CN106818604A - 原位水质净化装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种原位水质净化装置及采用该装置进行养殖水体净化的方法，该装置包括原位水质净化单元和水流驱动单元，原位水质净化单元包括箱体及设于箱体内的水质净化机构，箱体具有进水通道及出水通道；水流驱动单元包括曝气装置，曝气装置位于箱体内，通过曝气装置产生气泡带动水体流动，在箱体内形成自进水通道向出水通道方向的水流；其中，沿水流方向，水质净化机构位于进水通道与出水通道之间。本发明采用气驱的方式，在养殖池内形成微循环水流对养殖水体进行净化处理，实现养殖水体的原位净化，在持续净化水质的同时，减少额外的设施建设和能量消耗，有效降低养殖成本，提高了循环水处理技术的适用性。

Description

原位水质净化装置及方法

技术领域

本发明属于水产养殖技术领域，具体涉及一种原位水质净化装置及原位水质净化方法。

背景技术

在水产养殖中，时刻都在进行代谢废物的排泄，加上投放饵料残渣、细菌生物团等，导致养殖水体中污染物质大量积累，进而对水质和养殖动物造成严重威胁，不仅影响产量，也影响到水产品的质量。

目前水产养殖行业针对水质问题通常采取三种措施：

(1)一类采用肥水，通过增肥水质培育藻类，利用藻类消耗养殖过程中产生的废物，同时藻类可以作为养殖动物的饵料，基本达到平衡。但通过培育藻类来维持水质的方法通常效果不佳，维持时间短、稳定性差，极易随环境的变化迅速打破平衡导致藻类大量死亡而产生毒害。

(2)另一类方法采用清水，即利用物理及生物手段将污染物移除，常见的如循环水工厂化养殖方式，这种方式能大幅度降低水资源的浪费，也同时能大幅度提高水产品的产量及质量，但循环水养殖需要将污水输送至另外的水处理空间进行处理，投入大、能量消耗高，且不易操作。

(3)此外，第三类解决水质问题的方法主要是调水产品如微生态制剂的使用，在水质较差时往水体施撒用于净化水质的微生物，将水质调回正常状态，这一类方法由于施用的微生物很快消耗完，因此作用时间短，水质容易很快又面临恶化。

发明内容

本发明实施例涉及一种原位水质净化装置及原位水质净化方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例涉及一种原位水质净化装置，包括：

原位水质净化单元，所述原位水质净化单元包括箱体及设于所述箱体内的水质净化机构，所述箱体具有进水通道及出水通道；

水流驱动单元，所述水流驱动单元包括曝气装置，所述曝气装置位于所述箱体内，通过所述曝气装置产生气泡带动水体流动，在所述箱体内形成自所述进水通道向所述出水通道方向的水流；其中，沿水流方向，所述水质净化机构位于所述进水通道与所述出水通道之间。

作为实施例之一，所述进水通道位于所述箱体底部，所述出水通道位于所述箱体顶部；沿所述箱体高度方向，所述曝气装置、所述水质净化机构和所述出水通道自下而上依次设置。

作为实施例之一，所述箱体顶部为呈上窄下宽状的集水部，所述出水通道包括开设于所述集水部上的至少一个排水孔；所述集水部对所述箱体内的气泡的上浮路径进行引导，形成相应的水流方向。

作为实施例之一，所述出水通道包括穿设于所述箱体上的至少一根出水管，于各所述出水管内均设有所述曝气装置。

作为实施例之一，所述箱体内设有至少一块竖直隔板，各所述竖直隔板将所述箱体内腔分隔形成沿水平方向依次排列的多级净化腔，各所述净化腔内均设有水处理结构；所述进水通道位于第一级所述净化腔所对应的箱体上，所述出水通道位于最后一级所述净化腔所对应的箱体上；各所述竖直隔板上均穿设有至少一根过水管；每一所述净化腔内，各所述过水管的入口端均位于对应的所述水处理结构的上方，各所述过水管的出口端均位于所述水处理结构的下方。

作为实施例之一，所述水质净化机构包括至少一个生物滤盒，各所述生物滤盒均包括封闭式的盒体，所述盒体具有容置腔且于所述容置腔中容置有生物填料，所述盒体上下两端均开设有多个过水孔；各所述盒体均固定于所述箱体内，各所述生物滤盒沿水流方向依次排布构成至少一级生物处理结构。

作为实施例之一，所述水质净化机构还包括用于截留养殖水体中的固体颗粒物的物理处理填料层，沿水流方向，所述物理处理填料层位于所述进水通道与第一级生物处理结构之间。

作为实施例之一，所述原位水质净化装置还包括悬浮单元，所述悬浮单元与所述箱体连接，使所述箱体可悬浮于养殖水体中。

作为实施例之一，所述悬浮单元包括封闭式的液位控制仓，所述液位控制仓底部设有至少一个控水孔，所述液位控制仓顶部设有控气孔，所述控气孔及各所述控水孔均与所述液位控制仓的内腔连通；所述控气孔连接有导气管，所述导气管上设有用于控制所述导气管通断的开关部件；所述液位控制仓与所述箱体固连。

