将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及废水处理技术领域。更具体地说，本实用新型涉及将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置。


背景技术：

2.随着我国畜牧业的发展，畜牧业的规模化、集约化发展已成为必然趋势，规模化养殖场具有较高的畜禽饲养技术、统一的管理，能降低成本，提高经济效益。然而，生猪养殖业的粪尿排泄物及其废水中含有大量有机物、氮、磷、悬浮物及致病菌，并产生恶臭，对环境质量造成极大影响。我国南方诸省特别是两广对生猪养殖业的粪尿排泄物处理，是采用人工清干粪后用水冲渣的办法，但是，由于天气酷热用水量多，水污染量大，所以必须要治理。由于生猪养殖场废水处理不同于工业污水处理，导致生猪养殖场经济效益不高，限制了废水处理投资金额的投入，这就需要寻求一种投资少、处理效果好、且能回收部分资源，有一定的经济效益的生猪养殖场废水处理新技术。
3.目前，生猪养殖场的废水处理，通常采用以下几种传统的处理方法和处理工艺：(1)生猪养殖场粪
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沼
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果(草、林、菜)养殖处理模式；(2)组合式稳定塘养殖废水处理工艺；(3)uasb/生物接触法净化处理工艺。
4.虽然厌氧、好氧生化的传统处理系统具有去除有机物的优点，但对处理含有高氨氮，高磷的生猪养殖废水，其去除效率不高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置，通过生态滤池中的矿化，生物好氧、兼氧、厌氧菌种的作用，以及水生植物根系氧化、吸收等生物生态组合作用，去除生猪养殖废水中的氨氮、磷和有机物质，科学地运用了厌氧和好氧的生化处理与基质生态过滤、生态植物吸收的处理优势。
6.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置，包括：
7.至少一级生态滤池，当生态滤池为一级时，该生态滤池中设置有钛铁矿砂层；当生态滤池为多级时，至少一级生态滤池中设置有钛铁矿砂层，且前一级生态滤池的出水口与后一级生态滤池的入水口连通，各级生态滤池的入水口和出水口分别位于与其对应的钛铁矿砂层的上方和下方。
8.优选的是，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，所述钛铁矿砂层由钛铁矿砂与碳酸钙颗粒混合层和钛铁矿砂与生物碳混合层组成，钛铁矿砂与碳酸钙颗粒混合层铺设在钛铁矿砂与生物碳混合层上，钛铁矿砂与碳酸钙颗粒混合层由碳酸钙颗粒与钛铁矿砂按质量比为2～4：1组成，且其厚度为300～450mm，钛铁矿砂与生物碳混合层由生物碳和钛铁矿砂按质量比为2～4：1组成，且其厚度为300～450mm。
9.优选的是，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，铺
设有钛铁矿砂层的生态滤池中从上到下依次铺设有河砂层、钛铁矿砂与碳酸钙颗粒混合层、钛铁矿砂与生物碳混合层、碳酸钙与沸石颗粒混合层和碳酸钙颗粒层，其中，河砂层的厚度为200～350mm，碳酸钙与沸石颗粒混合层由碳酸钙和沸石颗粒按质量比为2～4：1组成，且其厚度为200～350mm，碳酸钙颗粒层的厚度为200～350mm。
10.优选的是，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，沸石颗粒的粒径为0.5～1.5mm，钛铁矿砂与碳酸钙颗粒混合层和碳酸钙与沸石颗粒混合层中碳酸钙颗粒的径均为6～10mm，碳酸钙颗粒层中碳酸钙的粒径为25～55mm。
11.优选的是，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，还包括：
12.格栅池；
13.微滤机，其与格栅池连接；
14.黑膜厌氧池，其与微滤机连接；
15.预曝气池，其与黑膜厌氧池连接；
16.沉淀池，其分别与预曝气池和最前一级生态滤池的入水口连接。
17.优选的是，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，当生态滤池为多级时，每级生态滤池中均设置有钛铁矿砂层。
18.优选的是，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，还包括：
19.干化池，其分别与沉淀池和格栅池连接；
20.出水池，其与最后一级生态滤池的出水口连接。
