全文摘要
本实用新型公开了一种养殖废水处理系统，其包括沿水流方向依次设置的微电解处理单元、固液分离单元、光量子场超氧化处理单元、SBR生物强化处理单元和MBR深度净化单元，还包括对所述固液分离单元和所述SBR生物强化处理单元中的底物进行二次处理的底物资源化处理单元。所述养殖废水处理系统的投资少，能耗小，废水处理效果好，出水稳定达标，无二次污染，达到了零排放和全利用，运行稳定，操作简单，普及推广性强。
主设计要求
1.一种养殖废水处理系统，其特征在于，包括沿水流方向依次设置的微电解处理单元、固液分离单元、光量子场超氧化处理单元、SBR生物强化处理单元和MBR深度净化单元，还包括对所述固液分离单元和所述SBR生物强化处理单元中的底物进行二次处理的底物资源化处理单元。
设计方案
1.一种养殖废水处理系统，其特征在于，包括沿水流方向依次设置的微电解处理单元、固液分离单元、光量子场超氧化处理单元、SBR生物强化处理单元和MBR深度净化单元，还包括对所述固液分离单元和所述SBR生物强化处理单元中的底物进行二次处理的底物资源化处理单元。
2.如权利要求1所述的养殖废水处理系统，其特征在于，所述微电解处理单元包括处理池，所述处理池内设有复合高生物亲合性填料，所述复合高生物亲合性填料上负载有掺杂铁离子的纳米碳纤维，所述复合高生物亲合性填料上还接种有微生物菌种。
3.如权利要求2所述的养殖废水处理系统，其特征在于，所述复合高生物亲合性填料的外形为螺旋状，所述复合高生物亲合性填料的布置间距为10～15cm。
4.如权利要求1所述的养殖废水处理系统，其特征在于，所述光量子场超氧化处理单元包括处理池，所述处理池内设有呈周向分布的第一石墨烯纳米纤维材料光催化板、呈纵向分布的第二石墨烯纳米纤维材料光催化板、以及位于所述第一石墨烯纳米纤维材料光催化板上方的紫外线光源。
5.如权利要求4所述的养殖废水处理系统，其特征在于，所述紫外线光源为防水紫外灯，所述光量子场超氧化处理单元还设有向所述防水紫外灯供给电源的太阳能蓄电池。
6.如权利要求4所述的养殖废水处理系统，其特征在于，所述第一石墨烯纳米纤维材料光催化板设于所述处理池的四周壁面上，所述第二石墨烯纳米纤维材料光催化板固定于所述处理池的中间轴上，位于下层的所述第二石墨烯纳米纤维材料光催化板与所述第一石墨烯纳米纤维材料光催化板的下沿相对齐。
7.如权利要求1所述的养殖废水处理系统，其特征在于，所述SBR生物强化处理单元包括SBR池、从上至下设于所述SBR池内的上层曝气组件和下层曝气组件、以及设于所述下层曝气组件下方的复合高生物亲合性填料，所述复合高生物亲合性填料上接种有微生物菌种。
8.如权利要求7所述的养殖废水处理系统，其特征在于，所述复合高生物亲合性填料的外形为条状，所述复合高生物亲合性填料的布置间距为15～20cm。
9.如权利要求1所述的养殖废水处理系统，其特征在于，所述MBR深度净化单元包括MBR池，所述MBR池内设有沿水流方向依次设置的纳米氧化石墨烯负载铜离子板、微孔过水板和稀土负离子板。
10.如权利要求9所述的养殖废水处理系统，其特征在于，所述MBR池的底部还设有沿水流方向向下倾斜的基台，所述纳米氧化石墨烯负载铜离子板、所述微孔过水板和所述稀土负离子板分别安装在所述基台上，且所述纳米氧化石墨烯负载铜离子板与所述MBR池的底部呈30°角，所述微孔过水板和所述稀土负离子板与所述MBR池的底部垂直。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种养殖废水处理系统。
背景技术
