一种养殖废水高效降解脱氮处理系统及处理方法技术方案

本发明专利技术涉及一种养殖废水高效降解脱氮处理系统及处理方法，包括顺次连接的调节池、沉砂池、进料池、厌氧反应器、预氧化-亚硝化一体池、厌氧氨氧化反应器和出水回流池，所述的厌氧反应器为厌氧内循环反应器，废水由外环池腔内流经一圈后进入内环池腔，厌氧氨氧化反应器为上流式厌氧填料塔，养殖废水经过以上构筑物依次进行净化反应，分别进行水解、除砂、厌氧、亚硝化、厌氧氨氧化等反应，经过多级降解处理，废水中的有害污染物可以高效去除。本发明专利技术将厌氧工艺和厌氧氨氧化工艺结合，先通过厌氧去除COD，再经厌氧氨氧化工艺脱氮，实现养殖废水高浓度污染成分的高效去除，工艺操作简便，运行稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种养殖废水高效降解脱氮处理系统及处理方法，属于污水处理

技术介绍
近些年来，随着养殖规模的不断扩大、饲养数量的急剧增加，使得大量的畜禽粪便污水成为污染源，这些养殖场产生的污染如得不到及时处理，必将对环境造成极大危害，造成生态环境恶化、畜禽产品品质下降并危及人体健康，养殖业污染治理技术的滞后严重制约养殖业的可持续发展。养殖废水具有高COD、高氨氮的特点，以不混合粪便的冲洗废水为例，COD一般在2000～4000mg/L之间，氨氮高达300～1800mg/L，作为高浓度废水通常采用厌氧工艺进行处理，可以对废水中有机物进行一定程度的降解，但厌氧处理对氨氮和总氮的去除率较低，导致厌氧出水具有低C/N比、高浓度氨氮特征，后续进行传统的硝化-反硝化工艺难以进行处理。厌氧氨氧化工艺是一种高效脱氮工艺，以亚硝酸氮为电子受体，氨氮作为电子供体的微生物反应，将水中的氨氮直接转化为氮气，可以在一个反应器内实现氮素的去除。与传统的硝化-反硝化工艺相比，具有能耗低、产泥少、经济高效等优点，在高氨氮废水的处理中具有巨大的潜力。但是厌氧氨氧化菌作为自养菌，对废水中有机物的存在非常敏感，养殖废水高COD的特点会抑制厌氧氨氧化菌的活性，导致厌氧氨氧化反应的抑制甚至停止。因此养殖废水想处理到达标排放的程度非常困难，一般养殖场对废水进行厌氧发酵后，发酵剩余物不能直接排放，只能用于农田灌溉，而规模化养殖场需要配备足够面积的农田才能消纳产生的沼液，为配合作物施肥周期，还需要建设大容积的沼液暂存池。由于现有工艺的缺陷，养殖废水在处理效果和处理成本上均存在较大的困难，导致多数养殖场污染防治措施不达标，对周围环境造成不利影响。目前国内养殖废水处理技术主要集中于两个方面，一是以资源化利用为主，如中国专利文献CN102225831A(申请号201110085422.X)公开的畜禽养殖场资源化利用及污染物零排放方法处理后水质污染程度仍较高，出水只能回用，不能直接排放；另一种以厌氧——好氧组合工艺为主，如中国专利文献CN102807302A(申请号201210307638.0)公开的畜禽养殖污水处理的方法，但需采取曝气的好氧处理工艺。但上述工艺方法都普遍存在着耗能大、处理速度慢、效率低、造价高等特点，而且处理后的水难以达标排放。因此，针对养殖废水的特点，开发具有对COD、氨氮高去除率的工艺迫在眉睫。
技术实现思路
