CN109179879A - 一种水产养殖废水高效处理循环回用系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水产养殖废水高效处理循环回用系统，该系统依次包括水产养殖塘、生态塘、过滤池、臭氧消毒池、表面流湿地、回用水塘六个工艺单元，所述水产养殖塘和回用水塘首位相连通。本发明还公开了所述的水产养殖废水高效处理循环回用系统在水产养殖方面的应用。本发明还公开了一种水产养殖废水高效处理循环回用方法。本发明养殖废水回用率高，饵料回用率高、杀菌效率高、溶解氧浓度高、氮和磷去除效率高。本方法针对性强、处理效率高、投资少、运行成本成本低；工艺操作简单、处理效果好、生态环境效益好。

Description

一种水产养殖废水高效处理循环回用系统及其应用

技术领域

本发明属于环保和水体修复领域，具体涉及一种水产养殖废水高效处理循环回用系统及其应用。

背景技术

随着经济社会发展和网箱、滩涂养殖逐年减少，造成水产养殖池塘养殖追求高产，高密度、集约化、规模化高生物、高投入养殖模式。水产养殖自身污染主要来源于养殖过程中的投入品(水产苗种、渔用肥料、饲料、渔用药物及环境改良剂等)固态物质的溶出成分等。其大部分主要是化学制品，包括农药、除草剂、抗生素、氧化剂、络合剂、表面活性剂和吸附剂等，仅小部分为微生物制剂。

在当前高密度集约化养殖中，因养殖周期长，养殖水质呈半污染状态，且经过夏季高温，容易发生病害，故从苗种入水到商品出水销售，经常会使用渔药和环境改良剂。大力发展区域或局部的循环水养殖，节约水资源，实现污染物的零排放解决水产养殖的自身污染是一项长期而紧迫的任务。

申请号201510422393.X的中国专利申请《一种人工养殖尾水的机械与植物净化系统》，公开了一种人工养殖尾水的机械与植物净化系统，旨在提供一种能够对水产养殖废水进行循环处理、利用的人工养殖尾水的机械植物净化系统。它包括沉淀池，曝气池，机械过滤设备，藻类净化池及臭氧消毒池，所述沉淀池与曝气池相连通，所述机械过滤设备包括抽水管道，水泵及第一排水管，所述抽水管道的一端与曝气池相连，另一端与水泵的进水口相连接，所述第一排水管的进水端口与水泵的出水口相连通，第一排水管的出水端口与藻类净化池相连，所述藻类净化池与臭氧消毒池相连通。但该方法投资大、运行成本高、操作管理难度大，容易造成二次污染。

申请号201410472545.2的中国专利申请《一种规模化循环养殖水的多功能生态净化系统》，涉及一种规模化循环养殖水的多功能生态净化系统，用于对池塘的养殖废水进行换水净化，该净化系统包括高效沉淀过滤区、生态养殖净化区、人工湿地净化区、集水池及自动化水质监测调控装置，高效沉淀过滤区、生态养殖净化区、人工湿地净化区用于对水体净化，自动化水质监测调控装置监测净化系统中水体质量，并控制净化系统的运行。但该方法对于细菌的去除效果差，冲氧量差。

申请号201710177741.0的中国专利申请《高效去除水产养殖废水中氮磷的纳米处理剂及水产养殖废水处理方法》，涉及高效去除水产养殖废水中氮磷的纳米处理剂，以及采用该处理剂的水产养殖废水处理方法。该处理剂由纳米贝壳粉和纳米零价铁粉按重量比4～8:1组成，纳米贝壳粉的粒径至多为300nm，纳米零价铁粉的粒径至多为30nm。但该方法运行成本高、污泥产生量大。

