一種改性稻殼填料生物濾池和脫氮工藝的制作方法

本發明涉及廢水、污水處理領域，特別是涉及一種改性稻殼填料生物濾池和脫氮工藝。

背景技術：

近年來，隨著社會工業化和城市化發展，大量未經處理的污染物進入自然水體，帶來嚴重的水環境污染，引起水產養殖病害頻發，養殖生物品質下降。另一方面，水產養殖過程中，養殖生物僅能將飼料內20%-50%的蛋白質轉化成自身組織蛋白，其余的通過尿液、殘餌糞便等形式排放進入養殖水體，溶解或被微生物分解利用后，產生小分子有機物、氨氮、亞硝酸鹽等物質，進一步加劇了養殖水質的惡化，嚴重制約了水產養殖業的發展。工廠化循環水養殖以養殖水凈化后循環利用為特征，循環水養殖過程中可以最大程度的減少系統補水，并能對小流量、經過濃縮的有害物質進行集中有效處理，是一種集約化生產與環境可持續發展兼容的新型養殖模式。

水處理是工廠化循環水養殖的核心，主要是通過截留過濾、氣浮等物理方式去除顆粒性的殘餌糞便等物質，氨氮、亞硝酸鹽氮等溶解性物質則主要通過氨氧化細菌和亞硝酸鹽氧化細菌的新陳代謝作用去除。然而，海水養殖排放水處理中，由于鹽度對亞硝酸鹽氧化的強抑制作用，亞硝酸鹽氮難以轉化成硝酸鹽氮而易在系統中累積。另一方面，養殖排放水中碳源不足，反硝化效率低，亞硝酸鹽難以通過反硝化去除，造成處理后的養殖排放水難以回用。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種能夠提高脫氮效果的改性稻殼填料生物濾池。

本發明所采用的技術方案是：

一種改性稻殼填料生物濾池，包括好氧硝化濾池和連接好氧硝化濾池出口的缺氧反硝化濾池，好氧硝化濾池以及缺氧反硝化濾池的過水通道內分別設有填料層，其中缺氧反硝化濾池內的填料層的填料主體為改性稻殼。

作為本發明的進一步改進，改性稻殼采用2%～8%的naoh溶液處理。

作為本發明的進一步改進，所述好氧硝化濾池和缺氧反硝化濾池均為底部進水、頂部出水的結構，好氧硝化濾池的出口高于缺氧反硝化濾池的出口。

作為本發明的進一步改進，好氧硝化濾池和缺氧反硝化濾池的底端接有排泥管。

作為本發明的進一步改進，所述好氧硝化濾池包括位于底部的氣水混合區、位于中部的填料層以及位于頂部的出水區，好氧硝化濾池的進口位于氣水混合區，所述氣水混合區內設有曝氣部件。

作為本發明的進一步改進，所述好氧硝化濾池的高徑比為5:1～15:1，填料層高度占好氧硝化濾池總高度的75%～80%，填料層填充無碳源釋放的懸浮生物活性填料，填充比為50%～60%。

作為本發明的進一步改進，所述缺氧反硝化濾池高徑比為5:1～15:1，對應填料層的高度占缺氧反硝化濾池總高度的75%～80%，改性稻殼的填充比為70%～90%。

作為本發明的進一步改進，所述缺氧反硝化濾池的填料層上方設有擋網。

本發明還提供一種基于上述生物濾池的脫氮工藝，其采用的技術方案是：

進水進入好氧硝化濾池硝化后，流進缺氧反硝化濾池，以改性稻殼釋放的有機物為碳源進行反硝化。

上述的工藝可以用于海水水產養殖排放水的處理。

本發明的有益效果是：本發明由改性稻殼作為反硝化的碳源而無需在濾池中加入額外的碳源，從而提高反硝化的效率和成本；另外稻殼經過改性之后能夠去除難降解的木質素和表面硅質，增加稻殼的孔隙率和可生化性，從而更有利于減少稻殼的生物惰性。

附圖說明

下面結合附圖和實施方式對本發明進一步說明。

圖1是生物濾池的示意圖；

圖2是實驗后亞硝酸鹽氮去除性能曲線；

圖3是硝酸鹽氮去除性能曲線。

具體實施方式

如圖1所示的改性稻殼填料生物濾池，包括好氧硝化濾池1和連接好氧硝化濾池1出口的缺氧反硝化濾池2。污水先從配水池5內通過泵6抽至好氧硝化濾池1內，之后污水在好氧硝化濾池1的過水通道流過并硝化之后流入缺氧反硝化濾池2，硝化后的水體在流過缺氧反硝化濾池2的過水通道中進行反硝化，最后排出生物濾池外。在好氧硝化濾池1以及缺氧反硝化濾池2的過水通道內分別設有填料層，其中缺氧反硝化濾池2內的填料層7的填料主體為改性稻殼。

