CN116282773A - 一种养殖尾水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及尾水处理技术领域，具体为一种养殖尾水处理工艺：其步骤为将养殖尾水经过沉降处理并配合过滤实现固液分离得到固形沉淀物和滤液，将滤液引入过滤强化池进一步分离水体杂质或污染物，随后排入消毒池进行消毒处理后再引入生态处理池；该养殖尾水处理工艺，能够通过物理方法、化学方法和生物方法的协同配合作用完成养殖尾水的处理，能够有效的实现尾水净化，有利于获得水质清澈且水体有机杂质含量较低的处理后尾水；同时该处理方法功能集成化，能够使得过滤强化池获得相互配合的MBR膜分离和泡沫分离技术；且生态处理池能够获得水生动植物协同配合净化水质的作用；该处理工艺功能集成化，工艺流程较短，集成度高处理效率和效果较好。
Description
技术领域
本发明涉及尾水处理技术领域，具体为一种养殖尾水处理工艺。
背景技术
目前的水产养殖过程大量投饵容易造成水体富营养化，若养殖尾水直接排放会污染水源和环境，因此养殖尾水的处理尤为重要；水体富营养化后水中的氮、磷含量较高，含有较多的颗粒悬浮物，颗粒悬浮物容易沉淀，大部分氮、磷类有机物会含在固形物中。
养殖过程中参与饵料、水产养植物代谢粪便等逐渐堆积并溶于水体，使有机污染物含量不断增加，容易滋生微生物细菌等；单纯的采用物理沉淀过滤的方式并不能充分的处理养殖尾水，水中富含的氮、磷类有机污染物并不会在过滤作用下充分处理掉；为了得到一种综合的养殖尾水处理工艺，使其能够更好的处理尾水的氮、磷类有机物，鉴于此，我们提出一种养殖尾水处理工艺。
发明内容
为了弥补以上不足，本发明提供了一种养殖尾水处理工艺，能够对养殖尾水中的颗粒悬浮物进行有效处理，从而更好的处理养殖尾水中的氮、磷类有机物。
本发明的技术方案是：
一种养殖尾水处理工艺，所述处理工艺具体步骤为：将养殖尾水经过沉降处理并配合过滤实现固液分离得到固形沉淀物和滤液，将滤液引入过滤强化池进一步分离水体杂质或污染物，随后排入消毒池进行消毒处理后再引入生态处理池。
优选的，所述沉降处理具体工艺步骤为：将养殖尾水排入沉淀池内，向沉淀池内投放复合沉降混合剂，静置分层，发生沉降后形成固形沉淀物和悬浊液体，将池内悬浊液体排向过滤强化池。所述沉淀池与过滤强化池之间设有导通的过滤通道，且所述过滤通道内设有过滤结构过滤滞留悬浊液体中的悬浊颗粒物。沉淀池与过滤通道的设置均是一种机械分离固液的方法，能够过滤沉降大部分的悬浮颗粒等固形物。
优选的，所述过滤结构采用过滤填料、筛网或弧形筛、微滤机中的任意一种或多种。过滤通道内的过滤结构主要是为了进一步过滤去除掉小粒径的悬浮颗粒，提高水体的清澈度，但是该物理方法并不能够去除水体中的氮磷等有机污染物含量。
优选的，所述复合沉降混合剂由聚丙烯酰胺氨基甲酸酯、乙酸钙、氢氧化钠或氢氧化钙、对位芳纶聚合液组成。所述复合沉降混合剂中，按照重量份数计，聚丙烯酰胺氨基甲酸酯60-120份、乙酸钙20-120份，氢氧化钠或氢氧化钙20-80份、对位芳纶聚合液20-40份。
优选的，所述过滤强化池的处理工艺具体为：在过滤强化池内安装纳米微气泡分离器或泡沫分离器，向过滤强化池内的液体不断充气至产生大量气泡浮沫，通过泡沫收集设备收集去除掉液面上的气泡浮沫。
优选的，所述过滤强化池内浸没安装有膜孔径为5-20um的MBR膜生物反应器或MBR膜堆。MBR膜生物反应器或MBR膜堆内设有超高性能中空纤维膜丝，浸设在过滤强化池内，液体经过MBR膜生物反应器或MBR膜堆，液体流向每根中空纤维膜丝表面，通过负压抽吸，液体中微小颗粒物等会在膜丝表面分离。
优选的，所述消毒池进行消毒处理的处理工艺具体为：向消毒池内通入臭氧氧化，充分搅拌池内液体，向池内通入曝气增氧设备，排液时使用活性炭吸附去除臭氧残留，且消毒池内同步施加紫外线进行消杀。
