[发明专利]分散养殖控氮磷源分离-厌氧生物-生态耦合水处理方法和反应器

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种处理农村分散养殖污水时能同时脱氮除磷的无动力水处理新方法和反应器，即分散养殖控氮磷源分离-厌氧生物-生态耦合的水处理的方法和反应器，具体是将控氮磷源分离与生物、生态技术过程相结合，在无动力条件下，能够有效处理分散养殖废水和出水氮磷达标。

背景技术

南方丘陵等农村地区分散养殖十分普遍，多数分散养殖仅仅通过沼气池处理后排放，难于达标，污染严重；现有污水分散处理工艺对分散养殖废水的处理效果差，特别是脱氮除磷效果较差；受农村经济水平限制，需降低污水处理费用，增加了技术开发难度；要求开发技术简单、易于管理的适宜性分散养殖污水处理技术。

农村分散养猪废水一般由猪尿、部分或全部猪粪、饲料残渣和猪舍冲洗水等构成，其主要特点为：(1)废水中含有部分猪粪尿，有机物含量高、悬浮物浓度高、色度较深，氨氮浓度很高，并含有很多的致病微生物。(2)废水中存在大量的污染物，使废水表现出很高的BOD5、COD、SS等。此外废水中含有大量的N、P等营养物质，但废水中污染物的可生化性较好。(3)废水中的固体残渣主要为有机物质，因此将猪粪尿从源头分离，避免其进入污水系统，是有效和减轻后续处理负荷的有效方法。

由于农村经济水平有限及管理人员缺乏，集成优化无动力易管理技术是研发的重点，厌氧处理技术因为其无曝气及产沼气等特点，厌氧生物专家G.lettinga教授断言，厌氧处理生物技术如果有适合的后处理方法相配合，可以成为分散型生活污水处理模式的核心手段，这一模式较之于传统的集中处理方法更具有可持续性和生命力，尤其适合发展中国家。

生态处理时适合农村地区的污水处理技术之一，主要包括稳定塘(沟)、人工湿地、生态沟渠和慢速渗滤等工艺，主要利用藻类，水生生物(水葫芦，水芹菜，风车草，菖蒲，香根草)等的自然净化作用，能够进一步脱氮除磷和对有机物进行去除，同时上述生态技术具有成本低的特点。

查出的国内外文献及专利中，均没有同时联用三种方法(控氮磷源分离-生物-生态耦合)用于分散养殖污水处理技术的报道。

发明内容

本发明的目的是：克服现有分散养殖废水难于达标和成本高的问题，综合利用控氮磷源分离技术、厌氧生物技术和生态技术的优点，建立一种能高效脱氮除磷的无动力分散养殖废水处理集成技术，形成分散养殖控氮磷源分离-厌氧生物-生态耦合水处理方法和反应器。

本发明的方法是：将控氮磷源分离技术、厌氧生物技术和生态技术集成和耦合，提供了一种能够有效处理分散养殖废水和出水氮磷达标的无动力反应器，即分散养殖控氮磷源分离-生物-生态耦合的水处理反应器，它包括控氮磷源分离装置、厌氧生物装置和生态装置，三者集成在一起。本发明的方法和反应器处理分散养殖污水，在无动力条件下，当厌氧装置水力停留时间(HRT)为3-6d、生态装置HRT为6d左右时，保证COD、氮、磷达标排放。

附图说明

本发明反应器的基本构造如附图所示。图1为控氮磷源分离-厌氧生物-生态耦合反应器，由控氮磷源分离装置1、厌氧生物装置4和生态装置5组成。控氮磷源分离装置1在前、依次为厌氧生物装置4和生态装置5，厌氧生物装置4和生态装置5HRT比为1∶0.8～1∶4，厌氧装置4为厌氧消化污泥或其他厌氧处理系统污泥接种，控氮磷源分离装置1出水自流进入厌氧生物装置4，厌氧产生的沼气由带有水封的排气孔13外排利用；厌氧生物装置4出水自流进入生态装置5，当生态装置5采取人工湿地和生态沟渠形式时，生态装置内的填料层从下往上依次为砾石层15、大粒径碎石层16、小粒径碎石层17和土壤层18。

在室温条件下，经环保畜禽舍2中的微缝地板6分离出畜禽粪便7的分散养殖冲洗水和养殖尿液通过进液口8进入间歇交错流液液分离装置3，经间歇交错流液液分离装置3内的重力分离板9分离出的尿液通过出尿口10进入尿液收集池进行肥化，重力分离板9分离出的冲洗水经分离水出口11重力导流进入厌氧生物装置4，利用其中的厌氧微生物进行有机物的降解，产生的沼气通过排气孔12外排，厌氧生物装置4的出水随冲洗水的进入通过厌氧出口13重力溢流进入生态装置5的进水区14，当生态装置5采取人工湿地和生态沟渠形式时，进水通过进水区14进入生态装置底部，从下往上依次经过砾石层15、大粒径(2cm-5cm)碎石层16、小粒径(1.5cm-2.5cm)碎石层17和土壤层(红壤等当地农村土壤)18和植物19，利用填料物理化学特性、填料上的微生物作用、植物的吸收降解及植物根系微生物作用进一步脱氮除磷和进行有机物的降解，达标排放的出水通过出水区20经出水口21溢流排出。