專利名稱：：去除養殖水中有機物和氨氮的方法
技術領域：
：本發明涉及去除水產養殖水中有機物和氨氮的方法。
背景技術：
：臭氧/紫外深度氧化方法被應用于工業廢水、城市污水處理廠二級出水、飲用水中有機污染物的深度凈化。其作用機理是臭氧在紫外線照射下，一方面臭氧直接吸收紫外線，促進臭氧與水的反應，另一方面臭氧在紫外線照射下與水反應的產物&02產生羥基自由基，進一步促進臭氧分解，形成的羥基自由基等氧化性能更強的基團更快地降解去除水中的有機污染物和氨氮，提高有機污染物的可生物降解性能。但是，由于臭氧/紫外法對有機污染物、特別是難降解有機物的徹底降解時間較長，導致水處理成本很高，應用范圍受到局限，以致沒能在養殖水處理中應用。生物再生填料主要是指具有較強吸附能力、同時又可進行生物再生的一類填料。例如，生物再生活性炭一方面通過其強大的物理吸附能力去除有機污染物和膠體顆粒，同時吸附飽和的活性炭在其表面生物膜的作用下，吸附在活性炭上的有機物解吸并進一步氧化分解成H20和C02，從而使飽和活性炭恢復吸附能力，這種吸附與生物再生同時進行的生物再生活性炭可提高處理效能。再如，生物再生沸石有著良好的離子選擇交換性能，尤其對氨氮有較強的吸附能力，將沸石作為銨的吸附材料同時又是硝化細菌附著生長的介質，可達到氨氮去除和沸石生物再生同時進行。但是，生物再生填料的吸附能力易受水中難降解有機物和氨氮的影響，使填料再生能力降低，影響處理效率。另一方面，在循環水養殖系統中，尤其是循環水繁殖系統中，由于養殖水的長期回復使用，導致腐殖質等難降解物質積累、水的分子團簇變大、水體老化，影響魚類的健康生長；此外，魚苗對水中的氨氮十分敏感，繁育水體中的氨氮需控制在0.lmg/L以下。現有的利用臭氧作水質深度處理的技術主要有臭氧氧化-生物活性炭技術、臭氧/紫外-生物活性炭技術、臭氧光催化-生物活性炭技術。由于臭氧氧化的選擇性強、難降解有機物的徹底降解時間長、填料吸附氨氮的解析受水中陽離子濃度影響、硝化作用受亞硝酸細菌活性的影響，導致這些方法在應用過程中處理成本高，處理效率低，限制了其推廣應用。
發明內容本發明的目的是解決現有技術中去除養殖水中難降解有機物和氨氮的效率低、處理成本高的問題，提供一種高效、經濟實用的去除養殖水中難降解有機物和氨氮的方法。本發明采用臭氧紫外線照射凈化、生物再生填料吸附，其特征是設置內有外罩石英套管的紫外線燈組的臭氧/紫外聯合氧化反應桶和內填充由生物活性炭、生物斜發沸石、沙質土壤顆粒、石灰石按體積比為3:4:2:i的比例均勻混合的生物再生填料層的生物再生填料反應桶》待處理的養殖水與臭氧氣體經文丘里管混合后，從臭氧/紫外聯合氧化反應桶的下部進入，水和臭氧氣體向上流經臭氧/紫外聯合氧化反應桶，水力處理停留時間在210min之間，處理后的養殖水從臭氧/紫外聯合氧化反應桶的上部出水口流出，臭氧尾氣從反應桶的氣體排放口排出；經上述預處理的養殖水從生物再生填料反應桶的上部進水口流入，水流經生物再生填料反應桶的生物再生填料層，水力停留時間在550min之間，處理后的養殖水從生物再生填料反應桶的下部流出；水中有機物、氨氮、亞硝氮、硝氮被生物再生填料層上的生物膜降解和去除，同時被生物再生填料層吸附去除；生物再生填料層還向水體中釋放選擇性陽離子，并平衡堿度，提高生物再生填料層的生物再生效率和硝化作用速率。本發明將臭氧/紫外聯合氧化和生物再生填料有機的組合在一起，并應用于養殖水中難降解有機物和氨氮的深度凈化，利用臭氧/紫外聯合氧化顯著提高難降解有機物的可生化性、氨氮直接被氧化成亞硝氮或硝氮；將生物活性炭、生物斜發沸石、沙質土壤顆粒、石灰石按一定比例組配，形成生物再生填料，既滿足了難降解有機物和氨氮的高效去除，同時又克服了水中堿度、難降解有機物占用填料表面等限制因素對硝化速率的不良影響，且由沙質土壤顆粒、石灰石和養殖水中提供交換陽離子(如B、Ru、As、Zr)，利用生物再生填料實現有機物、氨氮去除和填料生物再生同時進行，生物再生填料層的再生率和再生速率有顯著提高，本方法與單獨的臭氧/紫外處理、單獨的生物活性炭和生物沸石技術、臭氧/紫外一生物活性炭技術相比更加高效、穩定、經濟實用，可達到經濟高效地去除養殖水中難降解有機物和氨氮的目的。圖1為本發明的工藝流程示意圖。具體實施例方式本發明的凈化機理如下在臭氧/紫外聯合氧化反應桶單元，臭氧在紫外光的輻照下，提高了在水中的傳質效率和利用率，并被快速轉化為氧化能力更強的活性基團；活性基團可以更快地降解去除水中的有機污染物和氨氣，顯著提高有機污染物的可生物降解性能。在生物再生填料反應桶單元，由填料的強大吸附性能和填料表面的生物膜的共同作用，當水流經該生物再生填料層時，水中的難降解有機物和氨氮被吸附和生物降解。