CN106336015A - 一种处理低温高营养盐废养殖海水的生物复合系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种处理低温高营养盐废养殖海水的生物复合系统及方法，该系统包括生物处理池和顶棚，顶棚覆盖在生物处理池上，两者形成封闭式大棚结构构筑物；顶棚下设置有照明灯；生物处理池的一侧上部设置有废海水入口，另一侧底部设置有海水出口，生物处理池的底部设置有人工鱼礁和砂滤层，海水出口位于砂滤层之下。该系统处理低温高营养盐废养殖海水的过程是，养殖场产生的低温高营养盐废养殖海水由废海水入口进入生物处理池，在废海水中投入冷水鲱鱼、鳀鱼和/或北极贝，采用环流流动的全混流模式流动和长时间光照模式运行。本发明促进水中营养盐的快速转化，使得冷海水资源得到充分利用。具有运行简单，成本低，设备投资少，不会造成二次污染的特点。

Description

一种处理低温高营养盐废养殖海水的生物复合系统及方法
技术领域
本发明涉及一种用于对养殖废水(低温高营养盐的废养殖海水)进行处理的系统及方法，属于废养殖海水处理技术领域。
背景技术
冷海水养殖是目前高档海鱼养殖的主要方法之一，较著名的大西洋三文鱼、大菱鲆、大麻哈鱼等均为具有较高商业价值的经济鱼类。原来国内冷海水鱼的养殖大多集中在北方沿海省份，随着科学技术的发展，冷海水鱼类海水养殖技术取得重大突破，成功利用深井资源实现冷海水鱼类养殖南移，因此养殖废水排放量日益增多。低温海水养殖废水有机物、营养盐成分复杂、水量大，因此排放入海容易造成近岸海水水质的恶化。近年来，近岸海域绿潮、赤潮的季节性爆发也与海水水质富营养化有直接关系。
传统的养殖废水处理方法主要有物理处理法、化学处理法以及利用微生物的吸收代谢去除水体中的有机物、氮、磷等。由于海水的盐度效应和海水养殖废水污染结构的特殊性，增加了养殖废水的处理难度。
大型藻类、浮游生物的爆发式增长最终形成了绿潮、赤潮，使海洋的正常生态系统遭到的破坏，对海洋资源、海洋自然景观造成了较大影响。但在自然界本身，浮游生物、硅藻的爆发式增长并不是问题，而是为海洋生物的食物链和食物网创造了最基础的营养，因此采用类似模式处理冷海水养殖过程的海水水质富营养化问题是一个有效的方法。
CN105645685A公开的《一种养殖海水的废水排放处理方法及设备》，包括如下步骤：A、养殖池流出的海水废水经过生化池反应的初步净化有机物步骤；B、步骤A出来的海水废水在经过集水箱进行初步净化、排污的步骤；C、使用电催化氧化装置对步骤B出来的海水废水进行电离、分解有机物的步骤；D、使用过滤池滤除步骤C出来的海水废水中悬浮污染物，达标后排放。上述方法，通过电离作用使循环海水中的细菌、病毒及藻类因DNA被破坏而杀灭，但是需要使用电催化氧化装置，还需要使用另外的过滤池，存在着结构复杂、耗能大等不足。
CN202201774U公开的《一种养殖海水处理系统》，包括通过管道依次相串联的海水泵、预处理单元、微/超滤膜过滤单元、管道式液体输送泵、膜法无泡充氧单元、紫外灭菌单元，以及加药设备和膜法无泡充氧单元的气相入口连接的供氧设备，所述加药设备设置在所述紫外灭菌单元与养殖池之间的灭菌水管道上。该系统运行单元较多，且需要加药处理，运行成本较高，且易造成二次污染。
发明内容
本发明针对现有海水养殖废水处理技术存在的不足，提出一种净化效果好、能够使得冷海水资源得到充分利用的处理低温高营养盐废养殖海水的生物复合系统，同时提供一种该系统的处理方法。
本发明的处理低温高营养盐废养殖海水的生物复合系统，采用以下技术方案：
该系统，包括生物处理池和顶棚，顶棚覆盖在生物处理池上，两者形成封闭式大棚结构构筑物；顶棚下设置有照明灯；生物处理池的一侧上部设置有废海水入口，另一侧底部设置有海水出口，生物处理池的底部设置有人工鱼礁和砂滤层，海水出口位于砂滤层之下。