申请号201610028311.8的中国专利申请《一种水产养殖废水处理剂》，公开一种水产养殖废水处理剂，包括A组分：所述A组分为至少一种选自磷酸氢钙、磷酸二氢钠、亚硒酸钠、硫酸镁；B组分：所述B组分为至少一种选自DL-蛋氨酸、L-赖氨酸盐、色氨酸、苏氨酸、甜菜碱、虾素素、葡聚糖、肽聚糖、酵母、脂多糖；C组分：所述C组分为至少一种选自腐殖酸钠粉、硫代硫酸钠粉、硫酸铝钾粉；D组分：所述D组分为至少一种选自甘草、绿豆粉、五加皮、党参、陈皮、川芎、栀子、石膏、白鲜皮、大青叶、黄柏、板蓝根、佩兰、柴胡，通过促进养殖水体中浮游生物的生长，加速水体处理速率，提高水体的自净化能力，促进水体环境改善，不会对水体中的鱼类造成影响，不会造成二次污染。但该方法运行成本高、污泥产生量大、对于溶解氧改善和细菌消灭不明显。

申请号201520512657.6的中国专利申请《一种智能化水产养殖废水资源化的复合滤池循环系统》，提供一种智能化水产养殖废水资源化的复合滤池循环系统包括初沉池，氧化塘，厌氧消化池，膜法吸附塘，化学池，消毒中和池，生物转盘，水泵，进水管，排淤管，阀门，滤网，生物淤泥，连接管，厌氧菌，离子发射器，紫外线灯管，酸碱调和槽，氧化剂投放孔和出水管，所述的进水管通过水泵连接初沉池；所述的氧化塘并排设立在初沉池的一侧；所述的厌氧消化池通过连接管管道连接氧化塘。本实用新型通过初沉池，氧化塘，厌氧消化池，膜法吸附塘，化学池和消毒中和池的设置，有利于对水体净化流程的优化，另外通过生物转盘和生物膜组的设置，利用微生物对水体进行微处理，进一步有利于对废水的循环利用。但膜使用成本高、膜浓缩液二次污染。紫外线消毒效果病菌消毒效果不好，无法给水体进行有效冲氧。

申请号201510859730.1的中国专利申请《一种水产养殖废水深度脱氮用复合固体碳源填料的制备方法》，公开了一种水产养殖废水深度脱氮用复合固体碳源填料的制备方法。将葡甘聚糖水溶液加入一定量的粉末荔枝核和碳酸钠，搅拌均匀；室温静置后于水浴加热；然后冷却并进行冷冻；最后经冷冻干燥即得复合固体碳源填料。采用了含大量淀粉的农林废弃物荔枝核粉末与天然多糖物质葡甘聚糖，制备方法简单，反应条件温和，既能作为碳源又能作为填料，能够被完全降解，不污染环境。可以为处理养殖废水生物反硝化脱氮或是污水的深度处理和地下水生物反硝化脱氮提供一种经济长效碳源。但该方法对于病菌去除效果差，充氧效果不足。处理方法单一。

申请号201510424141.0的中国专利申请《一种海水养殖废水处理工艺》，公开了一种海水养殖废水处理工艺，旨在提供一种能够对水产养殖废水进行循环处理、利用的海水养殖废水处理工艺。它包括一级沉淀池，过滤池，二级沉淀池，机械过滤设备，藻类净化池，臭氧消毒池及增氧池，所述一级沉淀池与过滤池相连通，过滤池与二级沉淀池相连通，所述机械过滤设备包括抽水管道，水泵及第一排水管，所述抽水管道的一端与二级沉淀池相连，另一端与水泵的进水口相连接，所述第一排水管的进水端口与水泵的出水口相连通，第一排水管的出水端口与藻类净化池相连，所述藻类净化池与臭氧消毒池相连通，臭氧消毒池与增氧池相连通。但该方法投资大、运行成本高、存在二次污染，操作管理复杂。

申请号201510423968.X的中国专利申请《水产养殖废水的曝气过滤处理装置》，公开了一种水产养殖废水的曝气过滤处理装置，旨在提供一种能够对水产养殖废水的进行循环处理、利用的水产养殖废水的曝气过滤处理装置。它包括沉淀池，曝气池，机械过滤设备及增氧池，所述沉淀池与曝气池相连通，所述机械过滤设备包括抽水管道，水泵及第一排水管，所述抽水管道的一端与曝气池相连，另一端与水泵的进水口相连接，所述第一排水管的进水端口与水泵的出水口相连通，第一排水管的出水端口与增氧池相连。但该方法对于细菌消毒效果差，投资成本大。

