专利名称：畜禽养殖污水处理工艺及其处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种畜禽养殖污水处理工艺及其处理系统。 技术背景随着社会经济和科学技术的不断进步，畜禽养殖业正向工业化、规模化方向迅速发展。 然而，在给社会带来较大经济效益的同时，其对环境的危害也不容忽视。畜禽养殖业排放的 污染物具有浓度高，排放量大的特点，其排放的废弃物中有机物浓度高、悬浮物多、氨氮和 磷含量高，各项指标均已超出国家排放标准几倍甚至几十倍，已成为比工业废水和生活污水 更大的污染源，是水体污染的重要来源。据统计，我国畜禽养殖业的年粪便产生量多达25 亿吨，粪便进入水体流失率高达25%_30°/。， C0D(化学需氧量)的排放量达9370万吨，养殖废 水排放量超过100多亿吨，远远超过中国工业废水与生活废水的排放量总和。目前，养殖污水的处理模式有还田模式、自然处理模式和达标排放处理(工业化处理) 模式。还田模式指将污水直接施用于土地。虽然该模式具有简单、经济等优点，但存在土地使 用面积大、处理效率低，处理不完全、病源微生物传播和臭气污染等问题，长期应用可导致 氮、磷和有毒有害物质在土壤中的累积，并可能通过径流污染周边水环境。该模式虽然工艺 简单、成本低，但存在处理效率低，处理不完全的特点，对环境的污染风险大，己不能适应 现代集约化养殖行业的污水处理要求。自然处理模式指采用氧化塘和人工湿地系统等自然处理手段。自然处理模式往往应用于 低浓度的生活污水处理，而对于高C0D、高氮和磷，病原微生物和虫卵多的畜禽污水，往往 要和厌氧处理工艺联合处理。而采用人工湿地或氧化塘处理污水虽有投资较少、无动力运行 等优点，但畜禽污水厌氧处理过程中产生的污泥容易堵塞人工湿地基质。 一般人工湿地运行 半年左右，污水净化效果就会下降，必须更新基质，造成重复投资。氧化塘运行稳定性较差， 容易出现水质恶化的现象。且人工湿地和氧化塘需要大面积的用地，对占地面积有限的养殖 场难以满足条件。达标排放模式(工业化处理模式)是指采用厌氧、好氧、厌氧-好氧等工艺处理养殖污 水以达标排放为目的的一类方法。目前国内外用于处理养猪污水的厌氧工艺主要有厌氧滤器 (AF)、上流式厌氧污泥床(UASB)、复合厌氧反应器(UASB + AF)、膨胀颗粒污泥床反应器 (EGSB)、升流式污泥床反应器(USR)、升流式厌氧污泥床过滤器(UBF)、 CSTR (完全混合 式厌氧消化器)、半混式厌氧反应器等。这些厌氧处理技术能有效去除养猪污水中的病原微 生物和大部分有机物，但常常存在装置建设成本高、运行维护费用高等问题，处理成本与效 率往往难以两者兼顾。畜禽污水经厌氧处理后，需经过好氧处理进一歩降解C0D特别是脱氮 除磷，才能达标排放。若采用常规好氧曝气，则投资、动力消耗、工艺管理、设备维护等方 面的费用大、技术要求高，企业难以接受。在畜禽养殖过程中的词料添加剂中使用的大量重金属大部分都不能被吸收，而被排泄到
环境中去。畜禽养殖废水中含有较高浓度的重金属，长期大量的排放会导致土壤及植物中重 金属含量增加，严重污染环境。目前处理重金属废水比较成熟的方法有化学沉淀法、活性炭 吸附法和离子交换法。化学沉淀法能快速去除污水中的重金属离子，但存在运行费用高，出 水重金属离子浓度高和存在沉淀物二次污染等问题。离子交换法和活性炭吸附法具有出水水 质好的优点，但在所处理污水中含有其它阳离子时，对重金属选择性差，还存在运行及材料 费用高的缺点。而目前还没有专门应用于处理畜禽污水中重金属的工艺技术。由于我国畜禽污水治理技术相对落后、资金不足、处理设施严重滞后，直接采用工业达 标模式显然不符合我国国情。研发集成一套经济高效、低能耗、少维护，能有效去除畜禽废 水中的C0D、氮和磷以及重金属，实现污水达标排放，又能有效回收氮、磷等营养物质的畜 禽污水处理组合工艺，是我国畜禽业可持续发展亟待解决的问题。 