近年来，人民生活水平的提高和社会经济的发展促使了养殖业的飞速发展壮大。众所周知，养殖废弃物，特别是集约化养殖废水已成为我国许多地区的主要污染源。养殖场产生的废水，造成的危害环境污染的“养殖三高”问题日趋严重。养殖废水中除了冲洗水外，还有尿液、粪便、饲料残渣及菌源胶体颗粒，“养殖三高”即高有机物浓度、高氮磷浓度、高悬浮物，其成分复杂，给达标处理排放造成了很大的困难，特别是我国东南海沿岸城市经济发达地区受土地紧张和养殖规模大的双重约束，使养殖环境问题尤为突出。据相关数据显示，养猪粪便废水的COD高达30000～50000mg\/L，BOD高达2000～7000mg\/L，其中氮磷的含量更是生活污水的20～60倍，高悬浮物浓度高达5000～15000mg\/L，畜禽养殖业COD排放量达到1268.26万t、总氮102.48万t、总磷16.04万t，分别占农业源污染物排放量的95.8％、37.9％和56.3％，占全国主要污染物排放总量的41.8％、21.6％和37.9％。如何对养殖废水进行深度治理，减轻其对环境的污染，已成为亟待解决的难题。
目前我国大部分规模化养殖场都建有污水处理系统，使得污染物得到无害化和减量化处理，这虽然有效控制了养殖废水的直接污染，然而大量的厌氧沼液、废水中的粪大肠菌群，高氮磷，高悬浮物及剩余污泥却成为了高生态安全风险的元素。现有的养殖废水处理系统大多还是采用常规的处理工艺或模拟污水处理厂的改造工艺。如常规的还田灌溉稀释处理，这种处理方法需要大量的稀释水，有机质的理化性质并没有改变，处理效能很低。再如污水处理厂的改造工艺处理如AO工艺、A2O工艺、稳定塘、UASB法等，处理工艺繁琐，需建设大规模的外围处理设施，如通风设备等，成本高昂，且处理效果往往不理想，出水难以稳定达标，耗能大、污泥产量高，给生态环境、地下水源和土壤均造成了严重的二次污染。因此，如何高效并充分利用自然生态净化原理的功能，研发和优化经济有效的养殖废水处理系统是目前需要解决的重要问题。
针对现有养殖废水处理工艺存在的系列问题，本实用新型将光电化学、化工新材料、细胞微生物和水处理工艺等多个领域的应用特点进行了有机结合，综合利用了各领域的优势，研究设计出一种养殖废水的处理系统。本实用新型的养殖废水处理系统在实际应用中可快速降解污染物，出水达标排放，底物资源化利用，在养殖废水高效处理方面发挥着重要作用，具有良好的市场应用推广前景。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的缺点和不足，提供一种养殖废水处理系统。所述养殖废水处理系统的投资少，能耗小，废水处理效果好，出水稳定达标，无二次污染，达到了零排放和全利用，运行稳定，操作简单，普及推广性强。
为解决其技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：
一种养殖废水处理系统，其包括沿水流方向依次设置的微电解处理单元、固液分离单元、光量子场超氧化处理单元、SBR生物强化处理单元和MBR深度净化单元，还包括对所述固液分离单元和所述SBR生物强化处理单元中的底物进行二次处理的底物资源化处理单元。
优选地，所述微电解处理单元包括处理池，所述处理池内设有复合高生物亲合性填料，所述复合高生物亲合性填料上负载有掺杂铁离子的纳米碳纤维，所述复合高生物亲合性填料上还接种有微生物菌种。
所述掺杂铁离子的纳米碳纤维是将碳材料加工制成纳米级并掺杂铁离子而形成的产品，其与所述复合高生物亲合性填料均可通过市售购买获得。由于负载了掺杂铁离子的纳米碳纤维，因而所述复合高生物亲合性填料的表面结构由负电性到正电性。纳米碳纤维和铁质媒介联用具有微电解能力，结合微生物代谢原理，使经去除大型垃圾的格栅处理后的废水中结构复杂的有机物进行完全的水解酸化过程。水解酸化菌利用微电解H2<\/sub>O电离的H+<\/sup>和-OH将有机物分子中的C-C打开，一端为H+<\/sup>，一端为-OH，从而将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链，难降解的环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物。同时，所述复合高生物亲合性填料自身的空间结构使微生物菌群从里到外自动形成了厌氧、兼氧和好氧三个区域，并形成不同区域的高活性菌体胶团生物膜，使大分子有机物降解成小分子有机物，再进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外而提高废水可生化性。