优选的，所述生态处理池的处理工艺具体为：在池内安装投放人工浮岛，在人工浮岛上种植挺水植物、浮叶植物、沉水植物、浮岛水生植物中的任意一种或多种；植物在生长过程中需要吸收氮磷等有机物质，将水体中的无机态的氮磷等营养盐转化为自身生长所需要的物质；还能够吸收、吸附、富集养殖尾水中的重金属等物质，能够通过人工浮岛种植植物净化水质。
优选的，所述生态处理池内投放有滤食性水生生物，所述滤食性水生生物采用贝类、鱼类中的任意一种或多种，生态处理池内的滤食性水生生物能够配合人工浮岛的植物，其人工浮岛植物能够通过发达的根系传输氧气，为水体中生物提供氧气源；而贝类、鱼类等滤食性水生生物能够过滤水体有机物颗粒以及浮游植物，从而减少水体中的颗粒悬浮物以及藻类，提高水体的透明度；并且贝类、鱼类可降低水中有机物的浓度，间接控制氮磷浓度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明的养殖尾水处理工艺，能够通过物理方法、化学方法和生物方法的协同配合作用完成养殖尾水的处理，能够有效的实现尾水净化，有利于获得水质清澈且水体有机杂质含量较低的处理后尾水；同时该处理方法功能集成化，能够使得过滤强化池获得相互配合的MBR膜分离和泡沫分离技术；且生态处理池能够获得水生动植物协同配合净化水质的作用；该处理工艺功能集成化，工艺流程较短，集成度高处理效率和效果较好。
(2)本发明的复合沉降混合剂中各组分协同配合能够促进沉降；其中聚丙烯酰胺氨基甲酸酯能够吸附聚集污泥等固体颗粒，继而形成较大的吸附集聚体发生沉降；而设有的乙酸钙易溶于水，能够中和胶体粒子和有机物表面电荷，设有的氢氧化钠或氢氧化钙能够调节水体污泥颗粒表面电荷中和；能够促进其无电荷排斥力而配合聚丙烯酰胺氨基甲酸酯实现更好的吸附沉降，并且乙酸钙能够与水中的铵离子形成不溶钙铵盐发生沉降，能够充分覆盖水体中沉淀物质种类，促进沉淀，能够将水体中的悬浊颗粒或固体颗粒发生絮凝后集聚成固形物后进行沉降，并且沉降过程中固形物表面能够吸附氮磷类有机污染物，促进该有机物随着固形物发生吸附沉降，使其含量在水体中降低；其中对位芳纶聚合液可以形成层状、枝状结构，增加了聚丙烯酰胺氨基甲酸酯与固体颗粒之间的交联数量，从而增加对污泥的吸附作用。
（3）本发明的纳米微气泡分离器或泡沫分离器向液体中充气，能够将液体中的污染物通过气浮的方法经由泡沫浮于液面上，充气产生大量气泡，气泡在液体中会产生表面张力，能够将尾水中的溶解态或悬浮态的有机污染物吸附在表面，随着气泡的浮力升至水面形成泡沫，该类泡沫上吸附附着溶解态或悬浮态的有机污染物，收集后即降低了溶解态或悬浮态有机污染物在水中含量，实现净化水质的作用，不断充气鼓泡，至不在产生或少量产生气泡为止，气泡表面吸附力有限，有机污染物含量降低至一定程度后无法有效吸附；并且该过程能够向水体中注入大量氧气。
（4）本发明采用臭氧氧化杀菌效果较好，可以有效去除氨、亚硝酸盐等有害污染物质；臭氧能杀灭该养殖尾水中的病原微生物，有利于氧化有机污染物和氮类污染物；氧化使有机污染物加快氧化分解，使有机物氧化为 CO2、 N2等气体后排出，实现净化功能；为了提高水质，同时充分氧化消毒一般会过量投放臭氧，通过活性炭进行吸附把水体中的残留臭氧去除。
具体实施方式
下面将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。
本发明实施例中所用试剂的相关信息如下：其中所述聚丙烯酰胺氨基甲酸酯为厂家上海科拉曼试剂有限公司生产的产品，其他未做特别说明的试剂为常规市售试剂。
实施例1