发明内容

发明目的：本发明针对水产养殖废水中饵料残余量大、细菌多、悬浮物多、透明度低、溶解氧低、氮磷污染突出的特点，提出了系统科学合理的解决方法，从而，本发明所要解决的技术问题是提供了一种水产养殖废水高效处理循环回用系统。

本发明还要解决的技术问题是提供了水产养殖废水高效处理循环回用系统在水产养殖方面的应用。

本发明最后要解决的技术问题是提供了一种水产养殖废水高效处理循环回用方法。

在该循环回用方法中，首先，确定合理的处理水体比例，采用“生物处理+物化处理+生态处理”的组合工艺，突出了对污染物的高效去除；其次，根据水质和水量情况，采用旁流系统，降低处理成本、提高系统的处理效率；再次，回用系统稳定性好，鱼产品产量提高10％，发病率降低5％。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水产养殖废水高效处理循环回用系统，该系统依次包括水产养殖塘、生态塘、过滤池、臭氧消毒池、表面流湿地、回用水塘六个工艺单元，所述水产养殖塘和回用水塘首位相连通。

进一步地，所述水产养殖塘的面积60-90亩，水深1.4～1.9m，超高0.5～0.8m，水量约56000～114000m³，配置曝气机3～5台。所述水产养殖塘的坡比1:3。主要养殖四大家鱼为主，投放密度300～500尾/亩。

进一步地，所述生态塘的面积1.2～1.8亩，水深1.0～1.5m，坡比1:2～1:3，超高0.5～0.8m，水力停留时间10～15h。该生态塘中种植挺水植物，种植面积占生态塘面积10％～15％，种植植物芦苇、香蒲，美人蕉、千屈菜中的一种或几种，种植密度20株/m²。沉水植物占生态塘面积5％～10％，种植植物苦草、黑藻、金鱼藻，比例1:1:1，种植密度20株/m²。放养底栖动物螺丝，500～800g/m²。

进一步地，所述过滤池布置填料，比重0.96g/cm³，填料面积大于500m²/g，填充比30～50％，所述填料挂膜时间18d～25d，使用寿命大于12年，适用温度5～50℃，水力停留时间10～15h。

进一步地，所述臭氧消毒池面积0.3～0.5亩，水深2.0～3.5m，水力停留时间2.5～5.0h。臭氧消毒池底部设有微孔扩散器，臭氧的利用率到90％以上。臭氧对水体中芽孢、病毒、藻类进行消灭，并且消除异味和臭味，COD去除率45％～65％。

进一步地，所述表面流湿地面积1.2～1.8亩，水深0.5～1.0m，坡比1:2～1:3，种植挺水植物芦苇、香蒲、美人蕉、千屈菜中的一种或几种，种植密度20株/m²。

进一步地，当所述挺水植物为芦苇、香蒲、美人蕉、千屈菜，其比例为1:1:1:1～2:2:1:1。

进一步地，所述回用水塘面积0.5～0.8亩，水深2.0～2.5m，坡比1:2～1:3，超高0.5～0.8m，水力停留时间6～10h。

进一步地，所述水产养殖塘与臭氧消毒池之间设有旁水系统。

本发明内容还包括所述的水产养殖废水高效处理循环回用系统在水产养殖方面的应用。

本发明内容还包括一种水产养殖废水高效处理循环回用方法，该方法是利用所述的水产养殖废水高效处理循环回用系统进行水产养殖废水高效处理循环回用的方法，具体的，包括以下步骤：

步骤1)：水产养殖塘中的养殖水按照水产养殖塘总水量的2～4％进行循环处理，进入生态塘系统，进行水质水量调节，沉淀水中的剩余饵料和悬浮物，并且种植挺水植物去除有机物；

步骤2)：生态塘出水自流进入过滤池，在过滤池中通过微生物进行过滤不溶解性有机物，进一步去除悬浮物和有机物；

步骤3)：过滤池自流进入臭氧消毒池，臭氧浓度3-9mg/L，消灭细菌和可溶性有机物；

步骤4)：臭氧消毒池出水自流进入表面流湿地，表面流湿地恢复氧气，去除水体中氮、磷，补充氧气；

步骤5)：表面流湿地出水自流进入回用水塘，回用水塘进行存储，恢复水体生态化。

进一步地，所述循环回用方法还包括：步骤6)：雨季或者应急条件下，水产养殖塘出水超越自流进入臭氧消毒池；

和/或包括步骤7)：将生态塘沉淀的剩余饵料，作为苗木营养土进行使用。

有益效果：与现有技术相比，本发明突出优点是：本发明养殖废水回用率高，饵料回用率高、杀菌效率高、溶解氧浓度高、氮和磷去除效率高。本方法针对性强、处理效率高、投资少、运行成本成本低；工艺操作简单、处理效果好、生态环境效益好。