优选地，所述复合高生物亲合性填料上接种的微生物菌种为：海洋红酵母菌，接种密度为6.5×109<\/sup>cfu\/mL；短小芽孢杆菌，接种密度为1.2×106<\/sup>cfu\/mL；沼泽红假单胞菌，接种密度为3×109<\/sup>cfu\/mL；地衣芽孢杆菌，接种密度为1.8×107<\/sup>cfu\/mL；以上菌剂接种总量为20％～25％，其配比依次为4︰0.5︰1.5︰1.5。优选地，所述微电解处理单元的HRT(水力停留时间)为3～6h。
优选地，所述复合高生物亲合性填料的外形为螺旋状。优选地，所述复合高生物亲合性填料的规格为长×宽＝0.8～1.5m×0.3m。优选地，所述复合高生物亲合性填料的布置间距为10～15cm。
优选地，所述固液分离单元通过大分子量的壳聚糖来对废水进行固液分离。大分子量的壳聚糖具有优良的生物相容性和良好的生物絮凝作用，在进行固液分离处理的同时，可大大提高污泥的沉降压缩性能，并能很好地改善污泥絮体结构，较好地提高污泥活性，强化生物作用，提高固液分离处理效率，同时能有效地去除废水中的卤代物。大分子量的壳聚糖遇水易分解，无毒无害，可被溶菌酶等溶解，可生物降解，其代谢产物无毒，且能被生物体完全吸收。优选地，所述固液分离单元中，壳聚糖的添加量为水量的1‰～2‰。优选地，所述固液分离单元的HRT(水力停留时间)为2h。
优选地，所述光量子场超氧化处理单元包括处理池，所述处理池内设有呈周向分布的第一石墨烯纳米纤维材料光催化板、呈纵向分布的第二石墨烯纳米纤维材料光催化板、以及位于所述第一石墨烯纳米纤维材料光催化板上方的紫外线光源。
石墨烯纳米纤维材料光催化板是在纳米级的石墨烯基材的表面负载TiO2或ZnO等光触媒涂层而形成的产品，其可市售购买得到。
石墨烯纳米纤维材料光催化板的内部结构以“纳米碳”列阵，在紫外线或微电流的作用下，光触媒价带上的电子被光子激发而形成光量子场，其中的电子粒子以破解污染物碳氢键结构并以链式反应传播的方式发射，通过石墨烯高效的把价带中的电子跃迁到导带，变成光生电子(e-<\/sup>)，而原来的位子变成光生空穴(h+<\/sup>)，并与氧分子和水发生反应生成超氧阴离子(·O2-<\/sup>)和羟基自由基(·OH)。超氧阴离子(·O2-<\/sup>)与羟基自由基(·OH)都有极强的氧化性，遇到水体中的有机污染物、油脂类、硫醇、硫醚类含硫化学物，氨、胺类、酰胺、吲哚等含氮化合物，细菌、甲醛、笨、TVOC(总挥发性有机化合物)、重金属污染等有害物质，会诱发不可抗拒强氧化还原反应、化合反应和氢化反应，解构其分子链，使其化合物质还原为单物质，分解产生成CO2<\/sup>、H2<\/sub>O和可溶性无机盐类，从而达到降解污染物的目的。
优选地，所述紫外线光源为防水紫外灯，所述光量子场超氧化处理单元还设有向所述防水紫外灯供给电源的太阳能蓄电池。
优选地，所述第一石墨烯纳米纤维材料光催化板设于所述处理池的四周壁面上。优选地，每块所述第一石墨烯纳米纤维材料光催化板占各自装载面面积的50％～70％。
优选地，所述第二石墨烯纳米纤维材料光催化板固定于所述处理池的中间轴上，位于下层的所述第二石墨烯纳米纤维材料光催化板与所述第一石墨烯纳米纤维材料光催化板的下沿相对齐。优选地，所述第一石墨烯纳米纤维材料光催化板的外形为矩形，所述第二石墨烯纳米纤维材料光催化板的外形为圆形。优选地，位于下层的所述第二石墨烯纳米纤维材料光催化板与所述处理池的底部之间的距离为20cm。优选地，所述第二石墨烯纳米纤维材料光催化板设置有两块，两块所述第二石墨烯纳米纤维材料光催化板之间的间距为40～60cm。
优选地，所述光量子场超氧化处理单元的HRT(水力停留时间)为6h。
