一种畜禽粪尿污水好氧处理系统

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体是一种畜禽粪尿污水好氧处理系统。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，规模化畜禽养殖业在迅速发展，随之而来的是大量畜禽粪便和生活污水的产生，成为了不容忽视的生活污染物，广大农村地区，由于居住地分散，畜禽养殖模式多样且相对粗放，禽养殖业每年产生约35亿吨畜禽粪便，其COD(化学需氧量)和氨氮排放量分别占据了农业源COD和氨氮排放总量的95.8％和78.1％，大量养殖产生的污水往往未经任何处理就直接排放到环境中，缺乏必要的污水处理设施和措施。目前对于畜禽粪尿污水处理方式如专利号为CN108545884A的发明专利，采用四级好氧装置中好氧微生物的作用，过滤污水中的悬浮物，使经过处理后的污水充分进入生物氧化塘，但由于四级好氧装置通常由多个处理单元组成，占用空间大，同时四级好氧装置对悬浮物的去除能力有限，部分颗粒物未被有效拦截进入氧化塘后直接影响塘内微生物的生长和处理效果，造成藻类过度繁殖，影响水质稳定；尤其四级好氧装置需持续供氧，导致能耗较高，运行成本增加；

因此，有必要提供一种畜禽粪尿污水好氧处理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种畜禽粪尿污水好氧处理系统，其包括：

污水收集池，其一侧通过管道连通排污管，用于对畜禽粪尿污水集中收集；

固液分离系统，其一端设置有污水进口，所述污水进口处通过抽送泵与所述污水收集池相接通，所述固液分离系统采用螺旋叶片对粪便污水进行挤压，所述固液分离系统的一侧设置有污水管，用于将通过筛网的液体污水排出，其另一侧设置有送料管，固体粪料通过螺旋叶片推至所述送料管处；

堆肥机构，设置在固液分离系统外，并与所述送料管接通；

静置池，设置在固液分离系统一侧，所述静置池外通过污水泵一与所述污水管相连通，所述静置池的池底通道与外设膜过滤系统相连通，且所述静置池的上通道通过污水泵二与离心分离器连接；

好氧发酵系统，连接在离心分离器的澄清分离通道，所述离心分离器的浊液分离通道与外设膜过滤系统相连通；

所述好氧发酵系统包括：

发酵池，其采用不锈钢材质制成，所述发酵池的中部转动设置有主轴座；

上压板，横向设置在所述发酵池内，所述上压板密封滑动连接在所述发酵池内，所述发酵池上对称分布有两个伸缩驱动部，所述伸缩驱动部的伸缩端与所述上压板相连接；

曝气叶板，圆周分布在所述主轴座上，所述曝气叶板随所述主轴座在旋转运动中对发酵池中的污水进行搅动；以及

微孔曝气组件，排列分布在所述上压板上，所述微孔曝气组件的下端竖直深入污水内。

进一步，作为优选，各所述微孔曝气组件独立对所述发酵池内的污水混入适量氧气，以增加氧气溶解。

进一步，作为优选，所述发酵池内设置有水质监测系统，所述水质监测系统持续监测污水中有机物浓度，并获取污水有机物质比例；所述水质监测系统外设有中控系统，所述中控系统基于获取的污水有机物质比例分析微生物降解氧气需求量，所述微孔曝气组件根据氧气需求量供应氧气。

进一步，作为优选，所述微孔曝气组件包括：

曝气罐，其上方固定有密封座，所述密封座内设有导腔，所述导腔上竖直连通有氧气管；

支杆架，竖直固定在曝气罐的一侧，所述支杆架外平行可相对转动的设置有螺纹杆，所述支杆架上滑动设置有滑块，所述滑块通过螺纹啮合作用与所述螺纹杆相啮合传动，所述曝气罐上固定有驱动部，所述驱动部的输出端与所述螺纹杆相固定；

固定环架，其内部中心固定有微孔盘，所述微孔盘的环形侧壁上分布有多个流动孔，所述固定环架中部竖直连接有集流管，所述集流管与微孔盘的流动孔相接通，所述集流管左右对称连接有软管道，所述软管道的一端分别连接在所述导腔两侧；

叶轮，为左右设置的两个，两个所述叶轮均转动连接在所述导腔内，所述叶轮上固定有传动齿，所述传动齿之间相互啮合，所述密封座上安装有电机，所述电机的输出端通过齿轮啮合作用与所述传动齿相连接传动；