发明内容本发明的目的在于提供一种成本低、处理效率高、能耗低的畜禽养殖污水处理工艺及其 处理系统。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是畜禽养殖污水处理工艺，其特征在于它 包括如下歩骤1) 污水前处理畜禽养殖污水排出后流入排水沟，经过排水沟内的隔栅去除杂物后， 进入沉砂池沉淀；污水经沉砂池沉淀去除污水中的固形物后进入集水池；污水在集水池中混 合均匀之后进入酸化调节池，有机物和大分子物质在酸化池中酸化水解，为后续厌氧池产沼 气做准备，并沉淀去除污水中的不可溶污染物，酸化调节池中的上清液进入后续的红泥塑料 厌氧发酵装置；污水前处理的进水方式为间歇式进水，进水方式为每天进水两次，第一次进水2小时后， 间歇6小时，再进第二次水，进水时间为2小时；第二次进水后间歇14小时，进水、间歇 交替进行；2) 经酸化调节池后的污水在红泥塑料厌氧发酵装置中停留12 15天进行厌氧发酵，利 用近中温发酵工艺去除污水中的有机物质，产生的沼气回收利用；红泥塑料厌氧发酵装置的 进水方式为连续性进水；3) 经红泥塑料厌氧发酵装置厌氧发酵后的出水沼液进入多级仿生态氧化沟，污水在多 级仿生态氧化沟内通过折流沟渠方式与自然垂直流方式，充分溶氧和充氧，其滞留期为3 6 天，降解有机物质，并脱氮除磷；4) 经多级仿生态氧化沟处理后的出水进入多级人工地质快渗系统，自然垂直流方式自 上而下通过渗滤介质，出水达标排放。实现上述的工艺的畜禽养殖污水处理系统，它包括污水前处理系统、红泥塑料厌氧发酵 装置、多级仿生态氧化沟、多级人工地质快渗系统、贮气袋、增压机；污水前处理系统包括 排水沟、隔栅、沉砂池、集水池、酸化调节池，排水沟的一端与畜禽养殖污水排出口相连通， 排水沟的另一端与沉砂池的输入端相连通，排水沟内设有隔栅；沉砂池的输出端与集水池的 输入端相连通，集水池的输出端与酸化调节池的输入端相连通，酸化调节池的下端部设有泥 粪管，酸化调节池由泥粪管与浮渣干化场相连通；酸化调节池的输出端由第一污水管与红泥 塑料厌氧发酵装置的输入端相连通；红泥塑料厌氧发酵装置上设有沼气收集罩，沼气管的一
端与沼气收集罩相连通，沼气管的另一端与贮气袋的输入端相连通，贮气袋的输出端与增压 机的输入端相连通，增压机的输出端与沼气用户相连；红泥塑料厌氧发酵装置的污水输出端 由第二污水管与多级仿生态氧化沟的输入端相连通，多级仿生态氧化沟的输出端与多级人工 地质快渗系统的输入端相连通。 本发明的原理是1、 污水前处理通过隔栅、沉砂池、集水池、酸化调节池等拦截畜禽污水中较长纤维、 毛等杂物，去除畜禽污水中较大颗粒、砂粒，有效降低有机负荷，縮短污水厌氧滞留期；格 栅用于栏截杂物并需定时清理，污水经水流挡板分流，流速降低，达到固形物快速沉降的目 的；集水池内设有搅拌装置；在酸化调节池中，污水中的大分子污染物己初步水解、酸化， 为污水厌氧处理做好准备；酸化调节池贮存、调节厌氧发酵处理前的水质、水量，降低消毒 水毒性，降低粪污水有机浓度，使集中、间歇性进水变成均衡、连续性出水，平衡水力负荷， 提高厌氧发酵效果。2、 将经过前处理后的污水进入红泥塑料厌氧发酵装置，利用近中温发酵工艺，去除污 水中大部分有机物质，降低C0Dcr，并产生大量清洁能源-沼气；红泥塑料厌氧发酵装置采用红泥塑料作厌氧发酵覆皮，具有吸热性好、保温性好、耐酸 碱、可折叠、易修补、寿命长、密封性好、运输方便等特点。由于吸热性好、保温性能好， 池体内部温度较高，处于近中温发酵，周期大为縮短，且产气率高，常年运行稳定。3、 多级仿生态氧化沟利用自然溶氧、UV氧化还原、植物净化及渗流等自然降解过程 去除有机物质，并能部分脱氮除磷；多级仿生态氧化沟是一个仿生态的处理系统，污水在多 级仿生态氧化沟内通过折流沟渠方式与自然垂直流方式，充分溶氧和充氧，整个系统的动力 都来源于自然水位落差，无设备、无能耗运行，具有投资低、维护少、效果好等优点。