优选地，所述SBR生物强化处理单元包括SBR池、从上至下设于所述SBR池内的上层曝气组件和下层曝气组件、以及设于所述下层曝气组件的下方的复合高生物亲合性填料，所述复合高生物亲合性填料上接种有微生物菌种。
所述SBR生物强化处理单元的主要作用是利用所述复合高生物亲合性填料的空间结构自动形成的厌氧、兼氧和好氧三个区域，从而形成不同的高活性菌体胶团生物膜，然后再结合所述微纳米曝气系统的氧气分布调控对废水进行全面的同步脱氮除磷生物强化处理。在进行生物脱氮除磷降解的同时，所述复合高生物亲合性填料形成了一个提供微生物繁衍的微生物培育床，大大缩短了微生物的接种周期。
优选地，所述复合高生物亲合性填料上接种的微生物菌种为：硝化细菌、接种密度为8×109<\/sup>cfu\/mL，反硝化细菌、接种密度为8×109<\/sup>cfu\/mL，沼泽红假单胞菌、接种密度为4×109<\/sup>cfu\/mL，聚磷菌、接种密度为8×109<\/sup>cfu\/mL，枯草芽孢杆菌、接种密度为2×109<\/sup>cfu\/mL，以上菌剂接种总量为25％～35％，其配比依次为4︰4︰1.5︰3︰1，厌氧\/兼氧阶段水中溶解氧控制在0.5～1.5mg\/L，好氧曝气阶段水中溶氧控制在3.0～5.5mg\/L。优选地，所述SBR生物强化处理单元的HRT(水力停留时间)为24h。
优选地，所述复合高生物亲合性填料的外形为条状，其具有丰富的微孔结构，吸附容量大，吸附质扩散的路径短、时间短，吸附和再生的速率快，可在较温和条件下再生。优选地，所述复合高生物亲合性填料的规格为长×宽＝0.4～0.8m×0.3m。优选地，所述复合高生物亲合性填料的布置间距为15～20cm。优选地，所述复合高生物亲合性填料与所述SBR池的底部之间的距离为15～30cm。
所述SBR生物强化处理单元的一个处理循环周期是9h，其运行程序包含：厌氧\/兼氧2h，曝气时间1h，厌氧\/兼氧2h，曝气时间3h，沉淀时间1h，处理流程为每天循环运行2次。所述微纳米曝气系统采用双层纳米氧传递曝气模式，其上层曝气组件的曝气密度大，下层曝气组件的曝气密度小，如此，可保持水中微生物的分布平衡和快速加强上下水体的水力交换度，增强物质转化速率和微生物代谢速率，结合生物膜可大大提升此单元的生物脱氮除磷处理效率。优选地，所述上层曝气组件固定安装在距离SBR池底部50～70cm处，所述下层曝气组件固定安装在距离SBR池底部15～30cm厘米处。
优选地，所述MBR深度净化单元包括MBR池，所述MBR池内设有沿水流方向依次设置的纳米氧化石墨烯负载铜离子板、微孔过水板和稀土负离子板。
所述纳米氧化石墨烯负载铜离子板是以纳米级的氧化石墨烯为基材，制作过程中加入负载铜离子形成的产品，其可市售购买得到。所述纳米氧化石墨烯负载铜离子板中的石墨烯可对细菌细胞膜的插入进行切割，负载的铜离子可提高氧化石墨烯的活性，起到协同杀菌的效果，破坏细菌的细胞壁和细胞膜，使胞外K离子溶出细胞体外，导致细菌细胞因生理活性丧失而死亡。同时，通过分子诱导细菌细胞膜上的磷脂分子脱离细胞膜并运动到石墨烯表面，实现石墨烯对细胞膜上的磷脂分子直接抽取，这种物理切割和抽取作用可导致细菌的细胞膜失去完整性而胞内物质外流，最终丧失生物活性而死亡。
所述稀土负离子板和所述微孔过水板也可市售购买得到。所述稀土负离子板具有很好的抑菌作用和极强的吸附性能，可有效降低水中的细菌数量、氮磷含量和细小颗粒物的含量，达到水质深度净化的目的。
优选地，所述纳米氧化石墨烯负载铜离子板、所述微孔过水板和所述稀土负离子板的规格均为长×宽×厚＝1.2\/1.5m×0.4m×0.05\/0.1m。
优选地，所述MBR池的底部还设有沿水流方向向下倾斜的基台，所述纳米氧化石墨烯负载铜离子板、所述微孔过水板和所述稀土负离子板分别安装在所述基台上，且所述纳米氧化石墨烯负载铜离子板与所述MBR池的底部呈30°角，所述微孔过水板和所述稀土负离子板与所述MBR池的底部垂直。
