一种养殖废水污水处理装置及工艺的制作方法

1.本发明涉及养殖废水处理技术领域，尤其涉及一种养殖废水污水处理装置及工艺。


背景技术：

2.当前，由于畜禽粪污治理要求越来越高，国家的管控力度不断加大，针对规模化养殖厂的粪污处理逐渐成为了制约养殖发展的核心问题。传统的粪污处理工艺包括uasb(up flow anaerobic sludge blanketexpanded granular sludge bed上流式厌氧污泥床反应器)/水解酸化+sbr(sequencing batch reactor activated sludge process序批式活性污泥法)/aao(anaerobic-anoxic-oxic厌氧-缺氧-好氧法)等，适用于按照《农田灌溉水质标准》或《畜禽养殖业污染物排放标准》的排放要求，随着国家对生态环境质量标准的提升，对规模化养殖排污量和排污限制都有了新的要求，传统工艺对cod(chemical oxygen demand化学需氧量)、总氮和总磷的处理能力都已无法满足，急需一种可满足氮磷深度处理的低成本高效处理装置和工艺来解决这些问题。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种有效去除氮磷的养殖废水污水处理装置及工艺。
4.本发明的技术方案是这样实现的：
5.一种养殖废水污水处理装置，包括通过管道连接的uasb反应器和多级连续短程硝化反应器，所述uasb反应器包括设置在其内部的一次布水器和二次布水器，所述uasb反应器内形成有污泥层和悬浮污泥层，所述一次布水器设置于所述污泥层以将水流引向所述污泥层底部，所述二次布水器设置在所述悬浮污泥层，所述二次布水器的进水口将所述悬浮污泥层顶部的悬浮污泥引导回流至所述悬浮污泥层的底部再喷出。
6.优选的，所述二次布水器包括进水口、管道泵和布水机构，所述进水口位于所述悬浮污泥层内，所述进水口和所述布水机构通过所述管道泵连接，所述管道泵将进入所述进水口的悬浮污泥泵送至所述布水机构，所述布水机构再将悬浮污泥喷出。
7.优选的，所述进水口与所述uasb反应器的出气口正对设置，且位于所述出气口的正下方。
8.优选的，所述布水机构包括连接于所述管道泵的进水主管、以及连接于所述进水主管的至少一根出水分管。
9.优选的，所述出水分管为周向均匀分布的多根。
10.优选的，所述出水分管上设置有若干出水孔，且所述出水分管远离所述进水主管的一端设置有堵头。
11.优选的，所述一次布水器包括连接进水箱的提升泵、以及与所述提升泵通过管道连接的布水口，所述布水口位于所述uasb反应器的污泥出口处。
12.优选的，所述多级连续短程硝化反应器包括多个级配短程硝化反应器，各所述级配短程硝化反应器内设置有若干隔板，所述隔板将所述级配短程硝化反应器内部空间分隔成多个间隔区域，每个所述间隔区域内设置有进水区和出水区；
13.其中，所述隔板的一端固定连接在所述级配短程硝化反应器的内壁上，另一端连接有转折导流板，养殖废水污水从一所述间隔区域至另一间隔区域时，从所述转折导流板进入。
14.一种养殖废水污水处理工艺，包括如下步骤：
15.步骤s1，将养殖粪污输送至干湿分离器对混合物进行干湿分离处理，将干的粪渣排放至污泥堆肥中；
16.步骤s2，将干湿分离处理后产生的养殖废水污水输送至预处理器，所述预处理器对废水污水进行水解调节和混合沉淀的处理后，一部分的低纯度的氮磷化合物后排放至污泥堆肥中，剩下的另一部分养殖废水污水输送至uasb反应器；
17.步骤s3，进入uasb反应器后，一次布水器将所述uasb反应器内的污泥层进行第一次布水，同时，二次布水器的进水口将所述悬浮污泥层顶部的悬浮污泥引导回流至所述悬浮污泥层的底部再喷出形成第二次布水；
