一种养殖尾水生态脱氮除磷除藻方法和系统与流程

本发明涉及养殖污水净化，具体涉及一种养殖尾水生态脱氮除磷除藻方法和系统。

背景技术：

1、随着集约化水产养殖模式的推进与发展，水质恶化和废水排放制约养殖业的可持续发展。水产养殖尾水污染物以氮和磷为主，主要影响是使水体发生富营养化，导致藻类爆发。目前藻类爆发的采用的方法是采用化学除藻剂，而化学除藻剂的使用对鱼虾具有一定的生物毒性，且常用的方法只解决藻的问题，并没有解决水体中氮、磷问题，导致水体依然处于富营养化，一段时间后仍然容易爆发藻华。因此，提供一种养殖尾水生态脱氮除磷除藻方法，有效降低养殖尾水的氮磷浓度，控制藻华爆发，具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种养殖尾水生态脱氮除磷除藻方法，所述方法可同时对养殖尾水进行除藻和脱氮除磷，有效降低养殖尾水的氮磷浓度，控制藻华爆发，对养殖尾水的净化效果好。

2、本发明的另一目的在于提供一种养殖尾水生态脱氮除磷除藻系统，所述生态脱氮除磷除藻系统将除藻系统、脱氮除磷系统和湿地系统结合，可同时对养殖尾水进行除藻和脱氮除磷处理，并进行进一步的净化，可有效解决养殖尾水中水体氮磷富营养化和藻华爆发等问题，结构简单，实用性强。

3、本发明的目的通过下述技术方案予以实现：一种养殖尾水生态脱氮除磷除藻方法，包括如下步骤：

4、(1)采用除藻系统对养殖尾水进行除藻处理，所述除藻系统包括生物除藻区以及与生物除藻区连通的沉淀区，所述生物除藻区投放有生物除藻剂；养殖尾水在生物除藻区经生物除藻剂处理后，进入沉淀区；

5、(2)采用脱氮除磷系统对经过除藻处理的养殖尾水进行脱氮除磷，所述脱氮除磷系统包括依次连通的厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池；所述厌氧池投放有反硝化聚磷菌，所述好氧池投放有硝化菌；所述养殖尾水依次进入厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池；

6、(3)采用湿地系统对养殖尾水进行净化，所述湿地系统包括土壤层以及设置于土壤层下方的滤料层；由二沉池流出的养殖尾水经由穿过土壤层的输送管路输送至滤料层，并由滤料层的一端流至滤料层的另一端，得到经过滤料层过滤的养殖尾水。

7、本发明的养殖尾水生态脱氮除磷除藻方法，可有效解决养殖尾水中水体氮磷富营养化和藻华爆发等问题，避免水体污染指标反弹，影响养殖质量；所述脱氮除磷系统中采用缺氧反硝化聚磷菌，同时去除水中的氮和磷的浓度，传统活性污泥脱氮除磷需要通过反硝化菌在缺氧段进行反硝化，传统的反硝化菌需要额外补充大量的碳源，而本发明采用反硝化聚磷菌可以有效降低碳源的投加；同时，本发明采用硝化菌投放到脱氮除磷系统中的好氧池后，能迅速启动，加快处理效率。所述养殖尾水生态脱氮除磷除藻方法工艺简单，脱氮除磷除藻效果好，且对鱼、虾等养殖品种不具备生物毒性，对环境友好。

8、进一步的，所述生物除藻区设置有搅拌器，所述搅拌器用于搅拌养殖尾水；所述沉淀区采用斜板沉淀池。本发明的生物除藻区通过投放生物除藻剂来进行除藻，配合搅拌器可以让藻体和生物除藻剂充分接触，反应更加彻底。沉淀区采用斜板沉淀池，能有效将死亡藻体沉淀，进而使水体和藻细胞分离。所述生物除藻剂及其制备方法采用授权公告号为cn113564087b的专利中公开的生物除藻剂及其制备方法。

9、进一步的，所述反硝化聚磷菌的培养方法包括如下步骤：

10、a1、将反硝化聚磷菌接种至种子培养基中，在温度25～40℃培养箱中震荡培养18～36h，控制转速为150～200rpm，获得一级种子液；

11、a2、将步骤a1中获得的一级种子液按照体积分数为10～20％的接种量接种于一级种子罐中，一级种子罐的培养条件为温度25～40℃，转速为150～200rpm，ph 6～8，溶解氧为20～50％，培养18～36h，获得二级种子液；

12、a3、将步骤a2获得的二级种子液按照积分数为10～20％的接种量接种于发酵罐，发酵罐的培养条件为温度25～40℃，转速为150～200rpm，ph 6～8，保持在不同溶解氧浓度梯度下进行分段发酵获得发酵液。

13、进一步的，所述步骤a1中，反硝化聚磷菌包括如下重量份的组分：假单胞菌45～55份、不动杆菌25-35份和产碱杆菌15-25份。

14、进一步的，所述步骤a2中，采用的培养基包括如下浓度的原料：葡萄糖1～5g/l、醋酸钠1～5g/l、硝酸钾0.1～1g/l、硝酸铵0.1～1g/l、磷酸二氢钾0.05～2g/l、磷酸二氢铵0.05～2g/l、氯化钠5～15g/l、七水硫酸镁0.08～0.3g/l、微量元素0.01～1wt％。