附图说明：

图1为水产养殖废水高效处理循环回用系统原理图；

图2为水产养殖废水高效处理循环回用系统平面布置图；

图3为水产养殖废水高效处理循环回用系统A-A剖面图；

图4为水产养殖废水高效处理循环回用系统B-B剖面图；

图5为水产养殖废水高效处理循环回用系统C-C剖面图；

图6为水产养殖废水高效处理循环回用系统D-D剖面图；

图7为水产养殖废水高效处理循环回用系统E-E剖面图；

图8为水产养殖废水高效处理循环回用系统F-F剖面图；

图9为水产养殖废水高效处理循环回用系统G-G剖面图；

图中：1、水产养殖；2、生态塘；3、过滤池；4、臭氧消毒池；5、表面流湿地；6、回用水塘。

具体实施方式：

实施例1：

某水产养殖废水高效处理循环回用系统，该系统依次包括水产养殖塘1、生态塘2、过滤池3、臭氧消毒池4、表面流湿地5、回用水塘6六个工艺单元，水产养殖塘1和回用水塘6首位相连通。某水产养殖水塘1面积80亩，水深约1.8m，超高0.5m，水量96000m³，配置曝气机5台，功率1.5kW，坡比1:3。主要养殖四大家鱼为主，投放密度500尾/亩。每日循环水量为2000m³/d，占水产养殖塘(1)总水量的2％。生态塘2面积1.2亩，水深1.0m，坡比1:3，超高0.5m，水力停留时间约10h。种植挺水植物，种植面积80m²，占生态塘2面积10％，种植挺水植物芦苇、香蒲、美人蕉、千屈菜，比例1:1:1:1，种植密度20株/m²。沉水植物占生态塘2面积5％，种植植物苦草、黑藻、金鱼藻，比例1:1:1，种植密度20株/m²。放养底栖动物螺丝，放养密度800g/m²。过滤池3布置填料，比重0.96g/cm³，填料面积大于500m²/g，填充比30％，填料挂膜时间20d，使用寿命大于12年，适用温度5～50℃，水力停留时间10h。臭氧消毒池4面积0.3亩，水深2.0m，水力停留时间4.8h。臭氧消毒池4底部设有微孔扩散器，臭氧的利用率到90％以上，臭氧浓度5mg/L。臭氧对水体中芽孢、病毒、藻类进行消灭，并且消除异味和臭味，COD去除率60％。表面流湿地5面积1.2亩，水深0.8m，坡比1:3，种植挺水植物芦苇、香蒲，比例1:1，种植密度20株/m²。回用水塘6面积0.5亩，水深2.0m，坡比1:3，超高0.5m，水力停留时间8h。水产养殖塘1与臭氧消毒池4之间设有旁水系统。

利用以上的水产养殖废水高效处理循环回用系统进行水产养殖废水高效处理循环回用的方法，具体的，包括以下步骤：

步骤1)：水产养殖塘1中的养殖水按照水产养殖塘1总水量的2～4％水量比例进行循环处理，进入生态塘2系统，进行水质水量调节，沉淀水中的剩余饵料和悬浮物，并且种植挺水植物去除有机物；

