太陽能生物浮床處理家禽養殖業廢水淨化裝置的製作方法
2023-12-10 08:52:17 2
本發明涉及對家禽養殖業水體進行生態修復處理的領域，特別涉及一種太陽能生物浮床處理家禽養殖業廢水淨化裝置。
背景技術：
近年來，我國大型家禽養殖業發展迅速，而且規模不斷擴大。家禽養殖企業長期以來只是片面追求經濟效益，環保意識薄弱，對糞便汙水處理方法落後，致使大量的高濃度的有機汙水排入江河湖泊中，造成水質不斷惡化，其中汙水中高濃度的氮、磷是造成水體富營養化的主要原因。大多數養殖場在建場初期未考慮家禽糞便處理，排放的大量糞尿與養殖場的大量廢水，大多未經妥善回收利用與處理、處置即直接排放，對環境造成嚴重的汙染，而且該廢水也會對部分家禽的生活環境造成影響，例如對一些傍水棲息的禽類，如鴨、鵝等，該廢水也會對家禽健康造成影響。
如今，城市周邊家禽養殖業已經成為或正在成為與工業廢水和生活汙水相當甚至更大的汙染源。家畜養殖場廢水即使經過「固液分離一厭氧一好氧」等處理方法處理，排放的汙水依然含有較高有機質、氮和磷等汙染物，造成當地生態環境和農田的嚴重汙染。
近年來水生植物生態浮床應用於氧化塘淨化水質，也用於家禽養殖業水體的末端處理。現有的生物浮床技術主要依靠浮床上種植的植物吸收N、P等化合物和有機物，由於受季節和浮床植物的限制，對於漂浮植物來說它只利用表層水體，植物對水體淨化效果有限，在溶解氧極低的富營養化甚至是在水體中生長不良，養護困難、成本較高，其淨化效果很難進一步提高。目前，針對高氮、磷及有機質，水體中溶解氧含量較低的養殖業水體氧化塘處理，缺少有效的淨化技術。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發明旨在提供一種太陽能生物浮床處理家禽養殖業廢水淨化裝置，達到節省能源、資源，處理淨化水質效率高的目的。
為實現上述目的，本發明採用如下技術方案：
太陽能生物浮床處理家禽養殖業廢水淨化裝置，包括：
板狀浮體，該板狀浮體包括上浮板、下浮板以及位於上浮板、下浮板之間的夾層，該上浮板開設有多個種植孔，每個種植孔內種植有水生植物，所述下浮板具有多個篩孔，該夾層用於供水生植物的根系生長，該上浮板的中部上端安裝有氣泵，該氣泵的出氣口下方連通一向下延伸的輸氣管，所述輸氣管的下端連通多根曝氣管，所述曝氣管用於在板狀浮體的下方向注入空氣；
多個容器體，均安裝於下浮板的下端，每個容器體的側壁上具有多個網孔，每個容器體內均放置了多個帶柵孔的承載體，每個承載體內充填有脫氮複合生物材料；
設置於板狀浮體中部的罐體，該罐體具有梳孔，該罐體的中部充填有鐵-炭微電解淨化填料。
優選地，所述太陽能生物浮床處理家禽養殖業廢水淨化裝置還包括一個太陽能供電裝置，安裝於氣泵的上方，包括支撐架、光伏板組件、蓄電池，所述支撐架用於向光伏板組件提供支撐基礎，所述蓄電池電性連接於光伏板組件並固定在支撐架上，該蓄電池用於向氣泵供電。
優選地，所述太陽能生物浮床處理家禽養殖業廢水淨化裝置還包括一個市電適配供電裝置，該市電適配供電裝置與外部市電電源通過導線連接。
優選地，所述多個容器體呈圓周陣列地安裝於下浮板的下端。
優選地，所述曝氣管為微孔納米增氧曝氣管，該微孔納米曝氣管的管壁上具有連通內外的毛細通道。
優選地，美人蕉、鳳眼蓮、狼尾草、風車草或芹菜，所述水生植物在板狀浮體上的栽種密度為12～20株/m2。
優選地，該上浮板周緣上圍設有用於避免該上浮板浸沒於水面的浮圈，所述浮圈內部中空，並且該浮圈具有彈性。
