[实用新型]一种正渗透水肥一体化的淡水养殖废水处理系统有效

专利信息
申请号: 202022505250.4 申请日: 2020-11-03
公开(公告)号: CN213652127U 公开(公告)日: 2021-07-09
发明(设计)人: 杨洛鹏;孙相群;杜宝国 申请(专利权)人: 启东市麦迪逊清水源环保科技有限公司
主分类号: C02F9/04 分类号: C02F9/04;C02F103/20;C02F101/10;C02F101/16
代理公司: 大连星海专利事务所有限公司 21208 代理人: 郭海英;花向阳
地址: 226200 江苏省*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 渗透 水肥 一体化 淡水 养殖 废水处理 系统
【说明书】:

一种正渗透水肥一体化的淡水养殖废水处理系统,属于养殖废水处理技术领域。这种正渗透水肥一体化的淡水养殖废水处理系统包括过滤单元、复合肥正渗透单元、单质肥正渗透单元、鸟粪石结晶分离单元和调节控制单元。该系统及处理方法采用二级肥料汲取液驱动的正渗透工艺处理淡水养殖废水,消除了正渗透汲取液再生的能耗,适用于淡水养殖废水水量大和污染物浓度低的特点以及淡水养殖现场无热源的现状。通过可调节两级肥料汲取液正渗透工艺,兼顾了养殖废水的清水回收率和处理后养殖废水的水质达标这两方面的实际需求。

技术领域

本实用新型涉及一种正渗透水肥一体化的淡水养殖废水处理系统,属于养殖废水处理技术领域。

背景技术

淡水养殖是利用池塘、江河、湖泊等内陆水域来人工饲养水产经济动物,在带来经济效益的同时,也带来了养殖废水排放、生态环境恶化等问题。淡水养殖大都是开放型半静态,其高密度集约化的养殖模式造成水质易受有机物、农用化学品等的污染,养殖废水中的污染物主要来源于饲料残饵和水产品排泄物,污染物的成分主要是氮磷等营养物。淡水养殖产生的氮磷等污染物会使养殖水质恶化,进而威胁到淡水养殖的安全,淡水养殖废水外排会造成生态环境的破坏,因此养殖废水的高效处理回用已成为淡水养殖产业发展的必由之路。

目前国内外淡水养殖废水处理技术主要分为物理、化学和生物三种技术方法,但养殖废水污染物浓度低和排放量大的特点使得现有废水处理技术无法高效和经济的处理废水。过滤、吸附、曝气、吹脱等物理方法和絮凝沉降、化学中和、臭氧消毒等化学方法具有见效快的特点,但成本高、耗能大,容易造成二次污染,因而限制了在实际工程中的应用。生物处理法占地面积大和处理周期长,养殖塘养殖后期要求约7天换水一次,这样换水频率和生物法处理周期间不匹配。因此要开发低成本和处理效率高的养殖废水处理技术。

正渗透技术具有能耗低、污染物截留率高、抗污染能力强等优势,正逐步取代精滤、纳滤、反渗透等压力驱动膜法技术用于养殖废水的处理。正渗透中汲取液再生要消耗额外的电能或热能,淡水养殖现场没有热源而只能消耗电能,但是养殖废水污染物浓度低和排放量大的特点使得消耗电能的汲取液再生的成本过高,因此如何进一步降低正渗透废水处理能耗成为一个亟需解决的技术难题。

肥料汲取液正渗透技术解决了汲取液再生的难题,可有效降低养殖废水的处理成本。以浓缩肥料为汲取液回收养殖废水中的清水,稀释后的肥料汲取液可直接用作农田灌溉,无需汲取液再生过程。

公布号为CN109133523A的中国专利公开了一种基于正渗透的畜禽养殖废水处理装置,采用正渗透和反渗透技术耦合实现处理后废水满足污水排放标准,但反渗透的高压泵电耗高,不适用大排水量的养殖废水处理,处理后废水只是满足了排放标准而外排,没有实现养殖废水的循环利用。

《正渗透技术从非常规水源中汲取净水用于农业种植研究》的硕士论文研究了一种浓缩肥料为正渗透驱动溶液的淡水/污水-固体肥料体系的正渗透水通量、反向盐通量等性能,但没有涉及对废水中氮磷污染的回收和废水的循环利用。

肥料汲取液正渗透技术用于养殖废水处理还需要解决以下技术问题:

(1)养殖废水中的PO43-和NH4+浓度低,通过磷酸盐沉淀(鸟粪石固体肥料)回收氮磷营养物的效率低,有必要采用正渗透技术首先对养殖废水进行预浓缩,提高养殖废水中氮磷营养物的浓度,现有的预浓缩工艺多采用膜蒸馏技术浓缩汲取液或对NH4HCO3汲取液加热分解来完成汲取液的重生,膜蒸馏和NH4HCO3溶液加热分解需要对汲取液加热到40-60℃,但淡水养殖现场通常没有热源,而消耗电能进行汲取液再生使得养殖废水预浓缩成本过高。

(2)肥料汲取液正渗透过程中肥料汲取液要被稀释到适用于农田肥料的浓度,同时为提高正渗透废水处理的经济性,要保证汲取液浓度足够高从而保证足够大的水通量通过渗透膜,这样仅靠单级肥料汲取液正渗透很难兼顾稀释后汲取液浓度和正渗透的经济性。

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