一种用于养殖废水深度处理的仿生态塘系统.pdf

本发明公开了一种用于养殖废水深度处理的仿生态塘系统，处理方法为：经过厌氧消化处理的畜禽养殖污水，进入布水槽进行蓄积布水，污水经布水槽的底部穿孔进砂滤槽，污水经过布水曝气坡进行短程净化后进入塘体，塘体底部安装有人工水草。处理系统包括布水槽、砂滤槽、布水曝气坡、塘体、人工水草带、水生植物及浮体和污泥收集井，塘内水体表层的水生植物种植于浮体上，利用水生植物在生长过程中，对污水中碳氮磷的充分吸收和植物本身的呼吸，将氧气从植物叶片输送到根部，在根区形成一个微好氧环境，进一步刺激有机物质的分解和硝化细菌的生长，从而达到去除污水中氮、磷等营养物质的主要目的，同时也增加了塘体整体的观赏价值。

1、  一种用于养殖废水深度处理的仿生态塘系统的处理方法，其特征在于：
经过厌氧消化处理的畜禽养殖污水，通过管道自流进入布水槽进行蓄积布水，污水经布水槽的底部穿孔进砂滤槽，污水经砂滤槽中自下而上分层排布的陶粒、小径石子、粗砂和细砂材料过滤，去除悬浮在污水中的悬浮物；
再通过升流的方式到达布水曝气坡，在此形成的薄层污水会与空气进行充分的接触，从而达到曝气充氧的目的，经过厌氧发酵后的污水中含有大量的铵态氮，当与部分被曝气氧化的污水中含有的硝态氮会发生一定程度的短程硝化作用，从而将富集的氮素转化部分的氮气，达到脱氮的初步效果；
污水经过布水曝气坡进行短程净化后进入塘体，塘体底部安装有人工水草，人工水草表面有密集的孔隙、气泡和丰富的表面积，保证了水草在水中始终为直立漂浮，这些人工水草为微生物提供了极好的附着体，附着在人工水草表面的微生物经过世代变化，不断增厚，最后形成了微生物附着膜，污水中留存的部分碳源和氮素及磷素在流过生态塘时，有机物与生物膜及活性污泥充分接触，在微生物的世代繁殖转化过程中，被微生物吸附、降解和沉淀，从而达到进一步去除有机物和脱氮除磷的目的；
塘内水体表层的浮体上种植着水生植物，利用水生植物在生长过程中，对污水中碳氮磷的充分吸收和植物本身的呼吸，将氧气从植物叶片输送到根部，在根区形成一个微好氧环境，进一步刺激有机物质的分解和硝化细菌的生长，从而去除污水中氮、磷养物质。

2、  一种用于权利要求1所述一种用于养殖废水深度处理的仿生态塘系统，其特征在于：该系统包括布水槽、砂滤槽、布水曝气坡、塘体、人工水草带、水生植物及浮体和污泥收集井，污水通过管道自流进入布水槽进行蓄积布水，污水经布水槽的底部穿孔进砂滤槽，砂滤槽中自下而上分层排布着过滤材料陶粒、小径石子、粗砂和细砂，污水再通过升流的方式到达布水曝气坡；
污水经过布水曝气坡进行短程净化后进入塘体，塘体底部安装有人工水草，人工水草表面有密集的孔隙、气泡和丰富的表面积，保证了水草在水中始终为直立漂浮；
污水流入仿生态塘体水中，被净化后的污泥杂质会沉淀在生态塘的底部，塘体底部为沿流倾斜的设计，使污泥最终汇集到污泥收集井；塘内水体表层的浮体上种植着水生植物。