相比於現有技術，本發明所具有的有益效果在於：
1.利用太陽能產生電能帶動氣泵工作，不需要消耗外接電源電能，可以有效節約能源，適用範圍廣；
2.在氣泵的曝氣充氧的條件下，增加了水中溶解氧濃度，對生物降解起到促進作用，有效降低汙染負荷，高效地去除水中COD、氮、磷等有機物及其它汙染物，淨化水體水質；
3.脫氮複合生物載體材料，在鐵炭好氧條件下氨氧化菌和硝化細菌將水中氨氮快速硝化，實現同步硝化反硝化快速深度脫氮，是集生物膜技術、自身化學反應技術於一體原位深度脫氮技術。
4.對水環境進行立體修復。板狀浮體上種植有水生植物，以及水下的設置有充填了脫氮複合生物填料承載體的多個容器體，三者形成生態浮床，對水體進行多層次的治理，全方位快速淨化水質，大大提高了治汙效率。在家禽養殖業廢水的末端處理中發揮很好作用和良好應用前景。
5.漂浮在池面，使得整個水面的治理盲區減少。
6.在本發明中所生長成熟的植物可以現場地作為家禽的輔食，並且該植物可以引起部分昆蟲繁殖，如此一來，家禽可以方便地捕食到昆蟲，既豐富了家禽的食物種類，又減少了人工飼料的投餵量。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為圖1A-A處的剖面視圖；
圖3為本發明的俯視圖；
其中，1、光伏板組件；2、支撐架；3、蓄電池；4、氣泵；5、水生植物；6、板狀浮體；7、脫氮複合生物材料；8、輸氣管；9、容器體；10、曝氣管；11、罐體。
具體實施方式
下面，結合附圖以及具體實施例，對本發明做進一步描述：
如圖1-圖3所示，太陽能生物浮床處理家禽養殖業廢水淨化裝置，包括：板狀浮體6、容器體9及罐體11。
該板狀浮體6包括上浮板、下浮板以及位於上浮板、下浮板之間的夾層，該上浮板開設有多個種植孔，每個種植孔內種植有水生植物5，所述下浮板具有多個篩孔，該夾層用於供水生植物5的根系生長，該上浮板的中部上端安裝有氣泵4，該氣泵4的出氣口下方連通一向下延伸的輸氣管8，所述輸氣管的下端連通多根曝氣管10，所述曝氣管10用於在板狀浮體的下方向注入空氣，所述篩孔用於供空氣形成的微細氣泡進入到夾層內；
容器體9的數量為多個，均安裝於下浮板的下端，每個容器體的側壁上具有多個網孔，每個容器體9內均放置了多個帶柵孔的承載體，每個承載體內充填有脫氮複合生物材料7；
所述罐體11設置於板狀浮體6的中部並浸沒於水中，該罐體11具有梳孔，該罐體11的中部充填有鐵-炭微電解淨化填料。
具有脫氮複合生物材料7的承載體在好氧、低C/N比條件下可實現汙染水體快速脫氮，屬於集生物膜技術、自身化學反應技術於一體深度脫氮技術。
本發明所述鐵-炭微電解淨化填料組成及製備方法是參考公告號為：CN104150568B，名稱為《一種催化微電解材料及其製備方法》的發明專利所記載的內容進行製備：將粒徑小於40目、重量百分比為65～85％的鐵粉，粒徑小於80目、重量百分比為7～25％的石墨粉，粒徑小於100目、重量百分比為3～10％的二氧化錳，粒徑小於120目、重量百分比為0.01～0.09％的催化劑CuCl2均勻混合，加水將混合物放入造粒機造成顆粒狀材料，自然晾乾後將顆粒狀材料隔絕空氣在900℃～1200℃溫度焙燒120分鐘，製得催化微電解材料。