优选地，所述纳米氧化石墨烯负载铜离子板设置有至少两块，所述纳米氧化石墨烯负载铜离子板板块间的布置间距均为20～30cm。优选地，所述纳米氧化石墨烯负载铜离子板中，氧化石墨烯的浓度为3200～3800PPM。优选地，所述纳米氧化石墨烯负载铜离子板的孔径大小为1～6mm。
优选地，所述微孔过水板的孔径大小为5～10mm。
优选地，所述稀土负离子板设置有至少两块，所述稀土负离子板板块间的布置间距均为10～20cm。优选地，所述稀土负离子板的孔径大小为10～20mm。
优选地，所述MBR深度净化单元的HRT(水力停留时间)为1.5h。
优选地，所述底物资源化处理单元的作用是将所述固液分离单元和所述SBR生物强化处理单元中完全腐熟的底物进行二次生物发酵处理，去除有害物质及病原体。底物在分解发酵过程中可转化成可溶性氮、磷、钾无机盐类、多种维生素、核酸、菌体蛋白等发酵营养物，同时产生多种氨基酸、游离氨基酸和脂肪酸以及多种生物酶，吸收利用率高，可直接作为有机肥料应用于农作物种植上，提高了底物的资源化利用率。
所述底物资源化处理单元中，底物采用层状堆肥发酵模式，中间留有通气孔。深度发酵程序为：一层底物上加一层掺合物料，掺合物料再接种微生物菌种，然后再铺一层底物，以此类推。其中底物、掺合物料和微生物菌种的重量比为1：0.1：0.02。掺合物料由如下组分组成：腐植酸钠5～8％、玉米秸秆10～15％、蒙脱土6～10％、麦饭石8～15％和木屑10～15％。
所述底物资源化处理单元中，所接种的微生物菌种主要有：酵母菌、接种密度为5×109<\/sup>cfu\/mL，放线菌、接种密度为3×107<\/sup>cfu\/mL，黑曲霉菌、接种密度为1.5×105<\/sup>cfu\/mL，脱氮硫杆菌、接种密度为3×107<\/sup>cfu\/mL，哈茨木霉菌、接种密度为1.2×106<\/sup>cfu\/mL，光合细菌、接种密度为4×109<\/sup>cfu\/mL，圆褐固氮菌、接种密度为1.8×109<\/sup>cfu\/mL，巨大芽孢杆菌、接种密度为2×109<\/sup>cfu\/mL，以及0.1～0.3％的氧化还原酶、0.03～0.1％的转移酶、0.1～0.5％的分解酶、0.1～0.3％的固定化酶和0.05～0.1％的合成酶。以上菌剂接种总量为20％～25％，其配比依次为3:1:1.5:1.5:1:1.5:0.6:0.6，深度发酵时间为3～7天。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
1、本处理系统在污水前端水解酸化处理采用了微电解处理单元，其HRT为3～6h，在运行时间上比传统废水水解酸化系统缩短了50％以上。而且，传统的废水水解酸化系统只能进行到半反应，即水解反应阶段，而本处理系统的微电解处理单元可进行水解酸化的全过程，大大提高了水解酸化的效率。
2、本处理系统的固液分离单元采用了带有正电荷的大分子量壳聚糖(分子量20万)进行絮凝沉降，解决了传统PAC\/PAM处理的污泥板结和污泥后续难降解的问题，大大提高了污泥的沉降压缩性能，60mL\/g<SVI值<90mL\/g，比传统方法100mL\/g<SVI值<180mL\/g的沉降性能更好。
3、本处理系统的处理功能根据物质转化运动的原理合理设计，在系统的前端采用了光量子场超氧化处理单元对有机污染物进行了强化处理，其产物为二氧化碳和水，使得在SBR生物强化处理单元产生的污泥量仅为5％，较污泥量为50％左右的传统工艺减少了90％。
4、本处理系统的MBR深度净化单元采用纳米氧化石墨烯负载铜离子板和稀土负离子板进行二级深度净化。在杀菌抑菌方面，和传统芬顿法相比，本处理系统解决了芬顿法处理废水后，存在铁泥量大、易造成二次污染的问题，保证了出水的安全性，省去了铁离子回收处理工艺，同时也节省了资金投入。在对细小颗粒吸附过滤方面，本处理系统比二次沉淀池处理工艺性能更好、操作更快捷，建设运行费用更低。
