一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统技术方案

本发明专利技术公开了一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统，包括预处理单元、O‑A‑O处理单元以及蓄水沉淀池；所述预处理单元通过O‑A‑O处理单元与蓄水沉淀池相连通；所述预处理单元，包括水生植物区、位于水生植物区内的取水区以及用于水生植物区和取水区之间分离的隔离层；所述O‑A‑O处理单元，包括缓冲吸附区、好氧区Ⅰ、集水渠、厌氧区、缓冲分散渠以及好氧区Ⅱ；所述蓄水沉淀池主要用于经O‑A‑O处理单元处理过的水产养殖废水的吸附、储蓄和沉淀。其优点：有效去除水产养殖废水中氮磷污染物，降低养殖废水受纳水体富营养化程度和风险；适用于长时间、大水量的废水处理；可创造一定的经济价值。

An Ecosystem for Removal of Nitrogen and Phosphorus from Aquaculture Wastewater

【技术实现步骤摘要】
一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统
本专利技术属于环保领域，具体涉及一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统。
技术介绍
目前随着我国集中式养殖规模的不断扩大，饲料大量地使用，由此产生的代谢物、有机物及氨氮等无机物成为了新的污染源，其中氮磷尤甚，然而养殖废水处理措施却未跟上，因此含有这些污染源的废水在未经处理的情况下直接排放到附近的河流，严重破坏了河流生态。对于全国大规模养殖罗氏沼虾的基地，由于水量大、处理成本高等原因，养殖废水基本上直接排入附近的河流，从而造成附近河流水体的富营养化，特别是夏天，河流藻类因此大量繁殖，导致水体发绿。本专利技术结合当地实际情况，利用物理、生物和化学方法对养殖废水中的氮磷等污染物进行针对性处理，处理后水中氮磷浓度有效降低。
技术实现思路
针对水产养殖废水中氮磷含量过高问题，本专利技术提出一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统。其目的在于有效控制水产养殖废水中氮磷浓度，降低养殖废水受纳水体富营养化程度和风险；适用于长时间、大水量的废水处理。本专利技术是通过如下技术方案实现的，一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统，包括预处理单元、O-A-O处理单元以及蓄水沉淀池；所述预处理单元通过O-A-O处理单元与蓄水沉淀池相连通；所述预处理单元，包括水生植物区、位于水生植物区内的取水区以及用于水生植物区和取水区之间分离的隔离层；所述O-A-O处理单元，包括缓冲吸附区、好氧区Ⅰ、集水渠、厌氧区、缓冲分散渠以及好氧区Ⅱ；所述缓冲吸附区，包括位于取水区内的混凝土池、用于将取水区内的水产养殖废水转移到混凝土池内的水泵、缓冲吸附渠、以及用于连通混凝土池和缓冲吸附渠的钢筋混凝管；所述蓄水沉淀池主要用于经O-A-O处理单元处理过的水产养殖废水的吸附、储蓄和沉淀。作为本专利技术所述的一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统的一种优化方案：所述隔离层为空心长方体围墙，其内部由外至内依次设有砾石层和沸石层，且空心长方体围墙外侧为铁丝网围成，内侧是由若干个竹竿编织成网围成，中间为空心结构；所述砾石层和沸石层之间用无纺土工布间隔；所述沸石层是由改性沸石组成；所述改性沸石的制备方法如下：选用粒径60~150目的沸石，按固液体积比1：20放入0.4mol/L氯化钠溶液中机械搅拌1h，之后用水清洗至中性，置于温度为70℃干燥箱中烘干，得到改性沸石。作为本专利技术所述的一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统的一种优化方案：所述水泵的吸水端位于取水区内，该吸水端的末端上设有防吸泥装置，所述防吸泥装置是以钢筋为骨架，四周覆盖尼龙网的圆柱体。作为本专利技术所述的一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统的一种优化方案：所述混凝土池分为过滤池和普通池，其中，所述水泵的出水端位于过滤池内；所述过滤池内装填有填料Ⅰ，该填料Ⅰ为改性沸石和HFO改性竹炭，二者按体积比1：1混合而成；所述改性沸石制备方案如下：选用粒径60~150目的沸石，按固液体积比1：20放入0.4mol/L氯化钠溶液中机械搅拌1h，之后用水清洗至中性，置于温度为70℃干燥箱中烘干，得到改性沸石。