CN101658156A - 一种回转式养殖水体净化装置 - Google Patents

一种回转式养殖水体净化装置 Download PDF

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Abstract

一种回转式养殖水体净化装置,包括外桶和设置在外桶内的内桶,外桶与最外层的内桶之间设有立式的隔板,隔板一侧的外桶与相邻内桶之间设有进水管,进水管下部开有进水孔,隔板另一侧的最外层内桶侧壁上开有过水孔;相邻两层内桶之间也从底面向上设有立式的隔板,在隔板一侧的外层内桶侧壁与另一侧的内层内桶侧壁上交替开设有过水孔;最中心内桶内设有排水管,排水管与最中心内桶之间设有立式隔板,排水管上的排水孔与中心内桶上的过水孔分别位于隔板的两侧;内外桶均填有滤料介质层,进水孔、过水孔、排水孔均低于滤料介质层顶面。本装置具有移动、安装方便,净化效果好,制造成本低等特点,有利于调控养殖水质、提高养殖效果、节约养殖用水。

Description

一种回转式养殖水体净化装置
技术领域
本发明涉及水产养殖,尤其涉及池塘水产养殖水体的净化处理。
背景技术
池塘养殖是我国水产养殖的主要生产方式,在我国水产业中占有重要的地位。据统计,2006年全国有淡水池塘养殖面积为253.1万公顷,养殖产量1495万吨,池塘养殖产量占到全国水产总量的41%以上。池塘养殖为人们的优质蛋白质供应做出了很大的贡献。
但传统池塘养殖中,由于池塘中投入了大量的饵料,加之池塘内养殖品密度大、排泄物多,使得水体富营养化,池塘水体内的藻类过多,大量消耗水体内的溶解氧,影响养殖品的生长甚至生存,因此,对养殖水体的水质进行控制是必要的。目前,池塘养殖中调控水环境的方法一般都是采取换水、增氧、或通过益生菌改善土池底质等方法,增氧、通过益生菌改善土池底质的方法虽然对改善养殖环境有一定的效果,但对池塘水环境的稳定性控制效果不大,而换水的效果虽然比较好,但排放的养殖水体又会污染自然水体,同时这种方法的水资源浪费也比较严重。
人工湿地是目前一种新兴的污水、污泥处理技术,主要原理是将污水、污泥有控制的投配到经人工建造、控制运行的与沼泽地类似的地面上,污水与污泥在沿一定方向流动的过程中,利用土壤、人工介质、植物、微生物协同作用,对污水、污泥进行处理。人工湿地应用于池塘养殖水体净化处理有很好的效果,但人工湿地的建设成本很高,占地面积也很大,在我国目前池塘养殖现状下推广应用有很大的困难。
曝气生物滤池是一种在工业、生活污水处理中有着广泛应用的高效水处理技术,但曝气生物滤池是固定开挖在地上的,需要占用一定的空间,又不能移动,大规模的池塘养殖需要设置多个曝气生物滤池,运行成本高,且由于池塘养殖水体的主要富营养化物质是氮和磷,另外还含有一些有机物、其它悬浮物,其成份与工业、生活污水成分存在着较大差异,曝气生物滤池也不十分适合池塘养殖水体的净化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种制造成本低、移动方便、占用空间小、适合养殖水体净化的水处理装置。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种回转式养殖水体净化装置,其特征在于:所述装置包括上方敞口的外桶和设置在外桶内的至少一层上方敞口的内桶;
外桶与最外层的内桶之间、从底面向上设有立式隔板,隔板将其两侧的外桶与最外层内桶之间的间隙隔开,隔板一侧外桶与最外层内桶之间设有进水管,进水管上开有进水孔,隔板另一侧最外层内桶侧壁下部开有过水孔;
