CN102257986A - 一种养殖污水序批式循环处理与再利用系统的构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种养殖污水序批式循环处理与再利用系统的构建方法，所述方法包括：a、将养蟹塘设为中心作用塘，旁边设置其他产污严重池塘，方便其与养蟹塘间互相排水；b、所述养蟹塘中种植多种土著沉水植物以构建一个高效修复生态系统；c、在养蟹塘间歇闲置期，将旁边塘中养殖污水按不同水产品捕捞时间顺序与水质污染程度有序分批注入养蟹塘中净化处理然后直接循环回用。本发明优点在于：构建了一个较为稳定的原位、异位与养殖模式相结合的净化系统；用于净化养殖污水的异位修复塘，可发展水生经济动物养殖，同时节约了水资源和土地资源；养蟹塘构建了良性循环生态系统，降低了成本；实现养殖污水“零排放”，工艺简短、运行费用低，无二次污染。

Description

一种养殖污水序批式循环处理与再利用系统的构建方法

技术领域

本发明涉及陆域水产养殖领域，具体地说，是一种养殖污水序批式循环处理与再利用系统的构建方法。

背景技术

陆域水产养殖严重存在品种单一、水产品品质低、环境污染及水资源浪费等问题。养殖过程中投饵过量、用药过度以及池塘生态系统退化等问题，造成水质恶化，富营养物质大量排放，尤其是养鱼塘、养鳖塘等多种类型养殖污水的氮、磷、高锰酸盐指数等污染物浓度很高，对水环境造成严重污染，使得生态环境发生了一系列变化，以致破坏水域生态系统的功能，与此同时，随着天然水体的污染，可供养殖的水源越来越少，传统的注水与换水调控水质基本无法实现，同时影响水产品质量，以及食用安全性，直接或间接地危及到人类本身。水资源短缺和水环境污染造成的水危机已经严重制约了经济的发展。 

未来的水产养殖业发展将受制于水资源、土地资源、环境保护、能源利用、水产品质以及其他重要因素，因此对于资源和能源紧缺的水产养殖国家，大力推广高效生态健康养殖和养殖污水合理化处理，必须以节约水资源、土地资源、节能减排为前提，并有效地保护环境，保障水产食品安全，发展循环经济，实现可持续发展。

目前，对于养殖污水处理，一般在池塘周边设置各种净化处理系统，中国专利申请号200610054026.X、200620168387.2和201010103123.X都涉及在其外围设立净化池（如植物滤池、孔石莼藻池和硝化滤池等）来实现净化，但其构建物较多，成本较高，净化周期长，运行能耗大。中国专利申请号 200610059750.1则是将养殖池塘中央底层的养殖废水提升至另一水槽中进行悬浮有机物分离和自然光化学催化氧化处理，处理过程繁琐，不易推广。中国专利申请号200910037024.3涉及臭氧、机械、生物以及液氧转换水等，处理设备多，构建成本昂贵。人工湿地是一种新兴污水处理技术，应用于养殖污水净化处理效果较好，但人工湿地系统稳定性差、运行寿命短、水力负荷和污染负荷较低，占地面积很大，容易引起二次污染。中国专利申请号200710051740.8由鱼池、人工湿地和沟渠三部分构成，将养殖鱼塘废水经过专门的人工湿地和沟渠净化处理，湿地功能单一。中国专利申请号200810236364.4涉及池塘养殖水的净化池，呈长条状，其面积为养殖池塘面积的5～20％，沿尾水水流方向设有物理沉淀区、生物沉淀区、复氧区和储水区，且相邻净化区之间通过涵洞相互连通；物理沉淀区种植挺水植物、生物沉淀区种植漂浮植物、复氧区种植沉水植物、储水区种植沉水植物并放养水生经济动物；以及利用该净化池净化池塘养殖水的方法。并且为了达到有效净化效果，另外需要较大的占地面积。中国专利申请号200910194931.9涉及生物净化渠道、人工湿地和粘土陶粒水体净化装置等多级净化装置，涉及步骤繁琐，周期较长，成本高，应用范围小。但是关于一种能够实现养殖污水零排放且不采用任何净化装置的养殖污水序批式循环处理与再利用系统的构建方法目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种养殖污水序批式循环处理与再利用系统的构建方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种养殖污水序批式循环处理与再利用系统的构建方法，所述的构建方法包括以下步骤：

