CN103238552A

CN103238552A - 一种基于微生态平衡调控的循环水养殖系统

Info

Publication number: CN103238552A
Application number: CN2013101411552A
Authority: CN
Inventors: 江兴龙
Original assignee: Jimei University
Current assignee: Jimei University
Priority date: 2013-04-23
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2013-08-14

Abstract

本发明公开一种基于微生态平衡调控的循环水养殖系统，包括养殖池、增氧设备、生物膜产生设施、自动反冲一级过滤器、自动反冲二级过滤器以及移动床生物膜反应器，该生物膜产生设施设置在养殖池中用于形成生物膜，该增氧设备与养殖池相连以提高养殖池中溶解氧的含量，该自动反冲一级过滤器、自动反冲二级过滤器、移动床生物膜反应器依次相连，该自动反冲一级过滤器的入口与污水出口相连通，该移动床生物膜反应器的出口与循环水入口相连通，该自动反冲一级过滤器用于物理过滤筛除1mm以上的悬浮固体物质，该自动反冲二级过滤器用于物理过滤筛除0.1mm以上的悬浮固体物质。本发明实现投资成本与能耗降低、运行成本节约和养殖效益提高。

Description

一种基于微生态平衡调控的循环水养殖系统

技术领域

本发明涉及循环水养殖系统领域，更具体的说涉及一种基于微生态平衡调控的循环水养殖系统。

背景技术

当前国内外研发应用的工厂化循环水养殖系统的工艺虽然多种多样，但是其普遍的设计原理都是通过设置水处理系统的各功能单元，尽可能地降解去除养殖污水中的有机物质、无机氮和磷以纯净水质，并通过设置的灭菌设施尽可能地杀灭循环水中存在的微生物，进而实现对养殖病害的防控。

由于现有循环水养殖系统没有实现对养殖水体中的有机物质、无机氮和磷等废弃营养物质进行转化循环再利用，而仅仅重在尽可能地脱氮除磷。如此，现有循环水养殖系统普遍存在设备设施投资大及耗能运行成本高的缺点，严重影响了循环水养殖技术的大面积推广应用，短期内难以为我国广大的水产养殖者所接受。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于微生态平衡调控的循环水养殖系统，以解决现有技术未对有机物质、无机氮和磷等废弃营养物质进行转换循环利用，从而具有设备设施投资大、耗能运行成本高的问题。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于微生态平衡调控的循环水养殖系统，其中，包括养殖池、增氧设备、生物膜产生设施、自动反冲一级过滤器、自动反冲二级过滤器以及移动床生物膜反应器，该养殖池具有污水出口和循环水入口，该生物膜产生设施设置在养殖池中用于形成生物膜，该增氧设备与养殖池相连以提高养殖池中溶解氧的含量，该自动反冲一级过滤器、自动反冲二级过滤器、移动床生物膜反应器依次相连，该自动反冲一级过滤器的入口与污水出口相连通，该移动床生物膜反应器的出口与循环水入口相连通，该自动反冲一级过滤器用于物理过滤筛除1mm以上的悬浮固体物质，该自动反冲二级过滤器用于物理过滤筛除0.1mm以上的悬浮固体物质。

进一步，该循环水养殖系统还包括污泥压滤处理器，该污泥压滤处理器接收自动反冲一级过滤器和自动反冲二级过滤器所滤除的悬浮固体物质并进行压滤处理，该污泥压滤处理器还通过回流管路将压滤处理的液体部分回流至自动反冲一级过滤器的入口。

进一步，该循环水养殖系统还包括砂滤池和紫外杀菌器，该砂滤池和紫外杀菌器依次设置在水源地和自动反冲二级过滤器之间，该砂滤池滤除1mm以上的悬浮固体物质。

进一步，该生物膜产生设施为生物膜净水栅，该生物膜净水栅以一定密度设置在养殖池中并用于形成生物膜。

采用上述结构后，本发明涉及一种基于微生态平衡调控的循环水养殖系统，其通过设置自动反冲一级过滤器和自动反冲二级过滤器，如此可以去除养殖污水中的悬浮固体物质；再者移动床生物膜反应器对污水的处理，如此可以降解转化无机氮中对养殖动物有毒害影响的氨氮、亚硝酸盐氮，去除部份的无机磷，使养殖污水转化为安全的养殖用水；通过在养殖池内设置生物膜产生设施，其可以促进微生物群落的发展，充分利用水中N和P，形成适宜产量的生物絮团，既可作为养殖鱼、虾、贝类等养殖动物的补充饲料，又能降低循环水养殖系统的废物（N和P）处理负荷，从而可以简化水处理系统中的处理单元结构与数量，实现投资成本与能耗降低、运行成本节约和养殖效益提高。