4、 多级人工地质快渗系统多级仿生态氧化沟出水进入多级人工地质快渗池，自然垂 直流方式自上而下通过渗滤介质，通过物理的过滤、吸附、挥发、化学的分解与转化、微生 物的降解、吸收等作用去除重金属、氮磷等残余污染物，使出水达标。本发明的有益效果是通过前处理工艺对畜禽污水及时进行固液分离、排除沉(浮)渣， 调整水质、调节水量，C0D去除率达25%，有效提高后续厌氧及好氧处理效果，节省后续投 资。相同规格的红泥塑料厌氧发酵装置比钢板厌氧装置便宜55%，比砼体厌氧装置便宜25%， 降低投资成本，且发酵效果好，C0Dcr和B0D5的去除率分别达到80。/。和90y。，产气率高(该环 节着重去C0D和除虫卵等，并且能产生大量的清洁能源沼气)。多级仿生态氧化沟运行无需 任何设备，无能耗，可长期运行，且能回收部分氮、磷等营养物质；其污水中氮的去除率可 达60%,磷的去除率可达20%左右。多级人工地质快渗系统能在无动力的情况下去除多级仿 生态氧化沟出水中的C0D，氮和磷，以及重金属等，去除率分别为60%, 80%和90%，(该环节 着重除磷和重金属)。采用污水前处理、红泥塑料厌氧发酵装置、多级仿生态氧化沟、多级人工地质快渗系统 的整套组合工艺，具有运行稳定，处理效果好、成本低、能耗低，不需特殊维护等特点，对 有机物、氮、磷、重金属的去除效果好，出水各项指标均可达到《畜禽养殖业污染物排放标 准(2001年)》(实现污水达标排放，环保)，适用于规模化养殖场高浓度有机污水的处理。
图l是本发明的工艺流程图；图2是实现本发明工艺的畜禽养殖污水处理系统的结构示意图；图3是实现本发明工艺的多级仿生态氧化沟、多级人工地质快渗系统的俯视图；图4是图3沿D-D线的剖视图；图5是图3沿E-E线的剖视图；图6是快渗池内的渗滤介质的局部剖视图；图中l-隔栅，2-沉砂池，3-集水池，4-酸化调节池，5-第一污水管，6-泥粪管，7-浮 渣干化场，8-沼气管，9-贮气袋，10-增压机，11-红泥塑料厌氧发酵装置(或称红泥塑料厌 氧发酵池)，12-第二污水管，13-多级仿生态氧化沟，14-多级人工地质快渗系统，15-第三 污水管，16-第四污水管，17-右第一集水渠，18-右第一级快渗池，19-右第二级快渗池，20-右第三级快渗池，21-左第一集水渠，22-喷水主管，23-喷水支管，24-左第一级快渗池，25-左第二级快渗池，26-左第三级快渗池，27-出水孔，28-第四集水渠，29-输出管，30_碎石 层，31-尼龙网，32-功能性填料层，33-矿砂层。
具体实施方式
如图l、图2所示，畜禽养殖污水处理工艺，它包括如下步骤1) 污水前处理畜禽养殖污水排出后流入排水沟，经过排水沟内的隔栅去除杂物(长 纤维、毛等)后，进入沉砂池沉淀；污水经沉砂池沉淀去除污水中的固形物(如粪渣、沉渣、 浮渣等大颗粒固形物，在沉砂池内沉淀)后进入集水池；污水在集水池中混合均匀之后进入 酸化调节池，有机物和大分子物质在酸化池中在产酸细菌的作用下酸化水解(此环节不需外 加入酸调节pH值)，为后续厌氧池产沼气做准备，然后沉淀去除污水中的不可溶污染物，酸 化调节池中的上清液通过出口调节器均衡进入后续的红泥塑料厌氧发酵装置；污水前处理的进水方式为间歇式进水，进水方式为每天进水两次，第一次进水2小时后， 间歇6小时，再进第二次水，进水时间为2小时；第二次进水后间歇14小时，进水、间歇 交替进行；酸化调节池后的进水方式己从污水前处理阶段的间歇式进水变成连续性进水，从 而减少了水质水量不均衡给后续厌氧发酵池的影响；2) 经酸化调节池后的污水在红泥塑料厌氧发酵装置中停留12 15天进行厌氧发酵，利 