a、将养蟹塘设为中心作用塘，旁边设置其他产污严重池塘，方便旁边池塘与养蟹塘之间互相排水；

b、所述的养蟹塘中种植多种沉水植物以构建一个稳定、高效的生态修复系统；

c、在养蟹塘的间歇闲置期，将旁边池塘的养殖污水按不同养殖对象捕捞时间顺序与水质污染程度有序分批注入养蟹塘中进行净化处理，净化后的水直接循环回用。

所述的其他产污严重池塘为鱼塘、鱼苗塘、鳖塘和蟹苗塘等各类养殖池塘。

所述的养蟹塘与周边各池塘面积比为1:1-3.5。

所述的沉水植物为伊乐藻、苦草、轮叶黑藻、马来眼子菜、黄丝草、金鱼藻。

所述的沉水植物的单一种植密度为5-7g/L。

所述的步骤b中养蟹塘中种植沉水植物的方法包括以下步骤：a、养蟹塘整修消毒；b、春季种植先锋种沉水植物伊乐藻，然后种植黄丝草；c、夏秋季种植轮叶黑藻和苦草；d、7月开始，收割捕捞伊乐藻。

本发明优点在于：

1、本发明构建了一个较为稳定的原位、异位与养殖模式相结合的净化系统，可明显改善水质，修复能力较强；

2、用于净化养殖污水的异位修复塘，可以发展水生经济动物养殖，具有一定经济效益，弥补了一般人工湿地功能的单一性缺陷，同时节约了土地资源，降低了养殖成本；

3、养蟹塘中种植多种沉水植物，克服了传统养殖塘植物模式单一、水质调控稳定性差的缺点，构建了结构完善、功能稳定、作用连续的良性循环生态系统，节省了人力物力，且降低了成本；

4、本发明实现了养殖污水“零排放”，且无需采用其他任何净化设备预处理，工艺简短、易操作、运行费用低，适应性强，无二次污染，并且节约了水资源，同时可提高水产品品质，成本低效能高、管理简便，在人少地多的发展中国家，有很高的推广价值和广阔的应用前景。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

实施例1  养蟹塘中沉水植物的种植

养蟹塘中沉水植物的种植技术的主要内容体现在以下两个方面：一是通过不同沉水植物种群的合理配置，构建结构完善、功能稳定、作用连续的良性循环生态系统。二是按照沉水植物季节性生长规律，按时间节点种植，保障水质调控的连续性以及养殖对象摄食需求。

技术原理：沉水植物水质净化原理与河蟹养殖技术。

工艺流程：养殖塘整修消毒→先锋种沉水植物（伊乐藻）种植，然后黄丝草种植→河蟹苗投放→螺蛳投放→轮叶黑藻、苦草、马来眼子菜种植→过量沉水植物收割捕捞。

主要技术参数：准备期对河蟹塘进行干池清整，挖除过多淤泥6-10cm，并保持淤泥5cm左右，用于示范池塘沉水植物的种植，开挖过程中保持池塘45°坡面，为河蟹提供脱壳、打洞场所。池塘整修完毕后，全塘泼洒生石灰，开展杀菌消毒工作。平均每亩生石灰用量为150Kg-200Kg。

结合沉水植物水质净化特征和河蟹生态养殖技术，充分考虑河蟹摄食习惯与沉水植物季节生长、净化规律，选择伊乐藻为春季先锋种，轮叶黑藻为夏秋季修复植物,另外种植其他水生植物。河蟹塘整修消毒10天后，水温5℃以上，开展伊乐藻移栽。按照2m×3m行间距扦插，扦插深度3cm-5cm，移栽面积占池塘面积1/2-2/3。伊乐藻既可净化水质，又可为青虾、河蟹提供饲料，保护虾蟹。7月开始，分阶段移除伊乐藻，使轮叶黑藻、苦草为河蟹摄食植物，继续发挥水质净化和稳定功效。

