一种畜禽养殖废水处理系统及方法

技术领域

本发明设计养殖废水处理领域，具体地说是一种养殖废水处理系统及方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，人民生活条件富裕需求量上升，国内养殖场规模不断扩大。养殖废水的处理一直是社会所关注的重点问题，并一直提倡资源化利用。养殖场外排废水含有高浓度的有机物，且因含有大量动物的粪便而使氮元素浓度很高。而传统养殖废水处理方式的处理效果差且易造成二次污染。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种畜禽养殖废水处理系统，以用于养殖废水的处理和回收，解决养殖废水处理过程中容易产生二次污染的问题。

本发明的目的之二就是提供一种畜禽养殖废水处理方法，以对畜禽养殖废水进行处理。

本发明目的之一是这样实现的：一种畜禽养殖废水处理系统，包括用以盛装待处理养殖废水的废水收集池、废水处理池以及照明装置，所述废水处理池被分割成三个相连通的池子，沿污水处理方向依次为阳极池、阴极池以及膜池，所述阳极池与阴极池的连通孔上设有质子交换膜；在所述阴极池内填有菌藻填料并设有阴极材料，所述阳极池内设有阳极材料，所述阳极材料表面附着有厌氧产电微生物，所述阴极材料与所述阳极材料通过导电线相连接，所述导电线上串接有调节电阻；所述废水收集池通过第一抽水泵向所述阳极池内泵送废水；所述照明装置位于所述废水处理池的上方用以提供光合反应所需的光能；在所述膜池内部还设有起到过滤作用的MBR膜组件，所述MBR膜组件的集水管通过管路与第二抽水泵相接，所述第二抽水泵用以泵送出过滤后的水。

进一步的，在所述阴极池和所述膜池内的底部装有曝气器，两池内的所述曝气器均通过管路与设置在废水收集池外的曝气泵相连接。

进一步的，所述阴极池与所述膜池之的底部之间连接有污泥管，所述污泥管上装有污泥回流泵，所述污泥回流泵用以将膜池内的污泥抽吸到阴极池内；在污泥管与阴极池和膜池相接的位置处装有阀门。

进一步的，MBR膜组件包括若干根中空纤维膜丝、集水管以及树脂块，若干根所述中空纤维膜丝竖向设置，上端均与所述集水管相连通，下端均嵌设在所述树脂块内。

进一步的，所述厌氧产电微生物由驯化得到；所述菌藻填料包括填料和设置在填料上的微藻生物以及含有驯化好的好氧异养型微生物的污泥。

进一步的，在所述MBR膜组件与所述第二抽水泵相连通的管路上装有压力表。

进一步的，所述阳极材料和阴极材料均由导电材料制成。

进一步的，所述废水处理池由有机玻璃制成。

进一步的，所述调节电阻并联有电压表。

本发明目的之二是这样实现的：一种畜禽养殖废水处理方法，包括以下步骤：备置所述的畜禽养殖废水处理系统；向废水收集池内排放畜禽养殖废水；将废水收集池内的畜禽养殖废水抽送置废水处理池内，经废水处理池处理的废水最终经MBR膜组件过滤后排出。

本发明采用厌氧产电菌、菌藻共生体系和膜过滤技术实现畜禽养殖废水中有机物和氮磷污染物的高效去除，在污水处理及资源化领域具有广阔的应用前景。另外，本发明将藻菌协同与MFC（微生物燃料电池）进行结合，可实现畜禽养殖废水处理的可持续和自维持，并可以针对不同污染物生物降解特性，采用不同的藻菌光合MFC运行模式，可在强化去除污染物的同时，减小污染物降解对系统的负面影响，实现污水处理与污水资源化的双赢。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、废水收集池；2、第一抽水泵；3、进水口；4、阳极材料；5、质子交换膜；6、菌藻填料；7、阀门；8、曝气器；9、阴极材料；10、污泥回流泵；11、连通孔；12、MBR膜组件；13、压力表；14、第二抽水泵；15、调节电阻；16、照明装置；17、曝气泵；18、阳极池；19、阴极池；20、膜池；21、集水管；22、中空纤维膜丝；23、树脂块。