附图说明

图1为本发明涉及一种基于微生态平衡调控的循环水养殖系统的结构示意图。

图中：

循环水养殖系统 100

养殖池 1 增氧设备 2

生物膜产生设施 3 自动反冲一级过滤器 4

自动反冲二级过滤器 5 移动床生物膜反应器 6

污泥压滤处理器 7 水源地 81

砂滤池 82 紫外杀菌器 83。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1所示，本发明涉及的一种基于微生态平衡调控的循环水养殖系统100，包括养殖池1、增氧设备2、生物膜产生设施3、自动反冲一级过滤器4、自动反冲二级过滤器5以及移动床生物膜反应器6。

该养殖池1具有污水出口和循环水入口，该生物膜产生设施3设置在养殖池1中用于形成生物膜，该生物膜产生设施3可以为现有技术中的技术手段，比如其可以为本申请人之前获得实用新型ZL201120032516.6，即生物膜净水栅，该生物膜净水栅以一定密度设置在养殖池1中并用于形成生物膜，具体是通过利用具有巨大比表面积呈辐射状排列的大量糙面尼龙丝条的设置而增加生态位，大量吸附聚集微生物形成生物膜，进一步，生物膜上微生物充分利用消耗水中N和P，获得种群生长并形成适宜产量的生物絮团，一方面作为养殖鱼、虾、贝类等养殖动物的补充饲料，另一方面又能降低循环水养殖系统100的废物（N和P）处理负荷，即起到降解部分有机物质及利用消耗无机N和P的功效。

该增氧设备2与养殖池1相连以提高养殖池1中溶解氧的含量，该自动反冲一级过滤器4、自动反冲二级过滤器5、移动床生物膜反应器6依次相连，该自动反冲一级过滤器4的入口与污水出口相连通，该移动床生物膜反应器6的出口与循环水入口相连通，该自动反冲一级过滤器4用于物理过滤筛除1mm以上的悬浮固体物质，该自动反冲二级过滤器5用于物理过滤筛除0.1mm以上的悬浮固体物质。

如图1所示，当养殖池1的养殖污水从污水出口流出后，将先通过管路进入自动反冲一级过滤器4进行粗筛，主要是通过物理过滤筛除1mm以上的悬浮固体物质；然后再经管道进入自动反冲二级过滤器5进行细筛，主要是通过物理过滤筛除0.1mm以上的悬浮固体物质，从而实现对鱼、虾、贝类等养殖动物的粪便、残饵等颗粒物进行高效截留过滤。

过滤的出水再进入移动床生物膜反应器6（即MBBR），MBBR工艺上兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，反应器内的生物载体具有较高的比表面积，可以保证在流化状态下仍然有大量微生物附着，载体可以大大提高生物量和水气生物的接触面积，为水气微生物提供良好的反应条件。经过移动床生物膜反应器6的处理，可高效降解氨氮、亚硝酸盐氮等对养殖鱼虾有毒害的物质，出水可达到安全养殖用水的要求，然后再经管道流回养殖池1。

为了实现零污染排放及循环利用资源，该循环水养殖系统100还包括污泥压滤处理器7，该污泥压滤处理器7接收自动反冲一级过滤器4和自动反冲二级过滤器5所滤除的悬浮固体物质并进行压滤处理，该污泥压滤处理器7还通过回流管路将压滤处理的液体部分回流至自动反冲一级过滤器4的入口；而利用污泥压滤处理器7压制成泥饼后，则可作为有机肥提供于种植业利用。

在为整个系统进行少量补水或首次进水时，从水源地81取水经管道首先进入砂滤池82，滤除约1mm以上的悬浮固体物质，后再通过设置的紫外灭菌器83杀灭水中存在的微生物，以杀灭外来水源地的水源水可能带入系统的病害微生物，然后再进入自动反冲二级过滤器5。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

一、该生物膜产生设施3用于使微生物附着并聚集形成生物膜，在池塘水产养殖期间，由于增氧设备2的开机使用，使气、水、生物膜得到充分混渗并接触交换，使得微生物能很好地利用水中废弃的有机物质、无机氮和磷等，进行良好的新陈代谢，保持良好的活性，获得良好生长，使水体维持丰度较高的微生物（细菌、藻类及一些原生动物等）群落；同时，由于生态位的高度多样化，促使微生物多样性显著增加，从而实现对池塘微生态平衡的有效调控。其具有如下优点：