15、进一步的，所述微量元素包括如下浓度的原料：七水硫酸亚铁0.1～0.5g/l、氯化钴0.01～0.2g/l、氯化锰0.5～3g/l、无水硫酸铜0.02～0.1g/l、钼酸钠0.2～0.5g/l、盐酸0.01～0.05g/l。

16、进一步的，所述步骤a3中，溶解氧浓度梯度依次为0％、0.1～0.5％、10～20％、30～50％，每段发酵时间为4～10h。

17、进一步的，所述硝化菌的培养方法包括如下步骤：将硝化菌种子按体积分数为20～30％接种至微生物扩培装置中，采用硝化菌营养液进行培养，控制温度为20～35℃，转速为150～200rpm，培养36～50h，得到硝化菌。

18、进一步的，所述硝化菌种子包括如下重量份的组分：亚硝化单胞菌45-55份、硝化杆菌属20-30份和硝化球菌属20-30份。

19、进一步的，所述硝化菌培养过程中的水样采用养殖尾水。

20、本发明利用微生物扩培装置来培养硝化菌，硝化菌营养液中采用的水样为现场养殖尾水的水样，在培养过程中硝化菌已提前适应现场水体的环境，培养出来的硝化菌投放到脱氮除磷系统中的好氧池后，能迅速启动，加快处理效率。

21、进一步的，所述硝化菌营养液包括如下浓度的原料：硫酸铵((nh4)2so4)0.5～2g/l、氯化铵(nh4cl)0.5～2g/l、碳酸氢钠(nahco3)0.8～1.2g/l、三水合磷酸氢二钾(k2hpo4·3h2o)0.05～0.2g/l、二水合磷酸二氢钠(nah2po4·2h2o)0.01～0.1g/l、七水硫酸镁(mgso4·7h2o)0.01～0.05g/l、二水合钼酸钠(na2moo4·2h2o)0.001～0.01g/l、一水硫酸锰(mnso4·h2o)0.001～0.01g/l。

22、本发明的脱氮除磷系统采用厌氧-缺氧-好氧工艺，水体中的磷和硝态氮通过反硝化除磷实现。投放反硝化聚磷菌，在厌氧条件下，反硝化聚磷菌吸收水体中的挥发性脂肪酸(vfa)合成胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯(pha)，并贮存在细胞内，此时糖原与聚磷颗粒水解提供能量，产生的磷酸盐释放到水体中。在缺氧条件下，反硝化聚磷菌分解细胞内贮存的pha，产生的能量一部分用于自身的合成生长，一部分用来过量吸收水中的无机磷酸盐，并以聚合磷酸盐的形式储存在细胞内，在电子转移过程中以no3-代替o2作为电子受体，将no3-还原为n2。在好氧池中投放硝化菌，在硝化菌的作用下，将水体中的氨氮转化为硝态氮和亚硝态氮，所述硝化菌通过微生物扩培装置扩配获得，所述微生物扩培装置采用授权公告号为cn109779181b的专利中公开的微生物扩培装置。

23、进一步的，所述步骤(3)中，所述滤料层包括由上至下依次设置的上层滤料层和下层滤料层，所述下层滤料层的滤料粒径大于上层滤料层的滤料粒径。优选的，所述下层滤料层滤料的粒径为5～10mm，上层滤料层的粒径为2～4mm。所述下层滤料层和上层滤料层的滤料均为石英砂。

24、进一步的，所述步骤(3)中，所述土壤层种植有美人蕉、芦苇、香蒲中的一种或几种。

25、本发明将养殖尾水经过除藻系统和脱氮除磷系统后进入湿地系统进一步进行净化，所述湿地系统为地埋式人工湿地，上层滤料层和下层滤料层埋在地表下，用于过滤经过脱氮除磷后的养殖尾水；湿地系统可利用养殖池周边场地，土壤层上面种植植物，既能进一步净化养殖尾水，又能增加美观。

26、本发明的另一目的通过下述技术方案予以实现：一种养殖尾水生态脱氮除磷除藻系统，包括除藻系统、脱氮除磷系统和湿地系统，所述除藻系统包括生物除藻区以及与生物除藻区连通的沉淀区，所述脱氮除磷系统包括依次连通的厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池；所述沉淀区与厌氧池连通；所述湿地系统包括土壤层以及设置于土壤层下方的滤料层；所述滤料层用于过滤经过二沉池处理后的养殖尾水。

27、本发明的有益效果在于：

28、(1)本发明养殖尾水生态脱氮除磷除藻方法依次采用除藻系统对养殖尾水进行除藻处理，采用脱氮除磷系统对经过除藻处理的养殖尾水进行脱氮除磷，采用湿地系统对养殖尾水进行进一步的净化，实现了同时对养殖尾水进行除藻和脱氮除磷处理，有效降低养殖尾水的氮磷浓度，控制藻华爆发，避免水体污染指标反弹，影响养殖质量，对养殖尾水的净化效果好；

29、(2)本发明的脱氮除磷系统中采用缺氧反硝化聚磷菌，同时去除水中的氮和磷的浓度，与传统的反硝化菌需要额外补充大量的碳源，采用本发明的反硝化聚磷菌可以有效降低碳源的投加；本发明的培养出来的硝化菌投放到脱氮除磷系统中的好氧池后，能迅速启动，加快处理效率；

30、(3)本发明的湿地系统为地埋式人工湿地，可利用养殖池周边场地，上面种植植物，既能进一步净化养殖尾水，又能增加美观。