18.步骤s4，从uasb反应器的排泥口排放的污泥输送至多级连续短程硝化反应器内进行去氮处理后排放至污泥堆肥中。
19.优选的，在步骤s3中，所述二次布水器的回流量与所述一次布水器的进水量的比值为回流比，该回流比为2-2.5，所述二次布水器的进水量与悬浮污泥层的截面积的比值为表面水力负荷，该表面水力负荷小于0.6m3/m2·
h。
20.本发明实施例提供的养殖废水污水处理装置及工艺具有如下效果：
21.1、通过设置的一次布水器将污泥层底部的污泥进行搅动后，能加快悬浮污泥层的形成，给二次布水器提供工作条件，二次布水器设置在悬浮污泥层，将所述悬浮污泥层顶部的悬浮污泥引导回流至所述悬浮污泥层的底部再喷出形成二次回流，由于悬浮污泥层里面的悬浮了大量的颗粒污泥和菌胶团，颗粒污泥需要定期剥落外表面的死泥才能将处理效能最大化，uasb反应器中的二次布水器产生的回流可以提高颗粒污泥之间的碰撞和摩擦，有利于提高颗粒污泥的活性，从而加快悬浮污泥的颗粒化的速度，调节总磷的浓度，减少化学除磷的药剂投加，降低过程能耗；
22.2、改良后的uasb反应器与多级连续短程硝化反应器结合处理，节省曝气量，去除氨氮和总磷的效率得到明显提高；
23.3、uasb反应器中的中温厌氧，提高反应效率并对氨氮去除有积极作用；
24.4、通过多级连续级配短程硝化反应，提高总氮去除效率，自行向生化反应系统补充更多的碱度，从而减少外加碳源，节约药剂费用。
附图说明
25.图1为本发明提供的养殖废水污水处理装置的结构示意图；
26.图2为图1所示的养殖废水污水处理装置的结构示意图；
27.图3为图1所示的多级连续短程硝化反应器的结构示意图；
28.图4为图1所示的二次布水器的部分结构示意图；
29.图5为图4所示的二次布水器的另一角度的部分结构示意图；
30.图6为本发明提供的养殖废水污水处理工艺的流程图。
具体实施方式
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.请参阅图1-图5。该养殖废水污水处理装置包括通过管道连接的干湿分离器、预处理器、uasb反应器3、以及多级连续短程硝化反应器，养殖废水污水依次经过所述干湿分离器进行干湿分离处理、经过所述预处理器进行水解调节和混凝沉淀处理、经过所述uasb反应器进行厌氧处理、经过所述多级连续短程硝化反应器进行去氮处理。
33.具体的，所述干湿分离采用斜筛式干湿分离机，所述预处理器采用水解调节和混凝沉淀的方式。其中，预处理与干湿分离是两个工序，水解调节停留时间大于4天，兼具调节能力和水解酸化功能。通过水解菌、产酸菌释放的酶促使水中难以生物降解的大分子物质发生生物催化反应，具体表现为断链和水溶，微生物则利用水溶性底物完成胞内生化反应，同时排出各种有机酸。进入uasb反应器前通过投加碳酸钠调节ph值，该ph＞7。具体的ph值控制在7.2～8.5之间。
34.所述uasb反应器3用于对养殖废水污水进行厌氧处理。所述uasb反应器3包括设置在其内部的一次布水器31和二次布水器33，所述uasb反应器3内有污泥层35和悬浮污泥层37，所述一次布水器31设置于所述污泥层35以将进水箱8内的水流引向所述污泥层35底部，一方面，防止短流，减少布水不均匀的现象。另一方面，所述一次布水器31喷出的水流用于搅动所述uasb反应器污泥出口处的污泥，形成动态的污泥层35，利于悬浮污泥层37的产生，为二次布水器33的工作提供条件。