稻殼是一種農業廢棄物，價廉易得，從結構上來看，稻殼表面及內部具有大量的毛細孔結構和細小孔隙，質地粗糙，有較大的表面積，可以作為微生物吸附載體。從化學組成上來看，稻殼中粗纖維的含量約占50%，主要包括木質素、纖維素；碳糖聚合物的含量約占20%，主要為和半纖維素，此外還含有少量粗蛋白、粗脂肪等有機化合物，可作為反硝化碳源。然而，由于稻殼的纖維組織覆蓋著堅硬的硅酸物,且木質素和硅質較高,使得稻殼中的纖維素半纖維素等營養物質難以被微生物降解。為此，實施例中的稻殼進行了改性處理，將稻殼中難降解的木質素和表面硅質去除，增加其孔隙率和可生化性。

實施例中的生物濾池，在缺氧反硝化濾池2內設置了改性稻殼，改性稻殼自身為反硝化釋放提供了足夠的碳源，因此無需額外在工藝路線內添加碳源，從而節省了成本。

實施例中的好氧硝化濾池1、缺氧反硝化濾池2、配水池5不一定是一個大型的水池，也可以分別看作是一個容器，比如說當其用作實驗用途時，上述的各水池即可以是玻璃容器。

實施例中的稻殼可采用2%～8%的naoh溶液浸泡進行改性處理。

實施例中的好氧硝化濾池1和缺氧反硝化濾池2均為底部水、頂部出水的結構，好氧硝化濾池1的出口高于缺氧反硝化濾池2的出口，兩者出口液位的高程差在10cm以上，利用重力自流的方式完成水體在兩個濾池內的流動。

優選的，好氧硝化濾池和缺氧反硝化濾池2的底端分別接有排泥管8，兩根排泥管8接入一根總管后排出生物濾池外，排泥管主要用于排放兩個濾池內產生的剩余污泥。

以下對好氧硝化濾池1進行說明。

好氧硝化濾池1包括位于底部的氣水混合區3、位于中部的填料層9以及位于頂部的出水區10。好氧硝化濾池1的進水口位于氣水混合區3，即配水池5的污水先進入氣水混合區3內再上升，另外氣水混合區3內設有并未圖示的曝氣部件，如曝氣管，該所述曝氣管連接至好氧硝化濾池1外部的風機11上。

好氧硝化濾池1的高徑比為5:1～15:1，而填料層9高度占好氧硝化濾池1總高度的75%～80%，填料層9填充無碳源釋放的懸浮生物活性填料，填充比為50%～60%，以保證充分的硝化效果。填料層上部設置有濾網12，以阻止懸浮生物活性填料流失，填料層的下方設有承托層13，用于支撐懸浮生物活性填料。

以下對缺氧反硝化濾池2進行說明。

缺氧反硝化濾池2的高徑比為5:1～15:1，對應填料層7的高度占缺氧反硝化濾池2總高度的75%～80%，改性稻殼的填充比為70%～90%，以保證充分的反硝化效果。

另外，在改性稻殼的填料層7上方設有擋網4，以阻止改性稻殼填料的流失，改性稻殼填料層的下方也設有承托層14，用于支撐對應的填料。

上述的生物濾池進行污水脫氮處理的主要工藝流程如下：

進水進入好氧硝化濾池1硝化后，流進缺氧反硝化濾池2，以改性稻殼釋放的有機物為碳源進行反硝化，而無需額外添加碳源。

以上的工藝方法主要還可以用于海水水產養殖排放水的處理。

實施例中模擬上述的生物濾池和工藝進行一個實驗。實驗所用作為好氧硝化濾池1、缺氧反硝化濾池2的容器材料均為有機玻璃圓柱，直徑10cm，總高100cm，容積為6.28l，反硝化濾池填充的材料為經6%naoh處理的稻殼，填充率80%。實驗采用石斑魚養殖排放水，并添加氯化銨使得好氧硝化濾池1進水氨氮45-50mg/l，亞硝酸鹽氮0.5-1.0mg/l，經硝化后流進缺氧反硝化濾池2，以改性稻殼釋放的有機物為碳源進行反硝化，運行17d。根據實驗的時間繪制出曲線，如圖2和圖3所示，缺氧反硝化濾池進水亞硝酸鹽氮在5mg/l-27mg/l變動，出水亞硝酸鹽氮接近0mg/l，去除率接近100%，硝酸鹽氮也達到較高的去除。

以上所述只是本發明優選的實施方式，其并不構成對本發明保護范圍的限制。