一种对养殖废水外排水进行提标改进的系统及其工艺方法与流程

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种对养殖废水外排水进行提标改进的系统及其工艺方法。

背景技术：

目前，养殖场产生的粪污排放，造成了地表水、地下水、土壤和环境空气的严重污染，直接影响了人们的身体健康，而未经处理的粪污中含有大量污染物质，若此种有机废水直接排入或随雨水冲刷进入江河湖库，将大量消耗水体中的溶解氧，使水体变黑发臭，造成水体污染。粪污水中含有大量的氮、磷等营养物，是造成水体富营养化的重要原因之一，粪污水排入鱼塘及河流，导致了对有机污染物污染敏感的水生生物的逐渐死亡，甚至将导致鱼塘及河流丧失使用功能。养殖污水长时间渗入地下，使地下水中的硝态氮浓度增高，地下水溶解氧含量减少，有毒成分增多，导致水质恶化，严重危及周边生活用水的水质。高浓度污水还可导致土壤孔隙堵塞，造成土壤透气性下降、土壤板结、土壤盐化，严重降低了土壤质量，甚至伤害农作物，造成农作物生长受阻或死亡。

由于养殖废水中cod、bod、氨氮、磷的含量均比较高，目前针对养殖废水的处理方法中，国内外采用的工艺流程主要包括固液分离、厌氧消化以及好氧处理等，主要存在如下三点不足：(1)、常规的厌氧一级处理，虽然有效消减了大部分的cod，但对于氮和磷的去除率较低，无法达到国家外排的标准(即氨氮小于80ppm、磷小于8ppm)；(2)、氮和磷的资源无法回收利用，若将高含量的氮、磷排入水体内，将会造成水体富营养化，危害水体中的生物；(3)、建设养殖废水的处理设施，所需要的投资和运行费用均过高，导致成本过大。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种对养殖废水外排水进行提标改进的系统及其工艺方法，实现从废水中回收氮、磷，有效降低废水中氮、磷的含量，同时变废为宝，节约有限的资源。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何提供一种运行成本低、操作简单、绿色环保、不产生废渣的对养殖废水外排水进行提标改进的工艺方法，同时还可回收废水中的磷和部分氨氮。

为实现上述目的，本发明提供了一种对养殖废水外排水进行提标改进的工艺方法，其特征在于，所述工艺方法包括如下步骤：

s1：将废水通入脱氮系统，获得液体a和饱和氮吸附材料a；

s2：将所述液体a通入脱磷系统，获得液体b和饱和除磷树脂b，所述液体b为脱氮除磷后的废水，将所述液体b进行外排；

s3：通过泵将再生系统中的再生液输入到所述脱氮系统中，对所述s1中获得的所述饱和氮吸附材料a进行再生、清洗置换，形成脱氮再生液，也即高浓度的氨氮溶液；通过泵将所述再生系统中的所述再生液输入到所述脱磷系统中，对所述s2中获得的所述饱和除磷树脂b进行再生、清洗置换，形成脱磷再生液，也即高浓度的磷酸根的溶液；

s4：将所述s3中获得的所述脱氮再生液通入微电解反应系统中，所述微电解反应系统缓慢释放出镁离子，获得镁离子与高氨氮的混合溶液；

s5：将所述s3中获得的所述脱磷再生液和所述s4中获得的所述镁离子与高氨氮的混合溶液，通入一体化结晶沉淀池，使得所述再生液中脱除的氨氮、磷酸根与镁生成复盐mgnh4po4·6h2o，也即鸟粪石；

s6：将所述s5中获得的所述鸟粪石进行离心过滤，获得氮磷缓释肥料；将所述s5中残留的所述脱氮再生液通入电氧化脱氨系统中，通过所述电氧化脱氨系统中的电氧化阳极电解所述脱氮再生液，产生氯气或次氯酸钠，氧化所述脱氮再生液中的氨氮，使其变成氮气排放到外界，同时，获得低浓度的氨氮水，并将所述低浓度的氨氮水外排。

