CN103613243B

CN103613243B - 水产养殖水净化消毒与活化一体化装置及其方法

Info

Publication number: CN103613243B
Application number: CN201310610728.1A
Authority: CN
Inventors: 张世文; 许雅玲; 郑宣庆; 庞志强; 李丹
Original assignee: Boying Xiamen Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Boying Xiamen Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2033-11-27
Also published as: CN103613243A

Abstract

本发明公开了水产养殖水净化消毒与活化一体化装置，包括箱体和位于箱体内的电解系统、曝气系统及活化系统，电解系统和曝气系统位于箱体的上部，活化系统位于箱体的下部，该装置集过滤、电解、曝气和活化等技术为一体，设备单元体积小，组合扩容方便，装置能耗极低，运行费用远低于其它传统消毒方式；本发明还公开了一种水产养殖水净化消毒与活化方法，包括过滤→电解→曝气→活化→冲洗，该方法可有效对水产养殖废水进行净化消毒及活化，无需外加任何药剂，避免因外加药剂引起的二次污染，实现养殖废水零排放，而且，经过短期充氧处理对养殖鱼、虾、贝生长发育无任何影响，不产生致癌物质，安全无害。

Description

水产养殖水净化消毒与活化一体化装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种水产养殖水处理装置及方法，特别是涉及一种集过滤、电解、曝气和活化等技术为一体的水产养殖水净化消毒与活化一体化装置及其方法。

背景技术

以前，海水养殖在很大程度上是靠粗放式大规模传统养殖模式实现的。随着科学技术的发展和养殖观念的创新，工厂化水产养殖（包括育苗）优质鱼、虾、贝，实现海水循环利用和全过程实行封闭管理，已经成为优质高效、节能减排的低碳养殖生产方式。无论是工厂化养殖还是传统养殖模式，为了防止鱼类、虾类和蟹类等的疾病，都必须向养殖池内投加消毒剂和抗生素，使得水产品质量下降，导致餐桌污染。餐桌污染直接影响人们身体健康，从而导致水产品价格大幅度下跌。为了解决餐桌污染问题，必须从源头上控制，关键就是要保证鱼类、虾类和蟹类等的养殖水水质，不得使养殖水带有异色、异臭、异味、大肠杆菌、重金属、有机农药、石油类等有毒、有害。水质要符合《渔业水质标准》和《无公害食品淡水养殖用水水质》的要求，从而保障水产品的质量。

发明内容

本发明的目的在于针对现有水产养殖水水质不达标、投加消毒剂和抗生素导致严重的餐桌污染等不足，提供了一种水产养殖水净化消毒与活化一体化装置及其方法。

本发明采用如下技术方案：

水产养殖水净化消毒与活化一体化装置，包括箱体、电解系统、曝气系统和活化系统，所述电解系统、曝气系统和活化系统位于所述箱体内，所述电解系统和曝气系统位于箱体的上部，活化系统位于箱体的下部；所述电解系统用于将水产养殖水废水进行过滤和消毒，它设有电解机、电解机进水口和电解机冲洗管，电解机进水口与电解机联接，电解机冲洗管位于电解机上部，电解机内安装有阳极和阴极；所述曝气系统用于将过滤和消毒后水产养殖水进行曝气除去水中的余氯，它设有曝气进气管和曝气装置；所述活化系统用于将经过消毒和曝气净化后的水产养殖水进行生物活化，它设有滤料层、反洗溢流口、集水器和出水口，所述曝气系统中的曝气进气管和曝气装置位于活化系统中滤料层的底部。

所述活化系统中滤料层的上部位于箱体高度的五分之三处。

所述活化系统中反洗溢流口位于滤料层的上部，且位于距箱体顶部四份之一。

所述电解系统中电解机进水口处装有滤袋。

所述电解系统中电解机通过抱箍和支架固定在箱体上部。

所述阳极采用表面覆盖有晶粒为17-42nm的具有贵金属氧化物涂层的钛基板阳极，所述阳极为平板状阳极、圆弧状阳极、圆筒状阳极或网状阳极；所述阴极为钛阴极、铁阴极、铝阴极、不锈钢阴极、锌阴极、铜阴极、镍阴极、铅阴极或石墨阴极，所述阴极为圆弧状阴极、圆筒状阴极或网状阴极。