所述生物处理池的深度不大于3m。
所述人工鱼礁和砂滤层的层高为30cm-50cm。
所述生物处理池底部的人工鱼礁和砂滤层分为前排和后排，前排和后排之间设置隔墙，隔墙与生物处理池的左右两侧内壁之间均设置过水间隙，前排和后排中的人工鱼礁和砂滤层交替布设。
所述生物处理池中设置有推流曝气机，按需要采用短时推流曝气形成池内水流循环流动，并进行水中充氧操作。
所述海水出口上方的砂滤层的底部设有反冲洗水管。
上述系统，处理低温高营养盐废养殖海水的生物复合方法，是：
养殖场产生的低温高营养盐废养殖海水由废海水入口进入生物处理池，在废海水中按每立方米10-50尾(个)的比例投入冷水鲱鱼、鳀鱼和/或北极贝，采用环流流动的全混流模式流动和长时间光照模式运行，昼间阳光照射，夜间以顶棚下的照明灯光源照射，每天光照时间大于17小时的长时间增强光照，促进藻类的繁殖并释放氧气，为生物处理池提供充足的氧气，形成光照-充氧模式，为藻类、浮游生物和冷水鲱鱼、鳀鱼和北极贝生长营造相关环境，形成冷水鱼养殖废水的营养盐到藻类的生长，再到鲱鱼、鳀鱼和北极贝采食的营养级传递，达到净化海水之目的；按需要启动推流曝气机，采用推流曝气形成池内水流循环流动，并进行水中充氧操作；废养殖海水在生态处理池中经生态系统脱氮除磷、有机物降解并砂滤过滤后，由海水出口排出。
本发明采用冷海水养殖废水培养小型浮游生物以及大型藻类构成生物链底部，使用光照，促进小型浮游生物的快速生长，辅以LED光照射以及曝气等人工干预手段，促进水中营养盐的快速转化，为食物链上层的鲱鱼、鳀鱼、贝类提供的丰富饵料，形成微生物、浮游植物、浮游动物、底栖生物共生的近原生态的生态系统，以冷水鲱鱼、鳀鱼以及滤食性贝类如北极贝等混养获得一定收益，收获富有经济价值产品的同时也净化了水质，减少了近海海洋污染，使得冷海水资源得到充分利用。具有运行简单，成本低，设备投资少，不会造成二次污染的特点。
附图说明
图1是本发明处理低温高营养盐废养殖海水的生物复合系统的结构原理图。
图2是本发明处理低温高营养盐废养殖海水的生物复合系统的平面布置示意图。
图中：1.废海水入口，2.人工鱼礁，3.砂滤层，4.海水出口，5.层高，6.反冲洗海水入口，7.反冲洗海水出口，8.生物处理池，9.顶棚，10.推流曝气机，11.隔墙。
具体实施方式
本发明的处理低温高营养盐废养殖海水的生物复合系统，如图1所示，包括生物处理池8和顶棚9，顶棚9为透明结构，覆盖在生物处理池8上，两者形成封闭式大棚结构构筑物。顶棚9的覆膜之下设置有照明灯(图中未画出)，照明灯采用模拟太阳光的白光LED灯，用以夜间照明，提供光源。
生物处理池8的左侧上部设置有废海水入口1，右侧底部设置有海水出口4，海水出口4位于砂滤层3之下。生物处理池8的深度一般不大于3m，以适合操作，水深和水力停留时间由出口4的高度与池内水面高度差△h控制。
生物处理池8的底部设置有人工鱼礁2和砂滤层3，人工鱼礁和砂滤层的层高5为30cm-50cm。参见图2，人工鱼礁2和砂滤层3在生物处理池8的底部分为前排和后排，前排和后排之间设置隔墙11，隔墙11与生物处理池8的左右两侧设置过水间隙。前排和后排中的人工鱼礁2和砂滤层3交替布设。图2中，后排左侧和右侧分别为砂滤层和人工鱼礁，前排左侧和右侧分别为人工鱼礁和砂滤层，形成砂滤层-人工鱼礁-砂滤层-人工鱼礁的循环结构。在生物处理池8中设置有推流曝气机11，按需要采用短时推流曝气形成池内水流循环流动，并进行水中充氧操作。人工鱼礁2给鱼类等提供繁殖、生长、索饵和庇护的场所。