本发明实施例涉及一种养殖池原位水质净化方法，采用如上所述的原位水质净化装置；

使所述箱体悬浮于养殖池中，并调节所述箱体的浸入深度，使所述出水通道出口端最低处位于养殖池水面以下1～2cm；

向所述曝气装置供气，在所述箱体内形成自所述进水通道向所述出水通道方向的气驱水流，养殖水体在所述箱体内流动过程中被所述水质净化机构净化；其中，气流流量为水流流量的0.2～0.25倍。

本发明实施例至少具有如下有益效果：本发明采用气驱的方式，通过以气带水在箱体内形成水流，从而在养殖池内形成微循环水流对养殖水体进行净化处理，实现养殖水体的原位净化，在持续净化水质的同时，减少额外的设施建设和能量消耗，有效降低养殖成本，提高了循环水处理技术的适用性。与通常的循环水养殖使用的水泵相比，气驱的水流驱动方式具有更好的节能性和可调性；由于在养殖池内形成微循环水流，对出水的扬程没有要求，有效降低能耗。

本发明实施例进一步具有如下有益效果：本发明采用漂浮式设计，将原位水质净化装置悬浮于养殖池内，灵活性高，可调性强，可在养殖池中缓慢漂移，对养殖池中不同部位的养殖水体进行处理，保证养殖池循环水处理无死角；可根据需要随时移动至目的地，操作便利。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例二提供的进水机构的结构示意图；

图2为图1的仰视图；

图3为本发明实施例三提供的原位水质净化装置的结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的原位水质净化装置的结构示意图；

图5为图4的平面结构示意图；

图6为本发明实施例五提供的原位水质净化装置的结构示意图；

图7为本发明实施例六提供的生物滤盒的结构示意图；

图8为本发明实施例七提供的悬浮结构的结构示意图；

图9为图8的仰视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例提供一种原位水质净化装置，包括原位水质净化单元及水流驱动单元，所述原位水质净化单元包括箱体及设于所述箱体内的水质净化机构，所述箱体具有进水通道及出水通道；所述水流驱动单元包括曝气装置，所述曝气装置位于所述箱体内，通过所述曝气装置产生气泡带动水体流动，在所述箱体内形成自所述进水通道向所述出水通道方向的水流；其中，沿水流方向，所述水质净化机构位于所述进水通道与所述出水通道之间。本发明采用气驱的方式，通过以气带水在箱体内形成水流，从而在养殖池内形成微循环水流对养殖水体进行净化处理，实现养殖水体的原位净化，在持续净化水质的同时，减少额外的设施建设和能量消耗，有效降低养殖成本，提高了循环水处理技术的适用性。与通常的循环水养殖使用的水泵相比，气驱的水流驱动方式具有更好的节能性和可调性；由于在养殖池内形成微循环水流，对出水的扬程没有要求，有效降低能耗。

本实施例中，气驱的方式可以为前置式也可以是后置式，即沿水流方向，上述的曝气装置可以位于水质净化机构之前也可以位于水质净化机构之后：采用前置式的气驱方式，曝气装置产生的气泡在驱动水流的同时，还可以增加水中溶氧；采用后置式的气驱方式，气源只参与水流的驱动，而不参与水质净化作用，因而所需要的气源要求不高，适用于广大的普通养殖户。因此，可根据养殖池本身配置的气泵进行选择，根据所需的微循环水流量及溶氧需求选择相应的气驱方式及供气量，因而本原位水质净化装置具有可调性，不需要配置昂贵的变频水泵。

上述的原位水质净化装置可固定于养殖池中，如在养殖池底设置桩架，将原位水质净化装置固定在对应位置处的桩架上，即可对该桩架附近区域的养殖水体进行净化。本实施例中，优选为设置上述的原位水质净化装置可漂浮于养殖水体中，即该原位水质净化装置还包括悬浮单元300，所述悬浮单元300与所述箱体连接，使所述箱体可悬浮于养殖水体中。通过采用漂浮式设计，将原位水质净化装置悬浮于养殖池内，灵活性高，可调性强，可在养殖池中缓慢漂移，对养殖池中不同部位的养殖水体进行处理，保证养殖池循环水处理无死角；可根据需要随时移动至目的地，操作便利。

另外，为减轻本原位水质净化装置的重量，及提高其使用寿命，上述的箱体优选为采用PE材料或PVC材料。本实施例中所采用的曝气装置可根据所需的气流流量进行选择，当所需的气流流量较小时，可采用气石等；当所需的气流流量较大时，可采用外接气源如气泵等方式。其中，所需的气流流量根据所需的循环水流流量确定，循环水流流量则根据养殖池的规模、养殖水体的水质情况等因素确定；本实施例中，气流流量为水流流量的0.2～0.25倍。