3、  如权利要求2所述的一种用于养殖废水深度处理的仿生态塘系统，其特征在于：布水曝气坡为台阶式。

一种用于养殖废水深度处理的仿生态塘系统
技术领域
本发明属于农业环保领域，涉及一种污水的处理技术，特别是畜禽养殖污水经过厌氧消化后需要进行深度处理的仿生态塘技术。
技术背景
现有的养殖污水处理技术中，对高浓度畜禽养殖污水单纯进行厌氧处理后，往往CODcr不能充分降解，氮磷会富集在污水中，要想达标排放，还需进一步做深度净化，特别是去除不能被厌氧消化而富集下来的氮和磷。常规的方法是一般采用稳定塘、氧化沟等处理技术，但是常规方法往往存在动力消耗大、运行费用高、管理繁琐、投资费用高、设备维修频繁等方面的问题；若采用人工湿地处理，虽有投资少、无动力运行等优点，但畜禽污水厌氧处理过程中产生的污泥容易堵塞基质，一般人工湿地运行1年左右，污水净化效果就会下降，必须更新基质，造成重复投资。
针对厌氧出水中富含氮磷的特点，应用专门设计的仿生态塘生态处理技术设施，利用厌氧与好氧相结合的短程硝化、微生物的世代转化、藻类和植物的生长繁殖等措施，实现对水体中氮磷和剩余碳源的有效吸收、转化和脱除，从而达到对含氮磷污水的深度净化处理，满足农田利用需求和达标排放要求。
发明内容
本发明提供一种无需任何设备、无能耗、维护简单、可长期运行一种用于养殖废水深度处理的仿生态塘系统。
一种用于养殖废水深度处理的仿生态塘系统处理方法：
经过厌氧消化处理的畜禽养殖污水，通过管道自流进入布水槽进行蓄积布水，污水经布水槽的底部穿孔进砂滤槽，污水经砂滤槽中自下而上分层排布的陶粒、小径石子、粗砂和细砂材料过滤，去除悬浮在污水中的悬浮物；
再通过升流的方式到达布水曝气坡，在此形成的薄层污水会与空气进行充分的接触，从而达到曝气充氧的目的，经过厌氧发酵后的污水中含有大量的铵态氮，当与部分被曝气氧化的污水中含有的硝态氮会发生一定程度的短程硝化作用，从而将富集的氮素转化部分的氮气，达到脱氮的初步效果；
污水经过布水曝气坡进行短程净化后进入塘体，塘体底部安装有人工水草，人工水草表面有密集的孔隙、气泡和丰富的表面积，保证了水草在水中始终为直立漂浮，这些人工水草为微生物提供了极好的附着体，附着在人工水草表面的微生物经过世代变化，不断增厚，最后形成了微生物附着膜，污水中留存的部分碳源和氮素及磷素在流过生态塘时，有机物与生物膜及活性污泥充分接触，在微生物的世代繁殖转化过程中，被微生物吸附、降解和沉淀，从而达到进一步去除有机物和脱氮除磷的目的；
塘内水体表层的水生植物种植于浮体上，利用水生植物在生长过程中，对污水中碳氮磷的充分吸收和植物本身的呼吸，将氧气从植物叶片输送到根部，在根区形成一个微好氧环境，进一步刺激有机物质的分解和硝化细菌的生长，从而去除污水中氮、磷养物质。
一种用于养殖废水深度处理的仿生态塘系统，其特征在于：该系统包括布水槽、砂滤槽、布水曝气坡、塘体、人工水草带、水生植物及浮体和污泥收集井，污水通过管道自流进入布水槽进行蓄积布水，污水经布水槽的底部穿孔进砂滤槽，砂滤槽中自下而上分层排布着过滤材料陶粒、小径石子、粗砂和细砂，污水再通过升流的方式到达布水曝气坡；
污水经过布水曝气坡进行短程净化后进入塘体，塘体底部安装有人工水草，人工水草表面有密集的孔隙、气泡和丰富的表面积，保证了水草在水中始终为直立漂浮；
污水流入仿生态塘体水中被净化后的污泥杂质会沉淀在生态塘的底部，塘体底部为沿流倾斜的设计，使污泥最终汇集到污泥收集井；塘内水体表层的浮体上种植着水生植物。
所述的一种用于养殖废水深度处理的仿生态塘系统的布水曝气坡为台阶式。
经过仿生态塘的有效处理，污水中所包含的少量氮素和大量的氮素和磷素会被有效的去除，从而满足出水达到我国《畜禽养殖业污染物排放标准(GB 18596-2001)》的出水要求或更高的标准，处理过程中的水也可以与地下水以一定比例混合直接用于农田灌溉，充分发挥污水资源的循环利用价值，有效节约水资源。
综上所述，仿生态塘是吸收了多种污水净化原理而建立的系统，本发明较之现有技术具有如下优点：
①系统利用台阶的多级自然落差，实现了厌氧出水有效的薄层充氧；系统引用了人工水草和水生植物及浮体等多种技术措施，增强了系统的净化途径和适应性；
②系统的去污能力强，解决了厌氧发酵液自然排放会造成环境污染的问题，有效的去除了厌氧出水中富含的少量有机碳源和大量的氮磷等污染物；
③投资成本低，使用寿命长，系统建设所需要的材料除人工水草外都是常规材料，造价较低，而且维护方便，简单易行；
④运行成本底，系统整个运行过程为无动力自流转化，无需任何净化设备，几乎不存在运行费用；
⑤适应范围广，适合我国各类畜禽场和养殖小区，满足广泛推广的需要；
附图说明
图1为本发明的仿生态塘系统的正面剖视图。
图2为图1的侧面剖视图。
图3为图1的俯视图。
其中1布水槽、2砂滤槽、3布水曝气坡、4水生植物、5防蒸渗膜、6空斗翻墙、7植草砖、8土工膜、9人工水草、10污泥收集井、11倾斜底面。
具体实施方式
实施例1
一种用于养殖废水深度处理的仿生态塘系统，包括布水槽1，砂滤槽2，布水曝气坡3，人工水草9，水生植物及浮体4，污泥收集井10，倾斜底面11(出水的一侧高于进水的一侧)，植草砖7，塘底布有人工水草9，用50厚的植草砖7将其固定，同时整个底部铺有防蒸渗膜5。
实施例2
经过厌氧处理后的畜禽养殖污水经管道自流进入布水槽1进行蓄积布水，污水经布水槽1的底部穿孔进入砂滤槽2，污水被砂滤槽2中分层排布的陶粒、小径石子、粗砂和细砂等材料过滤，去除了悬浮在污水中的悬浮物，再通过升流的方式到达台阶式布水曝气坡3，在此形成的薄层污水会与空气进行充分的接触，从而达到曝氧充氧的目的，污水经过台阶式布水曝气坡3进行短程净化后进入塘体，塘体底部安装有人工水草9，这些人工水草9为微生物提供了极好的附着体，附着在人工水草表面的微生物经过世代变化，不断增厚，最后形成了微生物附着膜，流入仿生态塘的水中被净化后的污泥杂质沉淀在塘的底部，经过倾斜底面11最终汇集到污泥收集井10，当累积到一定量时即可用潜污泵抽出。塘内水体表层的水生植物4种植于浮体上，利用水生植物在生长过程中，对污水中碳氮磷的充分吸收和植物本身的呼吸，将氧气从植物叶片输送到根部，在根区形成一个微好氧环境，进一步刺激有机物质的分解和硝化细菌的生长，从而达到去除污水中氮、磷等营养物质的主要目的。