一体化斜坡式氧化沟高效除氮系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种水产异位养殖尾水处理回用成套技术，特别是以高效除氮为目标


背景技术：

2.鉴于传统的池塘养殖等原位水产养殖模式对水资源的大量占用和严重污染，水产集约化养殖、尾水异位处理循环回用已成为行业转方式、调结构、实现绿色发展的引领技术，推广应用、大势所趋。但养殖尾水的处理技术和设施不能照搬城市和工业污水处理，它必须适应水产养殖所需的生态环境，尾水处理后能满足回用于养殖的要求，投资和运行费用经济可行(一般分别不宜超过城市污水处理的1％)。限于上述约束，故当前普遍采用的尾水处理设施多是氧化塘和湿地一类的自然生态系统(见：《中华人民共和国水产行业标准陆基推水式集装箱水产养殖技术规范通则sc/t 1150
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2020》)。这类系统通常总体效率较低，“靠天吃饭”，运行效果不稳定。因此，202020233329.3公开了一种一体化斜坡式氧化沟污水处理系统，该系统仍然利用水产养殖环境中的土体池塘，将塘的斜坡分隔成斜坡式氧化沟、利用自然复氧支持兼氧硝化反硝化反应，把不易复氧的塘中间深水区作为厌氧酸化水解区，又把部分塘体分隔作为沉淀池，形成了一个一体化的可控的生物反应器，提高了效率、节约了土地、增强了可靠性。然该系统尚存在可以进行重要改进的地方：首先，无论采用单线或双线氧化沟布置，回流路线即回流管都很长；第二，采用了两台水泵，投入和能耗还不是最省；第三，也是最重要的，酸化水解区和斜坡氧化沟回流系统是相互独立的，这不利于根据水产养殖尾水的特性更加灵活地调控工艺，以取得更理想的处理效果。