用近中温发酵工艺(为现有的技术)去除污水中的有机物质，产生的沼气回收利用；红泥塑 料厌氧发酵装置的进水方式为连续性进水；3) 经红泥塑料厌氧发酵装置厌氧发酵后的出水沼液进入多级仿生态氧化沟，污水在多 级仿生态氧化沟内通过折流沟渠方式与自然垂直流方式[多级仿生态氧化沟由2 12个仿生 态氧化沟组成，第一级仿生态氧化沟至最后一级仿生态氧化沟从高至低依次排列并相互连通(即自然垂直流方式)，相邻两级仿生态氧化沟之间落差为0.4 0.6m;每一级仿生态氧化沟 采用折流沟渠方式]，充分溶氧和充氧，其滞留期为3 6天，降解有机物质，并脱氮除磷；4) 经多级仿生态氧化沟处理后的出水进入多级人工地质快渗系统，自然垂直流方式自 上而下通过渗滤介质，出水达标排放。实现上述工艺的畜禽养殖污水处理系统，它包括污水前处理系统、红泥塑料厌氧发酵装 置ll、多级仿生态氧化沟13、多级人工地质快渗系统14、贮气袋9、增压机10;污水前处 理系统包括排水沟、隔栅l、沉砂池2、集水池3、酸化调节池4，排水沟的一端与畜禽养殖
污水排出口相连通，排水沟的另一端与沉砂池2的输入端相连通，排水沟内设有隔栅l;沉 砂池2的输出端与集水池3的输入端相连通，集水池3的输出端与酸化调节池4的输入端相 连通，酸化调节池4的下端部设有泥粪管6 (上设控制阀)，酸化调节池4由泥粪管6与浮渣 干化场7相连通；酸化调节池4的输出端由第一污水管5与红泥塑料厌氧发酵装置11的输 入端相连通(第一污水管5的输出端设出口调节器)；红泥塑料厌氧发酵装置ll上设有沼气 收集罩，沼气管8的一端与沼气收集罩相连通，沼气管8的另一端与贮气袋9的输入端相连 通，贮气袋9的输出端与增压机10的输入端相连通，增压机10的输出端与沼气用户相连； 红泥塑料厌氧发酵装置11的污水输出端由第二污水管12与多级仿生态氧化沟13的输入端 相连通，多级仿生态氧化沟13的输出端与多级人工地质快渗系统14的输入端相连通。所述的隔栅1的长宽尺寸为0. 4mX0. 4m，由横钢筋条、竖钢筋条相互焊接成网状结构， 横钢筋条为细钢筋条，竖钢筋条为粗钢筋条，粗钢筋条之间的间隙25mm，细钢筋条之间的间 隙15腿，安装时，与垂直面之间的倾角为45° 60° 。所述的沉砂池2的长宽尺寸为2mXlm，深度为0. 8m (有效深度)，砖混结构，沉砂池的 入口处设有水流挡板。沉砂池采用现有技术。所述的集水池3为地下式圆筒形，砖混结构，深度为2.3 3. 5m (有效深度)，有效容积 20-40m3。所述的酸化调节池4采用半地下式砖混结构，深度为2. 5m (有效深度)，水力停留时间 l天；酸化调节池的池顶设有浮渣斜板，底部设有倒锥沉井和污泥排渣管。所述的红泥塑料厌氧发酵装置11可采用现有设备。红泥塑料厌氧发酵装置(或称红泥 塑料生产厌氧发酵装置)11的设计水力停留时间为12 15天，设置6格(如图2所示)，每 格尺寸可视当地地形适当调整，有效水深一般为3.8m，采用地下式混凝土结构，池顶为拱型 红泥塑料覆皮。利用近中温发酵工艺去除污水中的大部分有机物质，并产生大量沼气。针对 现有红泥塑料发酵技术发酵效率较低的特点，适当增加水力停留时间为12 15天，针对池 体较浅，容易受冬季低温的影响，加深池体深度，并在地面上部分池体外壁增设方便价廉的 保温材料，如普通塑料泡沫等，并在整个厌氧发酵装置外增设保温大棚，保温大棚采用钢架 结构，材质采用温室棚PC板。所述的多级仿生态氧化沟13是现有技术上进行改进，采用2 12个仿生态氧化沟组成 (每个仿生态氧化沟采用现有技术)。1)、针对现有仿生态氧化沟浅层溶氧、薄层跌落充氧 效果较差的缺点，将原有仿生态氧化沟依据当地自然地形落差，分级建立；第一级仿生态氧 化沟至最后一级仿生态氧化沟从高至低依次排列并相互连通(即自然垂直流方式)，相邻两 级仿生态氧化沟之间落差为0.4 0.6m;每一级仿生态氧化沟采用折流沟渠方式；采用逐级 降低，强化污水流动溶氧，跌落充氧功能。