CN103553224A

CN103553224A - 养殖水体微电解处理系统

Info

Publication number: CN103553224A
Application number: CN201310536021.0A
Authority: CN
Inventors: 魏焕曹
Original assignee: Prompt Chemical Industry Co Ltd That Manufactures Of Guangdong Spirit
Current assignee: Prompt Chemical Industry Co Ltd That Manufactures Of Guangdong Spirit
Priority date: 2013-11-01
Filing date: 2013-11-01
Publication date: 2014-02-05

Abstract

本发明提供了一种对养殖水体进行原位微电解处理的微电解系统，该系统包括用于对养殖水体进行微电解处理的微电极、用于将微电极固定在养殖水体中的固定装置和曝气装置。养殖水体经本发明的微电解系统处理后，养殖水体的COD、氨氮、亚硝酸盐大幅度降低，而溶解氧增加，促使养殖水体转变为“活水”，有效消除有机污染物（COD、氨氮、亚硝酸盐等）对水体的污染，从而减少各种鱼病，提高鱼的成活率和生长速度。

Description

养殖水体微电解处理系统

技术领域

本技术涉及对养殖水体进行净化修复处理的技术，更具体地讲，本发明涉及一种利用微电解系统对养殖水体进行原位修复的微电解处理技术。

背景技术

据统计，我国的水产品总产量自1989年以来已连续多年位居世界首位，是世界上主要渔业国家中唯一养殖产量超过捕捞产量的国家。近三十年来，随着我国工业的不断发展，水环境污染日益严重，而水产养殖业的高速发展也给水环境带来大量的污染，已使我国大部分河流、湖泊受到不同程度的污染。

目前，沿海、珠三角、长三角等发达地区在水产养殖中普遍采用池塘高密度养殖方式。现行养殖模式以投饵、施肥、施药为主，产生的残骸、残饵、排泄物、N、P和施放的化肥、药物等溶解性有害物质进入水体，直接导致水中的溶解氧降低，氨氮上升，COD、BOD严重超标，造成水质恶化、水污染严重，对水产养殖水环境产生自污染。这种养殖方式易导致鱼类、虾类、贝类等爆发性疾病和大面积死亡事故频繁发生，使人们认识到对养殖水体进行净化和修复，才能保证养殖业健康发展，水产品安全、可靠。

水质的恶化会使水中滋生大量病毒、细菌等致病微生物，同时鱼病频发导致药物残留超标，严重影响水产品质量安全与环境安全。对水生物来讲，水体中溶解性有害物质（主要为氨氮、亚硝酸盐）以及水中溶解氧等是主要影响因素，其中，水体中溶解性有害物质越少，水中溶解氧越高，对水生物生长越有利。养殖水体的净化技术主要有物理、化学、生物等方法，如机械过滤、紫外线和臭氧杀菌、水体增氧、人工湿地、人工培育有益藻类或投放生物制剂等方法。

但是，这些养殖水体的净化技术都或多或少地存在一些技术缺陷，例如机械过滤、紫外线和臭氧杀菌等技术无法除掉溶解性有害物质氨氮、亚硝酸盐等，也无法提高水中溶解氧，而且机械过滤需要对整个养殖水体进行循环。其中，水循环装置：高成本、高能耗，难以广泛应用和推广；化学试剂处理法：易对水体造成破坏性影响，伤害鱼虾，体弱的鱼虾会大量死亡，药物残留超标；单一生物制剂处理法：效果有限且短暂，需不断投入制剂维持；生物膜法/活性污泥：对污染物组成复杂的养殖水处理效率不高；紫外线消毒装置：处理水量小、效率低，易对环境和操作人员造成辐射危害；臭氧消毒装置：没有持续消毒功能，对养殖生物产生不良影响，导致生物死亡。

因此，有必要针对养殖水体和养殖业的特点，提供一种能克服上述缺点的新型养殖水体处理技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种能降低养殖水体中溶解性有害物质、且不需要将养殖水体中水强制流动/循环的新型处理技术。

一方面，为了实现上述的发明目的，本发明提供了一种对养殖水体进行原位微电解处理的微电解系统，该系统包括用于对养殖水体进行微电解处理的微电极、用于将微电极固定在养殖水体中的固定装置、曝气装置和增氧装置组成；其中,固定装置将装有微电极的容器固定在养殖水体之中；曝气装置设置在微电极容器的底部或周围。

根据本发明，养殖水体在本发明微电解系统中微电极的作用下，水中的有机污染物在微电极的界面产生一系列氧化还原反应，且形成自催化过程，养殖水体中氨氮、COD、亚硝酸盐等大幅度降低，使得PH值呈弱碱性，溶解氧增加，并能有效地控制氧化还原电位，同时使碳氮比得以平衡，从而迅速促使养殖水体成为益于微生物与水产健康繁殖的“活水”。即本发明的微电解系统能够降低水体中氨氮、COD、亚硝酸盐等，增加溶解氧，而且可以水体的PH值呈弱碱性。