所述HFO改性竹炭制备方案如下：将烘干后粒径为10-20目的颗粒竹炭加入到1g/mL的溶液中，搅拌均匀后室温下封口放置24h，然后在60℃条件下旋转蒸发仪中熟化12h，再用去离子水反复洗涤产物至中性，室温下冷冻干燥24h；所述钢筋混凝管内放置有圆柱体填料箱，所述圆柱体填料箱以钢筋为骨架，表面覆盖细密的尼龙网，且内部填装有稀土镧改性麦饭石；所述稀土镧改性麦饭石的制备方法如下：先将麦饭石进行破碎，用去离子水清洗，待冲洗水较清时过滤，得到滤饼，滤饼在105℃烘干、研磨，过200目筛，得到天然麦饭石样品；配置浓度为1mol/L的盐酸溶液，按固液体积比1：10投加天然麦饭石样品，室温下搅拌处理2h后抽去滤液，用去离子水洗涤滤饼至无cl-检出，将滤饼在105℃烘干，研磨过200目筛，得酸活化麦饭石；随后配置质量分数为0.5%的La3+溶液，用1mol/L氨水调节pH至10，按固液体积比1：50投加酸活化麦饭石，室温下浸渍16h，过滤后滤饼于105℃烘干，于450℃下焙烧1h，研磨过200目筛，放入干燥器中冷却至室温即为稀土镧改性麦饭石；所述缓冲吸附渠横截面为梯形，内部布满填料，填料为改性杜砺壳、蛭石和木粉生物炭，三者按体积比1：1：1混合而成；所述改性杜砺壳的制备方法如下：杜砺壳用去离子水反复冲洗，105℃烘干后研磨后过100目筛，再采用限氧升温炭化法在650℃下在电解炉中热解1h，制得改性杜砺壳；所述木粉的制备方法如下：木材制成的木粉用限氧升温炭化法在500℃下在电解炉中热解3h，自然冷却后过100目筛，即可制得；所述蛭石的制备方法如下：蛭石用去离子水反复冲洗，105℃烘干后研磨后过100目筛，即可制得。作为本专利技术所述的一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统的一种优化方案：所述好氧区Ⅰ和好氧区Ⅱ内均种植农业经济作物。作为本专利技术所述的一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统的一种优化方案：水产养殖废水经过所述集水渠进入厌氧区，从而流出至缓冲分散渠；所述集水渠横截面为下凹圆弧形，其中部地势高，两端地势低，坡度比为1：500；所述厌氧区是用PVA薄膜包裹改性沸石，其内部插入若干个分别与集水渠和缓冲分散渠连通的PVC管；所述缓冲分散渠铺设有鹅卵石；所述集水渠与厌氧区之间设有用无纺土工布包裹的细砂石；所述改性沸石的制备方法如下：选用粒径60~150目的沸石，按固液体积比1：20放入0.4mol/L氯化钠溶液中机械搅拌1h，之后用水清洗至中性，置于温度为70℃干燥箱中烘干，得到改性沸石。作为本专利技术所述的一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统的一种优化方案：在所述好氧区Ⅱ与蓄水沉淀池相连处设有集水带；所述集水带由石块堆积而成每隔200cm设置一个宽度约为5cm的缺口，用于汇聚水流，形成水跌，有助于对废水的处理。作为本专利技术所述的一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统的一种优化方案：在所述缓冲吸附渠与好氧区Ⅰ相连处设有渗透埂，所述渗透埂用于缓冲水流以及避免填料Ⅲ随水流进入好氧区Ⅰ。为应对长时间、大水量的水产养殖废水排放，可以扩大好氧区Ⅰ、厌氧区、好氧区Ⅱ面积，三者面积大小相等，每个长宽可设计为60m×1.2m。为有效去除水产养殖废水中氮磷等污染物，一是在养殖塘边设置一个长宽约为60m×4m的水生植物区，可在源头处降低废水中氮磷浓度；二是运用O-A-O处理方法，有效降低废水中氮磷含量；三是蓄水沉淀池，养殖废水在池内进行2-3h沉淀吸附，经此三次处理，废水中的氮磷浓度可得到有效去除。本专利技术的优点：1.适用于长时间、大水量的水产养殖废水处理；2.有效去除水产养殖废水中氮磷污染物，降低养殖废水受纳水体富营养化程度和风险；3.装置结构简单，造价低廉，能创造一定的经济价值。附图说明图1是本专利技术平面示意图；图2是图1中平面局部放大示意图；图3是图1的横截面剖视图；图4是图3中局部放大视图；图5是集水渠、厌氧区和缓冲分散渠连接示意图；图中：1-水生植物区，2-砾石层，3-沸石层，4-防吸泥装置，5-水生植物，6-水泵，7-缓冲分散渠，8-过滤池，9-普通池，10-填料Ⅱ，11-道路，12-钢筋混凝管，13-填料Ⅲ，14-渗透埂，15-好氧区Ⅰ，16-集水渠，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统，其特征在于：包括预处理单元、O‑A‑O处理单元以及蓄水沉淀池；所述预处理单元通过O‑A‑O处理单元与蓄水沉淀池相连通；所述预处理单元，包括水生植物区（1）、位于水生植物区（1）内的取水区（28）以及用于水生植物区（1）和取水区（28）之间分离的隔离层（27）；所述O‑A‑O处理单元，包括缓冲吸附区、好氧区Ⅰ（15）、集水渠（16）、厌氧区（29）、缓冲分散渠（7）以及好氧区Ⅱ（26）；所述缓冲吸附区，包括位于取水区（28）内的混凝土池（21）、用于将取水区（28）内的水产养殖废水转移到混凝土池（21）内的水泵（6）、缓冲吸附渠（20）、以及用于连通混凝土池（21）和缓冲吸附渠（20）的钢筋混凝管（12）；所述蓄水沉淀池（19）主要用于经O‑A‑O处理单元处理过的水产养殖废水的吸附、储蓄和沉淀。