⑴由于生物膜上大量微生物对水中废弃的有机物质、无机氮和磷等的利用，降低了水中N、P浓度，大幅度减少了循环水水处理系统的废物处理负荷，有利于降低系统设备设施投资及耗能运行成本。

⑵生物膜上的许多细菌所分泌的多糖类物质可吸附聚集水中的残饵、有机碎屑等，从而可与生物膜上的细菌、藻类及原生动物等共同形成大量的生物絮团，而生物絮团是可被养殖鱼、虾、贝类等养殖动物摄食的优质饲料，从而实现了饲料及水中污染物营养物质的二次再利用，提高了饲料利用率，节约了养殖饲料；并且有利于生物膜在养殖期间的不断更新，促进微生物良好生长。

⑶微生物多样性增加可遏制病原微生物种群爆发性生长，实现对养殖病害的生态防控。

二、本发明应用生态调控防病的方法，通过在循环水系统的养殖池1中设置一定密度的生物膜净水栅，促进养殖水体中生物膜上微生物群落多样性发展，竞争遏制养殖水体中的寄生虫与病原菌等病原生物，及应用循环水处理系统中的物理过滤与生物处理等综合手段，降低寄生虫与病原菌等的存活率和感染力，达到生态防治循环水养殖鱼、虾、贝类等养殖动物病害的效果。本发明属于国内外首创，具有显著的创新性。

三、本发明重点突破了高效低耗国产循环水养殖系统100的构建及生态病害防控技术，降低当前循环水养殖系统100的建造成本约30%和下降生产成本约30%，生产绿色水产品。从而满足市场与养殖业迫切需要可经济运行的鱼、虾、贝类等养殖动物循环水养殖技术的广泛需求，使广大养殖者可承受应用并获得良好的经济效益，同时，也满足广大人民群众对绿色水产品的渴求。此外，本项目的实施将突破当前国内外普遍应用的循环水养殖系统100的工艺模式，在国际上首次开创应用循环水系统中养殖水体微生物（细菌、藻类等）人工操纵净水增产技术与水处理系统高效低耗水处理技术有机结合，构建低投入低运行成本的高效低耗循环水养殖系统100生态模式，该生态模式将是个重大技术创新，它将大幅度降低当前循环水养殖系统100的高投入高运行成本，促进循环水养殖业的整体行业技术进步与技术普及应用推广，并大力推动水产养殖业的行业科技进步与可持续发展。

综上所述，本发明通过建立一种保持微生物（细菌、藻类等）群落良好生长，基于微生态平衡调控的循环水养殖系统100，实现高效低碳节能与生态防病，降低系统的废物处理负荷，从而简化水处理系统中的处理单元结构与数量，实现系统的设备设施投资成本与能耗降低、运行成本节约和养殖效益提高等特点，使我国广大水产养殖者易于接受应用，促进循环水养殖技术的规模推广应用。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims

1.一种基于微生态平衡调控的循环水养殖系统，其特征在于，包括养殖池、增氧设备、生物膜产生设施、自动反冲一级过滤器、自动反冲二级过滤器以及移动床生物膜反应器，该养殖池具有污水出口和循环水入口，该生物膜产生设施设置在养殖池中用于形成生物膜，该增氧设备与养殖池相连以提高养殖池中溶解氧的含量，该自动反冲一级过滤器、自动反冲二级过滤器、移动床生物膜反应器依次相连，该自动反冲一级过滤器的入口与污水出口相连通，该移动床生物膜反应器的出口与循环水入口相连通，该自动反冲一级过滤器用于物理过滤筛除1mm以上的悬浮固体物质，该自动反冲二级过滤器用于物理过滤筛除0.1mm以上的悬浮固体物质。

2.如权利要求1所述的一种基于微生态平衡调控的循环水养殖系统，其特征在于，该循环水养殖系统还包括污泥压滤处理器，该污泥压滤处理器接收自动反冲一级过滤器和自动反冲二级过滤器所滤除的悬浮固体物质并进行压滤处理，该污泥压滤处理器还通过回流管路将压滤处理的液体部分回流至自动反冲一级过滤器的入口。

3.如权利要求1所述的一种基于微生态平衡调控的循环水养殖系统，其特征在于，该循环水养殖系统还包括砂滤池和紫外杀菌器，该砂滤池和紫外杀菌器依次设置在水源地和自动反冲二级过滤器之间，该砂滤池滤除1mm以上的悬浮固体物质。

4.如权利要求1所述的一种基于微生态平衡调控的循环水养殖系统，其特征在于，该生物膜产生设施为生物膜净水栅，该生物膜净水栅以一定密度设置在养殖池中并用于形成生物膜。