本發明所述脫氮複合生物材料的原料組成及製備方法是參考公告號為CN103145234B，名稱為《好氧低碳氮比汙水氨氮直接脫氮生物顆粒載體及其製備方法》的發明專利所記載內容進行製備：按體積比為單質鐵佔40～50％，活性炭粉末佔35～42％，石膏粉佔5～8％，銅粉佔4～5％，錳粉佔1～2％，鈦粉佔1～2％，鎂粉佔1～2％，釩粉佔1～2％。其製備方法是按材料組成取料混合、製成5～20mm的顆粒、進行乾燥、然後在500℃～950℃溫度焙燒90分鐘，自然冷卻後，將製備的顆粒在汙水中通過微生物掛膜培養即得到好氧低碳氮比汙水氨氮直接脫氮生物顆粒載體。
為了利用太陽能進行供電，作為一種優選的方案，所述太陽能生物浮床處理家禽養殖業廢水淨化裝置還包括一個太陽能供電裝置，安裝於氣泵的上方，包括支撐架2、光伏板組件1、蓄電池3，所述支撐架2用於向光伏板組件1提供支撐基礎，所述蓄電池3電性連接於光伏板組件1並固定在支撐架2上，該蓄電池3用於向氣泵4供電。
為了讓本發明在雨天和黑夜也能正常地使用，作為一種優選的方案，該太陽能生物浮床處理家禽養殖業廢水淨化裝置還包括備用市電連接系統，該系統包括導線和市電適配供電裝置。因此，氣泵4全天候開動，向氧化塘或水池曝氣充氧。使廢水淨化裝置更高效率地運行。
作為一種優選的方案，所述多個容器體9呈圓周陣列地安裝於下浮板的下端。
作為一種優選的方案，所述曝氣管10為微孔納米增氧曝氣管，該微孔納米曝氣管的管壁上具有連通內外的毛細通道。該毛細通道具有限制氣流噴湧的阻尼效果，使得空氣呈細微氣泡狀進入水中，而且，該類氣泡會形成緩速流動，使得水體有更充分的時間溶解氧。而且該氣泡形成的緩速流動也會讓鐵-炭微電解淨化填料的表面獲得適度的衝刷，減少鐵-炭微電解淨化填料用久了會鈍化的情況發生。
作為一種優選的方案，美人蕉、鳳眼蓮、狼尾草、風車草或芹菜，以上水生植物可以是以擇一/幾種組合/全選組合的方式選用，所述水生植物5在板狀浮體上的栽種密度為12～20株/m2。該數據是由發明人實踐所知，避免植株之間相互影響生長，將單個植株的吸收效果發揮到最佳。
作為一種優選的方案，該上浮板周緣上圍設有用於避免該上浮板浸沒於水面的浮圈，所述浮圈內部中空，並且該浮圈具有彈性，避免本發明使用時在水面隨機碰撞會產生剛性應力對上浮板造成損壞的情況發生。
本發明所述的太陽能生物浮床處理家禽養殖業廢水淨化裝置淨化原理：本發明充分利用太陽能帶動制氧、充氧的氣泵為生態浮床增強整個系統的溶解氧能力，為水下脫氮複合生物填料的微生物生長提供充足的氧氣，並增加水體溶解氧的含量，防止水生植物因缺氧而導致腐爛變質，進而提高水質淨化效果。生態浮床上生長植物吸收去除水中氮、磷等營養物，抑制藻類生長，消除水體富營養化，提高水體透明度及起到了水質淨化作用。脫氮複合生物載體在鐵炭好氧條件下氨氧化菌和硝化細菌將水中氨氮快速硝化，同時生物膜內部反硝化菌利用Fe-C自身化學反應產生的新生態[H]和[Fe2+]為反硝化反應提供電子，實現同步硝化反硝化快速深度脫氮；反應過程中Fe-C自身化學反應為反硝化提供電子，大大減少了反硝化過程的碳源消耗。因此，無需外加碳源，在好氧、低C/N比條件下可實現汙染水體快速脫氮，是集生物膜技術、自身化學反應技術於一體深度脫氮技術。
特別地，普通的生活廢水含有激素、消毒劑等雜質，畜牧廢水粘度高、含有大量結塊狀的殘渣。處理生活廢水和畜牧業廢水的方式不能隨意地應用於家禽養殖業。因為處理生活廢水的方式會有處理耗時長、步驟多、外部影響因素較多的屬性。並且，含有家禽排洩物的廢水，N元素和P元素的化合物會較多，本發明所選植物都是傾向於喜好吸收前述化合物的植物。
對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬於本發明權利要求的保護範圍之內。