以下列举多个具体实施例对上述的原位水质净化装置进行说明：

实施例二

如图1和图2，本发明实施例提供一种原位水质净化装置的进水机构100，采用该进水机构100的原位水质净化装置可实现前置式的气驱过程。该进水机构100包括中空的第一壳体101，所述第一壳体101顶部具有用于与水处理单元连接的连接部105，且在该第一壳体101顶部形成有用于与水处理单元200连通的过水通道，本实施例中，水处理单元200包括通过第二壳体201约束的水质净化机构(如采用填料进行水质净化等，填料即位于第二壳体201中)，上述过水通道即与第二壳体201内腔连通，以将养殖水体引入至第二壳体201中进行净化处理；在该第一壳体101上还形成有进水通道，该进水通道为连通养殖池与第一壳体101内腔的通道，养殖水体通过该进水通道进入到第一壳体101中。为实现养殖池内原位水处理，需在养殖池内形成循环水流，以使得养殖水体能够经由上述进水通道进入第一壳体101中，并经由上述过水通道进入水处理单元200中，在水处理单元200中净化处理后再排入养殖池中；通常地，可采用常规的水流动力设备，如水泵等，但这类设备重量大、能耗高，对养殖动物的惊扰较大，因而，本实施例中，主要采用气驱的方式，即通过以气带水的方式带动水体流动，相应地，在所述第一壳体101内设有曝气结构。通过上述曝气结构103逸出气泡，气泡在上浮过程中能够带动水流，由于水处理单元200连接于第一壳体101的顶部，气泡上浮过程中能够随同水流一起经由过水通道进入水处理单元200内，从而实现养殖水体在原位水质净化装置中的流动；同时，曝气结构103产生的气泡能在气水混合过程中提高养殖水体中的溶解氧，因而能够解决养殖池中曝气的需求，即上述的曝气结构103可避免循环水泵和气泵的重复使用，减少设备投资及生产成本，降低能耗。

接续上述进水机构100的结构，上述以气带水的方式有两种结构，具体体现为曝气结构103与进水通道的相对位置关系：

(1)如图1和图2，所述进水通道位于所述曝气结构103下方，该进水通道包括开设于所述第一壳体101底部的至少一个进水孔。本实施例中，上述进水孔的数量为多个，优选为均匀布置在第一壳体101的底板上；上述曝气结构103可采用曝气盘或曝气板或盘绕固定于所述第一壳体101内的曝气管103，出气面积大，驱动效果及增加水体溶氧效果好；对于曝气盘或曝气板，为避免其影响进水，曝气盘或曝气板宜间隔布置在第一壳体101底板的上方，本实施例中，优选为采用盘绕固定于所述第一壳体101内的曝气管103，该曝气管103优选为固定于上述第一壳体101底板顶部，且进一步优选为盘绕固定于各相邻两进水孔之间的板体上，在不影响进水的情况下与水体具有较好的混合效果。上述的曝气管103优选为采用纳米曝气管103；上述的曝气管103位于第一壳体101内的一端为封闭端，另一端则穿设在第一壳体101的侧壁上，用于与外接的气源连接。

对于上述进水孔的结构，上述第一壳体101的底板可呈格栅状结构，各进水孔的尺寸应满足对养殖水体粗过滤的要求，即可对水体中的大尺寸固体颗粒物进行阻拦，同时避免养殖动物的进入；上述第一壳体101的底板也可呈蜂窝状结构，如图1所示，各进水孔在该底板上阵列布置，各相邻两进水孔之间均间隔排列。对于上述的蜂窝状结构的底板，可在各进水孔处均设置物理过滤机构；如图1和图2，本实施例中，各所述物理过滤机构均包括筒状滤网102，所述筒状滤网102与对应的所述进水孔可拆卸连接，可以采用螺纹连接或卡接等常用的可拆卸连接方式。各筒状滤网102可自由拆卸安装，方便清洗或更换；在水流驱动过程中，采用筒状滤网102相比于过滤斜板具有更大的过水面积，在保证过水效果的同时起到物理过滤的作用，可过滤掉养殖水体中大部分的颗粒悬浮物。

(2)如图3，所述进水通道位于所述曝气结构103上方，该进水通道包括开设于所述第一壳体101侧壁上的至少一个过水孔106。本实施例中，上述过水孔106的数量为多个，优选为均匀环设于第一壳体101的侧壁上。同样地，对于设有上述过水孔106的第一壳体101侧壁的结构，其可以是格栅状结构也可以是蜂窝状结构，对应的具体结构及过滤机构设置方式可参考上述第(1)种以气带水方式中的相关结构；本实施例中，优选为将设有上述过水孔106的第一壳体101侧壁设置为格栅状的结构。同样地，对于曝气结构103的结构，可参考上述第(1)种以气带水方式中的相关结构；本实施例中，上述曝气结构103采用曝气盘或曝气板。

接续上述进水机构100的结构，该进水机构100与水处理单元200(上述第一壳体101与第二壳体201)可以是可拆卸连接，也可以是不可拆卸连接或一体成型；第一壳体101内腔与第二壳体201内腔可以开放连通，即第一壳体101顶部及第二壳体201底部均开口，或者，第一壳体101内腔与第二壳体201内腔通过一隔板104分隔，该隔板104即构成第一壳体101的顶板104及第二壳体201的底板。本实施例中，采取后种方式，隔板104的设置可便于水处理单元200中填料的承托；上述过水通道包括开设于第一壳体101顶板104上的多个出水孔，即该第一壳体101顶板104或者说上述的隔板104呈蜂窝状结构，可使得水体以较好的流态进入第二壳体201中。上述隔板104优选为与第一壳体101嵌接，具体为，第一壳体101顶部开口，且于其顶端内沿设有环形凹槽，上述隔板104即放置于该凹槽上。