21.优选的是，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，当生态滤池为多级时，前一级生态滤池的出水口位于下一级生态滤池的入水口的上方。
22.优选的是，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，各级生态滤池中还包括：
23.进水分布水管组，其设置于河砂层中，当生态滤池为多级时，前一级生态滤池的出水口与后一级生态滤池的进水分布水管组的入水口连通；
24.多个收集水槽，其一个挨一个地设置在生态滤池的底部，收集水槽为拱形，且其上间隔设置有多个出水孔，各个收集水槽相互平行；
25.多根呼吸管桩，其间隔设置，每根呼吸管桩均竖直设置，且其顶部位于生态滤池的上方，底部穿过其下方的收集水槽，并和与其对应的收集水槽连通；
26.排水槽，其位于生态滤池的一侧，并与各个收集水槽均连通，生态滤池的出水口设置于排水槽上。
27.优选的是，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，所述收集水槽为半圆筒体形。
28.本实用新型至少包括以下有益效果：
29.本实用新型生态滤池中的钛酸亚铁材料既是微生物的载体，又是厌氧微生物电子供体，在填充式固定滤床的方式下处理废水，通过引入接种硝酸盐的铁氧化菌为主的厌氧菌种液，在无氧条件下微生物以钛铁矿砂中的亚铁为电子供体，具有还原硝酸盐为氮气和对磷的吸附作用。钛铁矿砂fetio3(钛酸亚铁)具有强化生猪养殖废水处理效率的同时兼具
脱除硝酸盐氮和磷酸盐的生态净化处理作用。
30.本实用新型充分利用了生物的厌氧、预曝气氧化的生化处理技术，并结合生态滤池中的矿化，生物好氧、兼氧、厌氧菌种的作用，以及水生植物根系氧化、吸收等生物生态组合的作用，去除生猪养殖废水中的氨氮、磷和有机物质，科学地运用了厌氧和好氧的生化处理与基质生态过滤、生态植物吸收的处理优势。
31.本实用新型不但具有生物和生态处理净化生猪养殖场废水的效能，同时，也为水生植物提供了养份，促进了水生植物的生长、繁殖，具有生态污水处理的独特效果，取代了传统生猪养殖场污水处理设施中的氨氮脱除、除磷装置与加药脱除装置等，节省了生猪养殖废水处理工程建设的投资、减少了土地占用面积、降低了处理运行成本。
32.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
33.图1是根据本实用新型一个实施例的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置的结构示意图；
34.图2是根据本实用新型一个实施例的生态滤池的结构示意图。
具体实施方式
35.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
36.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.如图1和图2所示，本实用新型提供将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置，包括：
38.至少一级生态滤池1，当生态滤池1为一级时，该生态滤池1中设置有钛铁矿砂层；当生态滤池1为多级时，至少一级生态滤池1中设置有钛铁矿砂层，且前一级生态滤池1的出水口与后一级生态滤池1的入水口连通，使得污水能通过各级生态滤池1逐级进行处理，各级生态滤池1的入水口和出水口分别位于与其对应的钛铁矿砂层的上方和下方，使得生态滤池1中的污水能通过钛铁矿砂层进行处理。
39.生态滤池1中的钛酸亚铁材料既是微生物的载体，又是厌氧微生物电子供体，在填充式固定滤床的方式下处理废水，通过引入接种硝酸盐的铁氧化菌为主的厌氧菌种液，在无氧条件下微生物以钛铁矿砂中的亚铁为电子供体，具有还原硝酸盐为氮气和对磷的吸附作用。钛铁矿砂fetio3(钛酸亚铁)具有强化生猪养殖废水处理效率的同时兼具脱除硝酸盐氮和磷酸盐的生态净化处理作用。
40.生态滤池1充分利用水生植物根系及活性微生物菌群，直接吸收、截留、降解废水中的悬浮物，达到深度去除有机物质、氨氮、磷的目的。同时也能满足生态滤池1表面水生植
物生长需要的养份与熵，提高水生植物的生长、繁殖和废水处理效果。
41.本实用新型在生态滤池1表面上种植各种水生植物，充分利用矿砂氧化、基质吸附、生物活性污泥和水生植物根系的生态特性与优势处理生猪养殖场废水，进一步提高了净化效果，同时有效地解决了生猪养殖废水处理中高氨氮、高磷去除的难题。
42.在另一种技术方案中，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，所述钛铁矿砂层由钛铁矿砂与碳酸钙颗粒混合层和钛铁矿砂与生物碳混合层组成，钛铁矿砂与碳酸钙颗粒混合层铺设在钛铁矿砂与生物碳混合层上，钛铁矿砂与碳酸钙颗粒混合层由碳酸钙颗粒与钛铁矿砂按质量比为2～4：1组成，且其厚度为300～450mm，钛铁矿砂与生物碳混合层由生物碳和钛铁矿砂按质量比为2～4：1组成，且其厚度为300～450mm。