一种养殖尾水处理工艺，处理工艺具体步骤为：首先将养殖尾水进行沉降处理，先将养殖尾水排入沉淀池内，按重量份计，向沉淀池内按每升养殖尾水投放60mg聚丙烯酰胺氨基甲酸酯、20mg乙酸钙、20mg的氢氧化钙、对位芳纶聚合液20mg，充分搅拌后静置分层，发生沉降后形成固形沉淀物和悬浊液体，调节PH值为7.2-7.6后接着将池内悬浊液体通过过滤通道排向过滤强化池。
沉淀池与过滤强化池之间设有导通的过滤通道，过滤通道内部且自沉淀池向过滤强化池方向依序设有过滤填料、弧形筛和微滤机，其中过滤填料自水流流动方向设有粒径由粗变细的砂砾；过滤通道过滤滞留悬浊液体中大部分较大的悬浊颗粒物后得到滤液，将滤液引入过滤强化池进一步分离水体杂质和污染物。
本实施例中的过滤强化池内设有纳米微气泡分离器和膜孔径为5um的MBR膜生物反应器，纳米微气泡分离器向过滤强化池底部液体中不断鼓吹气体，使得含有有机污染物的液体形成微气泡，使其表面吸附有机污染物，并不断上浮至水面，接着使用泡沫收集装置收集液面上的气泡，避免气泡破碎后再次溶解有机污染物；上述操作过程进行时可同步进行MBR膜生物反应器抽液，泡沫能够去除大部分有机污染物；MBR膜生物反应器抽水，液体流向中空纤维膜丝表面，通过负压抽吸，液体中微小颗粒物等会在膜丝表面分离，进一步滤除液体中微颗粒杂质。
接着将抽滤后的液体引入消毒池进行消毒处理，向消毒池内通入过量臭氧氧化，充分搅拌池内液体，向池内通入曝气增氧设备，排液时使用活性炭吸附去除臭氧残留，且消毒池内同步施加紫外线进行消杀。
最后将消杀后的液体排入生态处理池，在池内安装投放人工浮岛，在人工浮岛上种植挺水植物，且生态处理池内投放有滤食性水生生物淡水贝处理60h。
实施例2
一种养殖尾水处理工艺，处理工艺具体步骤为：首先将养殖尾水进行沉降处理，先将养殖尾水排入沉淀池内，按重量份计，向沉淀池内按每升养殖尾水投放90mg聚丙烯酰胺氨基甲酸酯、70mg乙酸钙、50mg的氢氧化钠、对位芳纶聚合液30mg，充分搅拌后静置分层，发生沉降后形成固形沉淀物和悬浊液体，调节PH值为7.2-7.6后接着将池内悬浊液体通过过滤通道排向过滤强化池。
沉淀池与过滤强化池之间设有导通的过滤通道，过滤通道内部且自沉淀池向过滤强化池方向依序设有过滤填料、弧形筛和微滤机，其中过滤填料自水流流动方向设有粒径由粗变细的砂砾；过滤通道过滤滞留悬浊液体中大部分较大的悬浊颗粒物后得到滤液，将滤液引入过滤强化池进一步分离水体杂质和污染物。
本实施例中的过滤强化池内设有纳米微气泡分离器和膜孔径为10um的MBR膜生物反应器，纳米微气泡分离器向过滤强化池底部液体中不断鼓吹气体，使得含有有机污染物的液体形成微气泡，使其表面吸附有机污染物，并不断上浮至水面，接着使用泡沫收集装置收集液面上的气泡，避免气泡破碎后再次溶解有机污染物；上述操作过程进行时可同步进行MBR膜生物反应器抽液，泡沫能够去除大部分有机污染物；MBR膜生物反应器抽水，液体流向中空纤维膜丝表面，通过负压抽吸，液体中微小颗粒物等会在膜丝表面分离，进一步滤除液体中微颗粒杂质。
接着将抽滤后的液体引入消毒池进行消毒处理，向消毒池内通入过量臭氧氧化，充分搅拌池内液体，向池内通入曝气增氧设备，排液时使用活性炭吸附去除臭氧残留，且消毒池内同步施加紫外线进行消杀。
最后将消杀后的液体排入生态处理池，在池内安装投放人工浮岛，在人工浮岛上种植浮叶植物，且生态处理池内投放有滤食性鱼类处理60h。
实施例3
一种养殖尾水处理工艺，处理工艺具体步骤为：首先将养殖尾水进行沉降处理，先将养殖尾水排入沉淀池内，按重量份计，向沉淀池内按每升养殖尾水投放120mg聚丙烯酰胺氨基甲酸酯、120mg乙酸钙、80mg的氢氧化钠、对位芳纶聚合液40mg，充分搅拌后静置分层，发生沉降后形成固形沉淀物和悬浊液体，调节PH值为7.2-7.6后接着将池内悬浊液体通过过滤通道排向过滤强化池。