总管，竖直连通在导腔下端面中部，所述总管的一端与曝气罐相接通；

曝气机构，设置在曝气罐内，所述曝气罐的下方设置有排口。

进一步，作为优选，处于相对左侧的所述叶轮逆时针旋转运动，所述叶轮的横截面呈人字形结构，且两个叶轮之间相互交错配合运动，并与密封座内壁相契合。

进一步，作为优选，所述曝气机构包括：

压力泵，固定在曝气罐内，所述总管与压力泵相接通，所述曝气罐内位于压力泵下方竖直设置有直流通道，所述直流通道与压力泵的出口相连通；

固定仓，设置在直流通道外，所述直流通道侧壁上开设有侧孔，用于连通所述固定仓，所述固定仓下方圆周分布有多个液孔；

导流盘组，为排列设置的多个，所述导流盘组横向固定在曝气罐内；

生物膜，设置在各所述导流盘组的相对上方，所述导流盘组上位于生物膜的内外侧分别设置有内孔与外孔。

进一步，作为优选，所述导流盘组由转动配合设置的外盘与内盘组合构成，所述内盘转动连接在所述外盘内，所述外盘与曝气罐内壁相固定，内盘上位于内孔与外孔处设置有导孔，当所述内盘上的导孔与内孔接通时，外盘上的所述外孔与导孔呈错开分布；

相邻所述导流盘组之间导孔与内孔、外孔的连通状态呈相反设置。

进一步，作为优选，所述直流通道内竖直滑动设置有直流管，所述直流管上套设有阻环，所述直流通道内位于侧孔上方设置有密封环，所述阻环与所述密封环相滑动密封配合，所述直流管上设有弹簧，所述弹簧抵靠在直流通道下方，所述直流通道内固定有阻球块，所述阻球块的一端位于直流管内，并与直流管中的微孔内壁相滑动配合；

所述曝气罐内固定有中杆，所述中杆上端固定有排水座，所述直流管密封滑动连接在所述排水座上，并于排水座相接通，所述排水座上圆周设有排水孔。

进一步，作为优选，所述压力泵能够高压泵送污水至直流通道，此时阻环与所述密封环滑动脱离，而所述阻球块与直流管形成内部封堵，污水经过固定仓下方的液孔进入曝气罐。

进一步，作为优选，所述导流盘组中的内盘通过环套转动连接在所述中杆上，所述中杆内位于各所述导流盘组处均设置有轴块，所述直流管下方通过连杆与所述轴块相固定，所述环套上开设有斜槽，所述轴块上固定有销轴，所述销轴的一端穿过中杆并滑动连接在斜槽内，当所述直流管竖向滑动中，所述轴块上的销轴通过与斜槽的滑动作用驱动内盘进行圆周偏转。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中对于畜禽粪尿处理能够采用固液分离系统、静置池以及离心分离器对粪尿污水优先过滤分级处理，而后由好氧发酵系统通过微生物的有氧代谢作用，将污水中的有机物转化为二氧化碳、水和生物质能(如沼气)，实现深度净化，减轻好氧发酵的有机负荷和固体含量，具有高效分离、资源回收、深度净化和能源利用等多重优势；

2、本发明中好氧发酵系统内设置微孔曝气组件，微孔曝气组件辅助对污水供养曝气，确保污水中溶解氧浓度维持在适宜水平，满足好氧微生物高效代谢的氧气需求；

3、本发明中尤其采用的曝气机构能够在污水高、低压交替工作下转换流动轨迹，形成对生物膜的正反向流动冲击，避免长期单一流动下造成生物膜堵塞，影响曝气效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中好氧发酵系统的结构示意图；

图3为本发明中微孔曝气组件的结构示意图；

图4为本发明中曝气机构的结构示意图；

图5为本发明中轴块的结构示意图；

图6为本发明中环套的结构示意图；

图7为本发明中污水低压力泵送下经过曝气机构的流动示意图；

图8为本发明中污水高压力泵送下经过曝气机构的流动示意图；

图中：1、固液分离系统；11、污水进口；12、污水管；13、污水泵一；14、送料管；15、堆肥机构；2、静置池；21、外设膜过滤系统；22、污水泵二；23、离心分离器；3、好氧发酵系统；31、发酵池；32、曝气叶板；33、上压板；34、伸缩驱动部；4、微孔曝气组件；41、曝气罐；42、密封座；43、叶轮；44、总管；45、支杆架；46、固定环架；47、微孔盘；48、集流管；49、软管道；410、排口；5、曝气机构；51、压力泵；52、直流通道；53、固定仓；54、侧孔；55、生物膜；6、导流盘组；61、内孔；62、外孔；63、导孔；7、直流管；71、排水座；72、环套；73、轴块；74、销轴；75、阻球块。

具体实施方式

请参阅图1-8，本发明实施例中，一种畜禽粪尿污水好氧处理系统，其包括：

污水收集池，其一侧通过管道连通排污管，用于对畜禽粪尿污水集中收集；

固液分离系统1，其一端设置有污水进口11，所述污水进口11处通过抽送泵与所述污水收集池相接通，所述固液分离系统1采用螺旋叶片对粪便污水进行挤压，所述固液分离系统的一侧设置有污水管12，用于将通过筛网的液体污水排出，其另一侧设置有送料管14，固体粪料通过螺旋叶片推至所述送料管14处；

