申请日 20201119
公开（公告）日 20210205
IPC分类号 C02F9/14; C02F101/10; C02F101/16
摘要
本发明的一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置与方法，属于污水处理技术领域。包括进行一次生物反应区、磷氮转化区和二次生物反应区；所述二次生物反应区设置于一次生物反应区和磷氮转化区之间；所述一次生物反应区的底部设置有一次生物反应填料，所述二次生物反应区内设置有二次生物反应填料，所述二次生物反应区靠近一次生物反应区的一侧为第一滤层，所述二次生物反应区靠近磷氮转化区的一侧为第二滤层。该发明对池塘养殖污水中的氮磷去除效果明显，结合物理材料与生物手段进行去除，不会对水产生不良影响，所用物理材料来源广泛，可大量制备，浮水植物空心菜还有具有一定的经济价值。
权利要求书
1.一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置，其特征在于，包括进行一次生物反应区(200)、磷氮转化区(400)和二次生物反应区(300)；所述二次生物反应区(300)设置于一次生物反应区(200)和磷氮转化区(400)之间；所述一次生物反应区(200)的底部设置有一次生物反应填料(211)，所述二次生物反应区(300)内设置有二次生物反应填料(303)，所述二次生物反应区(300)靠近一次生物反应区(200)的一侧为第一滤层(301)，所述二次生物反应区(300)靠近磷氮转化区(400)的一侧为第二滤层(302)。
2.根据权利要求1所述的一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置，其特征在于，还包括预处理区(100)，所述预处理区(100)中含有微生物絮凝剂与混凝剂。
3.根据权利要求2所述的一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置，其特征在于，所述微生物絮凝剂包括具有高效絮凝性的蛋白质多糖生物大分子絮凝剂LF-Tou2；
和/或所述混凝剂包括20-50mg/L的聚合氯化铝。
4.根据权利要求1所述的一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置，其特征在于，所述第一滤层(301)为聚酰胺纤维材质，其厚度为2-4mm，第二滤层(302)为活性炭纤维材质，其厚度为5-7mm。
5.根据权利要求1所述的一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置，其特征在于，所述一次生物反应填料(211)包括以PHBV为主体的填料，二次生物反应填料(303)包括以K3环形填料。
6.根据权利要求1所述的一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置，其特征在于，所述磷氮转化区(400)包括藻类(600)和空心菜(700)，所述藻类(600)包括浓度为4.0～8.0mg/L的蛋白核小球藻和浓度为0.5～1mg/L的斜生栅藻。
7.根据权利要求2所述的一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置，其特征在于，所述预处理区(100)的长度L1为3～5m，所述一次生物反应区(200)的长度L2为5～8m，所述二次生物反应区(300)的长度L3为0.2～0.5m，所述磷氮转化区(400)的长度L4为10～12m。
8.根据权利要求2所述的一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置，其特征在于，预处理区(100)与一次生物反应区(200)之间设置有滤板(110)，所述滤板(110)底部设有阻水区，阻水区的高度H3占所述滤板(110)高度H4的1/3-2/3。
9.一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水处理方法，利用权利要求1～8任一项所述的装置实现，其特征在于，污水先后通过预处理区(100)、填料区(200)、多孔滤网区(300)和浮水植物区(400)。
10.根据权利要求9所述的一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水处理方法，其特征在于，所述污水的水面高度H2与一次生物反应填料(211)的高度H1之比为(1-1.5)：1，污水的流速为12～25m/h。
说明书
一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置与方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，更具体地说，涉及一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置与方法。
背景技术
近年来，高密度集约化水产养殖模式发展迅速，在带来较高养殖效益的同时，也导致了排污水营养化严重，直接排放至水体会引起水体富营养化，而进入污水处理厂进行处理又会大量提高成本，处理水产养殖污水已经成为一大难题。
水产养殖污水中氮磷、氨氮和亚硝态氮含量占比也比较高，但水产养殖污水与其他畜牧养殖的污水相比，它并没有那么多的悬浮物与残渣，氮磷含量也相对较少，这导致很多养殖基地选择将其直接排放进自然水体。淡水池塘养殖作为淡水养殖中一体化，专业化的手段，在沿海各地区广泛使用，但是其饵料的不完全利用会导致水体营养元素升高，从而影响受纳水体的环境，其中的氨氮平均浓度达到1.5mg/L，更高的可以达到40mg/L左右。
选择在排污口设置装置处理排污水中过多的氮磷，会使排污水进入水体后，不会引起恶劣影响。经检索，专利号为CN107055775A的发明专利“处理低碳氮比水产养殖废水的处理系统及处理方法”公开一种仅依靠微生物反应来进行废水处理的方法，可以有效地去除水体中的氮营养盐，但是对水体总磷、COD去除效果较为有限，其处理过后的废水仍无法直接排入受纳水体。