针对现有养殖废水高COD和高氨氮难处理以及降解效率低，废水不能达标排放的问题，本专利技术提供一种养殖废水高效降解脱氮处理系统及处理方法。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种养殖废水高效降解脱氮处理系统，包括顺次连接的调节池、沉砂池、进料池、厌氧反应器、预氧化-亚硝化一体池、厌氧氨氧化反应器和出水回流池，所述的厌氧反应器为厌氧内循环反应器，所述的预氧化-亚硝化一体池包括内外两层圆柱形池体，外层的池体与内层的池体之间形成环形的外环池腔，内层的池体围成内环池腔，所述内环池腔与外环池腔相连通，废水由外环池腔内流经一圈后进入内环池腔，所述厌氧氨氧化反应器为上流式厌氧填料塔，厌氧氨氧化反应器内部由下至上分为进水区、中间填料区、出水区，中间填料区体积占反应器体积的60～70％。本专利技术优选的，预氧化-亚硝化一体池外环池腔内设导流墙，内环池腔内设桨式搅拌机，在外环池腔的外侧壁底部设置有外环池腔进水口，在内环池腔的侧壁上部设置有连通口，在内环池腔的侧壁底部设置有出水口，出水口连接出水管，调节池的出水口与沉砂池的进水口连接，沉砂池的出水口与进料池的进料口连接，进料池的出料口与厌氧反应器的进水口连接，厌氧反应器的出水口与预氧化-亚硝化一体池的外环池腔进水口连接，内环池腔的出水管与厌氧氨氧化反应器的进水口连接，厌氧氨氧化反应器的出水口连接出水回流池，出水回流池的处理水回流至进料池内或预氧化-亚硝化一体池内。外环池腔的外周圈侧壁为外侧壁，外环池腔的内周圈侧壁为内侧壁，外环池腔的内侧壁也即内环池腔的侧壁。进一步优选的，外环池腔进水口、连通口分别位于导流墙两侧，导流墙的高度与预氧化-亚硝化一体池的池体高度相同，出水口与连通口位于一条直线上。本专利技术优选的，厌氧氨氧化反应器中间填料区内填充有环状悬浮填料，多个轻质填料球由连接杆串连在一起组成填料球串，设有多个填料球串，该多个填料球串并排纵向放置，横向组成多行多列，在水平方向上，填料球和填料球间距为3～5cm，每个填料球串的上下两端由横向固定杆固定，该固定杆固定在设置的厌氧氨氧化反应器上。本专利技术优选的，所述轻质填料球为轻质聚丙烯球状半软性填料球，填料球直径为150mm～200mm，填料球比重≥0.95g/cm3，比表面积≥500㎡/m3，孔隙率≥95％。本专利技术优选的，所述的厌氧内循环反应器由底部布水区、中间反应区、顶部三相分离器组成，反应区高径比为2.0～3.5：1。利用上述处理系统对养殖废水进行高效降解脱氮的处理方法，包括步骤如下：(1)养殖场废水由集水系统进入调节池进行水解，调节池水力停留时间HRT为12～24h；(2)调节池出水自流经进料池进入沉砂池，沉砂池水力停留时间HRT为12～24h，(3)沉砂后的养殖废水通过进料池进入厌氧反应器进行厌氧反应，反应温度为30～35℃，控制反应器的水力停留时间HRT为2～4d，反应器COD容积负荷3～8kg/(m3·d)，进水COD控制在1000～3000mg/L，初次启动的厌氧反应器时接种厌氧污泥；(4)厌氧反应后的处理水进入预氧化-亚硝化一体池，外环池腔水力停留时间2～3h，内环池腔水力停留时间2～3h，内环池腔通过慢速搅拌控制池内溶解氧为0.5～1.0mg/L，实现废水亚硝化；(5)亚硝化反应后的废水进入厌氧氨氧化反应器进行厌氧氨氧化反应，反应温度为30～35℃，水力停留时间6～24h；(6)废水经厌氧氨氧化反应后出水进入出水回流池，出水回流池内部分出水进行回流，剩余出水可达标排放，出水回流池至厌氧反应器的回流比为0.5～2:1，出水回流池至预氧化-亚硝化一体池的回流比为0.5～1：1。如浓度超过厌氧反应器进水指标适宜范围，加大出水回流池至厌氧反应器的回流比。本专利技术优选的，沉砂池为平流沉砂池或曝气沉砂池，平流沉砂池或曝气沉砂池为现有技术。