CN102218236B - 一种水产养殖一体化水处理装置及其冲洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水产养殖水处理技术领域，一种水产养殖一体化水处理装置，包括呈漏斗状的池体(10)，在池体(10)的上部设置一块孔板(22)，孔板(22)下部放置轻质发泡粒子的滤料(20)；在池体(10)圆锥面下部开设连通孔(41)，设置反冲气室(40)，上方分别开设进气管(42)和排气管(43)，在池体(10)圆柱体的下部设置网板(21)。一种水产养殖一体化水处理装置的冲洗方法：打开排污管(15)，关闭排污管(15)，打开进气管(42)充气，反冲气室(40)中的水被压入池体(10)，当反冲气室(40)中充满气体后关闭进气管(42)瞬间打开排气管(43)，气体排出，池体(10)中水迅速进入反冲气室(40)，滤料(20)向下膨胀松散，被截留的悬浮固体和老化的生物膜便脱落入水体中，滤料(20)被清洗。本发明滤料水处理效率高，反冲洗效果好，能耗低。

Description

一种水产养殖一体化水处理装置及其冲洗方法

技术领域

本发明涉及水产养殖水处理技术领域，尤其涉及工厂化循环水养殖系统去除固体颗粒物和可溶性有机物的装置。

背景技术

水产养殖系统中存在着许多固体颗粒物和可溶性有机物，它们主要来源于饲料及鱼类的代谢产物。固体颗粒物的主要构成是鱼粪和残饵等；可溶性有机物的主要构成是COD及氮磷等营养盐，其中的氨氮对鱼类的生长甚至生存具有直接影响。其去除方法和效果，直接影响整个系统的配置、建造成本、电耗和运行成本等诸多因素，也直接影响鱼类生长和养殖成本等。

水产养殖系统中固体颗粒物的常见去除方法主要有：重力分离：如沉淀池、旋转分离等；滤网过滤：如固定式滤网、布袋、旋转滤网又称微滤机等；沙滤：如沙滤池、压力式砂滤器；气浮：如机械气浮、射流气浮、布气气浮，等等。可溶性有机物、氨氮等的常见去除方法都采用生物膜法。根据生物膜载体的材质、形状、大小、运动流态的不同，又分成多种生物滤池(塔)、生物接触氧化池、生物转盘、生物流化床等工艺形式。目前，以前两种使用较多。

在工厂化循环水养殖系统中，去除固体颗粒物和可溶性有机物、氨氮等是必需的基本的水处理工艺环节。目前广泛使用的水处理工艺流程中，去除固体颗粒物与可溶性有机物这两个工艺环节，是分开单独设置的，通过水泵提升、管线或溢流等方式相互联结。存在占地多、水头损失较大，影响造价、电耗和运行成本。

为此，中国专利《陆基养殖的生物净化床》专利号00249302.0公开了一种水处理生物净化床的结构，一个漏斗形容器，该容器沿口有聚水槽，容器内有一层平铺的格栅板，格栅板下部是水体沉淀区，格栅板上部有卵石层、珊瑚砂石过滤层，容器进水管穿过珊瑚砂石过滤层，卵石支承层和格栅板通入沉淀区，使被处理水中的固体物和可溶性有机物得到去除和净化。

但是，使用中发现此类生物净化床在使用一段时间后，随着滤料层截留的小颗粒有机污物的增加，水处理效率逐渐下降，尤其是滤料层开始出现堵塞后，无法清洗清除，当堵塞严重时只能停止运行，采用人工铲挖，高压水冲洗方式，劳动条件恶劣，强度大，时间长，难以为继，本领域急于解决此问题，改变此状态。

发明内容

有鉴于上述情况，本发明的目的是针对工厂化循环水养鱼系统使用的能克服上述缺陷、提供能长时期连续运行、可操作性强、去除固体颗粒物与去除可溶性有机物效率高的水处理装置，以及能简单、快速地清除装置净化过程中悬浮固体和老化生物膜的方法，本发明的目的由以下技术方案实现。