具体实施方式

实施例1 一种畜禽养殖废水处理系统

如图1所示，本发明是一种畜禽养殖废水的处理系统，其结构包括废水收集池1、废水处理池以及照明装置16，废水收集池用以收集待处理的养殖废水。废水处理池由有机玻璃制成，其内分隔有三个相连通的池子，沿废水处理方向依次为阳极池18、阴极池19以及膜池20。阳极池18与阴极池19相连通的连通孔上设有质子交换膜5，质子交换膜5只允许阳极池18内的质子随着废水进入到阴极池19内，电子通过外电路流入阴极池19。在阴极池19内填充有菌藻填料6。本实施例中的菌藻填料6中包括填料和设置在填料上的微藻生物以及含有驯化好的好氧异养型微生物的污泥。本实施例中的微藻生物为可进行光合作用的小球藻。阴极池内设有大量悬浮态菌藻，悬浮态菌藻会附着到阴极棒9上，形成一层菌藻微生物膜。

如图1所示，本发明在阳极池18内设有阳极材料4，在阴极池19内设有阴极材料9，阳极材料4上附着有厌氧产电微生物，厌氧产电微生物用以将废水中的有机物分解并产生质子和电子。本实施例中的厌氧产电微生物通过驯化得到。本发明中的阳极材料4和阴极材料9通过导电线相连接，在导电线上串接有调节电阻15，并且导电线上装有与调节电阻15并接的电压表。本实施例中的阳极材料4和阴极材料9可由碳毡、碳布、碳纸或碳纤维刷等导电材料制成。

如图1所示，废水收集池1通过管路与阳极池18的进水口3相连通，管路上装有第一抽水泵2，第一抽水泵2用以将废水收集池1中的废水泵送至阳极池18内。

照明装置16安装在废水处理池的上方，如图1所示，用以为阴极池19内的菌藻生物进行光合作用提供光能。在膜池20内还设有MBR膜组件12，用以对净化的废水起到最后的过滤作用。MBR膜组件包括若干根中空纤维膜丝22、集水管21以及树脂块23，若干根中空纤维膜丝22竖向设置，上端均与集水管21相连通，下端均嵌设在树脂块23内。MBR膜组件12的集水管21通过管路与第二抽水泵14相接，中空纤维膜丝22 表面布满孔径0.1μm的微孔，通过截留作用，可去除水中悬浮物和大粒径物质，并避免菌藻生物流失。第二抽水泵14用以泵送出过滤的水。在MBR膜组件12与第二抽水泵14相连通的管路上装有压力表13，通过压力表13可以实时观测MBR膜组件12与第二抽水泵14管路之间的压力，判定MBR膜组件12的污染堵塞情况。

本发明在阴极池19和阳极池18的底部装有曝气器8，两个池内的曝气器8均通过管路与设置在废水收集池外的曝气泵17相连接。

另外，本发明在阴极池19和膜池20的底部之间连接有污泥管，污泥管上装有污泥回流泵10，污泥回流泵10用以将膜池20内的污泥抽吸到阴极池19内。在污泥管与阴极池19和膜池20的相接处装有控制管路通断的阀门7。

实施例2 一种畜禽养殖废水处理方法

本发明包括以下步骤：首先备置实施例1中所描述的畜禽养殖废水处理系统，其具体结构在此不做过多的介绍。向废水收集池1内排放待处理的畜禽养殖废水，将废水收集池内的畜禽养殖废水抽送至废水处理池内。废水处理池处理的废水最终经MBR膜组件12过滤后排出。

废水流经阳极池18时，厌氧产电微生物会消耗大量有机物产生电子和质子，同时产生CO

处理后的废水通过MBR膜组件12过滤可以实现泥水分离，并能减少藻类生物的流失，过滤后的污泥又可以通过污泥回流泵10从膜池20回流至阴极池19内，经过最终过滤后的水通过第二抽水泵14排出回收。

第二抽水泵14抽吸工作时，采用间歇吸引方式，即工作8min，停2min，防止连续抽吸导致中空纤维膜丝22表面堆积菌藻的凝聚体，使膜压差的上升过快。