本专利技术接种厌氧污泥按常规技术接种厌氧污泥进行。本专利技术优选的，步骤(5)中，初次启动厌氧氨氧化反应器时，于悬浮填料上接种厌氧氨氧化污泥，接种方式为先将悬浮填料浸泡于厌氧氨氧化污泥中12～24h，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种养殖废水高效降解脱氮处理系统，包括顺次连接的调节池、沉砂池、进料池、厌氧反应器、预氧化‑亚硝化一体池、厌氧氨氧化反应器和出水回流池，所述的厌氧反应器为厌氧内循环反应器，所述的预氧化‑亚硝化一体池包括内外两层圆柱形池体，外层的池体与内层的池体之间形成环形的外环池腔，内层的池体围成内环池腔，所述内环池腔与外环池腔相连通，废水由外环池腔内流经一圈后进入内环池腔，所述厌氧氨氧化反应器为上流式厌氧填料塔，厌氧氨氧化反应器内部由下至上分为进水区、中间填料区、出水区，中间填料区体积占反应器体积的60～70％。

【技术特征摘要】
1.一种养殖废水高效降解脱氮处理系统，包括顺次连接的调节池、沉砂池、进料池、厌
氧反应器、预氧化-亚硝化一体池、厌氧氨氧化反应器和出水回流池，所述的厌氧反应器为厌
氧内循环反应器，所述的预氧化-亚硝化一体池包括内外两层圆柱形池体，外层的池体与内层
的池体之间形成环形的外环池腔，内层的池体围成内环池腔，所述内环池腔与外环池腔相连
通，废水由外环池腔内流经一圈后进入内环池腔，所述厌氧氨氧化反应器为上流式厌氧填料
塔，厌氧氨氧化反应器内部由下至上分为进水区、中间填料区、出水区，中间填料区体积占
反应器体积的60～70％。
2.根据权利要求1所述的养殖废水高效降解脱氮处理系统，其特征在于，预氧化-亚硝
化一体池外环池腔内设导流墙，内环池腔内设桨式搅拌机，在外环池腔的外侧壁底部设置有
外环池腔进水口，在内环池腔的侧壁上部设置有连通口，在内环池腔的侧壁底部设置有出水
口，出水口连接出水管，调节池的出水口与沉砂池的进水口连接，沉砂池的出水口与进料池
的进料口连接，进料池的出料口与厌氧反应器的进水口连接，厌氧反应器的出水口与预氧化-
亚硝化一体池的外环池腔进水口连接，内环池腔的出水管与厌氧氨氧化反应器的进水口连接，
厌氧氨氧化反应器的出水口连接出水回流池，出水回流池的处理水回流至进料池内或预氧化-
亚硝化一体池内。
3.根据权利要求1所述的养殖废水高效降解脱氮处理系统，其特征在于，外环池腔进水
口、连通口分别位于导流墙两侧，导流墙的高度与预氧化-亚硝化一体池的池体高度相同，出
水口与连通口位于一条直线上。
4.根据权利要求1所述的养殖废水高效降解脱氮处理系统，其特征在于，厌氧氨氧化反
应器中间填料区内填充有环状悬浮填料，多个轻质填料球由连接杆串连在一起组成填料球串，
设有多个填料球串，该多个填料球串并排纵向放置，横向组成多行多列，在水平方向上，填
料球和填料球间距为3～5cm，每个填料球串的上下两端由横向固定杆固定，该固定杆固定在
设置的厌氧氨氧化反应器上。
5.根据权利要求1所述的养殖废水高效降解脱氮处理系统，其特征在于，所述轻质填料
球为轻质聚丙烯球状半软性填料球，填料球直径为150mm～200mm，填料球比重≥0.95g/cm3，
比表面积≥500m2/m3，孔隙率≥95％。

【专利技术属性】
技术研发人员：姚利，郭洪海，杨光，付龙云，王艳芹，罗德学，夏江华，袁长波，
申请(专利权)人：山东省农业科学院农业资源与环境研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37