堆肥机构15，设置在固液分离系统1外，并与所述送料管14接通；堆肥机构在固液分离后对分离出的粪便固体有机废弃物进行堆肥化处理，将有机物转化为稳定的腐殖质，实现废弃物的资源化利用；

静置池2，设置在固液分离系统1一侧，所述静置池2外通过污水泵一13与所述污水管12相连通，所述静置池2的池底通道与外设膜过滤系统21相连通，且所述静置池2的上通道通过污水泵二22与离心分离器23连接；静置池底部通道作为沉淀物的集中排出口，便于收集、清理或进一步处理；

好氧发酵系统3，连接在离心分离器23的澄清分离通道，所述离心分离器23的浊液分离通道与外设膜过滤系统相连通；

所述好氧发酵系统3包括：

发酵池31，其采用不锈钢材质制成，所述发酵池31的中部转动设置有主轴座；

上压板33，横向设置在所述发酵池31内，所述上压板33密封滑动连接在所述发酵池31内，所述发酵池31上对称分布有两个伸缩驱动部34，所述伸缩驱动部34的伸缩端与所述上压板33相连接；

曝气叶板32，圆周分布在所述主轴座上，所述曝气叶板32随所述主轴座在旋转运动中对发酵池31中的污水进行搅动，曝气叶板在旋转过程中产生大量微小气泡，加速氧气从气相向液相的传递，提高污水中溶解氧浓度，满足好氧微生物代谢需求；以及

微孔曝气组件4，排列分布在所述上压板33上，所述微孔曝气组件4的下端竖直深入污水内，即根据发酵池中污水深度通过伸缩驱动部对上压板进行位移调节，以便各微孔曝气组件完全处于污水中。

本实施例中，各所述微孔曝气组件4独立对所述发酵池内的污水混入适量氧气，以增加氧气溶解。

作为较佳的实施例，所述发酵池31内设置有水质监测系统，所述水质监测系统持续监测污水中有机物浓度，并获取污水有机物质比例；所述水质监测系统外设有中控系统，所述中控系统基于获取的污水有机物质比例分析微生物降解氧气需求量，所述微孔曝气组件4根据氧气需求量供应氧气，根据实际需求供应氧气，一方面避免过度曝气造成的能源浪费，降低运行成本，另一方面满足不同水质条件下微生物降解氧气需求，提高污水处理效率。

本实施例中，所述微孔曝气组件4包括：

曝气罐41，其上方固定有密封座42，所述密封座42内设有导腔，所述导腔上竖直连通有氧气管；

支杆架45，竖直固定在曝气罐41的一侧，所述支杆架45外平行可相对转动的设置有螺纹杆，所述支杆架上滑动设置有滑块，所述滑块通过螺纹啮合作用与所述螺纹杆相啮合传动，所述曝气罐41上固定有驱动部(图中未示出)，所述驱动部的输出端与所述螺纹杆相固定；

固定环架46，其内部中心固定有微孔盘47，所述微孔盘47的环形侧壁上分布有多个流动孔，所述固定环架46中部竖直连接有集流管48，所述集流管48与微孔盘47的流动孔相接通，所述集流管48左右对称连接有软管道49，所述软管道49的一端分别连接在所述导腔两侧；即通过驱动部驱动固定环架上的微孔盘沿支杆架位移至不同深度，此时各微孔曝气组件能够从污水不同深度处进行污水抽送曝气，从而有效基于污水分层对污水供氧，其设计优势在于：

1、污水中不同深度的微生物群落对氧气的需求存在差异，基于分层供氧能够有针对性地为不同深度的微生物提供适宜的氧气浓度，提高微生物降解效率；

2、根据不同深度微生物对氧气的需求，精确控制各微孔曝气组件的曝气量，提高氧气利用率；

3、避免过度曝气造成的能源浪费，降低运行成本；

叶轮43，为左右设置的两个，两个所述叶轮43均转动连接在所述导腔内，所述叶轮43上固定有传动齿，所述传动齿之间相互啮合，所述密封座42上安装有电机，所述电机的输出端通过齿轮啮合作用与所述传动齿相连接传动；

总管44，竖直连通在导腔下端面中部，所述总管44的一端与曝气罐41相接通；

曝气机构5，设置在曝气罐41内，所述曝气罐41的下方设置有排口410。

本实施例中，处于相对左侧的所述叶轮43逆时针旋转运动，所述叶轮43的横截面呈人字形结构，且两个叶轮43之间相互交错配合运动，并与密封座42内壁相契合，其中污水能够通过软管道进入导腔中，并在叶轮旋转导送下与氧气初步汇合，而后通过总管进入曝气罐内部。