相邻两层内桶之间也从底面向上设有立式的隔板,隔板将其两侧相邻内桶隔开,隔板一侧的外层内桶侧壁与另一侧的内层内桶侧壁上交替开设有过水孔;
最中心内桶内设有排水管,排水管与最中心内桶之间设有立式隔板,隔板将其两侧的最中心内桶与排水管之间的间隙隔开,排水管上排水孔与最中心内桶上过水孔分别位于隔板两侧;
内外桶内均填有滤料介质层,进水孔、过水孔、排水孔分别在低于滤料介质层顶面的进水管、内桶、排水管上开设。
待净化的养殖水体通过进水管上的进水孔进入滤料介质层,滤料介质层为高比表面积的颗粒滤料,具有截流过滤、生化分解水体中有机颗粒和富营养化物质的功能。进水管位于隔板的一侧,水体进入内外桶之间的滤料介质层后,受到隔板阻隔向着远离隔板的方向流动,水体流动过程中与滤料介质充分接触、对水体进行净化。当水体流到隔板另一侧时,由开设在内桶侧壁上的过水孔进入内桶,水体在内层隔板的导流下,在相邻内桶之间的滤料介质层内流动,得到净化,直至水体流到隔板的另一侧、通过次层内桶侧壁上的过水孔进入次层内桶间的滤料介质层,如此在多层内桶中回转流动,使水体充分净化。最后,水体由设置在最中心内桶中的排水管排出,进入排水渠,流回养殖池塘。
养殖水体通过动力提升进入回转式净化装置,水体中的大部分藻类、悬浮物质和溶解有机物质将得到截流分解,从而净化、调控养殖水体中的营养盐和藻类,维持养殖环境的稳定。多层形式的内外桶结构、隔板和过水孔的设置,可以使水体在装置中螺旋式流动,保证水体在净化装置中与滤料介质充分接触、水流的均匀性以及充足的水力停留时间。
装置在使用中应根据水力负荷调整进水量,使内外桶中的水面低于滤料介质层的顶面;进水孔、过水孔、排水孔的开设位置均应保证水流与滤料介质充分接触,且便于水体的流动。
为保证进入装置中的水体与滤料介质充分接触,且不溢过滤料介质层顶面,净化后的水体从装置中及时排出,可如下设定:排水孔开口面积之和大于等于排水管横截面积,进水孔开口面积之和大于进水管横截面积;任意一层内桶上过水孔开口面积之和大于进水管横截面积,从外至内,每层内桶上的过水孔开口面积之和保持不变或逐渐增大;排水管横截面积大于等于任意一层内桶上的过水孔开口面积之和。作为上述设定的一种优选方案,排水管横截面积大于等于进水管横截面积的1.5倍、任意一层内桶上的过水孔开口面积之和大于等于进水管横截面积的1.5倍是比较合适的。
进一步的,进水孔、排水孔、过水孔是分别在紧靠隔板两侧的进水管、排水管、内桶各自侧壁上集中开设多个均布小孔;进水孔、过水孔的开设位置应在滤料介质层的下层部位,排水孔的开设位置应在滤料介质层的上层部位,水体经过滤料介质层净化后,最后由设置在滤料介质层上层的排水孔排出,从而获得较长的水体停留时间;进水孔、排水孔、过水孔紧靠隔板两侧设置,可获得较大的回转流程。
再进一步,滤料介质层可以由砂粒、粘土颗粒或聚苯乙烯球形颗粒这一类具有较大表面积的材料构成,有利其表面生物膜的生长。为了保证净化效果,滤料介质颗粒的表面积应尽可能大,即颗粒直径应尽可能小,兼顾到直径过小的滤料颗粒会影响水体的流动、堵塞进水孔、排水孔、过水孔,滤料介质颗粒直径应大于进水孔、排水孔、过水孔的直径,保证滤料介质层内部有一定的空隙率。
再进一步,考虑到滤料介质颗粒过轻会浮于水体表层,不能与水体充分接触,影响净化效果;过重又会影响水体的流动性,容易被水体冲积在一起,滤料介质颗粒的比重应与水体的比重相当,在0.9~1.1Kg/l内为宜。
作为本发明的一种优选方案,内外桶为具有同一个底面的圆桶,结构紧凑,内外桶的滤料介质层高度相当;内、外桶宜与排水管同心设置,以保证各桶之间滤料介质层内的水流平稳;内外桶、内桶与排水管之间的各隔板优选设置在从桶中心到外桶圆周的同一半径线上,以保证水体在每层环形间隙内的流程最长,且便于加工。