沉淀池与过滤强化池之间设有导通的过滤通道，过滤通道内部且自沉淀池向过滤强化池方向依序设有过滤填料、弧形筛和微滤机，其中过滤填料自水流流动方向设有粒径由粗变细的砂砾；过滤通道过滤滞留悬浊液体中大部分较大的悬浊颗粒物后得到滤液，将滤液引入过滤强化池进一步分离水体杂质和污染物。
本实施例中的过滤强化池内设有纳米微气泡分离器和膜孔径为10um的MBR膜生物反应器，纳米微气泡分离器向过滤强化池底部液体中不断鼓吹气体，使得含有有机污染物的液体形成微气泡，使其表面吸附有机污染物，并不断上浮至水面，接着使用泡沫收集装置收集液面上的气泡，避免气泡破碎后再次溶解有机污染物；上述操作过程进行时可同步进行MBR膜生物反应器抽液，泡沫能够去除大部分有机污染物；MBR膜生物反应器抽水，液体流向中空纤维膜丝表面，通过负压抽吸，液体中微小颗粒物等会在膜丝表面分离，进一步滤除液体中微颗粒杂质。
接着将抽滤后的液体引入消毒池进行消毒处理，向消毒池内通入过量臭氧氧化，充分搅拌池内液体，向池内通入曝气增氧设备，排液时使用活性炭吸附去除臭氧残留，且消毒池内同步施加紫外线进行消杀。
最后将消杀后的液体排入生态处理池，在池内安装投放人工浮岛，在人工浮岛上种植沉水植物，且生态处理池内投放有滤食性鱼类处理60h。
实施例4
本对比例与实施例1工艺过程基本一致，区别在于：向沉淀池内按每升养殖尾水投放40mg聚丙烯酰胺氨基甲酸酯、10mg乙酸钙、10mg的氢氧化钙、10mg对位芳纶聚合液，本实施例中各物质间协同配合的尾水处理效果较之实施例1-3略降，故可不作为优选工艺。
实施例5
本对比例与实施例1工艺过程基本一致，区别在于：向沉淀池内按每升养殖尾水投放140mg聚丙烯酰胺氨基甲酸酯、140mg乙酸钙、100mg的氢氧化钙、50mg对位芳纶聚合液，本实施例中各物质间协同配合的尾水处理效果较之实施例1-3略降，故可不作为优选工艺。
对比例1
本对比例与实施例1工艺过程基本一致，区别在于：对比例1中不设有MBR膜生物反应器，其他条件均一致。
对比例2
本对比例与实施例1工艺过程基本一致，区别在于：对比例2中不设有纳米微气泡分离器，其他条件均一致。
对比例3
本对比例与实施例1工艺过程基本一致，区别在于：对比例3中复合沉降混合剂缺少聚丙烯酰胺氨基甲酸酯，其他条件均一致。
对比例4
本对比例与实施例1工艺过程基本一致，区别在于：对比例4中复合沉降混合剂缺少乙酸钙，其他条件均一致。
对比例5
本对比例与实施例1工艺过程基本一致，区别在于：对比例5中复合沉降混合剂缺少氢氧化钠或氢氧化钙，其他条件均一致。
对比例6
本对比例与实施例1工艺过程基本一致，区别在于：对比例6中复合沉降混合剂缺少对位芳纶聚合液，其他条件均一致。
对比例7
本对比例与实施例1工艺过程基本一致，区别在于：对比例7中将聚丙烯酰胺氨基甲酸酯替换为聚丙烯酰胺，其他条件均一致。
根据实施例1-5以及对比例1-7的尾水处理工艺，在24℃±2℃的环境温度下，测定尾水初始状态的氮磷有机物含量，并测量经过尾水处理工艺后的氮磷有机物含量，计算获得氮磷有机物的去除率；测试尾水的最终含固率，以判断尾水的处理效果；其中含固率越低说明尾水的固液分离除杂效果越好，而氮磷有机物的去除率变高，可以说明尾水处理效果越好，具体数据如下。
由上表实验数据可知：
由实施例1-3可知，在本发明的工艺条件下，测量经过尾水处理工艺后的氮磷有机物含量，氮有机物去除率和磷有机物去除率均在80%以上，测试尾水的最终含固率在1%以下，处理效果好；而实施例4-5可知，其工艺组分比例不同，但是其尾水处理效果降低，因此实施例1-3工艺参数范围为优选条件。
由对比例1和2可知，在未设有MBR膜生物反应器和纳米微气泡分离器后，测量经过尾水处理工艺后的氮磷有机物含量和最终含固率效果均不佳，纳米微气泡分离器能够鼓吹气体形成微气泡，使其表面吸附有机污染物并上浮至水面，泡沫能够去除大部分有机污染物；MBR膜生物反应器抽水，液体中微小颗粒物等会在膜丝表面分离，进一步滤除液体中微颗粒杂质。