需要说明的是，传统养殖塘通常只种植一种沉水植物，植物模式单一，而且水质调控稳定性差，塘内植物的自我恢复生长也差，而本发明的特点在于在同一养殖塘中种植多种沉水植物，充分考虑河蟹摄食习惯以及沉水植物季节生长、净化规律，如选择伊乐藻为春季先锋种，轮叶黑藻为夏秋季修复植物，使得植物既能为河蟹提供充足植物，又能在养蟹塘闲置期发挥养殖污水处理的作用，同时利用植物的季节生长规律，使植物能够在闲置期恢复生长，为来年养蟹提供充足饵料。

实施例2  养殖污水序批式循环处理与再利用系统的构建与使用

1. 养殖区域内布设不同养殖对象池塘，水质较好的养殖蟹塘作为净化塘，为周边其他产污较严重池塘提供异位修复场所。所述的养蟹塘面积与周边各养殖塘面积比例为1:1-3.5，所述的养殖产污较严重池塘为鱼塘、鱼苗塘、鳖塘、蟹苗塘等。水质较好的养蟹塘为中心塘，周边为其他产污较严重池塘，以便养蟹塘与其他产污较严重池塘之间相互注排水方便。

2. 利用养蟹塘水位浅、水质要求高、需摄食水生植物等特点，选用净化能力强、河蟹喜食的水生植物，采用沉水植物合理的种植密度，进行生物多样性配置，提供一个较为稳定的水域生态系统，提高水体自净能力，使其具有较高净化处理效率，在保证养蟹塘水质要求前提下，满足养殖对象不同时期摄食要求，将养蟹塘作为原位生态修复塘。

所述的原位生态修复塘结合了水生植物水质净化特征和河蟹生态养殖技术，充分考虑河蟹摄食习性与水生植物季节生长、净化规律，按序选择不同时期不同水生植物配置和种植密度参数，最佳单一沉水植物种植密度参数为5-7g/L，适生的沉水植物为伊乐藻、苦草、轮叶黑藻、马来眼子菜、黄丝草、金鱼藻等既能净化水质与进行生态修复，又能提供养殖饵料的沉水植物种类，既满足养殖水质调控时间的连续性、调控效果的稳定性，又能满足养殖对象的摄食需求量。

需要说明的是，所述的沉水植物只在第一次构建生态系统时在养蟹塘中种植，当养蟹塘和周边池塘建立起平衡的生态系统时，则不再需要在养蟹塘中补种或铲除收割植物，其他池塘的养殖污水可以为养蟹塘中的植物提供肥料，这些沉水植物又为河蟹提供饵料，河蟹收货时，植物又能利用污水中的肥料进行恢复生长，既能发挥净化污水的作用，又能为来年河蟹的生长继续提供食物。

3. 根据河蟹养殖周期短、秋季收获，不同养殖对象养殖水资源需求与排放时间差异的规律特点，利用河蟹上市后养蟹塘的闲置期，建立陆域养殖污水排放异位湿地处理场所，将其他养殖污染较严重的污水通过一定水量有序分批式直接引入养蟹塘，无需采用任何净化处理设施。这样，既填补养蟹塘水草缺乏营养需求状况，又为来年养殖提供饵料，同时净化处理后的水又可循环回用，有利于发展高密度养殖，提高水产品品质。综合调控与合理利用水资源，实现养殖过程中养殖污水的净化和“零排放”。实现水资源循环利用，提高水资源利用的综合效应。

所述的一定比例根据养殖对象水质要求（如养鱼塘保持一定营养，节省饵料投放以便继续发展养殖）、养殖出水水量、水质波动性以及不同养殖对象工艺特点，分批分量进行，利用异位湿地生态修复技术，设计通过一定水力停留时间HRT和水力负荷参数，削减养殖池塘污染排放，提高水资源再循环利用率。

