專利名稱：一種用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場降雨地表徑流的處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種適合于對降雨過程中村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場產(chǎn)生的雨水徑流廢水進行處理的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅猛，在農(nóng)業(yè)產(chǎn)值中的貢獻率由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產(chǎn)生的固體廢物和廢水未進行合理的處置造成的。其主要污染物是有機物、氮、磷和病原微生物， 其主要影響是對地表水體的耗氧和水體的富營養(yǎng)化，以及硝酸鹽帶來的地下水飲用水源污染。在降雨過程中，由于雨水沖刷和徑流攜帶作用，村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場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者。因此，對村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場雨水徑流進行處理，去除有機污染物、 氮和磷等污染物，對于村鎮(zhèn)面源污染控制和降低村鎮(zhèn)雨水地表徑流對地表水體的環(huán)境影響具有重要意義。在畜禽養(yǎng)殖場降雨地表徑流中含有較高濃度的有機污染物、含氮磷污染物、病原微生物和抗生素等微污染物。其中有機污染物主要包括畜禽養(yǎng)殖場投加的飼料殘渣、畜禽糞便等，且濃度很高，畜禽養(yǎng)殖場初期降雨地表徑流中化學需氧量濃度可高達 3000-5000mg/L。這些有機污染物又以顆粒狀態(tài)為主，而且可生化性很好。氮磷污染物主要來源于畜禽糞便，畜禽養(yǎng)殖場降雨地表徑流中總氮濃度可達30-600mg/L，總磷濃度為 3-50mg/L。此外，病原微生物也是畜禽養(yǎng)殖場降雨地表徑流中需要去除的污染物。目前畜禽養(yǎng)殖場廢水處理技術(shù)主要是針對廢水中的有機物進行厭氧發(fā)酵處理，在進行有機物穩(wěn)定化的過程中殺滅部分病原微生物；而對于畜禽養(yǎng)殖廢水中的含氮和含磷污染物并沒有進行有效地去除，經(jīng)處理后排放到地表水體仍然會造成地表水體的富營養(yǎng)化。由于我國目前經(jīng)濟發(fā)展的限制以及養(yǎng)殖戶對面源污染控制的自覺性較低，很少養(yǎng)殖場對降雨地表徑流進行處理。本實用新型開發(fā)了一種能夠有效去除養(yǎng)殖場對降雨地表徑流中有機物、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、反硝化除磷和膜過濾技術(shù)有機組合，并且使用污泥逐級回流的方法，可以在較短的水力停留時間條件下，去除90-95%的有機物、85-90% 的氮和90-95%的磷，并能夠完全截留養(yǎng)殖場對降雨地表徑流中的病原微生物。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場降雨地表徑流的處理系統(tǒng)，要解決村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場產(chǎn)生的固體廢物和廢水難以進行合理處置的技術(shù)問題；并解決處理過程中大量耗費資源的問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場降雨地表徑流的處理系統(tǒng)，包括與村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場的降雨初期地表徑流對接的初期徑流收集箱、與初期徑流收集箱連通的處理反應池及其管路， 其特征在于所述處理反應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)四個反應區(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)的底部置有曝氣設備，曝氣設備經(jīng)管路和管路上的空氣流量計與空氣壓縮機連接；好氧區(qū)的底部與混合區(qū)的上部連有第一級污泥回流管，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)四個反應區(qū)域的體積比可以為1 0.93 1. 26 1. 20。所述攪拌設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)相比本實用新型具有以下特點和有益效果本實用新型克服了傳統(tǒng)村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場產(chǎn)生的固體廢物和廢水難以進行合理處置，會造成環(huán)境污染的缺點，解決了處理過程中大量耗費資源的技術(shù)問題。本實用新型將微濾膜組件與活性污泥水處理系統(tǒng)相結(jié)合，進行畜禽養(yǎng)殖場降雨地表徑流處理，將處理設備分隔成為厭氧、缺氧、混合和好氧四個區(qū)域，通過回流污泥方式的控制和溶解氧濃度的控制，在處理設備中實現(xiàn)同步硝化反硝化、短程硝化反硝化和反硝化除磷過程，達到降低污泥產(chǎn)生量、降低曝氣量和減少脫氮除磷所需碳源的目的，本實用新型可廣泛應用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場雨水徑流廢水的處理中。
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記1 一初期徑流收集箱、2 —提升泵、3 —厭氧區(qū)、4 一攪拌設備、5 —缺氧區(qū)、6 —混合區(qū)、7 —微濾膜組件、8 —空氣流量計、9 一真空表、10 —空氣壓縮機、11 一液位計、12 —好氧區(qū)、13 —真空泵、14 一第一級污泥回流管、15 —第二級污泥回流管、16 —第三級污泥回流管、17 —曝氣設備。
具體實施方式
實施例參見
圖1所示，一種用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場降雨地表徑流的處理系統(tǒng)，包括與村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場的降雨初期地表徑流對接的初期徑流收集箱1、與初期徑流收集箱1連通的處理反應池及其管路，其特征在于所述處理反應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)12四個反應區(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)12四個反應區(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)均置有攪拌設備4，所述攪拌設備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的底部置有曝氣設備17，曝氣設備17經(jīng)管路和管路上的空氣流量計8與空氣壓縮機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。