接续上述进水机构100的结构，所述曝气结构103通过供气管107与外接气源连接，所述供气管107上设有控制阀及流量计，通过上述流量计及控制阀，可调节供气量，以满足养殖池中微循环水流流量需求及养殖池中溶氧需求。

实施例三

如图3，本实施例提供一种原位水质净化装置，其采用前置式的气驱方式；所述进水通道位于所述箱体底部，所述出水通道位于所述箱体顶部；沿所述箱体高度方向，所述曝气装置、所述水质净化机构和所述出水通道自下而上依次设置。其中，该原位水质净化装置优选为采用上述实施例二所提供的进水机构100；上述实施例二中所述的第一壳体101与第二壳体201装配(如可拆卸连接装配或一体成型装配等方式)即构成本实施例中原位水质净化装置的箱体，上述第一壳体101上的进水通道即作为本实施例中原位水质净化装置的进水通道，上述第一壳体101中的曝气结构103即作为本实施例中原位水质净化装置的曝气装置。

如图3，示出了一种上述的原位水质净化装置的具体实施例：

进水机构100中，采用进水通道位于曝气结构103上方的结构。

上述水质净化机构包括用于截留养殖水体中的固体颗粒物的第一填料层202，所述第一填料层202设于所述第二壳体201底部且至少覆盖上述第一壳体101的出水通道。上述的第一填料层202优选为覆盖第二壳体201的整个底部横截面，即与第二壳体201的横截面形状及尺寸均相同。上述的第一填料层202优选为直接设置于第一壳体101的顶板104上；本实施例中，所述第一填料层202中的填料优选为采用藤棉，为保证处理效果，该第一填料层202厚度为2～5cm。

进一步地，所述水质净化机构还包括用于对养殖水体进行生物处理的第二填料层203，所述第二填料层203位于所述第一填料层202上方。上述的第二填料层203主要用于处理养殖水体中的溶解性有害物；上述第二填料层203中的填料优选为采用悬浮填料，在气流和水流的作用下产生流化，可高效率地净化水体中的溶解性氨氮和有机质；上述悬浮填料可采用生物球等常用的生物填料，本实施例中，将上述生物球堆积于上述的第一填料层202顶部。本实施例中，为保证处理效果，该第二填料层203的体积占第二壳体201内腔体积的1/3～2/3。

进一步优化上述原位水质净化装置的结构，如图3，所述箱体顶部(也即上述的第二壳体201顶部)为呈上窄下宽状的集水部204，所述出水通道包括开设于所述集水部204上的至少一个排水孔；所述集水部204对所述箱体内的气泡的上浮路径进行引导，形成相应的水流方向。其中，上述集水部204优选为采用圆锥形结构或锥柱形结构，该集水部204可将箱体内上浮的气泡进行压迫或引导，进而在箱体内形成相应的水流方向，使得箱体内的净化水体按一定的水流方向流回养殖池；上述的集水部204由于沿水流方向逐渐收缩，使箱体内的气流和水流汇集，因而可提高出水通道处的气压和水压，可有效增大出水水流，保证出水的顺畅性，保证本箱体与养殖池完成水体交换过程。如图3，本实施例中，上述的出水通道设于集水部204的中部位置，包括多个排水孔，多个排水孔沿集水部204周向环形布置；本实施例中，上述排水孔为4个，采用50×50mm规格的方孔。

实施例四

如图4和图5，本实施例提供一种原位水质净化装置，其采用后置式的气驱方式。其包括箱体11，进水通道设于该箱体11底部，出水通道位于该进水通道上方，优选为设于该箱体11顶部，所述出水通道包括穿设于所述箱体11上的至少一根出水管12，于各所述出水管12内均设有所述曝气装置13。本实施例中，上述的出水管12为多根，各出水管12位于同一高度平面上，且间隔布置；上述的曝气装置13可采用气石或曝气头等。

如图4，作为实施例之一，所述箱体11内设有至少一块竖直隔板(已图示，未标注)，各所述竖直隔板将所述箱体11内腔分隔形成沿水平方向依次排列的多级净化腔，各所述净化腔内均设有水处理结构14；所述进水通道位于第一级所述净化腔所对应的箱体11上，所述出水通道位于最后一级所述净化腔所对应的箱体11上；各所述竖直隔板上均穿设有至少一根过水管15；每一所述净化腔内，各所述过水管15的入口端均位于对应的所述水处理结构14的上方，各所述过水管15的出口端均位于所述水处理结构14的下方，即每根过水管15连通相邻的两级净化腔，该过水管15的入口端位于前一级净化腔内的水处理结构14的上方，该过水管15的出口端位于后一级净化腔内的水处理结构14的下方，从而将前一级净化腔内的净化水体导入到后一级净化腔内进一步净化处理。通过上述结构，在箱体11内形成多级水处理结构14，实现养殖水体的高效净化，提高水质净化效果。上述进水通道包括设于第一级净化腔底部的多个入水口，各入水口入口端均通过过滤纱网包覆，可起到粗过滤的作用，过滤掉水体中的大尺寸固体颗粒物且防止养殖动物进入箱体11内。各水处理结构14均优选为包括生物填料，生物填料可通过填料承托板16承托；上述生物填料优选为采用悬浮填料；如图4和图5，进一步在各净化腔底部布置曝气设备17，优选为布置曝气管17，保证生物填料的处理效果，相应地可在各净化腔所对应的箱体11顶部开设出气孔。进一步可在第一级净化腔底部设置用于截留养殖水体中的固体颗粒物的过滤填料层，其中的填料优选为采用藤棉，为保证处理效果，该第一填料层202厚度为2～5cm。

