CN104705227A - 植物微生物流化床强化鱼菜共生系统的构筑和运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及植物微生物流化床强化鱼菜共生系统的构筑和运行方法，包括挖掘鱼塘、筑建植物微生物流化床，通入输水系统和曝气系统，由自然土地挖掘或混凝土浇筑成鱼塘，鱼塘底部为斜坡面；植物微生物流化床由流化床和水耕床两部分构成，流化床部分位于所述植物微生物流化床下部，填充流化填料用以净化养鱼废水；水耕床部分位于所述植物微生物流化床上部，用基质固定植物、浮床固定植物用以水培植物；两部分由狭缝式承托层隔开；输水系统由水泵和输水管道构成，来连通鱼塘和植物微生物流化床；在鱼塘和植物微生物流化床内分别设置曝气系统。鱼菜共生系统的建立能够有效净化养鱼废水，并且利用养鱼废水培育植物，实现“零排放”的基础上，增产创收。
Description
技术领域
本发明涉及一种植物微生物复合生物流化床强化鱼菜共生系统的构筑和运行方法，属于水产养殖废水处理领域。
背景技术
水产养殖废水的排放已成为限制该行业快速发展的重要因素，废水中富含含氮有机物，易造成周围水体的富营养化。鱼菜共生系统是解决该问题的有效途径，鱼菜共生系统中采用生物滤池处理养殖废水及培育蔬菜，具有净化效率高，减少废水排放等显著优点。但在系统运行过程中，由于养殖水体含大量鱼的固体排泄物，增加了生物滤池堵塞速率，运行维护费用增加，因而迫切需要一种处理效率高，维护费用低的水产养殖废水处理技术。生物流化床作为一种处理有机废水的技术，因载体呈流化状态，颗粒间互相摩擦碰撞能有效防止堵塞现象，传质效率也大大提高。然而，采用植物微生物复合生物流化床净化养殖废水的技术方案未有人利用。
发明内容
本发明的目的是构筑结合水产养殖、水培种植及生物流化床技术于一体的鱼菜共生系统，该系统提供了一种养殖废水循环利用的水产养殖方案。本发明利用微生物和植物的协同作用净化养鱼废水，净化后的废水循环利用，实现鱼菜共生系统的零排放。
本发明采取的技术方案为：
植物微生物流化床强化鱼菜共生系统的构筑方法，包括挖掘鱼塘、筑建植物微生物流化床，通入输水系统和曝气系统，具体为：
由自然土地挖掘或混凝土浇筑成鱼塘，鱼塘底部为斜坡面；
植物微生物流化床由流化床和水耕床两部分构成，由混凝土浇筑而成，流化床部分位于所述植物微生物流化床下部，填充流化填料用以净化养鱼废水；水耕床部分位于所述植物微生物流化床上部，用基质固定植物、浮床固定植物用以水培植物；两部分由狭缝式承托层隔开；
输水系统由水泵和输水管道构成，来连通鱼塘和植物微生物流化床；
在鱼塘和植物微生物流化床内分别设置曝气系统。
鼓风机及盘旋式穿孔管构成植物微生物流化床曝气系统，盘旋式穿孔管置于多孔液体布水板上。
上述构筑方法中，鱼塘底部斜坡面坡度为3.5％～5％。鱼塘内高密度饲养经济型鱼种。鱼塘，若由自然土地挖掘而成，需做防渗处理，可选地，铺设高密度聚乙烯薄膜，涂刷石灰黏土防渗等；若由混凝土浇筑而成，需做脱碱处理，可选地，清水冲洗，食醋或禾梗浸泡等。
所述的水培植物为有经济价值的蔬菜或牧草。
所述的输水管道为PVC管。
曝气系统分别向鱼塘、植物微生物流化床曝气，可选的曝气方式有：跌水曝气、旋式风机曝气、圆盘微孔曝气等。
所述鱼菜共生系统可根据所饲养鱼的种类不同而对流化系统进行调整，满足不同鱼种对水质的要求。
所述的植物微生物流化床强化鱼菜共生系统的运行方法如下：
鱼塘高密度饲养鱼种，通过人工投加饲料养殖，养鱼废水通过水泵引入植物微生物流化床底部，然后经多孔液体布水板均匀地进入流化床，通过调节入水流速，使填料处于流化状态。随着水流提升，经狭缝式承托层进入水耕床培育植物，净化后的水在重力作用下回流至鱼塘，鱼塘定期清理污泥。
本发明的有益效果是：