所述活化系统中滤料层包括上、下层，其中，上层为比重大、粒径小的填料，滤料层的下层为比重小、粒径大的填料，上、下层填料高度比例为11:4。

所述活化系统中滤料层内投放有适合养殖种类生长需要的微生物和藻类。

水产养殖水净化消毒与活化方法包括以下步骤：

（1）过滤

水产养殖水通过电解机进水口经滤袋过滤后进入电解机，通过滤袋去除养殖废水中的残余饲料、养殖粪便、微生物尸体和其它杂物；

（2）电解

水产养殖水进入电解机后，经过电解机电解产生的强氧化性物质，迅速氧化分解水中的有机物，杀灭和抑制水中浮游生物、细菌、病毒和藻类，实现水产养殖水的净化消毒，电解时阳极与阴极间的工作电压为2～8V，电流密度为10～300mA/cm²；

（3）曝气

电解后的出水溢流进入曝气系统，通过安装于滤料层底部的曝气装置曝气脱除水中的余氯和其他强氧化性物质；

（4）活化

经过曝气处理除去余氯的水流过活化系统中的滤料层，滤料层中培养的有益于养殖种类生长需要的微生物和藻类，使得消毒后的水恢复生物活性，实现水产养殖水的活化；曝气和活化后的出水依次经集水器和出水口进入养殖池中，实现水产养殖水的再生循环利用；

（5）冲洗

装置运行一段时间后，需对装置中的滤料层进行反冲洗和对电解机进行冲洗，反冲洗水通过出水口进入装置，去除滤料层中附着的污染物后，冲洗后出水经反洗溢流口排放；冲洗水经电解机冲洗管进入电解机中，去除电解机阳极和阴极上附着的污染物后经电解机进水口排放。

所述步骤（5）冲洗中，对滤料层的反冲洗时间为5~10分钟，对电解机的冲洗时间为5~10分钟。

由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）装置能耗极低，运行费用远低于其它传统消毒方式。

（2）设备单元体积小，组合扩容方便。

（3）通过电解产生的[Cl]、[O]、[OH]等强氧化性物质能迅速氧化分解养殖用的淡水或海水中对鱼类、虾类和蟹类等危害较大的亚硝酸盐、硫化氢等有机物，使其氧化分解为无毒无害的有机物，从而降低水中的BOD和COD。

（4）电解对水中细菌、病毒、微生物和藻类等具有强大的杀灭和抑制作用，是一种快速、简便、效率高的杀菌方式。首先，电解时大电流击穿细菌、微生物的细胞壁，使其死亡；其次，在电场的作用下，夺取细菌、微生物自身携带的电子，使其失去生物活性而死亡；第三，电解过程中产生的大量具有强氧化性的游离基，能快速杀灭水中的细菌、病毒和微生物；第四，电解过程中产生的大量具有强氧化性的游离基，不仅能穿透入藻类的细胞中，阻断藻类进行DNA复制，而且能快速分解细胞壁，破坏藻类的细胞结构，抑制水中藻类生长。

（5）电解产生的强氧化的游离基可以快速降解水中的发生基团、助色基团和发臭基团，脱除色度和异臭、异味。

（6）电解产生的电场可以迅速使水中的胶体物质脱稳、絮凝沉降，同时，阴极产生的[H]能形成大量的气泡，随着气泡的上浮，会带出大量的固体悬浮物，达到固液分离的效果，有效去除水中的胶体物质和悬浮物质。