步骤2)：生态塘2出水自流进入过滤池3，在过滤池3中进行过滤不溶解性有机物，进一步去除悬浮物和有机物；

步骤3)：过滤池3自流进入臭氧消毒池4，臭氧浓度3-9mg/L，消灭细菌和可溶性有机物；

步骤4)：臭氧消毒池4出水自流进入表面流湿地5，表面流湿地恢复氧气，去除水体中氮、磷，补充氧气；

步骤5)：表面流湿地5出水自流进入回用水塘6，回用水塘6进行存储，恢复水体生态化。

步骤6)：雨季或者应急条件下，水产养殖塘(1)水位即将溢出时，水产养殖塘1出水超越自流进入臭氧消毒池4；

步骤7)：将生态塘2沉淀的剩余饵料，作为苗木营养土进行使用。

本实施例的水产养殖废水高效处理循环回用循环水净化效果在净化系统稳定1个月后，即可测试。见表1。

表1水产养殖废水高效处理循环回用循环水净化效果

实施例2：

某水产养殖废水高效处理循环回用系统，该系统依次包括水产养殖塘1、生态塘2、过滤池3、臭氧消毒池4、表面流湿地5、回用水塘6六个工艺单元，水产养殖塘1和回用水塘6首位相连通。某水产养殖水塘1面积80亩，水深约1.8m，超高0.6m，水量96000m³，配置曝气机3台，功率1.5kW，坡比1:3。主要养殖四大家鱼为主，投放密度500尾/亩。每日循环水量为2880m³/d，生态塘2面积1.5亩，水深1.2m，坡比1:3，超高0.6m，水力停留时间约13h。种植挺水植物，种植面积120m²，占生态塘2面积12％，种植植物芦苇、香蒲，比例1:1，种植密度20株/m²。沉水植物占生态塘2面积8％，种植植物苦草、黑藻、金鱼藻，比例1:1:1，种植密度20株/m²。放养底栖动物螺丝，放养密度600g/m²。过滤池3布置填料，比重0.96g/cm³，填料面积大于500m²/g，填充比40％，挂膜时间18d，使用寿命大于12年，适用温度5～50℃，水力停留时间12h。臭氧消毒池4面积0.4亩，水深2.5m，水力停留时间2.5h。臭氧消毒池4底部设有微孔扩散器，臭氧的利用率到90％以上，臭氧浓度5mg/L。臭氧对水体中芽孢、病毒、藻类进行消灭，并且消除异味和臭味，COD去除率55％。表面流湿地5面积1.5亩，水深0.5m，坡比1:3，种植挺水植物芦苇、香蒲，比例1:1，种植密度20株/m²。回用水塘6面积0.6亩，水深2.2m，坡比1:3，超高0.6m，水力停留时间6h。水产养殖塘1与臭氧消毒池4之间设有旁水系统。

每日循环水量为2880m³/d，循环水量占水产养殖塘总水量的3％。

本实施例与实施例1处理方法相同，水产养殖废水高效处理循环回用循环水净化效果见表2。

表2水产养殖废水高效处理循环回用循环水净化效果

实施例3：

某水产养殖废水高效处理循环回用系统，该系统依次包括水产养殖塘1、生态塘2、过滤池3、臭氧消毒池4、表面流湿地5、回用水塘6六个工艺单元，水产养殖塘1和回用水塘6首位相连通。某水产养殖水塘1面积80亩，水深约1.8m，超高0.8m，水量96000m³，配置曝气机5台，功率1.5kW，坡比1:3。主要养殖四大家鱼为主，投放密度500尾/亩。每日循环水量为3840m³/d，生态塘2面积1.8亩，水深1.5m，坡比1:3，超高0.8m，水力停留时间约15h。种植挺水植物，种植面积180m²，占生态塘2面积15％，种植植物芦苇、香蒲，比例1:1，种植密度20株/m²。沉水植物占生态塘2面积5％，种植植物苦草、黑藻、金鱼藻，比例1:1:1，种植密度20株/m²。放养底栖动物螺丝，放养密度500g/m²。过滤池3布置填料，比重0.96g/cm³，填料面积大于500m²/g，填充比50％，挂膜时间25d，使用寿命大于12年，适用温度5～50℃，水力停留时间15h。臭氧消毒池4面积0.5亩，水深3.5m，水力停留时间2.5h。臭氧消毒池4底部设有微孔扩散器，臭氧的利用率到90％以上，臭氧浓度5mg/L。臭氧对水体中芽孢、病毒、藻类进行消灭，并且消除异味和臭味，COD去除率50％。表面流湿地5面积1.8亩，水深1.0m，坡比1:3，种植挺水植物芦苇、香蒲，比例1:1，种植密度20株/m²。回用水塘6面积0.8亩，水深2.5m，坡比1:3，超高0.8m，水力停留时间10h。水产养殖塘1与臭氧消毒池4之间设有旁水系统。