该鱼菜共生系统的建立能够有效净化养鱼废水，并且利用养鱼废水培育植物，实现“零排放”的基础上，增产创收；生物流化床的选用，解决了普通生物滤池易堵塞的问题，处理效率大大提高；养鱼废水一经循环，在鱼塘内实现“流水养鱼”，提高产量。
附图说明
图1(a)为基质固定植物鱼菜共生系统示意图，
图1(b)盘旋式穿孔管俯视图；
图1(c)狭缝式承托层俯视图；
图2(a)为浮床固定植物鱼菜共生系统示意图，
图2(b)为浮床示意图；
图3为饲养特定鱼种鱼菜共生系统示意图。
图中1为鱼塘，2为植物微生物流化床，3为鱼，4为水泵，5为多孔液体布水板，6为填料，7为鼓风机，8为盘旋式穿孔管，9为狭缝式承托层，10为栽培基质，11为植物，12为出水阀门，13为排污口，14为分水阀，15为回旋式风机，16为棉麻绳，17为育苗篮，18为轮胎，19微孔圆盘扩散器，20为厌氧生物滤池。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明。
实施例1：
如附图1的技术方案：
植物微生物流化床强化鱼菜共生系统由鱼塘1，植物微生物流化床2，输水系统和曝气系统构成。
鱼塘1，长宽比为2:1，可由自然土地挖掘而成，也可由混凝土浇筑而成，底部为斜坡面，坡度为3％～5％。若由自然土地挖掘而成，铺设高密度聚乙烯薄膜防渗；若由混凝土浇筑而成，清水洗涮3遍脱碱。鱼塘经试运行一周，鱼的成活率大于95％后正常运行。养殖的鱼3为草鱼、鲤鱼、鲫鱼等。鱼塘1进水口处设进水装置分水阀14，鱼塘坡度下行方向底部设置排污口13。
植物微生物流化床2，为圆柱形，由混凝土浇筑而成，下部为流化床，上部为水耕床。流化床部分自下而上为多孔液体布水板5，布水板孔径直径为20mm，可由钢铁板合成；填料6，为市售聚乙烯空心填料，直径25mm～50mm，充填度为设计流化床体的60％～70％；鼓风机7及盘旋式穿孔管8构成植物微生物流化床曝气装置，盘旋式穿孔管8置于多孔液体布水板5上。水耕床部分采用基质固定植物，自下而上为狭缝式承托层9，狭缝宽度为5mm；栽培基质10置于狭缝式承托层9上，栽培基质10为陶粒，粒径8mm～10mm，填充高度为30cm；植物11，为生菜或白菜，定植于栽培基质10上。植物微生物流化床2的出水阀门13设置在栽培床底部，海绵层10之上3～5cm处，没过栽培基质底部。
植物微生物流化床2的出水阀门12水平高度位于鱼塘1进水口上方，净化后废水可通过重力作用回流至鱼塘。
共生系统运行方式为：鱼塘1高密度饲养鱼种，饲养过程中投加人工饲料。鱼塘1中产生的养殖废水通过水泵4及通水管自鱼塘1底部引入植物微生物流化床2，养殖废水自植物微生物流化床2的底部进入。养殖废水首先经多孔液体布水板5布水，经过布水板的养鱼废水水流均匀地向上流动，进入填料6构成的流化床体，普通状态下，填料6呈悬浮状态，待水流达到一定速率后，填料6呈流化态。流化床内生长有大量微生物，可通过硝化反硝化作用将养鱼废水中的含氮有机物等转换成可被植物吸收利用的氮营养，去除有毒有害物质。鼓风机7连接通气管及盘旋式穿孔管8向流化床内通气。水流通过流化床后进一步提升，经狭缝式承托层9，从出水阀门12流出。栽培基质10底部浸于净化后养鱼废水中，通过自身吸水及虹吸作用保持湿润，植物11通过吸收水体中营养物质生长，可进一步净化废水。经植物微生物流化床2净化后的养鱼废水通过出水阀门12与通水管重新回流至鱼塘1，进行循环使用。养鱼废水经分水阀14后，水流分成多股细流，该水流冲击鱼池水面，实现跌水曝气。
运行一定时间后，打开排污口13，排除鱼塘1内固体废弃物。在此运行方式下，鱼塘内的水可充分循环流动，真正实现“流水养鱼”，提高鱼活性，提高产量。
实施例2：
如附图2的技术方案：
植物微生物流化床强化鱼菜共生系统由鱼塘1，植物微生物流化床2，输水系统和曝气系统构成。