实施例3  养殖污水的异位处理效果

从12月17号至19号，抽取鱼塘中养殖污水至异位湿地处理场所养蟹塘中，水体体积为1:1，开展原位生态修复和异位湿地处理相结合，削减养殖污水效果实验。从19号开始，每隔5天采样一次，共采样5次，至1月8号结束，重点检测指标为高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷、叶绿素a等。

结果：鱼塘养殖污水经过20天的异位湿地处理效果良好，各主要水质指标均有显著下降，总氮由3.14mg/L下降到1.16mg/L，削减养殖污水中65%的总氮含量。对总磷、氨氮、高锰酸盐指数和叶绿素的削减率分别为75%、55%、58%和60%。经异位湿地处理后的水质总体达到国家地表水Ⅲ类标准，其中氨氮达到国家地表水II类标准，对各污染物的削减均超过50%。

由实验数据分析可知，本发明构建的系统的水力负荷较大，在水力停留时间HRT为15-20d，处理335 m³养殖污水时，水力负荷为0.05-0.06 m³/( m²·d)，能将劣Ⅴ类的养殖污水净化至Ⅲ类标准，并保持相对稳定，体现出良好养殖污染生态控制集成技术的生态效应。

本发明的一种养殖污水序批式循环处理与再利用系统的构建方法的特点：

1.本发明构建了一个原位、异位与养殖模式相结合的净化系统，是一个较为稳定的水域生态系统，可明显改善水质，修复能力较强。

2.用于净化养殖污水的异位修复塘，即养蟹塘，可以发展水生经济动物养殖，具有一定经济效益，弥补了一般人工湿地功能的单一性缺陷，同时不需要像传统养殖方式一样另外寻找一块土地来构建湿地或其他净化场所、设备，节约了土地资源，节省了能源，降低了养殖成本。

3.本发明在养蟹塘中种植多种沉水植物，克服了传统养殖塘植物模式单一、水质调控稳定性差且塘内植物的自我恢复生长也差的缺点，构建了结构完善、功能稳定、作用连续的良性循环生态系统，按照植物的季节性生长规律，保障了水质调控的连续性以及养殖对象摄食需求。而且一旦养蟹塘和周边池塘建立起平衡的生态系统，则不再需要在养蟹塘中补种或铲除收割植物，节省了人力物力，且降低了成本。

4.养殖污水经过净化后再循环投入养殖，养殖污水实现“零”排放，能大幅度提高水资源利用率，对作为异位湿地处理系统的养蟹塘进一步发展养殖提供饵料支持，比传统人工湿地具有更好的经济效益和环境效益。

5.本发明无需采用其他任何净化设备预处理，可直接采取养蟹塘闲置期置换净化，净化后亦无需经其他装置处理可直接回用于养殖塘发展高密度养殖。同时可提高水产品品质，成本低效能高、易操作、管理简便，为解决当下陆域水产养殖污染问题提供有效技术模式与途径，具有较强的应用性和较广的发展空间。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种养殖污水序批式循环处理与再利用系统的构建方法，其特征在于，所述的构建方法包括以下步骤：

a、将养蟹塘设为中心作用塘，旁边设置其他产污严重池塘，方便旁边池塘与养蟹塘之间互相排水；

b、所述的养蟹塘中种植多种土著沉水植物以构建一个稳定、高效的生态修复系统；

c、在养蟹塘的间歇闲置期，将旁边池塘的养殖污水按不同养殖对象捕捞时间顺序与水质污染程度有序分批注入养蟹塘中进行净化处理，净化后的水直接循环回用。

2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述的其他产污严重池塘为鱼塘、鱼苗塘、鳖塘或蟹苗塘。

3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述的养蟹塘与周边各池塘面积比为1:1-3.5。

4.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述的沉水植物为伊乐藻、苦草、轮叶黑藻、马来眼子菜、黄丝草、金鱼藻。

5.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述的沉水植物的单一种植密度为5-7g/L。

6.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述的步骤b中养蟹塘中种植沉水植物的方法包括以下步骤：a、养蟹塘整修消毒；b、春季种植先锋种沉水植物伊乐藻；c、夏秋季种植轮叶黑藻和苦草及其他；d、7月开始，收割捕捞伊乐藻。