与普通的废水处理不同的是，在本发明中，微电解系统在养殖水体中对其进行原位的微电解处理，而不需要将水分阶段、分步骤地进行处理，即不需要任何将水体进行强制流动或循环的机械抽排装置，从而大大地节省了能耗与工程设备投资，使其在养殖业的应用成为可能。

在本发明的微电解系统中，所采用的微电极可以为用于碱性条件下微电解处理的碱性微电极、用于酸性条件下微电解处理的酸性微电极或者为碱性微电极和酸性微电极的混合使用。

本发明中，所谓碱性微电极是指优选适用于碱性和中性条件下进行微电解处理的微电极，而不是指微电极本身是碱性的。同样，所谓酸性微电极是指优选适用于酸性和中性条件下进行微电解处理的微电极，而不是指微电极本身是酸性的。

在本发明的微电解系统中，碱性微电极可以包括负载于多孔性载体上的粉状阳极材料和粉状阴极材料。例如，阳极材料可以为锌粉，阴极材料可以为二氧化锰；而且按重量份计，阳极材料、阴极材料和多孔性载体的比例可以为0.5～1.5：0.5～1.5：0.2～1.0。这种碱性微电极的制备可参阅中国专利申请201210452101.3（发明名称为：一种用于碱性条件下废水处理的微电极）。但本发明并不限于这种碱性微电极。

在本发明的微电解系统中，所采用的酸性微电极可以为铁碳微电极。例如，这种铁碳微电极可以为中国专利200910038783.1中所公开的用于废水处理的微电极，该微电极包括由陶粒、二氧化硅、二氧化钛、碳粉和铁粉,例如采用粒径为1-5mm的陶粒组分(A)、粒径为80-120目的二氧化硅组分(B)、粒径为80-200目的二氧化钛组分(C)、粒径为20-80目的碳粉组分(D)和粒径为20-120目的铁粉组分(E),并按组分比A∶B∶C∶D∶E为0.2～1.5∶0.1～1∶0～0.1∶1～1.5∶1～1.5，行程铁碳微电极。

在本发明的微电解系统中，装有微电极的容器可以为尼龙滤布袋、或者带有滤网的容器如铁筐、铁箱等，其中，滤布或滤网的目数为80～250目；固定装置可以为设置在养殖水体中的木桩、竹桩、塑料制品或金属制品，例如一种简单的固定装置可以为：若干对交叉插入水底的杆状物，并在交叉处横设另外的杆状物（可参阅图1和图2）。

在本发明的微电解系统中，所采用的曝气装置为设置有开孔的气管或微曝气管，其通过鼓风设备在所述养殖水体中产生汽泡，使得微电极能够充分进行微电解处理反应。

本发明的微电解系统可以安装在养殖水体的任意之处。例如，本发明的微电解系统可以安装在养殖水体的总进水池处，进水经微电解系统处理后，再抽入各个养殖池中；本发明的微电解系统也可以安装在每个养殖池中。

另一方面，为了实现上述的发明目的，本发明还提供了一种养殖水体的系统，其包括养殖池、水、增氧装置和上述的微电解系统。其中，养殖池可以为人工修建的养殖池，也可以为天然池塘等；增氧装置则可采用养殖业常用的增氧机或增氧水车。

本发明的养殖水体的微电解处理技术，既不同于传统的养殖水体处理技术，也不同于普通的废水处理技术。养殖水体经本发明的微电解系统原位处理后，水体本身在没有循环排放的前提下，水体中氨氮、COD、亚硝酸盐大幅度降低，PH值升高，溶解氧增加，使养殖水体净化修复变为“活水”，从而益于水生物的生长，提高鱼、贝、虾类的成活率、生长速度，避免因水污染而产生的各种鱼病。

本发明之养殖水体的微电解处理技术的突出优点是：少设备、轻装置、微工程、低成本、高效率、长效果、无药残。

下面，结合附图和具体实施方式来进一步地说明本发明；但是可以理解，这些具体的实施方式只是用于说明本发明，而不是对本发明的限制。本领域的普通技术人员完全可以在本发明的启示下，对本发明的具体实施方式进行改进，或对某些技术特征进行等同替换，但这些经过改进或替换后的技术方案，仍属于本发明的保护范围。