实施例五

如图6，本实施例提供一种原位水质净化装置，其采用后置式的气驱方式。其包括原位水质净化单元和水流驱动单元，原位水质净化单元包括第三壳体21及设于第三壳体21内的水质净化机构，第三壳体21上设有进水通道25并于所述第三壳体21内形成有净化水体容腔，沿竖直方向所述进水通道25和所述净化水体容腔(已图示，未标注)分别位于所述水质净化机构两侧。水流驱动单元包括中空的第四壳体22，第四壳体22具有水流入口28且与第三壳体21内腔连通，第四壳体22上穿设有排水管27，排水管27内布置有曝气装置26。其中，优选地，所述第三壳体21与所述第四壳体22拼接构成一整体式的筒体，以保证二者具有稳定的连接结构，在养殖池中不发生相互位置移动，以免影响净化水体在第三壳体21与第四壳体22间的流通；第三壳体21与第四壳体22拼接处形成一分隔两壳体内腔的拼接隔板(已图示，未标注)，于拼接隔板上开设一通孔形成上述水流入口28。上述的第三壳体21与第四壳体22拼接方式可以采取可拆卸连接方式(如卡接等)，也可为不可拆卸连接方式(如焊接等)，本实施例中，优选为采取第三壳体21与第四壳体22一体成型的方式。进一步优选地，上述第三壳体21与所述第四壳体22采取左右相对位置拼接的方式，即上述第三壳体21的其中一侧边部与第二壳体的其中一侧边部拼接，左右相对位置拼接的方式相对于上下相对位置拼接的方式，更易于净化水体由第三壳体21流通至第四壳体22中。本实施例将气驱装置设于第四壳体22中，第三壳体21与第四壳体22形成分隔的功能区，二者互不干涉，方便生产和操作。

接续上述原位水质净化装置的结构，如图6，所述排水管27包括入口段(已图示，未标注)和出口段(已图示，未标注)，所述入口段位于所述第四壳体22内且入口端邻近于所述第四壳体22底端设置，所述出口段穿设于所述出水口上。入口段的入口端也即其底端位于第四壳体22底端上方，且邻近于第四壳体22的底端设置，方便将第四壳体22底部的水体排出，避免净化水体中的部分物质在第四壳体22底部沉积造成第四壳体22中的水质变化，或避免第四壳体22中的净化水体出现分层等现象。上述出口段的出口端出水方向可以为水平方向，也可以向下或向上倾斜，本实施例中，优选为设置为水平方向，即上述出口段水平设置；上述入口段优选为竖直设置，入口段与出口段可通过弯管段连接导通。实际使用时，通过悬浮单元调节本原位水质净化装置在养殖池中的深度，优选为使得上述出口段出口端的最低处略低于养殖水体水面，出水的阻力较小，可获得较大的出水水流(当然，出口段出口端的最低处高于养殖水体水面或出口段出口端的最高处位于养殖水体水面以下都可以，但出水阻力相对增大)；本实施例中，优选为使得出口段出口端的最低处在养殖水体水面以下1～2cm，可获得最大的出水水流，与养殖池形成水体交换。

接续上述原位水质净化装置的结构，如图6，所述水质净化机构包括用于截留养殖水体中的固体颗粒物的第三填料层23，所述第三填料层23设于所述第三壳体21底部且至少覆盖所述进水通道25。本实施例中，所述第三填料层23中的填料优选为采用藤棉，为保证处理效果，该第三填料层23厚度为2～5cm。

进一步地，所述水质净化机构还包括用于对养殖水体进行生物处理的第四填料层24，所述第四填料层24位于所述第三填料层23上方。上述的第四填料层24主要用于处理养殖水体中的溶解性有害物；上述第四填料层24中的填料优选为采用悬浮填料，如采用生物球等，在气流和水流的作用下流化，处理效果较好。本实施例中，为保证处理效果，该第四填料层24的体积占第三壳体21内腔体积的1/2～2/3。