5、本处理系统中，由于微电解处理单元对混合废水进行了完全的水解酸化处理和腐熟发酵过程，加上固液分离单元对污泥活性的提高，因此，固液分离单元沉淀的污泥和SBR生物强化处理单元沉淀的污泥均可直接进入底物资源化处理单元进行完全生物降解，无需污泥回流工艺，其代谢产物无毒，且能被生物体完全吸收利用，无二次污染，相比传统的污泥压滤脱水外运填埋或焚烧的处理方式，本处理系统具有更好的经济效益和生态效益。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的所述养殖废水处理系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例1的所述养殖废水处理系统的原理示意图。
图中，微电解处理单元1、固液分离单元2、光量子场超氧化处理单元3、SBR生物强化处理单元4、MBR深度净化单元5、底物资源化处理单元6、处理池7、复合高生物亲合性填料8、处理池9、第一石墨烯纳米纤维材料光催化板10、防水紫外灯11、中间轴12、第二石墨烯纳米纤维材料光催化板13、SBR池14、上层曝气组件15、下层曝气组件16、复合高生物亲合性填料17、MBR池18、基台19、纳米氧化石墨烯负载铜离子板20、微孔过水板21、稀土负离子板22。
具体实施方式
实施例1
实施例1为本实用新型所述养殖废水处理系统的一种实施方式，如图1～2所示。所述养殖废水处理系统包括沿水流方向依次设置的微电解处理单元1、固液分离单元2、光量子场超氧化处理单元3、SBR生物强化处理单元4和MBR深度净化单元5，还包括对固液分离单元和SBR生物强化处理单元中的底物进行二次处理的底物资源化处理单元6。
第一，微电解处理单元1包括处理池7，处理池7内布置有螺旋状的复合高生物亲合性填料8，复合高生物亲合性填料8上负载有掺杂铁离子的纳米碳纤维，复合高生物亲合性填料8上还接种有微生物菌种。接种的微生物菌种为：海洋红酵母菌，接种密度为6.5×109<\/sup>cfu\/mL；短小芽孢杆菌，接种密度为1.2×106<\/sup>cfu\/mL；沼泽红假单胞菌，接种密度为3×109<\/sup>cfu\/mL；地衣芽孢杆菌，接种密度为1.8×107<\/sup>cfu\/mL；以上菌剂接种总量为20％～25％(本实施例为20％)，其配比依次为4︰0.5︰1.5︰1.5。复合高生物亲合性填料8的规格为长×宽＝0.8～1.5m×0.3m(本实施例为0.8m×0.3m)，复合高生物亲合性填料8布置间距为10～15cm(本实施例为10cm)。微电解处理单元1的HRT(水力停留时间)为3～6h(本实施例为3h)。
第二，固液分离单元2通过大分子量的壳聚糖来对废水进行固液分离，壳聚糖的添加量为水量的1‰～2‰(本实施例采用的壳聚糖分子量为20万，添加量为1.2‰)，固液分离单元的HRT(水力停留时间)为2h。
第三，光量子场超氧化处理单元3包括处理池9，处理池9的四周壁面上设有矩形的第一石墨烯纳米纤维材料光催化板10和位于第一石墨烯纳米纤维材料光催化板10上方的防水紫外灯11，防水紫外灯11由太阳能蓄电池供给电源，每块第一石墨烯纳米纤维材料光催化板10占各自装载面面积的50％～70％(本
实施例60％)。处理池9的中间轴12上还固定有两块呈纵向分布的圆形的第二石墨烯纳米纤维材料光催化板13，位于下层的第二石墨烯纳米纤维材料光催化板13与第一石墨烯纳米纤维材料光催化板10的下沿相对齐。第一石墨烯纳米纤维材料光催化板10和位于下层的第二石墨烯纳米纤维材料光催化板13与处理池9底部的距离均为20cm。两块第二石墨烯纳米纤维材料光催化板13之间的间距为40～60cm(本实施例45cm)。光量子场超氧化处理单元3的HRT(水力停留时间)为6h。