进一步地，所述s1中的所述脱氮系统，采用吸附的方式将水体中的氮吸附，所述脱氮系统中装填有沸石、膨润土、高岭土和粉煤灰。

进一步地，所述s2中的所述脱磷系统，采用离子交换系统中的树脂进行脱除水体中的磷，所述树脂为专门吸附含氧酸阴离子类的离子交换树脂。

进一步地，所述s3中的所述再生液为氯化钠与氢氧化钠的混合液。

进一步地，所述再生液中氯化钠的浓度范围为0-2.5％，所述再生液中氢氧化钠的浓度范围为0-2.5％。

进一步地，所述s4中的所述微电解反应系统中装有镁颗粒、镁粉或镁板，所述微电解反应系统中还装有碳颗粒、碳棒和石墨。

进一步地，所述s6中的所述电氧化脱氨系统中设有所述电氧化阳极和电氧化阴极，所述电氧化阳极采用钛涂钌、钌铱、铱钽或掺硼金刚石电极，所述电氧化阴极采用石墨或碳材质。

进一步地，若s6中所述电氧化脱氨系统排放的废水中氨氮达不到国家外排的标准，将不达标的废水通过泵输送回所述再生系统，而后依次进入所述微电解反应系统、所述一体化结晶沉淀池和所述电氧化脱氨系统，通过所述电氧化脱氨系统进行再次氧化，直至水质达标；将达标的废水通过泵输送回所述再生系统，用作再生液重复使用。

进一步地，还可通过泵将所述s6中获得的所述低浓度的氨氮水，对所述s3中再生后的所述脱氮系统和所述脱磷系统进行冲洗，冲洗后的水直接通入到所述一体化结晶沉淀池中。

本发明还提供一种专用于上述的对养殖废水外排水进行提标改进的工艺方法的工艺系统，所述系统包括脱氮系统、脱磷系统、再生系统、微电解反应系统、一体化结晶沉淀池以及电氧化脱氨系统，所述脱氮系统与所述脱磷系统相互连接，所述再生系统通过泵与所述脱氮系统和所述脱磷系统连接，所述脱氮系统与所述微电解反应系统相互连接，所述一体化结晶沉淀池分别连接所述微电解反应系统、所述脱磷系统和所述电氧化脱氨系统，所述电氧化脱氨系统通过泵分别与所述再生系统、所述脱氮系统和所述脱磷系统连接。

与现有技术方案相比，本发明的有益效果包括以下四个方面：

(1)、针对污水中氮、磷指标不达标，对排放污水进一步脱氮除磷，采用电化学脱氮除磷，使污水达到排放标准；

(2)、可有效回收废水中的氮和磷，制备出鸟粪石肥料，鸟粪石是一个缓释肥料，方便运输和使用；

(3)、将多余的氨氮通过电氧化降解为无害的氮气排放，整个工艺方法绿色环保，不产生对环境有害的物质，无废渣排放；

(4)、可以回收废水中的氨氮和磷酸根，磷在自然界中是不可再生的资源，也是我们地球上的微生物需要的元素，因此本发明意义非常重大，让枯竭资源得到重复使用。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的第一较佳实施例的对养殖废水外排水进行提标改进的工艺方法；

图2是本发明的第二较佳实施例的对养殖废水外排水进行提标改进的工艺方法；

图3是本发明的第三较佳实施例的对养殖废水外排水进行提标改进的工艺方法；

图4是本发明的第四较佳实施例的对养殖废水外排水进行提标改进的工艺方法。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

实施例一：

本实施例阐述第一种对养殖废水外排水进行提标改进的工艺方法，如图1所示，包括如下步骤：

s1、将废水通入脱氮系统，获得液体a和饱和氮吸附材料a；

s2、将液体a通入脱磷系统，获得液体b和饱和除磷树脂b，液体b为脱氮除磷后的废水，将液体b进行外排；

s3、通过泵将再生系统中的再生液输入到脱氮系统中，对s1中获得的饱和氮吸附材料a进行再生、清洗置换，形成脱氮再生液，也即高浓度的氨氮溶液；通过泵将再生系统中的再生液输入到脱磷系统中，对s2中获得的饱和除磷树脂b进行再生、清洗置换，形成脱磷再生液，也即高浓度的磷酸根的溶液；

s4、将s3中获得的脱氮再生液通入微电解反应系统中，不需要二次引入电源，直接通过电化学原理，微电解反应系统缓慢释放出镁离子，获得镁离子与高氨氮的混合溶液；

s5、将s3中获得的脱磷再生液和s4中获得的镁离子与高氨氮的混合溶液，通入一体化结晶沉淀池，从而使得再生液中脱除的氨氮、磷酸根与镁生成复盐mgnh4po4·6h2o，在一体化结晶沉淀池中充分结晶长大形成大颗粒的鸟粪石；

s6、将s5中获得的鸟粪石进行离心过滤，获得高品位的氮磷缓释肥料，达到脱除一部分的氨氮和全部的磷的作用；将s5中残留的脱氮再生液通入电氧化脱氨系统中，通过电氧化脱氨系统中的电氧化阳极电解脱氮再生液，产生氯气或次氯酸钠，氧化脱氮再生液中的氨氮，使其变成氮气排放到外界，同时，获得低浓度的氨氮水，并将所述低浓度的氨氮水外排。

