的懸浮物、膠體、大分子物質(zhì)以及微電解作用產(chǎn)生的不溶物可被其吸附、凝聚。(2)活性鐵凈化器填充新型鐵碳微電解填料，該填料比表面積大，活性穩(wěn)定高效，不鈍化、堵塞、板結(jié)，無需經(jīng)常拆卸更換，只需定期補(bǔ)加填料，產(chǎn)泥少，處理成本低?；钚澡F凈化器內(nèi)部豎直懸掛若干根彈性填料，掛膜生長厭氧微生物，活性鐵與厭氧微生物耦合協(xié)同反應(yīng)處理污水效果和效率更高。鐵是微生物生長的必需元素之一，對反應(yīng)器內(nèi)微生物的生長具有促進(jìn)作用。鐵碳內(nèi)電解對抗生素的氧化分解降低了抗生素對微生物的毒害作用，提高了抗生素的可生化降解性。厭氧微生物對氧化分解后的抗生素和少量未分解的抗生素生物降解去除，氮磷營養(yǎng)元素以及有機(jī)物等也能得到較好地去除。(3)活性鐵凈化器采用便攜式，安裝方便，操作簡單。(4)活性鐵凈化器出水管采用反水管，防止污水倒流，且出水管下端與活性鐵凈化器底部不接觸，防止污泥堵塞出水管，且底部出水水質(zhì)更好。(5)活性鐵凈化器出水口連接透水管，布水更均勻。(6)設(shè)置有沖洗排水系統(tǒng)，沖洗排水管有一定的坡度，采用物理自流式，利用勢差，能耗低。污泥井設(shè)置在岸坡潛流濕地，污泥和沖洗排水存集在污泥井中，可用作肥料。(7)本發(fā)明因地制宜，改造利用現(xiàn)有河道岸坡濕地系統(tǒng)，降低了基建成本，礫石床和岸坡潛流濕地進(jìn)一步去除水體中的氣憐和有機(jī)物，提尚出水水質(zhì)。
【附圖說明】
[0011]圖1是活性鐵凈化器與岸坡濕地系統(tǒng)耦合凈化養(yǎng)殖塘排水系統(tǒng)的水平面圖。
[0012]圖2是圖1中的A-A剖面圖。
[0013]圖3是圖1中的B-B剖面圖。
[0014]圖4是圖1中的C-C剖面圖。
[0015]圖中:1是攔污柵，2是過濾網(wǎng)，3是排水管，4是活性鐵凈化器，5是活性鐵凈化器擋蓋，6是透水管，7是礫石床，8是岸坡潛流濕地，9是A無砂混凝土隔板，10是B無砂混凝土隔板，11是沖洗排水管，12是污泥井，13是沖洗排水管閥門，14是三通管，15是反水管，16是活性鐵凈化器填料，17是反水管閥門，18是A隔水層，19是B隔水層，20是碎石層，21是土壤層，22是A植物，23是B植物，24是養(yǎng)殖塘，25是河道，26是塘埂。
【具體實(shí)施方式】
[0016]活性鐵凈化器與岸坡濕地系統(tǒng)耦合凈化養(yǎng)殖塘排水系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)是養(yǎng)殖塘24的排水管的3入口處設(shè)置攔污柵I和過濾網(wǎng)2，排水管3的下端設(shè)置三通管14，三通管14連通活性鐵凈化器4，活性鐵凈化器4的出水管連通透水管6，透水管6埋設(shè)在礫石床7的內(nèi)部，礫石床7與岸坡潛流濕地8之間設(shè)置A無砂混凝土隔板9，岸坡潛流濕地8與河道19之間設(shè)置B無砂混凝土隔板10 ;所述的活性鐵凈化器的出水管上設(shè)置出水管閥門17，活性鐵凈化器的底部的排水管上設(shè)置沖洗排水管閥門13，沖洗排水管閥門13連接沖洗排水管11，沖洗排水管11接入污泥井12。
[0017]所述活性鐵凈化器填料采用新型鐵碳微電解填料，該填料為規(guī)整球形顆粒，采用高溫磁化構(gòu)架、微孔活化技術(shù)形成鐵-碳-微量催化元素多孔空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并豎直懸掛若干根彈性填料，活性鐵凈化器填料與