本实施例中，所述曝气机构5包括：

压力泵51，固定在曝气罐41内，所述总管44与压力泵51相接通，所述曝气罐41内位于压力泵51下方竖直设置有直流通道52，所述直流通道52与压力泵51的出口相连通；

固定仓53，设置在直流通道52外，所述直流通道52侧壁上开设有侧孔54，用于连通所述固定仓53，所述固定仓53下方圆周分布有多个液孔；

导流盘组6，为排列设置的多个，所述导流盘组6横向固定在曝气罐41内；

生物膜55，设置在各所述导流盘组6的相对上方，所述导流盘组6上位于生物膜55的内外侧分别设置有内孔61与外孔62，污水经过生物膜的膜孔结构后与氧气达到充分融合，提高氧气在污水中的溶解度。

作为较佳的实施例，所述导流盘组6由转动配合设置的外盘与内盘组合构成，所述内盘转动连接在所述外盘内，所述外盘与曝气罐41内壁相固定，内盘上位于内孔61与外孔62处设置有导孔63，当所述内盘上的导孔63与内孔61接通时，外盘上的所述外孔62与导孔63呈错开分布；即污水自上往下流动时能够经过生物膜后从径向外流或内流(相对导流盘组的轴心)，从而由外孔或内孔对应流出；

相邻所述导流盘组6之间导孔63与内孔61、外孔62的连通状态呈相反设置，即当污水经过上一导流盘组中外孔流出时，此时下方的导流盘组中外孔处于封堵状态，污水径向穿过生物膜，并进行微孔曝气后经过内孔向下流出，从而在曝气罐中形成横截面呈蛇形分布的流动轨迹。

本实施例中，所述直流通道52内竖直滑动设置有直流管7，所述直流管7上套设有阻环，所述直流通道52内位于侧孔上方设置有密封环，所述阻环与所述密封环相滑动密封配合，所述直流管7上设有弹簧，所述弹簧抵靠在直流通道52下方，所述直流通道52内固定有阻球块75，所述阻球块75的一端位于直流管7内，并与直流管7中的微孔内壁相滑动配合；

所述曝气罐41内固定有中杆，所述中杆上端固定有排水座71，所述直流管7密封滑动连接在所述排水座71上，并于排水座71相接通，所述排水座71上圆周设有排水孔，即一方面当阻环与密封环相密封配合时，此时污水能够经过直流管进入排水座，通过排水座上的排水孔流入曝气罐，另一方面，当阻球块75与直流管密封接触时，此时污水能够经过直流通道上的侧孔进入固定仓，由固定仓下方的液孔流入曝气罐，从而形成两个不同流动路径。

本实施例中，所述压力泵51能够高压泵送污水至直流通道52，此时阻环与所述密封环滑动脱离，而所述阻球块75与直流管7形成内部封堵，污水经过固定仓53下方的液孔进入曝气罐41，形成的两个不同流动路径能够对生物膜达到正反向流动冲击，避免长期单一流动下造成生物膜侧壁颗粒堵塞，即本发明中生物膜的作用是为了协助氧气在污水中充分溶解，允许水和溶解氧等物质通过其微孔结构促进微生物的呼吸作用和新陈代谢，但现有的生物膜由于长期使用中污水始终处于单向流动，导致生物膜上逐步堆积并形成杂质等污染物，生物膜膜孔出现局部堵塞，直接影响污水流动性，若长时间不进行有效的生物膜更新或清洗，生物膜表面杂质厚度不断增加，内部氧气和营养物质的传递效率降低，中心区域可能出现厌氧条件，而本发明中采用的曝气机构能够通过对污水提供两个不同流动方向的流动路径，从而在来回切换使用过程中降低污水中的污染物沾粘在生物膜上的可能性(即当污水切换流动方向时，此时沾附在生物膜表面一侧的杂质能够受污水反向流动作用从生物膜表面脱落，随污水带走，这有助于减少膜表面的堵塞，恢复膜孔的通透性)，延长使用周期，而最终杂质污染物能够通过各导流盘组上的导孔以及内、外孔向外排出。

本实施例中，所述导流盘组6中的内盘通过环套72转动连接在所述中杆上，所述中杆内位于各所述导流盘组6处均设置有轴块73，所述直流管7下方通过连杆与所述轴块73相固定，所述环套72上开设有斜槽，所述轴块73上固定有销轴74，所述销轴74的一端穿过中杆并滑动连接在斜槽内，当所述直流管7竖向滑动中，所述轴块73上的销轴74通过与斜槽的滑动作用驱动内盘进行圆周偏转，即当压力泵在高低压切换时，此时形成的两个不同流动路径能够对应切换，而导流盘组中的导孔能够同步在内孔与外孔之间切换接通，以达到自控调节。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。