鱼塘1上部设置旋式风机15，取消分水阀14，其余同实施例1。
植物微生物流化床2，下部为流化床，上部为水耕床。本实施例中使用浮床固定植物。浮床由棉麻线16，育苗篮17，轮胎18构成：育苗篮直径10cm，深15cm；育苗篮18内填充定植棉，固定植物12，植物12为牧草；棉麻绳16将轮胎18捆绑于育苗盘四周，使育苗盘可以浮于水面上，同时棉麻绳16拴于狭缝式承托层9上，固定浮床。植物微生物流化床2的出水阀门12设在狭缝式承托层之上30cm处。其余同实施例1。
系统运行方法基本同实施例1，不同之处为：鱼塘1利用旋式风机16搅动液面曝气。水耕植物采用浮床固定，育苗篮17在(竹)轮胎18的作用下，浮于废水表面，植物通过吸收水中营养物质生长，同时棉麻绳16表面可附着微生物膜，帮助提高废水净化效率。
实施例3：
如附图3的技术方案：
植物微生物流化床强化鱼菜共生系统由鱼塘1，植物微生物流化床2，厌氧生物滤池20，输水系统和曝气系统构成。本实施例针对废水难处理的肉食性鱼类养殖系统，在植物微生物流化床之前设置厌氧生物滤池。
鱼塘1，在排污口12之上设置微孔圆盘扩散器19；其内养殖的鱼3为乌鳢、鲶鱼等肉食性鱼类，其余同实施例1。
植物微生物流化床2中，填料6为陶砂，粒径3～5mm。其余同实施例1。
厌氧生物滤池21，填料为砾石。所述厌氧生物滤池21置于植物微生物流化床2侧边，其进水口位置不低于出水阀门12，出水口在底部，连接植物微生物流化床2。
本发明系统运行方法如下：鱼塘1中曝气方式采用圆盘微孔曝气，此曝气方式可进一步提高水体溶解氧。另，鱼塘1产生的养鱼废水首先经水泵4及输水管自鱼塘1底部引入厌氧生物滤池20，废水经厌氧生物滤池20顶部进水口进入，经底部出水口进入生物流化床系统2，其后运行方式同实施例1。
Claims (7)
1.植物微生物流化床强化鱼菜共生系统的构筑方法，其特征是，包括挖掘鱼塘、筑建植物微生物流化床，通入输水系统和曝气系统，具体为：
由自然土地挖掘或混凝土浇筑成鱼塘，鱼塘底部为斜坡面；
植物微生物流化床由流化床和水耕床两部分构成，由混凝土浇筑而成，流化床部分位于所述植物微生物流化床下部，填充流化填料用以净化养鱼废水；水耕床部分位于所述植物微生物流化床上部，用基质固定植物、浮床固定植物用以水培植物；两部分由狭缝式承托层隔开；
输水系统由水泵和输水管道构成，来连通鱼塘和植物微生物流化床；
在鱼塘和植物微生物流化床内分别设置曝气系统。
2.根据权利要求1所述的植物微生物流化床强化鱼菜共生系统的构筑方法，其特征是，鱼塘底部斜坡面坡度为3.5％～5％。
3.根据权利要求1所述的植物微生物流化床强化鱼菜共生系统的构筑方法，其特征是，鱼塘若由自然土地挖掘而成，需做防渗处理；若由混凝土浇筑而成，需做脱碱处理。
4.根据权利要求1所述的植物微生物流化床强化鱼菜共生系统的构筑方法，其特征是，所述的水培植物为有经济价值的蔬菜或牧草。
5.根据权利要求1所述的植物微生物流化床强化鱼菜共生系统的构筑方法，其特征是，所述的输水管道为PVC管。
6.根据权利要求1所述的植物微生物流化床强化鱼菜共生系统的构筑方法，其特征是，鼓风机及盘旋式穿孔管构成植物微生物流化床曝气系统，盘旋式穿孔管置于多孔液体布水板上。
7.植物微生物流化床强化鱼菜共生系统的运行方法，其特征是，
鱼塘高密度饲养鱼种，通过人工投加饲料养殖，养鱼废水通过水泵引入植物微生物流化床底部，然后经多孔液体布水板均匀地进入流化床，通过调节入水流速，使填料处于流化状态，随着水流提升，经狭缝式承托层进入水耕床培育植物，净化后的水在重力作用下回流至鱼塘，鱼塘定期清理污泥。
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