一种氧化塘粪水作水培液的处理工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种氧化塘粪水作水培液的处理工艺及装置，处理装置包括沿粪水流动方向依次设置的过滤池、曝气池和混合池；过滤池用于将粪水进行过滤处理；曝气池采用曝气吹脱法对粪水进行曝气处理，在曝气池上还设有用于对曝气池内粪水的曝气情况进行检测的曝气检测装置；混合池用于将经过曝气处理的粪水和清水按比例进行混合，并通过向混合池内滴入酸性液体来调节混合池内液体的pH值。本方案能有效降低氧化塘粪水中的氨氮含量，降低氧化塘粪水水培利用前的稀释倍数，以保证氧化塘粪水中促进植物生长的有益成分的含量，同时还能有效减少氧化塘粪水中的固体颗粒、固体悬浮物及絮状物污泥等杂质，并使得出水pH值满足植物生长需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化塘粪水作水培液的处理工艺及装置


[0001]本专利技术涉及畜禽养殖粪水处理
，具体涉及一种氧化塘粪水作水培液的处理工艺及装置。

技术介绍

[0002]近些年随着人们对肉蛋奶等食品需求量的不断上升，加上环保政策及经济效益的驱动，畜禽养殖的集约化、规模化程度不断提高，但同时也造成了粪污集中，冲洗用水量增加、生态环境污染日益严重等问题。
[0003]针对畜禽养殖环境问题，国家相关部门陆续出台了《环境保护法》、《畜禽规模养殖污染防治条例》等相关法律法规，2021年中央一号文件还提出“推进农业绿色发展，加强畜禽粪污资源化利用”，因此，畜禽养殖场粪污种养结合资源化利用是其研究要点之一。
[0004]目前畜禽养殖场采用的“固液分离—堆肥+氧化塘—农田利用”的处理方法是一种典型的种养结合模式，即先对粪污进行固液分离，固体粪污用于堆肥生产有机肥，液体粪污进行氧化塘处理储存（氧化塘处理粪污的过程和天然水体的自净过程相近，粪污在塘内经长时间的缓慢流动和停留，通过微生物的代谢活动，对粪污中的有机物进行降解）后再进行农田循环利用。因利用氧化塘处理储存具有基建和运转费用低、维护维修简单、便于操作等优点，目前国内大多数规模化畜禽养殖场均采用此种模式。
[0005]但规模化畜禽养殖场的粪污产生量大且不间断，进行农田消纳占用的土地面积较大，且农作物施肥时间不连续，农田施用后散发臭味持续时间较长，另外农田不合理或过量施用粪肥还会导致土壤中硝酸盐、磷及重金属等的累积，从而污染附近水体等环境问题；此外因农作物具有一定的环境耐受性，超过其耐污阀值，农作物的生长发育会受影响，甚至出现烧苗或死棵现象，影响经济效益。
[0006]水培是一种重要的无土栽培形式，与土培相比，水培作物不受土壤条件限制，且水培蔬菜生长周期短、无污染、省肥、高质高产，具有很高的经济价值，另外水培模式还具有需养分量持续，操作管理简单等优势。此外，由于畜禽氧化塘粪水富含植物生长所需的N、P、微量元素和植物生长激素等物质，以氧化塘粪水代替高昂的无机营养液来进行蔬菜栽培，对提高蔬菜产量和品质具有重要意义；同时，由于水培经济作物对粪污中氨氮、磷和COD（化学需氧量）、大分子污染物、臭味等具有良好的去除效果，利用氧化塘粪水进行蔬菜水培处理，还能实现氧化塘粪水的深度净化，一举多得。
[0007]但以氧化塘粪水作为水培的营养液使用时还存在下面的问题：作为水培的营养液其氨氮和磷含量等均有一定的限制，如生菜水培时，营养液中氨氮含量一般不宜超过20mg
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‑1，磷含量不宜超过30mg
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‑1，显然，氧化塘出水粪水中氨氮和磷含量超过了这一指标，其中关键的是氨氮浓度，高浓度的氨氮会对植物生长造成严重的毒害作用，使植物的生长发育严重受阻，因此为降低氧化塘粪水中的氨氮浓度，在进行水培利用前一般都需要进行高倍稀释（10
‑
20倍左右），这种方法虽然操作简单，但却存在水资源浪费的潜在问题，同时，高倍稀释还可能导致氧化塘粪水中促进植物生长的其他有益成分含量的下降，从而影响水培