由对比例3-6可知，对比例3-6中缺少一种成分后，相对于实施例1，对于氮磷类有机污染物的去除效果明显降低，这是由于本发明的复合沉降混合剂中各组分之间协同配合能够促进沉降；沉降过程中固形物表面能够吸附氮磷类有机污染物，促进该有机物随着固形物发生吸附沉降，使其含量在水体中降低，而对位芳纶聚合液可以形成层状、枝状结构，增加了聚丙烯酰胺氨基甲酸酯与乙酸钙之间的交联数量，从而增加对污泥的吸附作用。
在对比例7中，将聚丙烯酰胺氨基甲酸酯替换为聚丙烯酰胺后，测量经过尾水处理工艺后的氮磷有机物含量，氮有机物去除率和磷有机物去除率均在80%以下，测试尾水的最终含固率在3%以上，处理效果比本发明的实施例1-3效果差，这可能是由于聚丙烯酰胺氨基甲酸酯具有更好的表面活性，具有很好的保水作用，而设有的乙酸钙易溶于水，能够中和胶体粒子和有机物表面电荷，设有的氢氧化钠或氢氧化钙能够调节水体污泥颗粒表面电荷中和，能够促进其无电荷排斥力而配合聚丙烯酰胺氨基甲酸酯实现更好的吸附沉降，各种成分之间产生了协同作用，因此处理效果较好。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种养殖尾水处理工艺，其特征在于：所述处理工艺具体步骤为：将养殖尾水经过沉降处理并配合过滤实现固液分离得到固形沉淀物和滤液，将滤液引入过滤强化池进一步分离水体杂质或污染物，随后排入消毒池进行消毒处理后再引入生态处理池。
2.如权利要求1所述的一种养殖尾水处理工艺，其特征在于：所述沉降处理具体工艺步骤为：将养殖尾水排入沉淀池内，向沉淀池内投放复合沉降混合剂，静置分层，发生沉降后形成固形沉淀物和悬浊液体，将池内悬浊液体排向过滤强化池；所述沉淀池与过滤强化池之间设有导通的过滤通道，且所述过滤通道内设有过滤结构过滤滞留悬浊液体中的悬浊颗粒物。
3.如权利要求2所述的一种养殖尾水处理工艺，其特征在于：所述过滤结构采用过滤填料、筛网或弧形筛、微滤机中的任意一种或多种。
4.如权利要求3所述的一种养殖尾水处理工艺，其特征在于：所述复合沉降混合剂由聚丙烯酰胺氨基甲酸酯、乙酸钙、氢氧化钠或氢氧化钙、对位芳纶聚合液组成。
5.如权利要求4所述的一种养殖尾水处理工艺，其特征在于：所述复合沉降混合剂中，按照重量份数计，聚丙烯酰胺氨基甲酸酯60-120份，乙酸钙20-120份，氢氧化钠或氢氧化钙的20-80份，对位芳纶聚合液20-40份。
6.如权利要求1所述的一种养殖尾水处理工艺，其特征在于：所述过滤强化池的处理工艺具体为：在过滤强化池内安装纳米微气泡分离器或泡沫分离器，向过滤强化池内的液体充气至产生大量气泡浮沫，通过泡沫收集设备收集去除液面上的气泡浮沫。
7.如权利要求6所述的一种养殖尾水处理工艺，其特征在于：所述过滤强化池内浸没安装有膜孔径为5-20um的MBR膜生物反应器或MBR膜堆。
8.如权利要求1所述的一种养殖尾水处理工艺，其特征在于：所述消毒池进行消毒处理的处理工艺具体为：向消毒池内通入臭氧氧化，充分搅拌池内液体，向池内通入曝气增氧设备，排液时使用活性炭吸附去除臭氧残留，且消毒池内同步施加紫外线进行消杀。
9.如权利要求1所述的一种养殖尾水处理工艺，其特征在于：所述生态处理池的处理工艺具体为：在池内安装投放人工浮岛，在人工浮岛上种植挺水植物、浮叶植物、沉水植物、浮岛水生植物中的任意一种或多种。
10.如权利要求9所述的一种养殖尾水处理工艺，其特征在于：所述生态处理池内投放有滤食性水生生物，所述滤食性水生生物采用贝类、鱼类中的任意一种或多种。
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