技术实现要素：

3.为了进一步简化一体化斜坡式氧化沟污水处理系统的布局和回流线路，特别是进一步优化系统的运行模式和处理效果，本实用新型提供一种一体化斜坡式氧化沟高效除氮系统，仅用一台水泵同时服务于深水区的内回流和斜坡氧化沟的内回流、以及沉淀池的清水和污泥的外回流，大大丰富了根据养殖尾水的特性变化和处理出水的要求进行系统调控的手段，又能显著降低能耗及运行费用。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种一体化斜坡式氧化沟高效除氮系统，所述系统仍以适应水产养殖生态环境的土体斜坡池塘为载体，根据池塘的深度分布，在平面上将其划分为深水氧化沟区、斜坡氧化沟区和污泥沉淀区，并采用同一台水泵连通上述三个区形成内回流和外回流；池塘最大深度可为2.0m～4.0m，总水力停留时间宜在6小时以上，水力停留时间在深水氧化沟区、斜坡氧化沟区和污泥沉淀区的分配可大致为1∶2∶1。
5.上述的一体化斜坡式氧化沟高效除氮系统，把池塘中间大部分深水区用隔板隔成深水氧化沟，以增加水体的流动性，使富含微生物的污泥保持悬浮。
6.上述的一体化斜坡式氧化沟高效除氮系统，在池塘大部分边坡水域，顺着边坡倾
斜的方向将边坡分隔为斜坡氧化沟，在沟内形成交替变化的流速和交替变化的复氧能力，并使污泥保持悬浮。
7.上述的一体化斜坡式氧化沟高效除氮系统，将池塘的一端的部分深水区和部分斜坡浅水区作为污泥沉淀区进行固液分离，尾水处理后出水的溢流堰亦或出水管设在该沉淀区的一侧。
8.上述的一体化斜坡式氧化沟高效除氮系统，采用一台水泵提供回流的动力，该泵分别在深水氧化沟末端、污泥收集池和沉淀池上清液各设一个、共三个吸水口，各吸水管上设阀门控制流量，又分别在深水氧化沟起始端和斜坡氧化沟起始端各设一个、共两个出水口，各出水管上设阀门控制流量，这样可在深水氧化沟、斜坡氧化沟及沉淀池之间共形成两个内回流和两个外回流。
9.上述的一体化斜坡式氧化沟高效除氮系统，其尾水原水进水管分别在深水氧化沟的起始端和斜坡氧化沟的起始端各设一个出口，且各带阀门分别控制进水流量。
10.上述一体化斜坡式氧化沟高效除氮系统针对的养殖尾水特性与工作原理是：集约化水产养殖尾水处理的主要目标是去除氮污染负荷；由于尾水碳氮比(toc/tn)较低，相对有限的有机碳负荷几乎须全部用作除氮的碳源和能源；另一方面，养殖尾水含氧较高，平均而言，可满足尾水净化处理需氧量的约50％，再经过斜坡式氧化沟自然复氧的补充，即可省去常规工艺必须的曝气增氧，大大降低能耗。由于本实用新型提出的回流与进水控制措施，该一体化斜坡式氧化沟高效除氮系统既可按短程硝化/反硝化及厌氧氨氧化工艺运行，也可按传统生物脱氮工艺运行，当然，前者大大优于后者。当按前者运行，尾水原水主要从深水氧化沟起始端进入，宜关闭回流系统在斜坡氧化沟起始端的出水口。此时整个系统的溶氧维持在2mg/l以下，亚硝氮氧化菌被抑制，反硝化和氨氮氧化细菌保持活性，促成系统在节氧节碳的条件下同步氧化有机物和氨氮，并反硝化去除硝氮和亚硝氮，将其还原成氮气。当按传统生物脱氮工艺运行，尾水原水主要从斜坡氧化沟的起始端进入，宜关闭回流系统在深水氧化沟末端的进水口和在斜坡氧化沟起始端的出水口。此时，在深水氧化沟区域主要是厌氧反应，在斜坡氧化沟区域可保持溶解氧在3mg/l以上，可维持好氧或兼氧反应。
11.本实用新型的有益效果是：首先，本实用新型具有四个回流调节手段外加原水进水调节手段，更能适应集约化水产养殖尾水的特点以形成节氧节碳的短程硝化/反硝化和厌氧氨氧化运行模式，以利高效除氮，同时对因养殖品种和养殖阶段不同而产生的尾水水质不同或出水要求不同以及气候和天气变化等有更好的适应性；其次，系统布局更简洁，可进一步节能；此外，如果截断两个外回流，本实用新型就很接近202020233329.3所公开的系统，如果截断两个内回流，本实用新型就转变成一个斜坡池塘型的典型的传统生物脱氮反应器。
附图说明
12.下面结合附图对本实用新型进一步说明。
13.图1为本实用新型平面示意图；
14.图2为沿着图1中a
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a线的剖面示意图；
15.图3为沿着图1中b
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b线的剖面示意图。
16.图中：
17.1.土体斜坡池塘。边坡坡度根据项目所在地土体的自然稳定特性和塘体大小确定，通常宜在1∶1～1∶3之间，塘小坡度宜陡，塘大坡度宜缓。
18.2.深水氧化沟，宜设置偶数条来回沟渠，宽度的确定在计入回流的条件下以沟中断面平均流速不低于污泥不沉流速为原则。
19.3.斜坡氧化沟。其宽度可与深水氧化沟宽度一样或略宽，在计入回流的条件下，以沟中各处断面平均流速不低于污泥不沉流速、而氧化沟总体水头损失不超过0.6m为宜；进水一侧宜设置偶数条来回沟渠，出水一侧宜设置奇数条沟渠，故两侧沟渠宽度会略有差异。
20.4.沉淀池。其利用部分池塘的深水区，三面为斜坡利于污泥向深水处集中。
21.5.污泥收集池。设置在沉淀池的深水处中央，由池底再向下加深0.5m左右，其平面大小与沉淀池平面大小成比例增减，但不宜小于1.0m
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1.0m。
22.6.回流泵。其总吸水管下面分为三个吸水支管，分别从污泥收集池、沉淀池上清液和深水氧化沟末端吸水，其总出水管分成两个分出水管，一个向深水氧化沟起始端提供混合回流，一个向斜坡氧化沟起始端提供混合回流。
23.7.污泥回流吸水管及其吸水口。吸水管上有阀门用于调控污泥回流量。
24.8.沉淀池上清液回流吸水管及其吸水口。吸水管上有阀门用于调控上清液回流量。
25.9.深水氧化沟回流吸水管及其吸水口。吸水管上有阀门用于调控从深水氧化沟回流的流量。
26.10.深水氧化沟回流出水管及其出水口。管上有阀门用于调控进入深水氧化沟的混合液回流量。
27.11.斜坡氧化沟回流出水管及其出水口。管上有阀门用于调控进入斜坡氧化沟的混合液回流量。
28.12.深水氧化沟原水进水管及其出口。管上有阀门用于调控进入深水氧化沟的原水流量。
29.13.斜坡氧化沟原水进水管及其出口。管上有阀门用于调控进入斜坡氧化沟的原水流量。
30.14.尾水原水进水总管。
31.15.沉淀池溢流堰。该溢流堰亦可用出流管替代。
32.16.栈桥与回流泵支撑平台。
具体实施方式
33.本实用新型系统可在新的水产异位养殖系统建设时一并设计实施，也可在已有的异位养殖污水处理系统中改建。系统的各项参数范围和尺寸设计要求已在前文及结合附图说明做了概括。
34.因为侧面水压基本相互平衡，池塘中的导流墙或隔墙受力很小，可全部采用塑料板或有机玻璃或超薄水泥板(约2cm厚)构建，泵和管道系统也十分简单，建造容易，投资很少。
35.在工程实施上，当系统较小时，例如系统长、宽尺寸都在10m以内，可以先在地面上拼接形成各部分板材，然后在池塘内安装。当系统较大时，可将系统分成多个小型单元，先
在工厂内准备好各个小型单元，然后运抵现场进行积木式拼装。