附图说明

图1为本发明微电解系统中一种固定装置和曝气装置的示意图；

图2为本发明微电解系统中另一种固定装置的示意图；

图3为养殖水体中经本发明微电解系统处理后，COD、氨氮和亚硝酸盐随时间变化的示意图；

图4为养殖水体中经本发明微电解系统处理后，溶解氧和PH值随时间变化的示意图。

具体实施方式

本发明的对养殖水体进行原位微电解处理的微电解系统包括用于对养殖水体进行微电解处理的微电极、用于将微电极固定在养殖水体中的固定装置、曝气装置和增氧装置组成。图1所示为本发明微电解系统中所采用的一种固定装置和曝气装置，其中，两对交叉的竹杆或木桩插入水底，并在交叉处横亘另一竹杆或木桩，该竹杆或木桩处于水体中，其下面则悬挂有装有微电极的容器（例如尼龙滤布袋），而在装有微电极的容器的底部或周围则设置有作为曝气装置的气盘（上面设置若干气孔）。当然，本领域的普通技术人员应当知道，插入水底的交叉的竹杆或木桩不限于两对，处横亘在交叉处的竹杆或木桩也不限于一根。

图2所示为本发明微电解系统中所采用的另一种固定装置，其中，将两根竹杆或木桩深深插入并固定于水体底部的淤泥中，并用铁丝将另一竹杆或木桩固定在这两根竹杆或木桩上，该竹杆或木桩处于水体中，其下面则悬挂有装有微电极的容器。

实施例1

一个排入猪粪的鱼塘面积约为1亩，平均水深1.5米，在一部普通的增氧机作用下，其水的COD为380mg/l，氨氮为8mg/l，亚硝酸盐为0.06mg/l，PH值为7.1，溶解氧为2.8mg/l。在该鱼塘中放入一个体积为0.6m*0.6m*0.8m（长*宽*高）的铁筐，铁筐内共有20个用120目尼龙滤布袋包好的中国专利200910038783.1中所公开的用于废水微电解处理的铁碳微电极。铁筐用木桩固定在水中，铁筐底部装有开孔的曝气管，铁筐全部浸没在水中，开动鼓风机进行曝气，同时开动增氧机，经过24hr连续曝气处理，水的COD为114mg/l，氨氮为3mg/l，亚硝酸盐为0.03mg/l，PH值为7.32，溶解氧为5.21mg/l。经过48hr连续曝气处理，水的COD降为36mg/l，氨氮为2mg/l，亚硝酸盐为0.03mg/l，PH值为7.42，溶解氧为6.13mg/l。

实施例2

在实施例1的鱼塘中，将铁筐内的微电极包换成20个用120目尼龙滤布袋包好的中国专利申请201210452101.3所公开的用于碱性条件下废水处理的碱性微电极。其余装置及安装方式不变，开动鼓风机进行曝气，同时开动增氧机，经过24hr连续曝气处理，水的COD降至106mg/l，氨氮为2.6mg/l，亚硝酸盐为0.02mg/l，PH值为7.48，溶解氧为5.36mg/l。经过48hr连续曝气处理，水体COD为28mg/l，氨氮为2mg/l，亚硝酸盐为0.008mg/l，PH值为7.50，溶解氧为6.23mg/l。

实施例3

在实施例1的鱼塘中，将铁筐内的微电极包换成10袋用120目尼龙滤布包好的中国专利200910038783.1的铁碳微电极和10袋用120目尼龙滤布包好的中国专利申请201210452101.3的碱性微电极。其余装置及安装方式不变，开动鼓风机进行曝气处理，同时开动增氧机，经过24hr连续曝气处理，水体COD降至88mg/l，氨氮为2.3mg/l，亚硝酸盐为0.018mg/l，PH值为7.40，溶解氧为5.60mg/l。经过48hr连续曝气处理，水体COD为23mg/l，氨氮为1.6mg/l，亚硝酸盐为0.006mg/l，PH值为7.40，溶解氧为6.50mg/l。

实施例4

在抽入受污染河涌水的鱼塘中，按实施例1的方式在铁筐内放置10袋用120目尼龙滤布包好的中国专利200910038783.1的铁碳微电极和10袋用120目尼龙滤布包好的中国专利申请201210452101.3的碱性微电极，开动鼓风机进行曝气处理，同时开动增氧机，经过连续曝气处理，图3为养殖水体中经本发明微电解系统处理后，COD、氨氮和亚硝酸盐随时间变化的示意图；图4为养殖水体中经本发明微电解系统处理后，溶解氧和PH值随时间变化的示意图。从图3和图4中可以发现，养殖水体在本发明微电解系统中微电极的作用下，其中的氨氮、COD、亚硝酸盐大幅度降低，PH值呈弱碱性，而溶解氧增加，表明处理后的养殖水体变成了益于微生物与水产健康繁殖的“活水”。