图2中的多级仿生态氧化沟13为三组相串，每 组2个仿生态氧化沟。2)、针对现有仿生态氧化沟采用的水生植物冬季易死亡，导致脱氮除 磷效果差的缺点，采用一种生长速度快，在一年四季都能高效利用污水中氮和磷生长，且能 作为畜禽饲料的植物如"黄花水龙"。污水经厌氧发酵后出水沼液的可生化性差，单一生化 降解方法较难去除，而此时进入到多级仿生态氧化沟利用自然地形的落差实现污水浅层流动 溶氧、薄层跌落充氧，同时通过多道过滤屏、水体表面种植水生植物等措施降解有机质，并 脱氮除磷。采用自然垂直流和折流沟渠等形式，主要由过滤屏、折流板、漫流板、污泥沉井、
污泥回流斜面、水生植物等几个部分组成。多级仿生态氧化沟的深为0.4 0.6m，每级之间 高差为0.4 0.6m，宽为1.0 1.5m，污水在多级仿生态氧化沟内滞留期为3 6天，降解有 机物质，并脱氮除磷。如图3、图4、图5、图6所示，所述的多级人工地质快渗系统14包括第三污水管15、 第四污水管16、左快渗池组、右快渗池组；左快渗池组由2 5个左快渗池组成，右快渗池 组由2 5个右快渗池组成；左快渗池组、右快渗池组交替运行；本实例中右快渗池组采用由3个右快渗池组成(即右第一级快渗池18、右第二级快渗池 19、右第三级快渗池20);右第一级快渗池18、右第二级快渗池19、右第三级快渗池20均 为砖混结构，右第一级快渗池18、右第二级快渗池19、右第三级快渗池20从上到下依次排 列，相邻两级快渗池之间落差为0.8 1.0m;右第一级快渗池18、右第二级快渗池19、右第 三级快渗池20内均设有渗滤介质；右第一级快渗池18内的上端部右侧设有右第一集水渠17 (图4中的右为右侧，左为左侧)，第四污水管16的输出端口与右第一集水渠17相通，第 四污水管16的输入端口与多级仿生态氧化沟13的输出端相连通，第四污水管16上设有控 制阀，右第一级快渗池18内的上端部设有喷水主管，喷水主管的一端与右第一集水渠17相 通，喷水主管上设有喷水支管，喷水支管上均匀分布有小孔，喷水主管、喷水支管分别位于 右第一级快渗池18内的渗滤介质的上方；右第二级快渗池19内的上端部右侧设有右第二集 水渠，右第一级快渗池18的左侧壁上设有出水孔，右第一级快渗池18的左侧壁上的出水孔 与右第二集水渠相通；右第二级快渗池19内的上端部设有喷水主管，喷水主管的一端与右 第二集水渠相通，喷水主管上设有喷水支管，喷水支管上均匀分布有小孔，喷水主管、喷水 支管分别位于右第二级快渗池19内的渗滤介质的上方；右第三级快渗池20内的上端部右侧 设有右第三集水渠，右第二级快渗池19的左侧壁上设有出水孔，右第二级快渗池19的左侧 壁上的出水孔与右第三集水渠相通；右第三级快渗池20内的上端部设有喷水主管，喷水主 管的一端与右第三集水渠相通，喷水主管上设有喷水支管，喷水支管上均匀分布有小孔，喷 水主管、喷水支管分别位于右第三级快渗池20内的渗滤介质的上方；右第三级快渗池20的 左侧壁上设有出水孔，右第三级快渗池20的左侧壁上的出水孔与第四集水渠相通，第四集 水渠位于右第三级快渗池20的左侧壁外；本实例中左快渗池组采用由3个左快渗池组成(即左第一级快渗池24、左第二级快渗池 25、左第三级快渗池26);左第一级快渗池24、左第二级快渗池25、左第三级快渗池26均 为砖混结构，左第一级快渗池24、左第二级快渗池25、左第三级快渗池26从上到下依次排 列，相邻两级快渗池之间落差为0.8 1.0m;左第一级快渗池24、左第二级快渗池25、左第 三级快渗池26内均设有渗滤介质；左第一级快渗池24内的上端部右侧设有左第一集水渠21 (图5中的右为右侧)，第三污水管15的输出端口与左第一集水渠21相通，第三污水管15 的输入端口与多级仿生态氧化沟13的输出端相连通，第三污水管15上设有控制阀；左第一 级快渗池24内的上端部设有喷水主管，喷水主管的一端与左第一集水渠21相通，喷水主管 上设有喷水支管，喷水支管上均匀分布有小孔，喷水主管、喷水支管分别位于左第一级快渗 池24内的渗滤介质的上方；左第二级快渗池25内的上端部右侧设有左第二集水渠，左第一 级快渗池24的左侧壁上设有出水孔，左第一级快渗池24的左侧壁上的出水孔与左第二集水 渠相通；左第二级快渗池25内的上端部设有喷水主管，喷水主管的一端与左第二集水渠相