应用效果；此外氧化塘粪水还表现出出水中砂粒、藻类含量较低，主要含有少量固体悬浮物及部分絮状物污泥， pH值较高（9左右）等特点；针对氧化塘粪水的上述特点，目前对氧化塘粪水处理作为水培营养液的工艺及装置方面的研发极少，因此，如何有效降低氧化塘粪水的氨氮含量，降低水培利用前的稀释倍数，以保证氧化塘粪水中促进植物生长的有益成分的含量，同时还能有效减少固体悬浮物及絮状物污泥，且使得出水pH值满足植物生长需求等问题也成为了氧化塘粪水集中大规模用于水培蔬菜工业的关键课题。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的上述不足，本专利技术要解决的技术问题是：如何提供一种能有效降低氧化塘粪水中的氨氮含量，降低水培利用前的稀释倍数，以保证氧化塘粪水中促进植物生长的有益成分的含量，同时还能有效减少氧化塘粪水中的固体悬浮物及絮状物污泥，并使得出水pH值满足植物生长需求的氧化塘粪水作水培液的处理工艺及装置。
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种氧化塘粪水作水培液的处理装置，包括沿粪水流动方向依次设置的过滤池、曝气池和混合池；所述过滤池用于将粪水进行过滤处理，并将过滤处理后的粪水输送到所述曝气池；所述曝气池采用曝气吹脱法对粪水进行曝气处理，在所述曝气池上还设有曝气检测装置，所述曝气检测装置用于对所述曝气池内粪水的曝气情况进行检测，并在所述曝气池内的粪水达到曝气终点时促使所述曝气池内的粪水输送到所述混合池内；所述混合池用于将经过曝气处理的粪水和注入的清水按比例进行混合，在所述混合池上还设有pH调节装置，所述pH调节装置通过向所述混合池内滴入酸性液体来调节混合池内液体的pH值。
[0010]本专利技术的工作原理是：本专利技术在对粪水进行处理时，先利用过滤池对粪水进行过滤处理，使得粪水中大部分的固体悬浮物和絮状物污泥都从粪水中被过滤掉，然后将经过过滤处理的粪水输送到曝气池内进行曝气处理，曝气池采用曝气吹脱法对粪水进行曝气处理，吹脱法一般是将惰性气体（如空气）与待处理废水同时通入吹脱设备中，使气液两相在反应区域充分接触，在此过程中，水中溶解的气体（氨气）和挥发性溶质会经液相主体进入液体滞流膜，而后穿过气液接触界面向气相转移从而达到脱除目标物的目的，故本方案采用曝气吹脱法可以有效的降低粪水中的氨氮浓度，同时，在曝气池上还设有曝气检测装置，曝气检测装置用于对曝气池内的曝气情况进行检测，当曝气检测装置检测到曝气池内的粪水还未达到曝气终点时，曝气池继续对粪水进行曝气处理，当曝气检测装置检测到曝气池内的粪水达到曝气终点时，曝气池的粪水则进一步输送到混合池内进行处理；当经过曝气池曝气处理后的氨氮含量已经降低到适合浓度的粪水进入到混合池后，将粪水与清水按一定比例在混合池内进行混合，由于粪水的pH值一般较高（可以达到9
‑
10左右）不能满足植物的生长需求，故本方案还利用混合池上的pH调节装置向混合池内滴入酸性液体来降低混合池内液体的pH值，使得调整后的混合液pH达到满足植物生长需求的范围（pH为6
‑
7左右），经过混合池处理后的粪水和清水的混合液则可以直接作为水培植物的营养液进行使用。
[0011]综上，采用本专利技术处理装置处理后的粪水中的固体悬浮物及絮状物污泥大大减
少，同时通过对粪水的曝气处理使得粪水中的氨氮含量降低到适宜的浓度，由于粪水在进入到混合池前其氨氮的浓度已降低，故在混合池内进行混合时，只需要将粪水和清水按较小的比例进行混合即可，与现有技术中的需要10
‑
20倍的高倍稀释方法相比，本专利技术大大降低了水资源的消耗，同时由于清水稀释的比例较小，粪水中促进植物生长的有益成分的含量也将较高，进而可大幅提高水培应用效果；另外，粪水和清水在进行混合时还利用pH调节装置滴入的酸性液体来对混合池内液体的pH值进行调节，并将该pH值调节到6
‑