本實用新型的工作過程本實用新型的處理系統(tǒng)將處理設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)12四個反應區(qū)域，每個區(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備17。 本實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)生有機物的水解酸化和聚磷微生物攝取并儲存小分子有機化合物的反應，即通常所說的厭氧釋磷反應；在缺氧區(qū) 5中聚磷微生物利用體內(nèi)儲存的有機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行新陳代謝，有機物氧化釋放出來的能量被聚磷微生物合成含磷高能化合物儲存在細胞內(nèi)，起到從廢水中去除磷的作用。同時由于有機物的氧化過程是以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體而進行的，因此也達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。如
圖1所示，將村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場的降雨初期地表徑流進行收集，儲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、污染負荷大。通過提升泵2將收集的初期地表徑流送入處理設備中，處理設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)12四個反應區(qū)域，每個區(qū)域的所占的體積之比為1:0. 93:1. 26:1. 20。廢水在處理設備中依次流過厭氧區(qū)3、缺氧區(qū)5、混合區(qū) 6和好氧區(qū)12四個反應區(qū)域。厭氧區(qū)3和缺氧區(qū)5域通過攪拌設備4進行混合，攪拌設備 4的攪拌速度為50-80rpm?；旌蠀^(qū)域配有攪拌設備4和曝氣設備17，攪拌設備4的攪拌速度也維持在50-80rpm范圍內(nèi)，同時在混合區(qū)內(nèi)安裝溶解氧傳感器和變送器，當混合區(qū)混合液中的溶解氧低于0. 2mg/L條件下啟動曝氣設備17向混合區(qū)內(nèi)供氧；當混合區(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備17，向好氧區(qū)12供氧，并通過曝氣氣泡產(chǎn)生的剪切作用降低膜的污染。經(jīng)處理后的廢水通過真空泵13抽吸從好氧區(qū)12通過膜組件排出處理設備。真空泵13的運行方式為連續(xù)抽吸110秒，停抽10秒。廢水處理過程中，由于污染物質(zhì)的降解、微生物生長繁殖和膜組件的截留作用，在處理設備中產(chǎn)生具有降解性能的活性污泥。為達到本實用新型的處理性能，需要將處理設備中的污泥進行循環(huán)回流和排放。本實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。廢水在處理設備中的總停留時間為6小時，活性污泥在處理設備中的停留時間為15天。由于本處理系統(tǒng)廢水的水力停留時間很短(6小時)，污泥停留時間又相對較長(15天)，又加上膜組件對懸浮顆粒物的完全截留作用，因此， 在處理設備中維持了很高的污泥濃度，穩(wěn)定運行后厭氧、缺氧、混合和好氧區(qū)域懸浮固體濃度可分別達到6，7，11和15g/L左右。 該處理工藝中，在厭氧區(qū)3發(fā)生有機物的水解酸化和聚磷微生物攝取并儲存小分子有機化合物的反應，即通常所說的厭氧釋磷反應；在缺氧區(qū)5中聚磷微生物利用體內(nèi)儲存的有機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行新陳代謝，有機物氧化釋放出來的能量被聚磷微生物合成含磷高能化合物儲存在細胞內(nèi)，起到從廢水中去除磷的作用。同時由于有機物的氧化過程是以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體而進行的，因此也達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)，同時廢水中有機物濃度較低，短程硝化和反硝化過程進行很快， 混合液中總氮去除比較明顯。在好氧區(qū)域中主要進行同步硝化反硝化反應和廢水中剩余有機物的氧化去除，同時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)殖場降雨地表徑流的處理系統(tǒng)，包括與村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場的降雨初期地表徑流對接的初期徑流收集箱(1 )、與初期徑流收集箱(1)連通的處理反應池及其管路，其特征在于所述處理反應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)四個反應區(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(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)的底部置有曝氣設備(17)，曝氣設備(17)經(jīng)管路和管路上的空氣流量計(8 )與空氣壓縮機(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)四個反應區(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)殖場降雨地表徑流的處理系統(tǒng)，其特征在于所述攪拌設備(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)殖場降雨地表徑流的處理系統(tǒng)，包括與村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場的降雨初期地表徑流對接的初期徑流收集箱、與初期徑流收集箱連通的處理反應池及其管路，所述處理反應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)四個反應區(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)均置有攪拌設備。好氧區(qū)內(nèi)安裝有微濾膜組件，底部置有曝氣設備。本系統(tǒng)可對村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場雨水徑流進行處理，去除有機污染物、氮和磷等污染物，對于村鎮(zhèn)面源污染可進行有效控制，降低村鎮(zhèn)雨水地表徑流對地表水體的環(huán)境影響，可廣泛應用于村鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場雨水徑流廢水的處理中。
文檔編號C02F3/30GK202011784SQ20112007503
公開日2011年10月19日 申請日期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, 王國田, 田秀君, 趙世明, 趙小康, 陳永, 魏孜 申請人:中國建筑設計研究院