一种水产养殖一体化水处理装置，包括上部为圆柱体、下部为圆锥体，呈漏斗状的池体，池体的上边为一圈锯齿形出水堰板其外侧为环形的集水槽，集水槽的水由出水管排出；池体的中心为垂直的中心管；池体的圆锥形底部为集污槽及排污管；其特征在于：

在所述池体的上部设置一块孔板，孔板下部放置轻质发泡粒子的滤料；

在所述池体圆锥面的下部位置开设若干连通孔，与设在池体圆锥面外侧的反冲气室的下部连通，在反冲气室的上方分别位置开设进气管和排气管；

在池体圆柱体的下部设置网板。

进一步，所述排气管的尾部延续向上的高度高于所述池体的水面高度。

进一步，在所述中心管下部出口处设置呈锥顶朝上的反射板。

进一步，所述滤料轻质发泡粒子粒径为3.5～5.5mm，比表面积大于600。

进一步，所述孔板或网板的网或孔的直径小于轻质发泡粒子的直径，为不锈钢网板或不锈钢孔板。

进一步，所述堰板为锯齿形堰板。

进一步，所述池体为钢结构或混凝土结构。

一种水产养殖一体化水处理装置的冲洗方法，其特征在于：

①打开排污管进行一次排污；

②关闭排污管，打开进气管进行充气，反冲气室中的水被压入池体，当反冲气室中充满气体后关闭进气管；

③瞬间打开排气管，反冲气室中的气体由排气管排出，池体中的水迅速在自重作用下进入反冲气室，滤料也在瞬间向下膨胀松散，被截留的悬浮固体和老化的生物膜便脱落入水体中，滤料被清洗。

进一步，日排污次数为4～6次。

进一步，日反冲洗次数为1～3次。

采用本发明的技术方案，包括池体，其上部为圆柱形，下部为圆锥形，可采用钢结构或混凝土结构。池体的上边为一圈出水堰板其外侧为环形的集水槽，集水槽的水由出水管排出；池体的中心为垂直的中心管；池体的圆锥形底部为集污槽及排污管，滤料为轻质发泡粒子，粒径为3.5～5.5mm，比表面积大于600；池体圆柱体下部设置的网板可防反冲时滤料跑料；池体的上部设置一块孔板、材料可用不锈钢丝网或不锈钢孔板，也可用玻璃钢槽板形式，主要作用是阻挡并承受滤料的浮力，并能小阻力出水。进水槽与进水中心管相联，下端是反射板，使进水顺箭头方向均匀布水入池。在池体圆锥面的外部，由连通孔串通设置一圈反冲气室，反冲气室根据工况需要，可以设置为一个连续的环状气室，也可以为两个，或者数个相互对称的气室，通过管道相连。反冲气室与池体锥形面之间的连通孔可采用多孔或多槽形式；反冲气室上方开设进气口和排气口。

工作原理：待处理的养鱼排水通过进水槽、中心管、反射板，沿图示箭头方向进入池体，较大的固体颗粒，在重力作用下缓慢下沉，最终落入集污槽中。悬浮颗粒则随缓慢的水流上升，在通过滤料层时被逐步截留。与此同时，上升水流经过滤料层时，水中可溶性有机物、氨氮等被滤料表面的生物膜所降解，并经孔板、溢流堰板进入集水槽，可由出水管出水，也可在集水槽下方设置半环形调节池出水。从而水体中的固体颗粒物和可溶性有机物、氨氮等在同一装置中得以有效去除，即同时完成了水的物理处理和水的生物处理，使养鱼水得以净化。落入集污槽的固体污物通过排污管排出池外，日排污次数为4～6次，可采用人工操作阀门，也可采用电磁阀由继电器控制。

滤料层截留的悬浮粒子增多、水的阻力加大后，便需进行反冲洗。过程为，先打开排污管进行一次排污，然后打开进气管阀门，使反冲气室逐渐充入气体，反冲气室内的水被压入池体，当反冲气室充满气体后关闭进气阀门；再迅速打开排气管的阀门，这时反冲气室内的气体在水压作用下，瞬间通过排气口排入空间，池体内的水就迅速充填反冲气室，滤料层也在瞬间向下膨胀松散，被截留的悬浮固体和老化的生物膜便脱落入水体，滤料得以清洗。日反冲洗次数为1～3次。反冲洗次数和时间，可按经验数据进行，也可在滤料层设一外通的观察连通透明管，根据观察管的水位上升情况进行反冲洗。操作上，可以采用人工操作，也可采用电磁阀，时间继电器控制。