43.在另一种技术方案中，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，铺设有钛铁矿砂层的生态滤池1中从上到下依次铺设有河砂层105、钛铁矿砂与碳酸钙颗粒混合层106、钛铁矿砂与生物碳混合层107、碳酸钙与沸石颗粒混合层108和碳酸钙颗粒层109，其中，河砂层的厚度为200～350mm，碳酸钙与沸石颗粒混合层由碳酸钙和沸石颗粒按质量比为2～4：1组成，且其厚度为200～350mm，碳酸钙颗粒层的厚度为200～350mm。运用钛铁矿砂与组合基质的矿化、生化和水生植物根系的生态特性与优势，处理净化生猪养殖场废水。
44.生态滤池1内设置有按比例配置的fetio3，c、si、ca、mg元素及沸石等各种生物菌群附着材料混合基质层，生态滤池1内的各种活性微生物菌群直接吸收、截留、降解废水中的有机物质、氨氮、磷，使水质得到进一步净化。
45.生态滤池1由钛铁矿砂与部分生物碳及各种生物菌群附着材料组合基质进行填充而成，生态滤池1表面种植各种水生植物。
46.本实用新型充分利用矿砂氧化与基质吸附、生物活性污泥和水生植物根系的生态特性与优势处理生猪养殖场废水。进一步提高了净化的效果，同时有效地解决了生猪养殖废水中高氨氮、高磷去除的难题。
47.生态滤池1干湿交替运行，在钛铁矿砂组合基质的矿化和生物厌氧、兼氧、好氧菌种的作用下分离悬浮物(ss)、降低有机物质(codcr)和去除氨氮、磷，提高废水的净化效率。
48.在另一种技术方案中，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，沸石颗粒的粒径为0.5～1.5mm，钛铁矿砂与碳酸钙颗粒混合层和碳酸钙与沸石颗粒混合层中碳酸钙颗粒的径均为6～10mm，碳酸钙颗粒层中碳酸钙的粒径为25～55mm。
49.在另一种技术方案中，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，还包括：
50.格栅池2；
51.微滤机3，其与格栅池2连接；
52.黑膜厌氧池4，其与微滤机3连接；
53.预曝气池5，其与黑膜厌氧池4连接；
54.沉淀池6，其分别与预曝气池5和最前一级生态滤池1的入水口连接。通过中间沉淀池6聚凝分离并去除养殖场废水中的悬浮物(ss)、排出厌氧出水水质中的富含氨氮、磷污泥，达到净化水质的目的。
55.格栅池2(格栅收集井)是现场建筑的钢混结构，格栅池2将散落到废水中的树叶技条、粗纤维物等杂夹物进行隔离去除。废水由泵提升到微滤机3(废水渣水微分离器)进行分离除渣。分离出来的污水流入黑膜厌氧池4中，黑膜厌氧池4是由黑膜材料进行热焊接制造而成，属非标制作生物反应容器，黑膜厌氧沼气池对生猪养殖废水进行厌氧处理，通过厌氧菌、甲烷菌将大分子有机物转化、分解成低分子有机物；黑膜厌氧池4产生的沼气可用于加热生猪养殖用热水。从黑膜厌氧池4中出来的水用水泵抽到预曝气池5进行曝气氧化，以促进废水中的悬浮物(ss)及其他物质进行氧化絮凝，提高后续单元中间沉淀池6的沉淀、澄清。
56.黑膜厌氧池4和预曝气池5，主要是运用生物活性污泥中的甲烷菌、硝化菌和反硝化菌，转化、降解去除污水中的有机物质，是生化处理的主要反应器。
57.由格栅池2拦截粪水中的树叶技条、粗纤维物等杂夹物，之后污水通过泵抽到微滤机3进行除渣，分离出来的污水流入黑膜厌氧池4中进行厌氧降解，厌氧产生的大量沼气回用于养殖生产。降解后的污水由水泵抽到预曝气池5进行预曝气，曝气后的污水通过水泵送入沉淀池6，在沉淀池6中进行泥水分离，分离出的污水通过多级生态滤池1进行处理。
58.在另一种技术方案中，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，当生态滤池1为多级时，每级生态滤池1中均设置有钛铁矿砂层。
59.在另一种技术方案中，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，还包括：
60.干化池7，其分别与沉淀池6和格栅池2连接；
61.出水池8，其与最后一级生态滤池1的出水口连接。
62.由格栅池2拦截粪水中的树叶技条、粗纤维物等杂夹物，之后污水通过泵抽到机械微滤机3进行除渣，分离出来的污水流入黑膜厌氧池4中进行厌氧降解，厌氧产生的大量沼气回用于养殖生产。降解后的污水由水泵抽到预曝气池5进行预曝气，曝气后的污水通过水泵送入沉淀池6，在沉淀池6中进行泥水分离，产生的污水通过多级生态滤池1进行处理，污泥被抽到干化池7进行太阳曝晒干化、消毒，干化后的泥渣用于堆肥，生产有机肥料，干化池7产生的污水回流至格栅池2。
