[發明專利]一種工廠化循環水養殖排放水脫氮裝置及其脫氮工藝

有效

• 申請號: 201410647943.3
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104341040A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 李月;吳凡;楊菁;顧川川;陳翔
• 申請（專利權）人: 中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F3/30
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，尤其涉及一種工廠化循環水養殖排放水脫氮裝置及其脫氮工藝。

背景技術

隨著我國工廠化循環水養殖技術的提高，高密度、高投餌率的精養模式已越來越多，而有70-80％的投喂飼料最終以溶解和顆粒物形式排入水產養殖水體中，大量的飼料投入和魚類代謝物積累，導致工廠化循環水養殖排放水中氨氮、硝酸根濃度遠遠超出相關行業排放標準，通常氨氮濃度達5mg/L,硝酸根濃度高達200mg/L，目前這些高濃度氮的養殖排放水大多不經過前期處理直接外排，導致鄰近水域環境急劇富營養化。因此，研究和開發高效的工廠化循環水養殖排放水脫氮技術成為控制養殖排放水污染問題的唯一途徑。

同步硝化與反硝化(SND)在好氧生物反應器中能夠有效降低水體總氮(TN)，在能耗和物耗方面具有突出優點，近些年成為國內外廢水生物脫氮的研究熱點。SND反應為在時間上沒有缺氧/好氧交替的條件下，硝化和反硝化反應在空間和時間上同步進行的生物脫氮過程。該反應效率的高低受到水溫、水體停留時間、C/N比、溶氧等因素大小的影響。雖然水體停留時間越長，越有利于微生物對氨氮和硝酸根的吸收與轉化，但是水體停留時間過長會增加相應的能耗成本。一些研究報道表明碳氮比的變化有可能改變微生物對氮和氧競爭的程度，當進水碳氮比較低時，廢水中有機物很快缺乏，硝化和反硝化反應難以達到平衡。

由于工廠化循環水養殖排放水的碳氮比值低，通過反硝化反應去除水體硝酸根時需額外向養殖排放水體中添加有機碳源，而外加甲醇、乙醇、葡萄糖等溶解性有機物質容易引起水體碳含量不足或過量，造成水產養殖排放水體的二次污染。

發明內容

本發明的目的是提供一種工廠化循環水養殖排放水脫氮裝置，該裝置將養殖排放水中的氨氮、硝酸根的去除率達到90％以上，且出水沒有亞硝酸根和溶解有機碳的積累。

本發明的另一個目的是提供一種工廠化循環水養殖排放水脫氮工藝，該工藝采用聚丁二酸丁二醇酯填料為同步硝化與反硝化(SND)的碳源和生物膜載體，達到SND所需的碳氮比，有效提高了水體中硝酸鹽的去除效率。

水處理原理：采用聚丁二酸丁二醇酯填料為反硝化細菌去除水體硝酸根提供連續的碳源，該填料在微生物作用下緩慢釋放有機碳，在合適的水體停留時間、攪拌速度、水溫等工藝條件下，反硝化細菌進行充分的反硝化反應。填料形態結構和機械性穩定可靠，能夠長期作為生物膜填料。控制合適的水體溶氧濃度同樣適合于氨氧化細菌的生長，水體氨氮得到同步去除，從而達到同時去除水體氨氮和硝酸根的SND作用。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種工廠化循環水養殖排放水脫氮裝置，該裝置由圓柱形筒體及圓錐形筒蓋組成，所述筒體內裝填有填料；

所述筒蓋的錐頂部設有氣體收集口；

所述筒體的側壁上從上到下依此開設有養殖水進水管、養殖水出水管及反沖洗出水管；該養殖水進水管上聯通有緩沖液進料管；

所述筒體內部設有攪拌器，該攪拌器的槳葉底部比養殖水進水管底部低0.8-0.9m；

所述筒體的內側壁且低于槳葉處設有溫度傳感器，該溫度傳感器下方的筒體內側壁向筒體中間延伸有熱交換器，所述筒體底部設有曝氣頭。

其中，所述填料平鋪在筒內形成填料層，填料層頂部比養殖水出水管的頂部高0.6-0.8m。

上述工廠化循環水養殖排放水脫氮裝置的脫氮工藝，其步驟包括：

(1)、向工廠化循環水養殖排放水脫氮裝置的筒體中裝填填料，再加入活性污泥和養殖排放水，掛膜啟動，時間為18-23天，形成生物膜；該生物膜9-11天清洗一次；所述生物膜的清洗方法為，將攪拌器的攪拌速度提高至140-150rpm，促使部分微生物發生脫落，脫落的微生物隨水體一同從反沖洗出水管中排出，即完成清洗過程。

(2)、生物膜形成后，從養殖水進水管中注入養殖排放水并攪拌，啟動熱交換器、開啟曝氣頭，加熱至水溫為25-30℃，水體pH值調節至7-8，保持水體溶氧為2-3mg/L，水體停留時間為2-4小時，然后關閉攪拌器和曝氣頭，水體靜置0.5-1小時，經過脫氮的水體從養殖水出水管中排放出；

所述填料質量與養殖排放水總氮的質量比為2：1-3:1。

所述活性污泥和養殖排放水的體積比為1:1-1：2。優選的，所述活性污泥和養殖排放水的體積比為1:1。

所述攪拌轉速為90-100rpm。

采用碳酸鈉/碳酸氫鈉pH緩沖溶液將水體pH值調節至7-8。