实施例六

如图7，本实施例提供一种生物滤盒，可用于上述各实施例中，作为其中的具有生物处理作用的填料层。该生物滤盒包括封闭式的盒体1001，所述盒体1001具有容置腔且于所述容置腔中容置有生物填料1005；所述盒体1001上下两端均开设有多个过水口。上述盒体1001优选为采用轻质材料制成的盒体1001，如轻质工业塑料等，以减轻重量，减少动力能耗消耗；本实施例中，上述盒体1001的壁厚在3～5mm范围内；上述盒体1001的形状不限，可以为长方体形、圆柱体形或其他不规则形状等，本实施例中，采用圆柱体形的盒体1001。上述的生物填料1005优选为采用悬浮填料，水体净化效果较好；本实施例中，采用Φ25mm的悬浮填料。上述的过水口的孔径应保证可容水体及气体通过但不允许生物填料1005通过。本实施例通过盒体1001约束生物填料1005，将该生物滤盒放置于养殖池内即可进行养殖水原位净化处理，不需要另外修建生物滤池，因而可在持续净化养殖水质的同时，减少额外的设施建设成本和动力能耗消耗，有效提高循环水处理技术的适用性；另外，本生物滤盒占用空间小，便于运输、储存、携带及安装，提高工作效率。需要说明的是，将本实施例提供的生物滤盒用于上述各实施例中时，该盒体1001可作为上述原位水处理装置的箱体的一部分，也可将该盒体1001固定于箱体内。

如图7，作为本实施例的一种优选结构，所述盒体1001上设有用于与上下相邻的生物滤盒装配的连接机构，所述连接机构包括第一连接单元和可与所述第一连接单元可拆卸连接的第二连接单元，所述第一连接单元和所述第二连接单元分别设于所述盒体1001的顶部和底部。通过上述结构，即使得本生物滤盒作为模块化单元，可进行模块化组装，形成单级或多级的生物处理装置，以适用于不同的养殖水体的净化需求。本实施例中，为保证相邻两生物滤盒的连接结构的稳定性，采用如下的优选结构：所述第一连接单元包括多个第一连接部1003，各所述第一连接部1003沿所述盒体1001侧壁的顶部周缘环形布置(优选为均匀间隔布置)；所述第二连接单元包括多个第二连接部1004，所述第二连接部1004的数量与所述第一连接部1003的数量相同，且一一对应布置于所述盒体1001侧壁的底部(优选为均匀间隔布置)。上述的连接机构可采用常用的可拆卸连接组件，如卡槽与卡扣配合的方式，即各第一连接部1003均为卡槽或卡扣，则各第二连接部1004对应为卡扣或卡槽。当然，其他的可拆卸连接方式也适合于本实施例，如采用可相互吸引的磁性元件组件配合的结构等，上述的磁性元件组件包括多个第一磁性元件和多个第二磁性元件，各第一磁性元件可沿盒体1001的上端外沿环形布置，各第二磁性元件可沿盒体1001的下端外沿环形布置；其他的可拆卸连接方式此处不一一例举，能够实现上下相邻的生物滤盒稳定化装配连接即可。

进一步优化上述生物滤盒的结构，所述盒体1001的上端外沿和/或下端外沿设有用于与相邻的生物滤盒密封装配的密封机构，通过上述的密封机构，实现上下两相邻的生物滤盒装配结构的密封性，避免水体在两级生物处理单元之间传输时与外界水体混合，保证多级生物处理单元之间水质处理的有效性。本实施例中，仅在其中一端设置上述密封机构；上述密封机构可采用常用的橡胶密封圈等密封件，即：所述密封机构包括环形密封垫圈1006，所述环形密封垫圈1006固设于盒体1001对应端部的外沿。上述环形密封垫圈1006可粘贴于盒体1001对应端部的外沿；或在盒体1001的对应端部的外沿设置环形凹槽，将上述环形密封垫圈1006嵌装于该环形凹槽内，在盒体1001的另一端部的外沿对应设置环形凸起部，相邻两生物滤盒之间，将其中一生物滤盒的环形凸起部插入另一生物滤盒的环形凹槽内，实现过盈配合密封，密封效果较佳。

进一步优化上述生物滤盒的结构，所述盒体1001包括盒体主体和窗口板，所述盒体主体上开设有与所述窗口板适配的取料口，所述窗口板与所述盒体主体铰接或可拆卸连接并围成所述容置腔。通过上述结构，便于盒体1001内的生物填料1005的更换或冲洗处理，在发现水质处理效率降低时，可随时更换填料或将填料拿出进行冲洗，以保证水质处理效果。上述的取料口可开设于盒体主体顶部，即采用盒体主体与盖体相配合的盒体1001结构；本实施例中，采取如下的优选结构：

如图7，所述盒体1001包括侧板和上下两块填料承托板1002，所述侧板为上下两端均开口的环形板，两所述填料承托板1002分别与所述侧板的上下两端可拆卸连接并围成所述容置腔；于两所述填料承托板1002上均开设有所述过水口。具体地，在上述环形侧板的上下两端均设置一圈约5mm宽、约3mm厚的连接环1007，连接环1007上均匀间隔布置多个连接孔，上述填料承托板1002可通过螺栓1008等与上述连接环1007固定连接。

另外，本实施例中，优选地，所述生物填料1005的体积为所述容置腔体积的1/3～1/2，保证水质处理效率及效果的同时，具有良好的水体和气体通道，不易发生堵塞等问题。