每日循环水量为3840m³/d，循环水量占水产养殖塘总水量的4％。

本实施例与实施例1处理方法相同，水产养殖废水高效处理循环回用循环水净化效果见表3。

表3水产养殖废水高效处理循环回用循环水净化效果

综上，实施例1～3中，实施例1效果最佳。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种水产养殖废水高效处理循环回用系统，其特征在于：该系统依次包括水产养殖塘（1）、生态塘（2）、过滤池（3）、臭氧消毒池（4）、表面流湿地（5）、回用水塘（6）六个工艺单元，所述水产养殖塘（1）和回用水塘（6）首位相连通。

2.根据权利要求1所述的水产养殖废水高效处理循环回用系统，其特征在于：所述水产养殖塘（1）的面积60~90亩，水深1.4~1.9m，超高0.5~0.8m，水量约56000~114000m³，配置曝气机3~5台。

3.根据权利要求1所述的水产养殖废水高效处理循环回用系统，其特征在于：所述生态塘（2）的面积1.2~1.8亩，水深1.0~1.5m，坡比1:2~1:3，超高0.5~0.8m，水力停留时间10~15h。

4.根据权利要求1所述的水产养殖废水高效处理循环回用系统，其特征在于：过滤池（3）布置填料，比重0.96g/cm³，填料面积大于500m²/g，填充比30~50%，所述填料挂膜时间18d~25d，使用寿命大于12年，适用温度5~50℃，水力停留时间10~15h。

5.根据权利要求1所述的水产养殖废水高效处理循环回用系统，其特征在于：所述臭氧消毒池（4）面积0.3~0.5亩，水深2.0~3.5m，水力停留时间2.5~5.0h，所述臭氧消毒池（4）底部设有微孔扩散器。

6.根据权利要求1所述的水产养殖废水高效处理循环回用系统，其特征在于：所述表面流湿地（5）面积1.2~1.8亩，水深0.5~1.0m，坡比1:2~1:3，种植挺水植物芦苇、香蒲、美人蕉、千屈菜中的一种或几种，种植密度20株/m²。

7.根据权利要求1所述的水产养殖废水高效处理循环回用系统，其特征在于：所述回用水塘（6）面积0.5~0.8亩，水深2.0~2.5m，坡比1:2~1:3，超高0.5~0.8m，水力停留时间6~10h。

8.根据权利要求1所述的水产养殖废水高效处理循环回用系统，其特征在于：所述水产养殖塘（1）与臭氧消毒池（4）之间设有旁水系统。

9.权利要求1~8任一项所述的水产养殖废水高效处理循环回用系统在水产养殖方面的应用。

10.一种水产养殖废水高效处理循环回用方法，其特征在于，该方法是利用权利要求1~7任一项所述的水产养殖废水高效处理循环回用系统进行水产养殖废水高效处理循环回用的方法，具体的，包括以下步骤：

步骤1）：水产养殖塘（1）中的养殖水按照水产养殖塘（1）总水量的2~4%进行循环处理，进入生态塘（2）系统，进行水质水量调节，沉淀水中的剩余饵料和悬浮物，并且种植挺水植物去除有机物；

步骤2）：生态塘（2）出水自流进入过滤池（3），在过滤池（3）中通过微生物进行过滤不溶解性有机物，进一步去除悬浮物和有机物；

步骤3）：过滤池（3）自流进入臭氧消毒池（4），臭氧浓度3-9mg/L，消灭细菌和可溶性有机物；

步骤4）：臭氧消毒池（4）出水自流进入表面流湿地（5），表面流湿地恢复氧气，去除水体中氮、磷，补充氧气；

步骤5）：表面流湿地（5）出水自流进入回用水塘（6），回用水塘（6）进行存储，恢复水体生态化。

11.根据权利要求10所述的一种水产养殖废水高效处理循环回用方法，其特征在于，所述循环回用方法还包括：步骤6）：雨季或者应急条件下，水产养殖塘（1）出水超越自流进入臭氧消毒池（4）；

和/或包括步骤7）：将生态塘（2）沉淀的剩余饵料，作为苗木营养土进行使用。