第四，SBR生物强化处理单元4包括SBR池14，SBR池14内从上至下依次设有上层曝气组件15和下层曝气组件16，上层曝气组件15的曝气密度较大，下层曝气组件16的曝气密度较小。如此，可保持水中微生物的分布平衡和快速加强上下水体的水力交换度，增强物质转化速率和微生物代谢速率。上层曝气组件15固定安装在距离SBR池底部50～70cm处(本实施例为65cm)，下层曝气组件16固定安装在距离SBR池14底部15～30cm厘米处(本实施例为25cm)。
同时，下层曝气组件16的下方还布置有条状的复合高生物亲合性填料17，复合高生物亲合性填料17的规格为长×宽＝0.4～0.8m×0.3m(本实施例为0.5m×0.3m)，布置间距为15～20cm(本实施例为15cm)，复合高生物亲合性填料装在距离SBR池底部15～30cm处(本实施例为20cm)。
复合高生物亲合性填料17上接种有微生物菌种，接种的微生物菌种为：硝化细菌、接种密度为8×109<\/sup>cfu\/mL，反硝化细菌、接种密度为8×109<\/sup>cfu\/mL，沼泽红假单胞菌、接种密度为4×109<\/sup>cfu\/mL，聚磷菌、接种密度为8×109<\/sup>cfu\/mL，枯草芽孢杆菌、接种密度为2×109<\/sup>cfu\/mL，以上菌剂接种总量为25％～35％(本实施例为30％)，其配比依次为4︰4︰1.5︰3︰1，厌氧\/兼氧阶段水中溶解氧控制在0.5～1.5mg\/L(本实施例为1.0mg\/L)，好氧曝气阶段水中溶氧控制在3.0～5.5mg\/L(本实施例为4.6mg\/L)。SBR生物强化处理单元4的HRT(水力停留时间)为24h。
SBR生物强化处理单元4的一个处理循环周期是9h，其运行程序包含：厌氧\/兼氧2h，曝气时间1h，厌氧\/兼氧2h，曝气时间3h，沉淀时间1h，处理流程为每天循环运行2次。
第五，MBR深度净化单元5包括MBR池18，MBR池18的底部设有沿水流方向向下倾斜的基台19，基台19的倾斜度为15°。基台19上安装有沿水流方向依次设置的纳米氧化石墨烯负载铜离子板20、微孔过水板21和稀土负离子板22，其中，纳米氧化石墨烯负载铜离子板20与MBR池18的底部呈30°角，微孔过水板21和稀土负离子板22分别与MBR池18的底部垂直。
纳米氧化石墨烯负载铜离子板20布置有3块，纳米氧化石墨烯负载铜离子板20板块间的布置间距为20～30cm(本实施例为25cm)，纳米氧化石墨烯负载铜离子板20中氧化石墨烯的浓度为3200～3800PPM(本实施例为3500PPM)，纳米氧化石墨烯负载铜离子板20的孔径大小为1～6mm(本实施例为3mm)。微孔过水板21的孔径大小为5～10mm(本实施例为5mm)。稀土负离子板22设有两块，稀土负离子板22板块间的布置间距为10～20cm(本实施例为15cm)，稀土负离子板22的孔径大小为10～20mm(本实施例为10cm)。纳米氧化石墨烯负载铜离子板20、微孔过水板21和稀土负离子22的规格均为长×宽×厚＝1.2\/1.5m×0.4m×0.05\/0.1m。MBR深度净化单元5的HRT(水力停留时间)为1.5h。
第六，底物资源化处理单元6的作用是将固液分离单元2和SBR生物强化处理单元4中完全腐熟的底物进行二次生物发酵处理，去除有害物质及病原体。底物在分解发酵过程中可转化成可溶性氮、磷、钾无机盐类、多种维生素、核酸、菌体蛋白等发酵营养物，同时产生多种氨基酸、游离氨基酸和脂肪酸以及多种生物酶，吸收利用率高，可直接作为有机肥料应用于农作物种植上，提高了底物的资源化利用率。
底物资源化处理单元6中，底物采用层状堆肥发酵模式，中间留有通气孔。深度发酵程序为：一层底物上加一层掺合物料，掺合物料再接种微生物菌种，然后再铺一层底物，以此类推。其中底物、掺合物料和微生物菌种的重量比为1：0.1：0.02。掺合物料可由如下组分组成：腐植酸钠5～8％、玉米秸秆10～15％、蒙脱土6～10％、麦饭石8～15％和木屑10～15％。本实施例的掺合物料由如下组分组成：腐植酸钠6％、玉米秸秆8％、蒙脱土8％、麦饭石8％和木屑10％。