实施例七

如图8-图9，本实施例提供一种悬浮结构300，可用于上述各实施例中作为原位水质净化装置的悬浮单元300，该悬浮单元300与箱体连接，使得原位水质净化装置可悬浮于养殖池中。该悬浮结构300包括封闭式的液位控制仓301，所述液位控制仓301底部设有至少一个控水孔303，所述液位控制仓301顶部设有控气孔304，所述控气孔304及各所述控水孔303均与所述液位控制仓301的内腔连通；所述控气孔304连接有导气管305，所述导气管305上设有用于控制所述导气管305通断的开关部件306。本实施例提供的悬浮结构300主要用于原位水质净化装置中作为悬浮单元300使用，以使得水质净化单元2可以悬浮于养殖水体中，即液位控制仓301具有用于与箱体连接装配的装配部；其中，上述的液位控制仓301的形状可以根据实际情况进行选择设计，如采用长方体状、正方体状、圆柱体状等，对于上述形状的仓体结构，优选为采用多个上述的液位控制仓301且环绕箱体设置，以保证箱体受到的浮力的均衡性，避免其在养殖池中倾斜。本实施例中，优选地，所述液位控制仓301为环形结构，将箱体包围于其内环中，即所述装配部设于所述液位控制仓301的内环壁面上，可保证箱体受到的浮力的均衡性。该环形的液位控制仓301的形状根据箱体的形状进行合理选择，以保证箱体受到的浮力的均衡性；本实施例中，上述的液位控制仓301的内环形状优选为第二壳体201的形状适配，从而二者实现紧密贴合连接，进一步地，该箱体优选为采用圆柱体形的箱体，则上述液位控制仓301优选为采用圆柱环形结构，方便原位水质净化装置在养殖池中漂移，以便持续地对养殖池中不同部位的水体进行净化处理。

作为优选地实施例之一，上述的液位控制仓301与箱体之间优选为采用可拆卸连接方式，方便原位水质净化装置的安装、拆卸及储存运输等，同时，使得本悬浮结构300可适用于不同的水质净化单元。对应地，所述装配部包括多个第一连接件302，各所述第一连接件302沿所述液位控制仓301的内环壁面环形布置；各所述第一连接件302被配置为与设于箱体上的多个第二连接件(未图示)一一对应可拆卸连接。上述的第一连接件302与第二连接件可通过现有常用的可拆卸连接方式连接，如卡接、螺接或采用磁性连接方式等，本实施例中，各所述第一连接件302均为卡槽或卡扣，则各第二连接件对应为卡扣或卡槽。上述各第一连接件302优选为设于液位控制仓301底部，各第二连接件对应设于箱体的顶部，使用时，箱体至少部分的浸入养殖池中，并通过本悬浮结构300悬浮于养殖水体中。

进一步优化上述结构，所述开关部件306优选为采用塞设于所述导气管305外端的气流控制塞106；当然，也可采用阀类控制开关等，或者，对于采用橡胶软管的导气管305，可采用夹子等实现该导气管305的通断。控气孔304与导气管305连接处优选为密封处理，如通过玻璃胶或类似物填充粘贴二者接合部位，可起到密封和固定作用。另外，上述控气孔304可根据需要设置一个或多个，设置多个时，每个控气孔304可分别连接一导气管305，或各控气孔304由一根导气管305控制。控水孔303则优选为设置多个，均匀分布在液位控制仓301的底部。

另外，本实施例中，上述的液位控制仓301优选为采用塑料仓体，一方面，降低制作成本，另一方面，提高其在水体中的可悬浮性，同时，减轻原位水质净化装置的重量。

本实施例提供的悬浮结构300的使用过程大致如下：

箱体与液位控制仓301装配后放入养殖水体中，打开气流控制塞106，养殖池中的水从控水孔303进入液位控制仓301，液位控制仓301中的水位上升，将仓体内的空气从控气孔304排出，气流沿着导气管305流出，原位水质净化装置随着液位控制仓301水位的下降而下沉，当原位水质净化装置下沉到预期位置时，关闭气流控制塞106，空气停止流通，水流不再进入液位控制仓301，原位水质净化装置也不再下沉；

当原位水质净化装置某部分下沉低于预期水位或需要排空液位控制仓301内的水时，打开气流控制塞106，将原位水质净化装置提起，或用导气管305接通气源进行充气，迫使液位控制仓301中的水从控水孔303流出，空气沿着导气管305充入液位控制仓301中，液位控制仓301内的水位下降，原位水质净化装置随之上浮，达到预期水位或排空液位控制仓301内的水时关闭气流控制塞106，完成操作。

实施例八

本发明实施例涉及一种养殖池原位水质净化方法，可采用上述各实施例所提供的原位水质净化装置；

使用时，使所述箱体悬浮于养殖池中，并调节所述箱体的浸入深度，使所述出水通道出口端最低处位于养殖池水面以下1～2cm，可获得较大的出水水流；

向所述曝气装置供气，在所述箱体内形成自所述进水通道向所述出水通道方向的气驱水流，养殖水体在所述箱体内流动过程中被所述水质净化机构净化；其中，气流流量为水流流量的0.2～0.25倍，可获得所需的水流流量，保证养殖水体的净化效果及效率。