在海水出口4上方的砂滤层的底部设有反冲洗水管，反冲洗水管由反冲洗海水入口6进水，反冲洗后的海水由反冲洗海水出口7排出。反冲洗海水出口7位于人工鱼礁和砂滤层的层高5之上。
上述系统，使用阳光照射，促进浮游生物的快速生长，辅以LED光照射以及曝气等人工干预手段，促进水中营养盐的快速转化，为食物链上层的鲱鱼、鳀鱼、贝类提供的丰富饵料，形成微生物、浮游植物、浮游动物、底栖生物共生的近原生态的生态系统，收获富有经济价值产品的同时也净化了水质，减少了近海海洋污染。
上述系统，处理低温高营养盐废养殖海水的过程如下所述。
养殖场产生的低温高营养盐废养殖海水由废海水入口1进入生物处理池，生物处理池的水深和水力停留时间由出口水管管口高度与反应池内水面高度差△h控制，在废海水中投入冷水鲱鱼、鳀鱼和/或北极贝，投入数量为每立方米10-50尾(个)，采用环流流动的全混流模式流动，采用极地地区长时间光照模式运行，昼间阳光照射，夜间以顶棚9下的LED光源照射，每天光照时间大于17小时，长时间增强光照，促进藻类繁殖并释放氧气，为生物处理池8提供充足的氧气，形成光照-充氧模式，为藻类、浮游生物和冷水鲱鱼、鳀鱼和北极贝生长营造相关环境，形成冷水鱼养殖废水的营养盐到藻类生长，再到鲱鱼、鳀鱼和北极贝采食的营养级传递，达到净化海水之目的。按需要启动推流曝气机11，采用短时推流曝气形成池内水流循环流动，并进行水中充氧操作。
废养殖海水在生态处理池中经生态系统脱氮除磷、有机物降解并砂滤过滤后，由海水出口4排出。
长期使用后，可通过反冲洗水管对砂滤层冲洗。

Claims (7)

1.一种处理低温高营养盐废养殖海水的生物复合系统，其特征是：包括生物处理池和顶棚，顶棚覆盖在生物处理池上，两者形成封闭式大棚结构构筑物；顶棚下设置有照明灯；生物处理池的一侧上部设置有废海水入口，另一侧底部设置有海水出口，生物处理池的底部设置有人工鱼礁和砂滤层，海水出口位于砂滤层之下。
2.根据权利要求1所述的处理低温高营养盐废养殖海水的生物复合系统，其特征是：所述生物处理池的深度不大于3m。
3.根据权利要求1所述的处理低温高营养盐废养殖海水的生物复合系统，其特征是：所述人工鱼礁和砂滤层的层高为30cm-50cm。
4.根据权利要求1所述的处理低温高营养盐废养殖海水的生物复合系统，其特征是：所述生物处理池底部的人工鱼礁和砂滤层分为前排和后排，前排和后排之间设置隔墙，隔墙与生物处理池的左右两侧内壁之间均设置过水间隙，前排和后排中的人工鱼礁和砂滤层交替布设。
5.根据权利要求1所述的处理低温高营养盐废养殖海水的生物复合系统，其特征是：所述生物处理池中设置有推流曝气机。
6.根据权利要求1所述的处理低温高营养盐废养殖海水的生物复合系统，其特征是：所述海水出口上方的砂滤层的底部设有反冲洗水管。
7.一种权利要求1所述系统处理低温高营养盐废养殖海水的生物复合方法，其特征是：
养殖场产生的低温高营养盐废养殖海水由废海水入口进入生物处理池，在废海水中按每立方米10-50尾的比例投入冷水鲱鱼、鳀鱼和/或北极贝，采用环流流动的全混流模式流动和长时间光照模式运行，昼间阳光照射，夜间以顶棚下的照明灯光源照射，每天光照时间大于17小时的长时间增强光照，促进藻类的繁殖并释放氧气，为生物处理池提供充足的氧气，形成光照-充氧模式，为藻类、浮游生物和冷水鲱鱼、鳀鱼和北极贝生长营造相关环境，形成冷水鱼养殖废水的营养盐到藻类的生长，再到鲱鱼、鳀鱼和北极贝采食的营养级传递，达到净化海水之目的；按需要启动推流曝气机，采用推流曝气形成池内水流循环流动，并进行水中充氧操作；废养殖海水在生态处理池中经生态系统脱氮除磷、有机物降解并砂滤过滤后，由海水出口排出。
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