7左右，以此来更好的满足水培植物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化塘粪水作水培液的处理装置，其特征在于，包括沿粪水流动方向依次设置的过滤池、曝气池和混合池；所述过滤池用于将粪水进行过滤处理，并将过滤处理后的粪水输送到所述曝气池；所述曝气池采用曝气吹脱法对粪水进行曝气处理，在所述曝气池上还设有曝气检测装置，所述曝气检测装置用于对所述曝气池内粪水的曝气情况进行检测，并在所述曝气池内的粪水达到曝气终点时促使所述曝气池内的粪水输送到所述混合池内；所述混合池用于将经过曝气处理的粪水和注入的清水按比例进行混合，在所述混合池上还设有pH调节装置，所述pH调节装置通过向所述混合池内滴入酸性液体来调节混合池内液体的pH值。2.根据权利要求1所述的氧化塘粪水作水培液的处理装置，其特征在于，在所述过滤池上沿粪水的流动方向依次设有斜水坡、下旋坡道和转流环道；所述斜水坡靠近所述过滤池的一端倾斜向下设置并与所述过滤池过渡相接，且所述斜水坡与所述过滤池相接处的过流宽度逐渐减小；所述下旋坡道靠近所述斜水坡的一端与所述斜水坡过渡连接，所述下旋坡道的另一端沿所述过滤池的内壁旋转向下设置，所述下旋坡道在旋转向下过程中的过流宽度逐渐减小到0，所述下旋坡道的外侧壁的高度随着所述下旋坡道过流宽度的减小而逐渐升高，且所述下旋坡道的外侧壁的下端面与对应位置所述过滤池的池壁相接；所述转流环道整体呈沿所述过滤池的内壁弹簧式旋转向下的结构形式，所述转流环道在沿所述过滤池的内壁弹簧式旋转向下过程中的过流宽度逐渐减小，且所述转流环道的最上端低于对应位置的所述下旋坡道。3.根据权利要求1所述的氧化塘粪水作水培液的处理装置，其特征在于，所述过滤池的下部还设有倾斜池体，在所述倾斜池体的下端连接有一级滤沟，所述一级滤沟远离其连接的所述倾斜池体的一端倾斜向上延伸并与水平设置的一级滤台连接，在所述一级滤台上设有一级过滤组件，所述一级过滤组件用于对粪水进行一级过滤，在所述一级滤台远离其连接的所述一级滤沟的一端还连接有二级滤沟，所述二级滤沟远离其连接的所述一级滤台的一端倾斜向上延伸并与水平设置的二级滤台连接，在所述二级滤台上设有二级过滤组件，所述二级过滤组件用于对粪水进行二级过滤，在所述二级滤台远离所述二级滤沟的内部处还连接有过滤出水管，所述过滤出水管用于与所述曝气池连接，以将经过二级过滤处理后的粪水输入到所述曝气池内。4.根据权利要求3所述的氧化塘粪水作水培液的处理装置，其特征在于，所述一级过滤组件包括在竖向方向依次向上分布的一级固定环、一级滤杆连接环和一级滤杆顶环，所述一级固定环、一级滤杆连接环和一级滤杆顶环同轴线设置且半径依次增大，在所述一级固定环的周向上还均匀分布有多个一级弧形支撑滤杆，所述一级弧形支撑滤杆远离其连接的所述一级固定环的一端向外侧逐渐倾斜并向上延伸，且所述一级弧形支撑滤杆在向外侧倾斜向上延伸过程中还分别与对应位置的所述一级滤杆连接环和所述一级滤杆顶环相连接，所述一级固定环、所述一级滤杆连接环、所述一级滤杆顶环和所述一级弧形支撑滤杆共同形成一级弧形滤膜框架，在所述一级弧形滤膜框架上还设有环绕所述一级弧形滤膜框架周向一周的一级滤膜；所述二级过滤组件与所述一级过滤组件同轴线设置，且所述二级过滤组件位于所述一
级过滤组件的内侧，所述二级过滤组件包括在竖向方向依次向上分布的二级固定环、二级滤杆连接环和二级滤杆顶环，所述二级固定环、二级滤杆连接环和二级滤杆顶环同轴线设置且半径依次增大，在所述二级固定环的周向上还均匀分布有多个二级弧形支撑滤杆，所述二级弧形支撑滤杆远离其连接所述二级固定环的一端向外侧逐渐倾斜并向上延伸，且所述二级弧形支撑滤杆在向外侧倾斜向上延伸过程中还分别与对应位置的所述二级滤杆连接环和所述二级滤杆顶环相连接，所述二级固定环、所述二级滤杆连接环、所述二级滤杆顶环和所述二级弧形支撑滤杆共同形成二级弧形滤膜框架，在所述二级弧形滤膜框架上还设有环绕所述二级弧形滤膜框架周向一周的二级滤膜。5.根据权利要求4所述的氧化塘粪水作水培液的处理装置，其特征在于，在所述过滤池上还设有反冲洗组件，所述反冲洗组件包括冲洗旋转水机、反冲洗水管和反冲洗水龙头，所述反冲洗水龙头与所述反冲洗水管相连通，以使得流经所述反冲洗水管的冲洗用水从所述反冲洗水龙头处喷出，所述冲洗旋转水机还能够带动所述反冲洗水龙头周向360
°
旋转，所述反冲洗水龙头包括位于所述一级滤膜上方的一级反冲洗水龙头和位于所述二级滤膜上方的二级反冲洗水龙头，所述一级反冲洗水龙头在轴向方向分布的位置和宽度与所述一级滤膜在轴向上的投影位置和宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：许继飞，柳亚宁，刘建国，田彦锋，郭伟，付志敏，尹雪峰，
申请(专利权)人：内蒙古大学，
类型：发明
国别省市：