实施例5

本发明微电解系统在宇顺公司试点情况

“养鱼先养水”，采用本发明的养殖水体原位再生技术对高密度水产养殖水体的水质进行改善，经过在宇顺公司试点后，效果明显，其主要作用表现在以下几个方面。

第一、改善水质，增加溶氧量，降低NH₃ ⁺，NO₂ ^—含量，提高亲鱼存活率。宇顺公司26号鱼塘作为之前的亲鱼培育塘，池塘水很肥，鲮鱼和白莲鱼浮头严重，需要24个小时不间断增氧，安装本发明微电解处理系统一个月后，水质得到明显改善，水体可见度达到10公分以上，NH₃ ⁺，NO₂ ^—含量下降明显，鱼浮头现象得到极大改善，基本不存在浮头的现象，白天都不需要开增氧机，并且一个月后该鱼塘亲鱼产卵和孵化回塘死亡率最低。

第二、增强苗种的抗应激反应能力，并减少鳜鱼苗因为缺氧死亡率。2号鱼塘，5号鱼塘在未安装本发明的原位微电解系统处理之前，苗种死亡率很高，特别是鱼苗开眼时，有时候会出现整塘鱼苗全部死亡的情况，特别是下雨或者白桩雨（突然由晴天转为下雨）时，鱼苗死亡率更高。同时鳜鱼苗因夜间缺氧死亡率也较高，尤其是在鱼苗孵化时，鳜鱼苗可能在环道或者培育池出现一夜之间大量死亡的现象，安装本发明微电解处理处理系统后，鱼苗成活率大大提高。在高密度养殖条件下，通过在进出水口安装本发明的原位微电解处理系统，并增加水车式增氧机后，鱼苗死亡情况得到极大改善，基本很少死亡，同时鳜鱼苗的存活率也大大提高，再没出现过夜间因为缺氧大规模死亡现象。

第三、提高鱼苗运输过程中的成活率，使大规模长途运输变得简单。利用本发明微电解系统处理过的池塘水在鱼苗运输过程中也效果明显，很少出现运输过程中鱼苗死亡，同时亲鱼回塘死亡率也大大减少。

第四、使鳜鱼的生态养殖进入更高的水平。目前，我们在鳜鱼养殖鱼塘安装本发明的原位微电解处理系统后，整个鱼塘水质得到极大改善，NH₃ ⁺，NO₂ ^—浓度大大降低，与未安装该系统的鳜鱼塘相比，NH₃ ⁺，NO₂ ^—浓度下降8倍以上，而且在整个鳜鱼养殖生产过程中，鳜鱼发病率也大大降低，生长速度也有一定的提高，真正做到了少用药甚至不用药的鳜鱼生态化养殖新模式。

通过在宇顺公司试点成功后，证明本发明的原位微电解水处理系统能够造福于更多的水产养殖户，有利于水体修复保护与水产安全高产。

Claims

1.一种对养殖水体进行原位微电解处理的微电解系统，该系统包括用于对养殖水体进行微电解处理的微电极、用于将微电极固定在养殖水体中的固定装置、曝气装置和增氧装置组成；

其中,所述的固定装置将装有所述微电极的容器固定在所述养殖水体之中；

所述的曝气装置设置在所述微电极容器的底部或周围。

2.如权利要求1所述的微电解系统，其中，所述的微电极为用于碱性条件下微电解处理的碱性微电极和/或用于酸性条件下微电解处理的酸性微电极。

3.如权利要求2所述的微电解系统，其中，所述的碱性微电极包括负载于多孔性载体上的粉状阳极材料和粉状阴极材料；优选地，所述的阳极材料为锌粉，所述的阴极材料为二氧化锰；进一步优选地，按重量份计，所述的阳极材料、阴极材料和多孔性载体的比例为0.5～1.5：0.5～1.5：0.2～1.0。

4.如权利要求2所述的微电解系统，其中，所述的酸性微电极为铁碳微电极。

5.如权利要求1所述的微电解系统，其中，装有所述微电极的容器为尼龙滤布袋、或者带有滤网的的容器，其中，滤布或滤网的目数为80～250目。

6.如权利要求1所述的微电解系统，其中，所述的固定装置为设置在养殖水体中的木桩或竹桩。

7.如权利要求1所述的微电解系统，其中，所述的曝气装置为设置有开孔的气管或微曝气管，其通过鼓风设备在所述养殖水体中产生汽泡，使得所述微电极充分进行微电解处理反应。

8.如权利要求1所述的微电解系统，其中，所述的系统安装在所述养殖水体的任意之处。

9.如权利要求1所述的微电解系统，其中，所述的系统安装在养殖水体的总进水池处，进水经微电解系统处理后，再抽入各个养殖池中。

10.一种养殖水体系统，其包括养殖池、水、增氧装置以及如权利要求1-9之一所述的微电解系统。