（7）无需外加任何药剂，避免因外加药剂引起的二次污染，实现养殖废水零排放；而且，经过短期充氧处理对养殖鱼、虾、贝生长发育无任何影响，不产生致癌物质，安全无害。

附图说明

图1为本发明水产养殖水净化消毒与活化一体化装置的结构示意图；

图2为本发明水产养殖水净化消毒与活化一体化装置的左视图；

图3为本发明水产养殖水净化消毒与活化一体化装置的主视图；

图4为本发明水产养殖水净化消毒与活化一体化装置的俯视图；

图5为本发明水产养殖水净化消毒与活化一体化装置的后视图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

水产养殖水净化消毒与活化一体化装置，参照图1，包括箱体1和位于箱体1内的电解系统、曝气系统及活化系统，其中，电解系统和曝气系统位于箱体的上部，活化系统位于箱体的下部。结合图2和图3，电解系统设有电解机2、电解机进水口6和电解机冲洗管4，电解机2通过抱箍13和支架14固定在箱体上部，电解机进水口6与电解机2联接，电解机进水口6处装有滤袋，电解机冲洗管4位于电解机2上部，电解机2内安装有阳极11和阴极12电极板，阳极11采用表面覆盖有晶粒为17-42nm的金属氧化物涂层的钛基板阳极，阳极11可为平板状阳极、圆弧状阳极、圆筒状阳极或网状阳极，阴极12可为钛阴极、铁阴极、铝阴极、不锈钢阴极、锌阴极、铜阴极、镍阴极、铅阴极或石墨阴极等，阴极12可为圆弧状阴极、圆筒状阴极或网状阴极；曝气系统设有曝气进气管3和曝气装置9，曝气进气管3和曝气装置9联接。参照图2、图4和图5，活化系统设有滤料层8、反洗溢流口5、集水器10和出水口7，曝气系统中的曝气进气管3和曝气装置9位于活化系统中滤料层8的底部，滤料层8的上部位于箱体1高度的五分之三处，反洗溢流口5位于滤料层8的上部，且位于距箱体1顶部四份之一。

参照图2，活化系统中滤料层8包括上层81和下层82，上层81为比重大、粒径小的填料，下层82为比重小、粒径大的填料，上层81和下层82填料高度比例为11:4，活化系统中滤料层8内还投放有适合养殖种类生长需要的微生物和藻类。

以下结合图1-图5给出水产养殖水净化消毒与活化方法的具体实施例：

实施例1

某海水养虾养殖水净化消毒与活化的方法。

所述的海水养虾养殖废水水质指标经测定如表1所示。

表1 海水养虾养殖废水的水质指标

序号

项目

单位

测定值

序号

项目

单位

测定值

1

异臭异味

-

有

5

总大肠菌群

（个/L）

3×10⁵

2

COD

mg/L

55

6

DO

mg/L

3.0

3

SS

mg/L

89

7

氨氮

mg/L

6.7

4

总磷

mg/L

1.5

（1）过滤

海水养虾养殖水通过电解机进水口6经滤袋过滤后进入电解机2，通过滤袋去除养殖废水中的残余饲料、养殖粪便、微生物尸体和其它杂物；

（2）电解

海水养虾养殖水进入电解机2后，经过电解机2电解产生的强氧化性物质，迅速氧化分解水中的有机物，杀灭和抑制水中浮游生物、细菌、病毒和藻类，实现养殖水的净化消毒；所述电解时阳极与阴极间的工作电压为3~5V，电流密度为10~200mA/cm²；

（3）曝气

电解后的出水溢流进入曝气系统，通过安装于滤料层8底部的曝气装置9曝气脱除水中的氯和其他强氧化性物质；

（4）活化

经过曝气处理除去余氯的水流过活化系统中的滤料层8，滤料层8中培养的有益于养殖种类生长需要的芽孢杆菌和EM菌，使得消毒后的水恢复生物活性，实现养殖水的活化；曝气和活化后的出水依次经集水器10和出水口7进入养殖池中，实现养殖水的再生循环利用；

（5）冲洗

装置运行一段时间后，需对装置中的滤料层8进行反冲洗和对电解机2进行冲洗。反冲洗水通过出水口7进入装置，去除滤料层8中附着的污染物后，冲洗后出水经反洗溢流口5排放，反冲洗时间为5分钟；冲洗水经电解机冲洗管4进入电解机2中，去除电解机2阳极11和阴极12上附着的污染物后经电解机进水口6排放，冲洗时间为10分钟。