再进一步,考虑到养殖水体为轻污染水体,内桶可以设置为一个,水体绕内、外桶及排水管之间的二层环形间隙流出,内外桶之间间隙与内桶、排水管之间间隙的横截面积相等,避免因内外两桶的滤料介质层体积相差过大,影响净化的效果或效率。
本发明的有益效果在于:
①滤料介质颗粒有不易堵塞、易冲洗、流动性强的优点,具有截流过滤、生化分解的水体净化功能,针对养殖水体的净化效果好;
②装置可根据具体的养殖水体处理量定制大小,具有移动方便、安装便捷,净化效率高、占用空间小的优点;
③隔板和内外桶的设置可保障水体在装置内有充足的停留时间,保证水流在装置内均匀流动;
④过水孔、进水孔、排水孔的位置及尺寸设置、水面高度与滤料介质层高度的相互限定,能保证水体与滤料介质颗粒的充分接触;
⑤多层内外桶设置,使水体有一个较长的流动过程,同时可根据养殖水体的水质情况选择不同内桶层数的净化装置,本装置制造成本低,使用简单,便于推广运用,净化效率高,有利于保护环境。
附图说明
图1为本发明的一种优选方案的局剖立体图
图2为本发明的一种优选方案的俯视图
图3为图2装置工作状态的局剖正视图
图1-3中:1为外桶,2为内桶,3为排水管,4为进水管,5为排水孔,6为进水孔,7为过水孔,8为隔板,9为滤料介质层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1、图2中,箭头方向为水流方向。
图1中,装置设有两层内桶2,外桶1、内桶2、排水管3同心设置,且三者之间的隔板8设置在从桶中心到外桶圆周的同一半径线上,第一层内桶2上的过水孔7和排水管3上的排水孔5位于隔板8的后侧,进水管4和第二层内桶2上的过水孔7位于隔板8前侧。
图2、图3中的装置只设有一层内桶2,内桶2、外桶1的桶体、隔板8、进水管4、排水管3由PE或PVC材料制成;内桶2、外桶1桶体为圆形,直径3~5米;滤料介质层9为高强度粘土陶粒,填充厚度为50cm,粒径为10~20mm、比重为0.95Kg/l,粘土陶粒具有不易堵塞、易冲洗、流动性强的特点;在隔板8一侧的内桶2侧壁底部长宽20~30cm范围内均布的过水孔7,过水孔7开孔面积之和大于进水管4管口面积的1.5倍;进水管4插入到粘土陶粒底部,并在进水管4末端20~30cm范围内侧壁上均布开孔,排水管3也为侧开孔管,排水管3直径大于进水管4直径1.5倍,且进水孔6、排水孔5的直径均小于20mm,避免粘土陶粒堵塞孔口。
排水管3一端从装置下方向上伸入内桶2中,排水管3伸入内桶2端为敞口端,水体净化后由排水孔5进入排水管3、通过进水渠道流回养殖池塘;外桶1高于内桶2,内桶2与排水管3敞口端等高,避免水体溢出装置。
池塘养殖水体经水泵输入到进水管4,在隔板8一侧、由进水管4侧壁上的进水孔6进入滤料介质层9,水流在外桶1、内桶2之间沿隔板8给定的方向流动,水面低于陶粒顶面高度,水流经过隔板8一侧的过水孔进入内桶2,在内桶2内流动一圈后进入到排水管3侧壁上的排水孔5、进入排水管3,流回养殖池塘。
实验证明,该装置应用于池塘养殖水处理,其悬浮物去除率大于80%,有机物去除率大于60%,总氮量去除率高于50%,总磷量去除率高于80%。
以总氮量TN为1.76mg/l、总磷量TP为0.49mg/l、高锰酸钾指数为9.70mg/l、固体悬浮物浓度TSS为25.0mg/l的池塘养殖水体净化数据为例,在经本装置回转式净化后,排水管处的出水水质指标为TSS小于5.0mg/l;TAN小于1.5mg/l;TP小于0.05mg/l,高锰酸钾指数为2.70mg/l。