根据养殖池的规模、养殖水体的水质情况等因素，可采用一套或多套上述的原位水质净化装置，将各原位水质净化装置分散布置在养殖池的不同区域，实现对养殖水体的高效有序净化处理。

实施例九

采用上述实施例八所提供的养殖池原位水质净化方法在对虾养殖池体中进行实验。实验池体长15m，宽6m，水深1.5m，并布置1个相同的池体作为对照池体。实验池体中所采用的原位水质净化装置为实施例四所提供的原位水质净化装置，箱体为0.8m×0.8m×0.6m的方形箱体；对照池体中不设置水质净化设备。

实验开始时，水体水质为c(NH₄ ⁺)为1.32mg/L，c(DO)为5.2mg/L，pH为8.2，TSS为5.5mg/L，将原位水质净化装置放入实验池体中进行实验，运转5天；检测到水体水质部分指标发生显著变化，其中c(NH₄ ⁺)减少为0.62mg/L，c(DO)为6.5mg/L，pH为7.8，TSS为5.8mg/L；而对照池体中c(NH₄ ⁺)为1.40mg/L，c(DO)为3.3mg/L，pH为8.1，TSS为10.3mg/L。

实验表明，本发明所提供的养殖池原位水质净化装置及方法在虾池养殖水的处理中，可以显著降低水体氨氮，增加溶氧，具有良好的水质净化功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种原位水质净化装置，其特征在于，包括：

原位水质净化单元，所述原位水质净化单元包括箱体及设于所述箱体内的水质净化机构，所述箱体具有进水通道及出水通道；

水流驱动单元，所述水流驱动单元包括曝气装置，所述曝气装置位于所述箱体内，通过所述曝气装置产生气泡带动水体流动，在所述箱体内形成自所述进水通道向所述出水通道方向的水流；其中，沿水流方向，所述水质净化机构位于所述进水通道与所述出水通道之间。

2.如权利要求1所述的原位水质净化装置，其特征在于：所述进水通道位于所述箱体底部，所述出水通道位于所述箱体顶部；沿所述箱体高度方向，所述曝气装置、所述水质净化机构和所述出水通道自下而上依次设置。

3.如权利要求2所述的原位水质净化装置，其特征在于：所述箱体顶部为呈上窄下宽状的集水部，所述出水通道包括开设于所述集水部上的至少一个排水孔；所述集水部对所述箱体内的气泡的上浮路径进行引导，形成相应的水流方向。

4.如权利要求1所述的原位水质净化装置，其特征在于：所述出水通道包括穿设于所述箱体上的至少一根出水管，于各所述出水管内均设有所述曝气装置。

5.如权利要求4所述的原位水质净化装置，其特征在于：所述箱体内设有至少一块竖直隔板，各所述竖直隔板将所述箱体内腔分隔形成沿水平方向依次排列的多级净化腔，各所述净化腔内均设有水处理结构；所述进水通道位于第一级所述净化腔所对应的箱体上，所述出水通道位于最后一级所述净化腔所对应的箱体上；

各所述竖直隔板上均穿设有至少一根过水管；每一所述净化腔内，各所述过水管的入口端均位于对应的所述水处理结构的上方，各所述过水管的出口端均位于所述水处理结构的下方。

6.如权利要求1所述的原位水质净化装置，其特征在于：所述水质净化机构包括至少一个生物滤盒，各所述生物滤盒均包括封闭式的盒体，所述盒体具有容置腔且于所述容置腔中容置有生物填料，所述盒体上下两端均开设有多个过水孔；

各所述盒体均固定于所述箱体内，各所述生物滤盒沿水流方向依次排布构成至少一级生物处理结构。

7.如权利要求6所述的原位水质净化装置，其特征在于：所述水质净化机构还包括用于截留养殖水体中的固体颗粒物的物理处理填料层，沿水流方向，所述物理处理填料层位于所述进水通道与第一级生物处理结构之间。

8.如权利要求1所述的原位水质净化装置，其特征在于：所述原位水质净化装置还包括悬浮单元，所述悬浮单元与所述箱体连接，使所述箱体可悬浮于养殖水体中。

9.如权利要求8所述的原位水质净化装置，其特征在于：所述悬浮单元包括封闭式的液位控制仓，所述液位控制仓底部设有至少一个控水孔，所述液位控制仓顶部设有控气孔，所述控气孔及各所述控水孔均与所述液位控制仓的内腔连通；所述控气孔连接有导气管，所述导气管上设有用于控制所述导气管通断的开关部件；所述液位控制仓与所述箱体固连。

10.一种养殖池原位水质净化方法，其特征在于：采用如权利要求1至9中任一项所述的原位水质净化装置；

使所述箱体悬浮于养殖池中，并调节所述箱体的浸入深度，使所述出水通道出口端最低处位于养殖池水面以下1～2cm；

向所述曝气装置供气，在所述箱体内形成自所述进水通道向所述出水通道方向的气驱水流，养殖水体在所述箱体内流动过程中被所述水质净化机构净化；其中，气流流量为水流流量的0.2～0.25倍。