35.所述二次布水器33设置在所述悬浮污泥层37，所述二次布水器33的进水口将所述悬浮污泥层37顶部的悬浮污泥引导回流至所述悬浮污泥层37的底部再喷出形成二次回流。由于悬浮污泥层37里面悬浮了大量的颗粒污泥和菌胶团，颗粒污泥需要定期剥落外表面的死泥才能将处理效能最大化，uasb反应器中部二次回流可以提高颗粒污泥之间的碰撞和摩擦，有利于提高颗粒污泥的活性。
36.需要说明的是，uasb反应器上还连接有集气装置6和气体处理系统7，uasb反应器对cod进行第一次降解，降解过程中产生的沼气通过上方设置的所述集气装置6转移到所述气体处理系统7，二次布水器33采用下进上出的布水方式，并利用沼气能源对uasb反应器进行加热保温。在这个过程中，因大量悬浮物水解成可溶解性物质，大分子降解为小分子，而且出水的bod5/cod
cr
值有所提高，废水的可生化性也得到了提高。
37.所述二次布水器33包括进水口331、管道泵333和布水机构335，所述进水口331位于所述悬浮污泥层37内，所述进水口331和所述布水机构335通过所述管道泵333连接起来，所述管道泵333将进入所述进水口331的悬浮污泥泵送至所述布水机构335，所述布水机构335再将悬浮污泥喷出形成二次回流布水。由于悬浮污泥层37是uasb反应器在厌氧反应的
核心，悬浮污泥层37的厚度、颗粒污泥的形成和生物量是保证反应效果的关键。二次回流布水悬浮污泥层37发生搅动，悬浮污泥层37中颗粒污泥之间的碰撞和摩擦，有利于提高颗粒污泥的活性以快速颗粒化。
38.所述进水口331与所述uasb反应器的出气口10(即沼气导出口)正对设置，且位于所述出气口10的正下方。这样，进水口产生的沼气可以快速地排放至出气口，并进入连接出气口的集气装置6中。
39.如图4、图5所示，所述布水机构335包括连接于所述管道泵的进水主管336、以及连接于所述进水主管336的至少一根出水分管337。每一根所述出水分管向外喷射回流的悬浮污泥。具体的，在本实施例中，所述出水分管为周向均匀分布的多根。优选的，在本实施例中，所述出水分管为6根。
40.所述出水分管337上设置有若干出水孔，且所述出水分管远离所述进水主管的一端设置有堵头338。悬浮污泥层37的悬浮污泥从出水孔排出，用于搅动悬浮污泥层37的悬浮污泥，是悬浮污泥颗粒发生碰撞和摩擦，加速颗粒的形成。
41.如图1所示，所述一次布水器31包括连接进水箱的提升泵311、以及与所述提升泵连接通过管道连接的布水口313，所述布水口位于所述uasb反应器的污泥出口处。所述提升泵311将进水箱8内的水流泵送至所述布水口313，所述布水口喷出的水流搅动所述uasb反应器的污泥，一方面防止污泥出口短流的现象，另一方面加速污泥层的运动，加快悬浮污泥层37的产生，给二次布水器33处理悬浮污泥层37颗粒化的工作提供条件。
42.如图3所示，所述多级连续短程硝化反应器包括多个级配短程硝化反应器5，具体的，在本实施例中，级配短程硝化反应器为三个。三个级配短程硝化反应器形成三级回流处理。各所述级配短程硝化反应器内设置有若干隔板51，所述隔板将所述级配短程硝化反应器内部空间分隔成多个间隔区域，每个所述间隔区域内设置有进水区和出水区。所述级配短程硝化反应器的水流走向和回流走向如图3所示。
43.如图1所示，其中，所述隔板51为多个，具体的，在本实施例中，所述隔板51为6个，6个隔板51将级配短程硝化反应器的内部空间氛围多个间隔区域。间隔区域内形成有进水区和出水区，所述隔板的一端固定连接在所述级配短程硝化反应器的内壁上，另一端连接有转折导流板53，养殖废水污水从一所述间隔区域至另一间隔区域时，从所述转折导流板处进入。具体的，所述转折导流板的转折角度为45
°
，用于导流，以减少导流死区。