本发明的有益效果：与现有技术相比突出两项优点：

其一，本发明采用的滤料比表面积大、物理性能好、耐用的轻质发泡粒子，其在水中呈上浮状；同时，轻质发泡粒子粒径为3.5～5.5mm，比表面积大于600，远大于现有技术下沉的天然卵石、珊瑚砂石表面积，大大提高了对水中可溶性有机物、氨氮等被滤料表面生物膜所降解的效率。以轻质发泡粒子为滤料，不但粒径小、形状规则、比表面积大，截留固体污物能力强，综合处理效果好，而且被截留的固体、污物很容易被清洗掉，采用反冲气室为动力的反冲洗方式，适合发泡粒子滤料的特性，不但反冲洗效果好，能耗低，而且不会损伤滤料。

其二，改变了以往无法、难以对滤料表面进行清洗，费工、费时、费力、效果不好的缺点，采用本发明的技术方案，几乎瞬间便可非常清洁地对滤料表面进行清洗，省工、省时、省力、高效。采用的反冲洗方式不但效果好，操作简便、耗气少，气室的设置不占有效空间。使本发明的工艺及装置具有结构紧凑、体积小、占地少、运行水头损失少、处理效率高、可操作性强等特点，从而实现投资较少，处理效率较高、电耗和运行成本较低的目的。

另外，本发明保持和进一步增强了水产养殖系统一体化水处理装置其它优点，减少了废水处理工艺环节，将常规水处理工艺环节中分开设置的去除固体颗粒物——水的物理处理环节和去除可溶性有机物、氨氮——水的生物处理中的两个环节有机组合在一个工艺环节或装置中，结构紧凑，效率高。

本发明增加了中心管下部的反射板结构，能起到消能、布水和使水流折向上流的作用，有利于提高沉淀效果。

装置上部出水堰板为锯齿形堰板，使出水更为均匀，装置整体布局、反冲气室的设置不另占空间结构紧凑，占地少。总之，本发明是一种投资较小、电耗较低、运行成本较低、效率较高的水循环处理装置和方法。

附图说明

图1是本发明水产养殖一体化水处理装置的一种实施方式，从正面观察的剖面结构示意图；

图2是图1的俯视图。

图中，10是池体、11是出水管、12是集水槽、13是堰板、14是集污槽、15是排污管、20是滤料、21是网板、22是孔板、30是进水槽、31是中心管、32是反射板、40是反冲气室、41是连通孔、42是进气管、43是排气管。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作更详细的介绍、叙述。

一种水产养殖一体化水处理装置，包括上部为圆柱体、下部为圆锥体，呈漏斗状的池体10，池体10的上边为一圈堰板13，其外侧为环形的集水槽12，集水槽12的水由出水管11排出；池体10的中心为垂直的中心管31；池体10的圆锥形底部为集污槽14及排污管15；在所述池体10的上部设置一块孔板22，孔板22下部放置轻质发泡粒子的滤料20；在所述池体10圆锥面的下部位置开设若干连通孔41，在池体10圆锥面的外部，由连通孔41串通设置一圈反冲气室40，在反冲气室40的上方分别位置开设进气管42和排气管43；在池体10圆柱体的下部设置网板21。

所述排气管43的尾部延续向上的高度高于所述池体10的水平面高度。由此，可以确保不至池水反流出来。

在所述中心管31下部出水口处设置呈锥顶朝上的反射板32。使得进水可以依靠反射板32均匀而有力地分散于池体10中。

所述滤料20的轻质发泡粒子粒径为3.5～5.5mm，比表面积大于600。由此，水中可溶性有机物、氨氮等可以良好地被滤料表面的生物膜所降解，大大优于现有技术专利号00249302.0中采用的卵石层、珊瑚砂石等材质。