另外经检索，专利号为CN111233154A的发明专利“一种生物-生态组合式污水处理装置”该方案公开一种将好氧与缺氧单元结合的技术思路，并在后续设置了种植净水植物的生态单元的装置。但其拦截网采用了页岩陶粒、粉煤灰等传统滤料，导致其拦截效果较差，并存在杂质持续堆积堵塞进水口的问题，进而影响水体复氧，不利于提高透明度；其次其好氧池与缺氧池填料多为悬浮生物填料、海绵填料、PE；悬浮生物填料无法为微生物提供足够的碳源作为反应器提高微生物反应；后期生态池只种植了净水植物，去除氮磷效果并不明显。
发明内容
1.要解决的问题
本发明提出的是一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置与方法，旨在克服现有技术中水处理方法无法安全、有效地去除池塘养殖污水中氮磷、杂质的技术问题，提供一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置与方法；通过一次生物反应区、磷氮转化区和二次生物反应区的合理布置，安全、有效地提高池塘养殖污水洁净度。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置，包括进行一次生物反应区、磷氮转化区和二次生物反应区；所述二次生物反应区设置于一次生物反应区和磷氮转化区之间；所述一次生物反应区的底部设置有一次生物反应填料，所述二次生物反应区内设置有二次生物反应填料，所述二次生物反应区靠近一次生物反应区的一侧为第一滤层，所述二次生物反应区靠近磷氮转化区的一侧为第二滤层。
优选地，还包括预处理区，所述预处理区中含有微生物絮凝剂与混凝剂。
优选地，所述微生物絮凝剂包括具有高效絮凝性的蛋白质多糖生物大分子絮凝剂LF-Tou2；和/或所述混凝剂包括20-50mg/L的聚合氯化铝。
优选地，所述第一滤层为聚酰胺纤维材质，其厚度为2-4mm，第二滤层为活性炭纤维材质，其厚度为5-7mm。
优选地，所述一次生物反应填料包括以PHBV为主体的填料，二次生物反应填料包括以K3环形填料。
优选地，所述磷氮转化区包括藻类和空心菜，所述藻类包括浓度为6.5～8.0mg/L的蛋白核小球藻和浓度为0.5～1mg/L的斜生栅藻。
优选地，所述预处理区的长度L1为3～5m，所述一次生物反应区的长度L2为5～8m，所述二次生物反应区的长度L3为0.2～0.5m，所述磷氮转化区的长度L4为10～12m。
优选地，预处理区与一次生物反应区之间设置有滤板，所述滤板底部设有阻水区，阻水区的高度H3占所述滤板高度H4的1/3-2/3。底部的阻水区可以有效阻隔污水中的泥石流，避免污水流动时直接将滤板阻塞，当H3占H4的1/3-2/3时既能保证上部较为清澈的污水通过，也能阻隔泥石流，提升排污效率。
本发明的一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水处理方法，利用上述任一项所述装置实现，污水先后通过预处理区、填料区、多孔滤网区和浮水植物区。
优选地，所述污水的水面高度H2与一次生物反应填料的高度H1之比为(1-1.5)：1，污水的流速为12～25m/h。在H2与H1之比为(1-1.5)：1能够有效使一次生物反应填料与污水充分接触，提升其利用率，保证了在污水流速为12～25m/h时充分脱氮，提升排污效率。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置，包括进行一次生物反应区、磷氮转化区和二次生物反应区，所述二次生物反应区设置于一次生物反应区和磷氮转化区之间，所述一次生物反应区的底部设置有一次生物反应填料，所述二次生物反应区内设置有二次生物反应填料，所述二次生物反应区靠近一次生物反应区的一侧为第一滤层，所述二次生物反应区靠近磷氮转化区的一侧为第二滤层；本发明通过设置二次生物反应区在一次生物反应区和磷氮转化区之间，当污水通过二次生物反应区时首先会被第一滤层缓冲降速，而缓存下来的污水会充分与一次生物反应区中的一次生物反应填料充分相互作用，而当污水进入二次生物反应区后会被第二滤层再次缓冲降速，滞留下来的污水会再与二次生物反应填料相互作用，使得污水经过两次缓冲降速，利用物理与生物结合的方式达到深层去除污水中氮元素的效果，大幅提升除氮效率，同时对于其它杂质具有较好的去除效果。
(2)本发明的一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置，所述一次生物反应填料包括以PHBV为主体的填料，二次生物反应填料包括以K3环形填料；首先利用PHBV填料对污水中残留的悬浮杂质进行祛除，接着利用K3环形填料在水中形成的生物挂膜对污水中的细小杂质进一步地吸附去除，同时能够将污水中的硝态氮还原去除，在两层滤膜的缓冲作用下生物挂膜能够有效地对污水进行净化。
(3)本发明的一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置，所述第一滤层为聚酰胺纤维材质，其厚度为2-4mm，第二滤层为活性炭纤维材质，其厚度为5-7mm；通过设计两层滤层的材质与厚度，使得污水先经过孔径较大、厚度较薄的第一滤层进行粗处理，再经过孔径较小、厚度较厚的第二滤层进行深度处理，污水得到了缓慢地降速，从而与一次生物反应填料或二次生物反应填料充分反应，避免了污水直接被孔径较小的第二滤层阻塞，影响后续排污工序的稳定进行。
(4)本发明的一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置，所述预处理区的长度L1为3～5m，所述一次生物反应区的长度L2为5～8m，所述二次生物反应区的长度L3为0.2～0.5m，所述磷氮转化区的长度L4为10～12m，当污水经过各区域时能够有效与各区域中的填料或生物相互作用，保证了整个排污工序的进行速率，提升了排污效率。
(5)本发明的一种物理与生物相结合处理池塘养殖污水装置，小球藻在4～8.0mg/L时，对氨氮和亚硝态氮的去除率可达80％和75％以上，斜生栅藻在0.5～1mg/L时对亚硝态氮去除率达到80％以上，而空心菜对水中氮磷的去除也可以到达70％以上，并且具有一定的经济价值；除此之外，种植空心菜可以为摄食小球藻等的各类水生生物，提供栖息地与庇护所，有效避免了小球藻等过度增长。 （发明人：张哲;张毅敏;高月香;赖秋英;张涛;朱月明;陈婷;于江华 ）