通，喷水主管上设有喷水支管，喷水支管上均匀分布有小孔，喷水主管、喷水支管分别位于 左第二级快渗池25内的渗滤介质的上方；左第三级快渗池26内的上端部右侧设有左第三集 水渠，左第二级快渗池25的左侧壁上设有出水孔，左第二级快渗池25的左侧壁上的出水孔 与左第三集水渠相通；左第三级快渗池26内的上端部设有喷水主管，喷水主管的一端与左 第三集水渠相通，喷水主管上设有喷水支管，喷水支管上均匀分布有小孔，喷水主管、喷水 支管分别位于左第三级快渗池26内的渗滤介质的上方；左第三级快渗池26的左侧壁上设有 出水孔，左第三级快渗池26的左侧壁上的出水孔与第四集水渠相通，第四集水渠位于左第 二级快渗池26的左侧壁外，输出管29与第四集水渠28相通。所述的渗滤介质包括矿砂层33、功能性填料层32、碎石层30，矿砂层33、功能性填料 层32、碎石层30从上到下依次布置；矿砂层的厚度为0.3m，矿砂层的材料为大理石砂、河 砂、花岗岩中的任意一种或二种以上(含二种)的混合，二种以上的混合时为任意配比；功 能性填料层的厚度为0.5m，功能性填料层由脱氮层和除磷层组成，脱氮层与除磷层的体积比为2: 1，脱氮层位于除磷层上(或位于除磷层下)；脱氮层的材料主要为沸石、蛭石、改性 粉煤灰等高效脱氮矿物材料混合而成，沸石、蛭石、改性粉煤灰的体积比为3: 2: 1 5: 2: 1;除磷层的材料为钢渣、高炉水渣中的任意一种或二种的混合，二种混合时为任意配比 碎石层是承托层，碎石层的材料为页岩、灰岩、砾石中的任意一种或二种以上(含二种)的 混合，二种以上的混合时为任意配比，碎石层的厚度为0. lm;碎石层的填料粒径为1.0 2. Ocm，功能性填料层的材料粒径为0. 8 2. Omm，矿砂层的填料粒径为0. 5 1. Omm。矿砂层33与功能性填料层32之间设有尼龙网31，功能性填料层32与碎石层30之间设 有尼龙网31。(层间用尼龙网隔开)。每级快渗池高度为0. 9米，系统高2. 7米，快渗池的池壁高出渗滤介质0. 2m作为保护 高度。每个快渗池长14.4m，宽2.5m。两组并列设置，采用双模块交替运行方式。所述的多级人工地质快渗系统14:经多级仿生态氧化沟处理后的污水虽已去除了大部分 有机物质，但氮磷、重金属含量仍较高，还需要进入多级人工地质快渗系统进行进一步处理， 多级人丁地质快渗系统高效去除氮磷、重金属等残余污染物。污水经预处理后通过布水管均匀分布于快渗池表面，自然垂直流方式自上而下通过渗滤 介质，污染物通过物理的过滤、吸附、挥发、化学的分解与转化、微生物的降解、吸收等作 用由复杂变简单，由大分了变小分子，由不可利用变为可利用、吸收，进行不断的更新和循 环再生，特别是滤料中截留的有机物质使微生物繁殖，微生物又进一歩吸附，形成由菌胶团 和大量真菌菌丝组成的生物膜，污染物的去除主要靠滤料表面的生物膜作用。当污水流经时， 滤料中的天然矿物与工业废渣对有机质的吸附和牛物膜的絮凝作用，截留了大量溶解性有机 质和悬浮物质，同时滤料表面的丰富生物膜具有一定降解能力，使水质得以净化。通过干湿 交替布水方式实现系统充氧，完成厌氧好氧牛物降解过程的循环，使有机物被降解的同时， 生物膜由十新陈代谢而不断更新，达到动态牛物代谢平衡，加速硝化反硝化脱氮效率，长期 地保持对污染物的去除作用，实现系统的长期高效稳定运行。多级人工地质快渗系统的主要特点在于1、该系统土要针对氮磷含量较高的畜禽污水的末端处理而设计，经普通生物法处理后 的畜禽污水中氮磷浓度高于生活污水好几倍，直接采用CRI系统无法实现氮磷的高效去除。