【技术特征摘要】
1.一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统，其特征在于：包括预处理单元、O-A-O处理单元以及蓄水沉淀池；所述预处理单元通过O-A-O处理单元与蓄水沉淀池相连通；所述预处理单元，包括水生植物区（1）、位于水生植物区（1）内的取水区（28）以及用于水生植物区（1）和取水区（28）之间分离的隔离层（27）；所述O-A-O处理单元，包括缓冲吸附区、好氧区Ⅰ（15）、集水渠（16）、厌氧区（29）、缓冲分散渠（7）以及好氧区Ⅱ（26）；所述缓冲吸附区，包括位于取水区（28）内的混凝土池（21）、用于将取水区（28）内的水产养殖废水转移到混凝土池（21）内的水泵（6）、缓冲吸附渠（20）、以及用于连通混凝土池（21）和缓冲吸附渠（20）的钢筋混凝管（12）；所述蓄水沉淀池（19）主要用于经O-A-O处理单元处理过的水产养殖废水的吸附、储蓄和沉淀。2.根据权利要求1所述的一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统，其特征在于：所述隔离层（27）为空心长方体围墙，其内部由外至内依次设有砾石层（2）和沸石层（3），且空心长方体围墙外侧为铁丝网围成，内侧是由若干个竹竿编织成网围成，中间为空心结构；所述砾石层（2）和沸石层（3）之间用无纺土工布间隔；所述沸石层（3）是由改性沸石组成；所述改性沸石的制备方法如下：选用粒径60~150目的沸石，按固液体积比1：20放入0.4mol/L氯化钠溶液中机械搅拌1h，之后用水清洗至中性，置于温度为70℃干燥箱中烘干，得到改性沸石。3.根据权利要求1所述的一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统，其特征在于：所述水泵（6）的吸水端位于取水区（28）内，该吸水端的末端上设有防吸泥装置（4），所述防吸泥装置（4）是以钢筋为骨架，四周覆盖尼龙网的圆柱体。4.根据权利要求3所述的一种去除水产养殖废水中氮磷的生态系统，其特征在于：所述混凝土池（21）分为过滤池（8）和普通池（9），其中，所述水泵（6）的出水端位于过滤池（8）内；所述过滤池（8）内装填有填料Ⅰ（22），该填料Ⅰ（22）为改性沸石和HFO改性竹炭，二者按体积比1：1混合而成；所述改性沸石制备方案如下：选用粒径60~150目的沸石，按固液体积比1：20放入0.4mol/L氯化钠溶液中机械搅拌1h，之后用水清洗至中性，置于温度为70℃干燥箱中烘干，得到改性沸石；所述HFO改性竹炭制备方案如下：将烘干后粒径为10-20目的颗粒竹炭加入到1g/mL的溶液中，搅拌均匀后室温下封口放置24h，然后在60℃条件下旋转蒸发仪中熟化12h，再用去离子水反复洗涤产物至中性，室温下冷冻干燥24h；所述钢筋混凝管（12）内放置有圆柱体填料箱，所述圆柱体填料箱以钢筋为骨架，表面覆盖细密的尼龙网，且内部填装有稀土镧改性麦饭石；所述稀土镧改性麦饭石的制备方法如下：先将麦...

【专利技术属性】
技术研发人员：范秀磊，徐志鹏，杨成方，刘加强，陈佳贞，
申请(专利权)人：徐州工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32