经过各步骤处理后的效果如表2所示。

表2 养殖废水处理后的水质指标

实施例2

某海水养鱼养殖水净化消毒与活化的方法。

所述的海水养鱼养殖废水水质指标经测定如表3所示。

表3 海水养鱼养殖废水的水质指标

序号

项目

单位

测定值

序号

项目

单位

测定值

1

异臭异味

-

有

5

总大肠菌群

（个/L）

6.3×10⁵

2

COD

mg/L

76

6

DO

mg/L

2.8

3

SS

mg/L

78

7

氨氮

mg/L

8.5

4

总磷

mg/L

1.9

（1）过滤

海水养鱼养殖水通过电解机进水口6经滤袋过滤后进入电解机2，通过滤袋去除养殖废水中的残余饲料、养殖粪便、微生物尸体和其它杂物；

（2）电解

海水养鱼养殖水进入电解机2后，经过电解机2电解产生的强氧化性物质，迅速氧化分解水中的有机物，杀灭和抑制水中浮游生物、细菌、病毒和藻类，实现养殖水的净化消毒；所述电解时阳极与阴极间的工作电压为4~6V，电流密度为50~250mA/cm²；

（3）曝气

（4）活化

经过曝气处理除去余氯的水流过活化系统中的滤料层8，滤料层8中培养的有益于养殖种类生长需要的光合菌、硝化菌和硅藻，使得消毒后的水恢复生物活性，实现养殖水的活化；曝气和活化后的出水依次经集水器10和出水口7进入养殖池中，实现养殖水的再生循环利用；

（5）冲洗

装置运行一段时间后，需对装置中的滤料层8进行反冲洗和对电解机2进行冲洗。反冲洗水通过出水口7进入装置，去除滤料层8中附着的污染物后，冲洗后出水经反洗溢流口5排放，反冲洗时间为10分钟；冲洗水经电解机冲洗管4进入电解机2中，去除电解机2阳极11和阴极12上附着的污染物后经电解机进水口6排放，冲洗时间为7分钟。

经过各步骤处理后的效果如表4所示。

表4 养殖废水处理后的水质指标

实施例3

某淡水养殖水净化消毒与活化的方法。

所述的淡水养鱼养殖水水质指标经测定如表5所示。

表5 淡水养鱼养殖废水的水质指标

序号

项目

单位

测定值

序号

项目

单位

测定值

1

异臭异味

-

有

5

总大肠菌群

（个/L）

9×10⁴

2

COD

mg/L

60

6

DO

mg/L

3.1

3

SS

mg/L

80

7

氨氮

mg/L

5.0

4

总磷

mg/L

1.2

（1）过滤

淡水养鱼养殖水通过电解机进水口6经滤袋过滤后进入电解机2，通过滤袋去除养殖废水中的残余饲料、养殖粪便、微生物尸体和其它杂物；

（2）电解

淡水养鱼养殖水进入电解机2后，经过电解机2电解产生的强氧化性物质，迅速氧化分解水中的有机物，杀灭和抑制水中浮游生物、细菌、病毒和藻类，实现养殖水的净化消毒；所述电解时阳极与阴极间的工作电压为5~8V，电流密度为100~300mA/cm²；

（3）曝气

（4）活化

经过曝气处理除去余氯的水流过活化系统中的滤料层8，滤料层8中培养的有益于养殖种类生长需要隐藻和金藻，使得消毒后的水恢复生物活性，实现养殖水的活化；曝气和活化后的出水依次经集水器10和出水口7进入养殖池中，实现养殖水的再生循环利用；

（5）冲洗

装置运行一段时间后，需对装置中的滤料层8进行反冲洗和对电解机2进行冲洗。反冲洗水通过出水口7进入装置，去除滤料层8中附着的污染物后，冲洗后出水经反洗溢流口5排放，反冲洗时间为7分钟；冲洗水经电解机冲洗管4进入电解机2中，去除电解机2阳极11和阴极12上附着的污染物后经电解机进水口6排放，冲洗时间为5分钟。

经过各步骤处理后的效果如表6所示。

表6 养殖废水处理后的水质指标

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims

1.水产养殖水净化消毒与活化一体化装置，其特征在于：包括箱体、电解系统、曝气系统和活化系统，所述电解系统、曝气系统和活化系统位于所述箱体内，所述电解系统和曝气系统位于箱体的上部，活化系统位于箱体的下部；