44.如图3所示，三个所述级配短程硝化反应器分别形成三级回流的三级短程硝化处理过程，三级至二级回流，二级至一级回流，其中部分氨氮首先通过氨氧化细菌转化为亚硝态氮，剩余的氨氮和亚硝态氮被转化为氮气而实现对氮素的去除，是一种简捷的脱氮途径。该工艺具有不消耗有机碳源、污泥产量少、降低曝气量等优点。
45.如图6所示，本发明还提供一种养殖废水污水处理工艺，包括如下步骤：
46.步骤s1，干湿分离：将畜禽粪混合物输送至干湿分离器对混合物进行干湿分离处理，将干的粪渣排放至装载污泥堆肥的容器中。
47.步骤s2，预处理：将干湿分离处理后产生的养殖废水污水输送至预处理器，所述预处理器对废水污水进行水解调节和混合沉淀的处理后，得到一部分的低纯度的氮磷化合物后排放至污泥堆肥中，得到的另一部分养殖废水污水输送至uasb反应器。
48.步骤s3，uasb处理：进入uasb反应器后，一次布水器31将所述uasb反应器内的污泥
层进行第一布水以搅动污泥出口处的污泥，同时，二次布水器33的进水口将所述悬浮污泥层37顶部的悬浮污泥引导回流至所述悬浮污泥层37的底部再喷出形成第二布水；二次回流布水将反应器上方的液体返回到污泥层的下部，二次布水器33的回流量与一次布水器31的进水量的比值为回流比，该回流比为2-2.5，所述二次布水器33的进水量与悬浮污泥层37的截面积的比值为表面水力负荷，该表面水力负荷小于0.6m3/m2·
h，有利于颗粒污泥的形成。
49.步骤s4，短程硝化：从uasb反应器的排泥口排放的污泥输送至多级连续短程硝化反应器内进行去氮处理后的剩余污泥排放至污泥堆肥中，做有机肥用，提高资源利用，而处理后剩余的污水已达到排放标准。多级的短程硝化反应器中部分氨氮首先通过氨氧化细菌转化为亚硝态氮，剩余的氨氮和亚硝态氮被转化为氮气而实现对氮素的去除，是一种简捷的脱氮途径。该工艺具有不消耗有机碳源、污泥产量少、降低曝气量等优点。
50.多级连续短程硝化反应器与uasb反应器结合的方式，使c/n(碳氮比)比分配更加合理，可稳定地将cod降到100mg/l以下；
[0051][0052][0053]
进水典型的水质指标：cod(7000～10000mg/l)，氨氮(700～1000mg/l)，总磷(80～100mg/l)，cod平均去除率98.5％～99.5％，氨氮平均去除率99～99.8％。因此，改良后的uasb反应器与多级连续短程硝化反应器结合处理去除氨氮和总磷的效率得到明显提高，而且自行向生化反应系统补充更多的碱度，从而减少外加碳源，节约药剂费用。
[0054]
本发明实施例提供的养殖废水污水处理装置及工艺具有如下效果：
[0055]
1、通过设置的一次布水器将污泥层底部的污泥进行搅动后，能加快悬浮污泥层的形成，给二次布水器提供工作条件，二次布水器设置在悬浮污泥层，将所述悬浮污泥层顶部的悬浮污泥引导回流至所述悬浮污泥层的底部再喷出形成二次回流，由于悬浮污泥层里面的悬浮了大量的颗粒污泥和菌胶团，颗粒污泥需要定期剥落外表面的死泥才能将处理效能最大化，uasb反应器中的二次布水器产生的回流可以提高颗粒污泥之间的碰撞和摩擦，有利于提高颗粒污泥的活性，从而加快悬浮污泥的颗粒化的速度，调节总磷的浓度，减少化学除磷的药剂投加，降低过程能耗；
[0056]
2、改良后的uasb反应器与多级连续短程硝化反应器结合处理，节省曝气量，去除氨氮和总磷的效率得到明显提高；
[0057]
3、uasb反应器中的中温厌氧，提高反应效率并对氨氮去除有积极作用；
[0058]
4、通过多级连续级配短程硝化反应，提高总氮去除效率，自行向生化反应系统补充更多的碱度，从而减少外加碳源，节约药剂费用。
[0059]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。