當臭氧/紫外聯合氧化反應桶和生物再生填料反應桶相結合后，縮短了處理時間，提高了生物再生填料反應桶的處理效率，降低了處理成本，效果穩定可靠。實施例臭氧/紫外-生物再生填料凈化循環養殖水的方法如附圖所示，循環水養殖系統或循環水繁育系統中的循環養殖水與臭氧氣體經文丘里管1充分混合后，從臭氧/紫外聯合氧化反應桶2的下部進入反應桶2;在臭氧/紫外聯合氧化反應桶中投加的臭氧量按進水水質確定在0.5—5mg/L之間，如2mg/L;臭氧/紫外聯合氧化反應桶2的中心內置外罩石英套管3的紫外線燈組4由多根30W熱陰極紫外線低壓汞燈組成，紫外線燈的紫外線輻射功率按保證水中臭氧基本全部被分解時的最低功率確定，即臭氧/紫外聯合氧化反應桶遠處的紫外線照射強度應大于15000aW/cm2;水和臭氧氣體向上流經臭氧/紫外聯合氧化反應桶2，水力停留時間為5min，水中的難降解有機物和氨氮被降解或去除；經臭氧/紫外聯合氧化反應桶預處理的養殖水從臭氧/紫外聯合氧化反應桶2的上部出水口6流出，臭氧尾氣從臭氧/紫外聯合氧化反應桶2的氣體排放口5排出；經上述預處理的養殖水從生物再生填料反應桶10的上部進水口7流入，經布水板9均勻布水后，水流經生物再生填料反應桶10中填充的生物再生填料層11，水力停留時間為加min;生物再生填料層由生物活性炭、生物斜發沸石、沙質土壤顆粒、石灰石按上述填料的順序以體積比為3:4:2:l的比例均勻混合配制；水中有機物、氨氮、亞硝氮、硝氮被生物再生填料層11上的生物膜降解和去除，同時被生物再生填料層11吸附去除；此外，生物再生填料層11還向水體中釋放選擇性陽離子，并平衡堿度，提高生物再生填料層的生物再生效率和硝化作用速率；處理后的養殖水流經穿孔支撐板12后從生物再生填料反應桶10下部出水口13流出。根據進水水質特征及處理要求，可向生物再生填料反應桶10中曝氣，使生物再生填料反應桶10按曝氣方式運行。根據氣體排放口5所檢測到的臭氧尾氣濃度值，調整紫外線燈組4中30W熱陰極紫外線低壓汞燈的使用數量。當生物再生填料反應桶10出現較大水頭損失時，需進行反沖洗，反沖洗水從生物再生填料反應桶10的下部出水口13進入，經穿孔支撐板12、生物再生填料層il、布水板9，最后從反沖洗出水口8排出。下表為臭氧/紫外-生物再生填料方法對循環養殖水的凈化效果。<table>complextableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>與臭氧-活性炭方法相比，臭氧/紫外-生物再生填料方法處理循環養殖水對TOC、C0DMn、UV254、NH4+-N、N02-N、色度的去除率分別提高了20.6%、21.1%、3.2%、54.9%、67.9%、6.6%，對循環養殖水中有機物和氨氮的去除效率大大高于臭氧-活性炭方法。權利要求1、去除養殖水中有機物和氨氮的方法，采用臭氧紫外線照射凈化、生物再生填料吸附，其特征是設置內有外罩石英套管的紫外線燈組的臭氧/紫外聯合氧化反應桶和內填充由生物活性炭、生物斜發沸石、沙質土壤顆粒、石灰石按體積比為3∶4∶2∶1的比例均勻混合的生物再生填料層的生物再生填料反應桶，養殖水與臭氧氣體經文丘里管混合后，從臭氧/紫外聯合氧化反應桶的下部進入，水和臭氧氣體向上流經臭氧/紫外聯合氧化反應桶，水力處理停留時間在2～10min，處理后的養殖水從臭氧/紫外聯合氧化反應桶的上部出水口流出，臭氧尾氣從反應桶的氣體排放口排出；經上述處理的養殖水從生物再生填料反應桶的上部進水口流入，水流經生物再生填料反應桶的生物再生填料層，水力停留時間在5～50min，處理后的養殖水從生物再生填料反應桶的下部流出。2、根據權利要求l所述的去除養殖水中有機物和氨氮的方法，其特征是臭氧/紫外聯合氧化反應桶遠處的紫外線照射強度大于15000wW/cm2。全文摘要去除養殖水中有機物和氨氮的方法，涉及水產養殖水處理，需要解決養殖水處理成本高、效率低的問題。本發明采用臭氧紫外線照射、生物再生填料吸附，其特征是設置臭氧/紫外聯合氧化反應桶和內填充生物活性炭、生物斜發沸石、沙質土壤顆粒、石灰石混合填料層的生物再生填料反應桶，養殖水與臭氧氣體經文丘里管混合后從臭氧/紫外聯合氧化反應桶下部進入，水和臭氧氣體向上流經反應桶停留2～10min，處理后的養殖水從反應桶上部出水口流出，臭氧尾氣從反應桶氣體排放口排出；經預處理的養殖水從生物再生填料反應桶上部進水口流入經生物再生填料層，水力停留5～50min，處理后的養殖水從生物再生填料反應桶下部流出。本方法用于養殖水處理。文檔編號C02F9/14GK101200338SQ20061011949公開日2008年6月18日申請日期2006年12月12日優先權日2006年12月12日發明者浩朱,羅國芝,譚洪新申請人:上海水產大學