而该系统采用的沸石、蛭石、改性粉煤灰、钢渣和水淬渣等地矿材料和工业废渣具有高效脱 氮除磷的能力，既有较高的水力负荷，又保证处理出水达到《畜禽污水排放标准》的要求。2、 该系统的运行无需任何费用，利用天然地势落差，污水靠重力自然下渗，减少水泵 能耗带来的运行费用，适合于各种规模的养殖场污水处理，尤其是具有农村特色的山地或丘 陵地区的畜禽养殖场污水治理工程。3、 该系统采用模块化运行方式，两套系统交替运行(左快渗池组、右快渗池组)， 一旦 堵塞可立即通过阀门切换到备用系统运行，避免堵塞导致整套工艺瘫痪。堵塞主要是因为生 物膜的生长速度太快，进水有机质浓度太高，导致有机物代谢不均衡，难以快速修复，通过 停止有机质的输入和一定时间的降解，系统可自行恢复，因此系统采用双模块交替运行。该系统具有高水力负荷，约为1. 2 m/d (mVm2 d)，在进水浓度高于生活污水的情况下， 可达到与现有CRI技术一致的水力负荷1. 0-1. 5 mZd (mVm2 d)。 CRI系统一天内布水4次， 每次布水15-20分钟，频繁淹水频繁落干，水泵每天要启动运行多次，能耗较高。而多级人 工地质快渗系统则不受固定布水周期的限制，根据当地地理状况、地势条件和进、出水水质 的变化，及畜禽污水冲洗时间的差异，可相应调整系统的水力负荷，达到稳定运行的最佳条 件。
权利要求
1. 畜禽养殖污水处理工艺，其特征在于它包括如下步骤1)污水前处理畜禽养殖污水排出后流入排水沟，经过排水沟内的隔栅去除杂物后，进入沉砂池沉淀；污水经沉砂池沉淀去除污水中的固形物后进入集水池；污水在集水池中混合均匀之后进入酸化调节池，有机物和大分子物质在酸化池中酸化水解，为后续厌氧池产沼气做准备，并沉淀去除污水中的不可溶污染物；酸化调节池中的上清液进入后续的红泥塑料厌氧发酵装置；污水前处理的进水方式为间歇式进水；2)经酸化调节池后的污水在红泥塑料厌氧发酵装置中停留12～15天进行厌氧发酵，利用近中温发酵工艺去除污水中的有机物质，产生的沼气回收利用；红泥塑料厌氧发酵装置的进水方式为连续性进水；3)经红泥塑料厌氧发酵装置厌氧发酵后的出水沼液进入多级仿生态氧化沟，污水在多级仿生态氧化沟内通过折流沟渠方式与自然垂直流方式，充分溶氧和充氧，其滞留期为3～6天，降解有机物质，并脱氮除磷；4)经多级仿生态氧化沟处理后的出水进入多级人工地质快渗系统，自然垂直流方式自上而下通过渗滤介质，出水达标排放。
2. 根据权利要求1所述的畜禽养殖污水处理工艺，其特征在于所述的多级仿生态氧 化沟由2 12个仿生态氧化沟组成，第一级仿生态氧化沟至最后一级仿生态氧化沟从高至低 依次排列并相互连通，相邻两级仿生态氧化沟之间落差为0.4 0.6m;仿生态氧化沟内种有 利用污水中氮和磷生长的植物。
3. 根据权利要求1所述的畜禽养殖污水处理工艺，其特征在于所述的多级人工地质 快渗系统包括左快渗池组、右快渗池组；左快渗池组由2 5个左快渗池组成，右快渗池组 由2 5个右快渗池组成；左快渗池组、右快渗池组交替运行。
4. 根据权利要求1所述的畜禽养殖污水处理工艺，其特征在于所述的渗滤介质包括矿砂层(33)、功能性填料层(32)、碎石层(30)，矿砂层(33)、功能性填料层(32)、碎 石层(30)从上到下依次布置；矿砂层的厚度为0.3m，矿砂层的材料为大理石砂、河砂、花 岗岩中的任意一种或二种以上的混合，二种以上的混合时为任意配比；功能性填料层的厚度 为0.5m，功能性填料层由脱氮层和除磷层组成，脱氮层与除磷层的体积比为2: 1;脱氮层的材料主要为沸石、蛭石和改性粉煤灰混合而成，沸石、蛭石、改性粉煤灰的体积比为3: 2: 1 5: 2: 1;除磷层的材料为钢渣、高炉水渣中的任意一种或二种的混合，二种混合时为任 意配比；碎石层的材料为页岩、灰岩、砾石中的任意一种或二种以上的混合，二种以上的混 合时为任意配比，碎石层的厚度为0. lm;碎石层的材料粒径为1.0 2.0cm，功能性填料层 的材料粒径为0. 8 2. Omm，矿砂层的填料粒径为0. 5 1. Omm。