所述电解系统用于将水产养殖水废水进行过滤和消毒，它设有电解机、电解机进水口和电解机冲洗管，电解机进水口与电解机联接，电解机冲洗管位于电解机上部，电解机内安装有阳极和阴极；

所述曝气系统用于将过滤和消毒后水产养殖水进行曝气除去水中的余氯，它设有曝气进气管和曝气装置；

所述活化系统用于将经过消毒和曝气净化后的水产养殖水进行生物活化，它设有滤料层、反洗溢流口、集水器和出水口，所述曝气系统中的曝气进气管和曝气装置位于活化系统中滤料层的底部。

2.如权利要求1所述的水产养殖水净化消毒与活化一体化装置，其特征在于：所述活化系统中滤料层的上部位于箱体高度的五分之三处。

3.如权利要求1所述的水产养殖水净化消毒与活化一体化装置，其特征在于：所述活化系统中反洗溢流口位于滤料层的上部，且位于距箱体顶部四份之一。

4.如权利要求1所述的水产养殖水净化消毒与活化一体化装置，其特征在于：所述电解系统中电解机进水口处装有滤袋。

5.如权利要求1所述的水产养殖水净化消毒与活化一体化装置，其特征在于：所述电解系统中电解机通过抱箍和支架固定在箱体上部。

6.如权利要求1所述的水产养殖水净化消毒与活化一体化装置，其特征在于：所述阳极采用表面覆盖有晶粒为17-42nm的具有贵金属氧化物涂层的钛基板阳极，所述阳极为平板状阳极、圆弧状阳极、圆筒状阳极或网状阳极；所述阴极为钛阴极、铁阴极、铝阴极、不锈钢阴极、锌阴极、铜阴极、镍阴极、铅阴极或石墨阴极，所述阴极为圆弧状阴极、圆筒状阴极或网状阴极。

7.如权利要求1所述的水产养殖水净化消毒与活化一体化装置，其特征在于：所述活化系统中滤料层包括上、下层，其中，上层为比重大、粒径小的填料，滤料层的下层为比重小、粒径大的填料，上、下层填料高度比例为11:4。

8.如权利要求1所述的水产养殖水净化消毒与活化一体化装置，其特征在于：所述活化系统中滤料层内投放有适合养殖种类生长需要的微生物和藻类。

9.水产养殖水净化消毒与活化方法，其特征在于：使用如权利要求1所述养殖水净化消毒与活化一体化装置，所述方法包括以下步骤：

（1）过滤

水产养殖水通过电解进水口经滤袋过滤后进入电解机，通过滤袋去除水产养殖废水中的残余饲料、养殖粪便、微生物尸体和其它杂物；

（2）电解

水产养殖水进入电解机后，经过电解机电解产生的强氧化性物质，迅速氧化分解水中的有机物，杀灭和抑制水中浮游生物、细菌、病毒和藻类，实现水产养殖水的净化消毒；

（3）曝气

（4）活化

经过曝气处理除去余氯的水流过活化系统中的滤料层，滤料层中培养的有益于养殖种类生长需要的微生物和藻类，使得消毒后的水恢复生物活性，实现水产养殖水的活化，曝气和活化后的出水依次经集水器和出水口进入养殖池中，实现水产养殖水的再生循环利用；

（5）冲洗

反冲洗水通过活化系统中的出水口进入装置，去除滤料层中附着的污染物后，冲洗后出水经反洗溢流口排放，冲洗水经电解冲洗管进入电解机中，去除电解机阳极和阴极上附着的污染物后经电解进水口排放。

10.如权利要求9所述的水产养殖水净化消毒与活化方法，其特征在于：所述步骤（2）电解时阳极与阴极间的工作电压为2～8V，电流密度为10～300mA/cm²。

11.如权利要求9所述的水产养殖水净化消毒与活化方法，其特征在于：所述步骤（5）冲洗中，对滤料层的反冲洗时间为5~10分钟，对电解机的冲洗时间为5~10分钟。