63.在另一种技术方案中，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，当生态滤池1为多级时，前一级生态滤池1的出水口位于下一级生态滤池1的入水口的上方。多级生态滤池1应用水位级差逐级处理污水。
64.在另一种技术方案中，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，各级生态滤池1中还包括：
65.进水分布水管组101，其均布于河砂层中，当生态滤池1为多级时，前一级生态滤池1的出水口与后一级生态滤池1的进水分布水管组101的入水口连通；多级植物生态滤池1之间利用髙差通过管道进行连接。
66.多个收集水槽102，其一个挨一个地设置在生态滤池1的底部，收集水槽102为拱形，且其上间隔设置有多个出水孔，各个收集水槽102相互平行；
67.多根呼吸管桩103，其间隔设置，每根呼吸管桩103均竖直设置，且其顶部位于生态滤池1的上方，底部穿过其下方的收集水槽102，并和与其对应的收集水槽102连通；用于生态滤池1进水、排水时进行排气、吸气，解决生态滤池1的气阻、水封问题。
68.排水槽104，其位于生态滤池1的一侧，并与各个收集水槽102均连通，生态滤池1的出水口设置于排水槽104上。
69.进水分布水管组101将污水均匀分布后向下流，呼吸管桩103能保证进水分布水管组101加水和排水槽104排水时，不出现气阻、水封现象，使进水、排水通畅，污水经过钛铁矿砂与部分生物碳及各种生物菌群附着材料组合基质处理后，流至各个收集水槽102中，再汇集至排水槽104中，之后接入下一级生态滤池1的进水分布水管组101后，通过下一级生态滤池1进一步净化，最后一级生态滤池1净化后的水排至出水池8中。
70.在另一种技术方案中，所述的将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置中，所述收集水槽102为半圆筒体形。
71.实施例1
72.由格栅池拦截粪水中的树叶技条、粗纤维物等杂夹物，之后污水通过泵抽到机械微滤机进行除渣，分离出来的污水流入黑膜厌氧池中进行厌氧降解，厌氧产生的大量沼气回用于养殖生产。降解后的污水由水泵抽到预曝气池进行预曝气，曝气后的污水通过水泵送入沉淀池，在沉淀池中进行泥水分离，污泥被抽到干化池进行干化，污水通过三级植物生态滤池进行处理，干化池产生的污水回流至格栅池。
73.三级植物生态滤池之间利用髙差通过管道进行连接，前一级生态滤池的收集水槽的出水口与后一级生态滤池的进水分布水管组的入水口连通，最终处理后的水流至出水池中。
74.植物生态滤池从上到下依次为河砂层、钛铁矿砂混合碳酸钙颗粒层、钛铁矿砂混合生物碳颗粒层、碳酸钙混合沸石颗粒层、碳酸钙大颗粒层。水生植物生长在生态滤池上。
75.河砂层：厚度为200～350mm，由河砂组成；
76.钛铁矿砂混合碳酸钙颗粒层：厚度为300～450mm，由碳酸钙颗粒与钛铁矿砂按质量比为2：1到4：1组成，碳酸钙颗粒粒径为6～10mm；
77.钛铁矿砂与生物碳混合层：厚度为300～450mm，由生物碳和钛铁矿砂按质量比为2：1到4：1组成；
78.碳酸钙混合沸石颗粒层：厚度为200～350mm，由碳酸钙和沸石细颗粒按质量比为2：1到4：1组成，碳酸钙颗粒粒径为6～10mm，沸石细颗粒粒径为0.5～1.5mm；
79.碳酸钙大颗粒层：厚度为200～350mm，由碳酸钙颗粒组成，碳酸钙大颗粒粒径为；25～55mm。
80.将钛铁矿砂用于强化生态滤池的生猪养殖废水处理装置，已在广西来宾市武宜县正牧畜牧养殖公司生猪养殖场废水生态净化工程中应用，从其运行的状况和运行的效果能证明本新工艺具有：
81.1.污水处理排水达到囯家《污水综合排放标准》(gb8978
‑
1996)中的一级排放标准。
82.2.生态处理段的一级水生植物生态滤池、二级水生植物生态滤池、三级水生植物生态滤池处理单元，利用植物生长期需要氨氮，磷元素肥的特点,吸收和氧化了处理水质，有效地解决了目前在生猪养殖场废水处理工艺中氨氮、磷去除的难题。其生态处理去除废水中氨氮、磷的效果显著。
83.3.一级水生植物生态滤池、二级水生植物生态滤池、三级水生植物生态滤池废水
处理生态单元，不但具有处理废水的显著效果，同时也能获得水生植物(如叶菜类)不同季节茬的收益，实现生态循环再利用。
84.4.利用水力推流动力学设计的水生植物生态滤池的新型生物生态反应器，集合了传统的厌氧、好氧生化池、沉淀池和人工湿地单元技术，节省了废水处理工程建设的投资、土地面积的占用，并降低了运行成本。
85.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。