所述孔板22或网板21的网或孔的直径小于轻质发泡粒子的直径，为不锈钢网板或不锈钢孔板。能起到防止轻质发泡粒子的外浮和反冲时出孔板22或网板21的网或孔眼。

所述堰板13为锯齿形堰板，使出水更均匀。

所述池体10为钢结构或混凝土结构。结实、可靠、经济、耐用。

一种水产养殖一体化水处理装置的冲洗方法：

①打开排污管15进行一次排污；

②关闭排污管15，打开进气管42进行充气，反冲气室40中的水被压入池体10，当反冲气室40中充满气体后关闭进气管42；

③瞬间打开排气管43，反冲气室40中的气体由排气管43排出，池体10中的水迅速在自重作用下进入反冲气室40，滤料20也在瞬间向下膨胀松散，被截留的悬浮固体和老化的生物膜便脱落入水体中，滤料20被清洗。

日排污次数为4～6次。日反冲洗次数为1～3次。此为工厂化循环水养鱼处理的经验数据。通常池体10的规格可取直径1.5～3.5米，高度2.5～4米，并可根据工况条件作适当调整。当池体高度较高时，可改变排污管的设置，以减少空间和方便操作。即从排污槽14底部起沿池壁竖一根高出池体10水面的排污管，并在位于滤料层20的中下部接一三通管穿过池壁后安装上阀门，打开阀门后便可进行排污。

Claims (10)

1.一种水产养殖一体化水处理装置，包括上部为圆柱体、下部为圆锥体，呈漏斗状的池体(10)，池体(10)的上边为一圈出水堰板(13)其外侧为环形的集水槽(12)，集水槽(12)的水由出水管(11)排出；池体(10)的中心为垂直的中心管(31)；池体(10)的圆锥形底部为集污槽(14)及排污管(15)；其特征在于：

在所述池体(10)的上部设置一块孔板(22)，孔板(22)下部放置轻质发泡粒子滤料(20)；

在所述池体(10)圆锥面的下部位置开设若干连通孔(41)，在池体(10)圆锥面的外部，由连通孔(41)串通设置一圈反冲气室(40),在反冲气室(40)的上方分别位置开设进气管(42)和排气管(43)；

在池体(10)圆柱体的下部设置网板(21)。

2.根据权利要求1所述水产养殖一体化水处理装置，其特征在于所述排气管(43)的尾部延续向上的高度高于所述池体(10)的水面高度。

3.根据权利要求1所述水产养殖一体化水处理装置，其特征在于在所述中心管(31)下部出水口处设置呈锥顶朝上的反射板(32)。

4.根据权利要求1所述水产养殖一体化水处理装置，其特征在于所述滤料(20)轻质发泡粒子粒径为3.5～5.5mm，比表面积大于600。

5.根据权利要求1所述水产养殖一体化水处理装置，其特征在于所述孔板(22)的孔或网板(21)的网的直径小于轻质发泡粒子的直径，且孔板(22)或网板(21)为不锈钢。

6.根据权利要求1所述水产养殖一体化水处理装置，其特征在于所述堰板(13)为锯齿形堰板。

7.根据权利要求1所述水产养殖一体化水处理装置，其特征在于所述池体(10)为钢结构或混凝土结构。

8.一种如权利要求1所述装置的冲洗方法，其特征在于：

①打开排污管(15)进行一次排污；

②关闭排污管(15)，打开进气管(42)进行充气，反冲气室(40)中的水被压入池体(10)，当反冲气室(40)中充满气体后关闭进气管(42)；

③瞬间打开排气管(43)，反冲气室(40)中的气体由排气管(43)排出，池体(10)中的水迅速在自重作用下进入反冲气室(40)，滤料(20)也在瞬间向下膨胀松散，被截留的悬浮固体和老化的生物膜便脱落入水体中，滤料(20)被清洗。

9.根据权利要求8所述的冲洗方法，其特征在于日排污次数为4～6次。

10.根据权利要求8所述的冲洗方法，其特征在于日反冲洗次数为1～3次。

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