Claims (10)

1.一种回转式养殖水体净化装置,其特征在于:所述装置包括上方敞口的外桶(1)和设置在外桶(1)内的至少一层上方敞口的内桶(2);
外桶(1)与最外层的内桶(2)之间、从底面向上设有立式隔板(8),隔板(8)将其两侧的外桶(1)与最外层内桶(2)之间的间隙隔开,隔板(8)一侧外桶(1)与最外层内桶(2)之间设有进水管(4),进水管(4)上开有进水孔(6),隔板(8)另一侧最外层内桶(2)侧壁下部开有过水孔(7);
相邻两层内桶(2)之间也从底面向上设有立式的隔板(8),隔板(8)将其两侧相邻内桶(2)隔开,隔板(8)一侧的外层内桶(2)侧壁与另一侧的内层内桶(2)侧壁上交替开设有过水孔(7);
最中心内桶(2)内设有排水管(3),排水管(3)与最中心内桶(2)之间设有立式隔板(8),隔板(8)将其两侧的最中心内桶(2)与排水管(3)之间的间隙隔开,排水管(3)上排水孔(5)与最中心内桶(2)上过水孔(7)分别位于隔板(8)两侧;
内外桶内均填有滤料介质层(9),进水孔(6)、过水孔(7)、排水孔(5)分别在低于滤料介质层(9)顶面的进水管(4)、内桶(2)、排水管(3)上开设。
2.根据权利要求1所述的回转式池塘养殖水体净化装置,其特征在于:所述排水孔(5)开口面积之和大于排水管(3)横截面积,进水孔(6)开口面积之和大于进水管(4)横截面积;
任意一层内桶(2)上过水孔(7)开口面积之和大于进水管(4)横截面积,从外至内,每层内桶(2)上的过水孔(7)开口面积之和保持不变或逐渐增大;
排水管(3)横截面积大于等于任意一层内桶(2)上的过水孔(7)开口面积之和。
3.根据权利要求2所述的回转式养殖水体净化装置,其特征在于:所述排水管(3)横截面积大于等于进水管(4)横截面积的1.5倍,所述任意一层内桶(2)上的过水孔(7)开口面积之和大于等于进水管(4)横截面积的1.5倍。
4.根据权利要求1所述的回转式养殖水体净化装置,其特征在于:所述进水孔(6)、过水孔(7)、排水孔(5)是分别在紧靠隔板(8)两侧的进水管(4)、内桶(2)、排水管(3)各自侧壁上集中开设的多个均布小孔,其中,进水孔(6)、过水孔(7)开设位置在滤料介质层(9)的下层部位,排水孔(5)开设位置在滤料介质层(9)的上层部位。
5.根据权利要求1所述的回转式养殖水体净化装置,其特征在于:所述滤料介质层(9)由砂粒、粘土颗粒或聚苯乙烯球形颗粒构成,滤料介质颗粒直径大于进水孔(6)、过水孔(7)、排水孔(5)的直径。
6.根据权利要求5所述的回转式养殖水体净化装置,其特征在于:所述滤料介质颗粒的直径为10~20mm,比重为0.9~1.1Kg/l。
7.根据权利要求1所述的回转式养殖水体净化装置,其特征在于:所述外桶(1)与内桶(2)为具有同一个底面的圆桶,内、外桶与排水管(3)同心设置,所有隔板(8)设置在从桶中心到外桶(1)圆周的同一半径线上。
8.根据权利要求7所述的回转式养殖水体净化装置,其特征在于:所述外桶(1)高度为1.2~1.5m,直径为3~5m,内桶(2)为一个,且内外桶之间间隙与内桶、排水管之间间隙的横截面积相等。
9.根据权利要求1所述的回转式养殖水体净化装置,其特征在于:所述排水管(3)一端从装置下方向上伸入内桶(2)中,排水管(3)伸入内桶(2)端为敞口端,且外桶(1)高于内桶(2),排水管(3)敞口端与内桶(2)等高。
10.根据权利要求1所述的回转式养殖水体净化装置,其特征在于:所述内外桶、隔板(8)、进水管(4)、排水管(3)由PE或PVC材料制成。
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