5. 实现权利要求1所述的工艺的畜禽养殖污水处理系统，其特征在于它包括污水前处 理系统、红泥塑料厌氧发酵装置(ll)、多级仿生态氧化沟(13)、多级人工地质快渗系统(14)、 IC气袋(9)、增压机(10);污水前处理系统包括排水沟、隔栅(1)、沉砂池(2)、集水池(3)、酸化调节池(4)，排水沟的一端与畜禽养殖污水排出口相连通，排水沟的另一端与沉砂池(2)的输入端相连通，排水沟内设有隔栅(1);沉砂池(2)的输出端与集水池(3) 的输入端相连通，集水池(3)的输出端与酸化调节池(4)的输入端相连通，酸化调节池(4) 的下端部设有泥粪管(6)，酸化调节池(4)由泥粪管(6)与浮渣干化场(7)相连通；酸 化调节池(4)的输出端由第一污水管(5)与红泥塑料厌氧发酵装置(11)的输入端相连通; 红泥塑料厌氧发酵装置(11)上设有沼气收集罩，沼气管(8)的一端与沼气收集罩相连通， 沼气管(8)的另一端与贮气袋(9)的输入端相连通，IC气袋(9)的输出端与增压机(10) 的输入端相连通，增压机(10)的输出端与沼气用户相连；红泥塑料厌氧发酵装置(11)的 污水输出端由第二污水管(12)与多级仿生态氧化沟(13)的输入端相连通，多级仿生态氧 化沟(13)的输出端与多级人工地质快渗系统(14)的输入端相连通。
6. 根据权利要求5所述的畜禽养殖污水处理系统，其特征在于所述的隔栅的长宽尺 寸为0.4mX0.4m，由横钢筋条、竖钢筋条相互焊接成网状结构，横钢筋条为细钢筋条，竖钢 筋条为粗钢筋条，粗钢筋条之间的间隙25mm，细钢筋条之间的间隙15mm。
7. 根据权利要求5所述的畜禽养殖污水处理系统，其特征在于所述的沉砂池的长宽 尺寸为2mXlm，深度为0.8m，沉砂池的入口处设有水流挡板。
8. 根据权利要求5所述的畜禽养殖污水处理系统，其特征在于所述的集水池为地下 式圆筒形，深度为2. 3 3. 5m，有效容积20 40m:i。
9. 根据权利要求5所述的畜禽养殖污水处理系统，其特征在于所述的酸化调节池采 用半地下式砖混结构，深度为2.5m;酸化调节池的池顶设有浮渣斜板，底部设有倒锥沉井和 污泥排渣管。
10. 根据权利要求5所述的畜禽养殖污水处理系统，其特征在于所述的多级仿生态氧 化沟由2 12个仿生态氧化沟组成，第一级仿生态氧化沟至最后一级仿生态氧化沟从高至低 依次排列并相互连通，相邻两级仿生态氧化沟之间落差为0.4 0.6m;仿生态氧化沟内种有 利用污水中氮和磷生长的植物。
全文摘要
本发明涉及一种畜禽养殖污水处理工艺及其处理系统。畜禽养殖污水处理工艺，其特征在于它包括如下步骤1)污水前处理；2)经酸化调节池后的污水在红泥塑料厌氧发酵装置中停留12～15天进行厌氧发酵，利用近中温发酵工艺去除污水中的有机物质，产生的沼气回收利用；3)经厌氧发酵后出水沼液进入多级仿生态氧化沟，污水在多级仿生态氧化沟内滞留期为3～6天，降解有机物质，并脱氮除磷；4)经多级仿生态氧化沟处理后的出水进入多级人工地质快渗系统，自然垂直流方式自上而下通过渗滤介质，出水达标排放。本发明具有成本低、能耗低、处理效率高的特点。
文档编号C02F1/52GK101397178SQ200810048809
公开日2009年4月1日 申请日期2008年8月14日 优先权日2008年8月14日
发明者珩 刘, 琨 刘, 平 李, 杜文越, 王焰新, 蕾 童 申请人:中国地质大学(武汉)