其中，s1中的脱氮系统，主要采用吸附的方式将水体中的氮吸附，脱氮系统中装填有沸石、膨润土、高岭土、粉煤灰等，将水体中的氨氮脱出到低于80ppm以下。

s2中的脱磷系统，主要采用离子交换系统中的树脂进行脱除水体中的磷，将水体中的磷降到8ppm以下。吸附的树脂主要为专门吸附含氧酸阴离子类的离子交换树脂，此类离子交换树脂在高浓度的氯化钠(10％)也不会影响其对含氧阴离子的吸附。

s3中的再生系统中含有再生液，再生液主要为氯化钠与氢氧化钠的混合液，再生液中氯化钠的浓度范围为0-2.5％，再生液中氢氧化钠的浓度范围为0-2.5％。

s4中的微电解反应系统中主要装有镁颗粒、镁粉或镁板，以及碳颗粒、碳棒、石墨等。

s5中的一体化结晶沉淀池用于鸟粪石的结晶。

s6中的电氧化脱氨系统中设有电氧化阳极和电氧化阴极，电氧化阳极采用钛涂钌、钌铱、铱钽或掺硼金刚石电极。电氧化阴极采用石墨或碳等材质。

此外，也可将s2中的液体b先外排至容器内，将s6中的低浓度的氨氮水一同排入该容器内，使得液体b与低浓度的氨氮水合并后外排。

实施例二：

本实施例阐述第二种对养殖废水外排水进行提标改进的工艺方法，如图2所示，本实施例的工艺方法与实施例一的区别在于，还包括如下步骤：

s7、若s6中电氧化脱氨系统排放的废水中氨氮达不到国家外排的标准(即氨氮小于80ppm、磷小于8ppm)，将该不达标的废水通过泵输送回再生系统，而后依次进入微电解反应系统、一体化结晶沉淀池和电氧化脱氨系统，通过电氧化脱氨系统进行再次氧化，直至水质达标；将达标的废水通过泵输送回再生系统，用作再生液重复使用。

实施例三：

本实施例阐述第三种对养殖废水外排水进行提标改进的工艺方法，如图3所示，本实施例的工艺方法与实施例二的区别在于，还包括如下步骤：

s8、通过泵将s6中获得的低浓度的氨氮水输送到脱氮系统和脱磷系统中，对s3中再生后的脱氮系统和脱磷系统进行冲洗，冲洗后的水直接通入到一体化结晶沉淀池中，这样可以稀释再生液中的碱，使一体化结晶沉淀池中的ph值控制在合理的范围内，若碱的浓度过高则需要加酸调节ph值。

采用现有技术方法处理后的猪粪尿废水，氨氮的含量为150ppm，磷的含量为20ppm，ss的含量为20ppm；将上述猪粪尿废水采用本实施例的工艺方法进行提标深度处理，处理后的废水中，氨氮的含量降为70ppm，磷的含量降为6ppm，镁离子的含量为5ppm。由此可见，采用本实施例的工艺方法对废水进行提标深度处理，出水可达到排放标准。

实施例四：

本实施例阐述第四种对养殖废水外排水进行提标改进的工艺方法，如图4所示，本实施例的工艺方法与实施例三的区别在于，不包括步骤s7。

实施例五：

本实施例阐述一种对养殖废水外排水进行提标改进的系统，包括脱氮系统、脱磷系统、再生系统、微电解反应系统、一体化结晶沉淀池以及电氧化脱氨系统。所述脱氮系统与所述脱磷系统相互连接，所述再生系统通过泵与所述脱氮系统和所述脱磷系统连接，所述脱氮系统与所述微电解反应系统相互连接，所述一体化结晶沉淀池分别连接所述微电解反应系统、所述脱磷系统和所述电氧化脱氨系统，所述电氧化脱氨系统通过泵分别与所述再生系统、所述脱氮系统和所述脱磷系统连接。

利用该对养殖废水外排水进行提标改进的系统可以回收废水中的磷和氮，制备成鸟粪石。整个对养殖废水外排水进行提标改进的系统绿色环保，使用过程中无废渣排放。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。