所接种的微生物菌种为：酵母菌、接种密度为5×109<\/sup>cfu\/mL，放线菌、接种密度为3×107<\/sup>cfu\/mL，黑曲霉菌、接种密度为1.5×105<\/sup>cfu\/mL，脱氮硫杆菌、接种密度为3×107<\/sup>cfu\/mL，哈茨木霉菌、接种密度为1.2×106<\/sup>cfu\/mL，光合细菌、接种密度为4×109<\/sup>cfu\/mL，圆褐固氮菌、接种密度为1.8×109<\/sup>cfu\/mL，巨大芽孢杆菌、接种密度为2×109<\/sup>cfu\/mL，以及0.1～0.3％的氧化还原酶(本实施例为0.1％)、0.03～0.1％的转移酶(本实施例为0.06％)、0.1～0.5％的分解酶(本实施例为0.2％)、0.1～0.3％的固定化酶(本实施例为0.1％)和0.05～0.1％的合成酶(本实施例为0.08％)。以上菌剂接种总量为20％～25％(本实施例为25％)，其配比依次为3:1:1.5:1.5:1:1.5:0.6:0.6，深度发酵时间为3～7天。
实施例2
以实施例1的养殖废水处理系统对某养殖废水进行效果测试，养殖废水的初始污染指标如下：COD 2560mg\/L、BOD 1029mg\/L、氨氮225mg\/L、总磷69mg\/L、大肠杆菌数量2.0×10 5<\/sup>cfu\/ml。将此废水分成两份，一份进入本系统中进行处理，另一份进入现有工艺进行处理，实验对比测试两种技术对各污染物的去除效率。(现有工艺为：调节池、水解酸化池、沉淀池、SBR生物降解池、芬顿消毒池、二沉池，后续增加铁离子回收处理工艺)。结果如下表所示。
表1实施例1各阶段对污染物的处理效率
表2现有工艺对污染物的处理效率
从表1和表2的数据可看出，本实施例1的养殖废水处理系统在污染物降解效率上明显优于现有工艺。具体为，实施例1的养殖废水处理系统在COD的去除率上是现有工艺的1.12倍、在BOD的去除率上是现有工艺的1.13倍、在氨氮的去除率上是现有工艺的1.05倍、在总磷的去除率上是现有工艺的1.08倍，出水水质达到GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A。
废水中含氮物质包括有机氮和无机氮，氨氮属于无机氮中的一种。在脱氮过程中氨化作用可以将有机氮转化成氨氮的形式，有机氮在水解酸化池中被微生物分解，产生游离的氨氮，经过水解酸化后的氨氮值会增加。前端处理单元的氨氮含量增加越高，说明有机氮转化率越高，那后续的氨氮处理效果就越明显。实施例1的微电解处理单元在有机氮转化率上是现有技术水解酸化池有机氮转化率的4.53倍。
表3实施例1固液分离和现有工艺污泥沉降性的处理效果对比
表4实施例1和现有工艺的杀菌效果对比
从表3可看出，实施例1的固液分离处理和现有工艺的水解酸化池处理效果对比，实施例1的固液分离处理在污泥沉降性能上明显优于现有工艺的水解酸化池处理。
从表4可看出，实施例1在杀菌效果上明显优于现有工艺。实施例1在大肠杆菌的去除率上是现有工艺的1.08倍，出水安全性远高于现有工艺。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920116351.7
申请日:2019-01-22
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:44(广东)
授权编号:CN209537241U
授权时间:20191025
主分类号:C02F 9/14
专利分类号:C02F9/14;C02F103/20
范畴分类:41B;
申请人:李瑶
第一申请人:李瑶
申请人地址:528000 广东省佛山市南海区黄岐南湖路中南金珀顿中南花园华桂居F座203
发明人:李瑶
第一发明人:李瑶
当前权利人:李瑶
代理人:颜希文;宋静娜
代理机构:44202
代理机构编号:广州三环专利商标代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计