CN109231685A - 一种环保节能型海淡水工厂化养殖系统循环水处理系统与方法 - Google Patents
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Abstract
海淡水工厂化养殖系统循环水处理系统，包括在养殖池邻接处设有的水循环系统和水处理系统，水循环系统包括养殖池底设有管路将水流引至水处理系统，水处理系统包括过滤单元、生物处理单元、消毒杀菌单元，设有泵将出水送至各养殖池分流管道。本发明是环保节能型海淡水工厂化养殖系统与循环水处理相结合的系统与方法，本发明尤其是采用了原位水净化技术，可利用现有的海淡水工厂化养殖系统中(包括若干池)的一个养殖池改装成。
Description
技术领域
本发明涉及一种工厂化循环水养殖(包括海水和淡水)系统及其工艺和操作方法，环保节能型海淡水工厂化养殖系统与循环水处理相结合的系统与方法，具体是涉及能提高养殖密度，降低能耗，减少污水排放功能的一种节能减排型适合海水或淡水工厂化循环水养殖系统及方法。
背景技术
工厂化循环水养殖系统是一种封闭式的养殖模式，为确保养殖在系统中的鱼虾等有一个好的生存环境，养殖水体需要通过水处理装置或污物的转换后循环再利用。而水处理的效果与养殖密度、饲料投喂、水循环率、氨氮、亚盐降解速率及硝酸盐等脱氮效果、杀菌效果及日常管理等等有关。一般而言，水质越好，对养殖生物的生长越有利。
CN104472404A一种循环水养殖系统，包括：养殖池，过滤池和净化池,所述养殖池，过滤池和净化池通过循环水管连接，共同组成循环水路,所述过滤池采用物理方法过滤，采用活性炭吸附，把漂浮杂质和大的颗粒杂质进行过滤,所述净化池采用生物净化技术和藻类微生物调控技术，把水质进行净化。
CN105557612B蟹虾鱼循环养殖系统，由田埂隔开为两个蟹虾池(1)，每个蟹虾池(1)内放养螺蛳、蟹或虾；田埂的两端建有流水池(2)，每个流水池(2)内放养鱼类，每个流水池(2)的底部装有增氧设施，流水池(2)的上游装有鼓风机、下游设有集污池(3)，流水池(2)的上下游方向与田埂垂直设置，集污池(3)内装有吸污泵；蟹虾池(1)内与集污池(3)相邻位置处设有水蚯蚓养殖池(4)，水蚯蚓养殖池(4)内接种水蚯蚓，所述蟹虾鱼循环养殖系统的池梗上建有生态沟渠(5)，集污池(3)内鱼类排泄的有机物进入蟹虾池(1)和水蚯蚓养殖池(4)，水蚯蚓养殖池(4)内的水体流入生态沟渠(5)，经生态沟渠(5)的净化水流入蟹虾池(1)，所述鱼类为鲈鱼、乌鳢、草鱼和青鱼中的一种。
目前的工厂化循环水养殖系统存在的问题是；没有合适市场终端价格的养殖对象，因为能耗成本及运行成本太高；再就是基础设备设施投资额太高，一般养殖场承受不起；第三就是对管理技术人员要求较高，而实际养殖场人员素质偏低，很难达到要求；第四就是工厂化循环水养殖通常可以四季养殖，而实际利用率不高，多数只有不到一半的时间在运行。
本申请人和发明人已经就海淡水工厂化循环水养殖系统的水处理的诸多单元作了研究和开发，并取得了不少成果，诸如：一种水产养殖生物水质净化装置，2017110397622；一种浸没式水体净化装置，2017200816254；一种水产养殖原位过滤方法与装置，2017112650841；一种紫外消毒装置2017207258507；一种固定式水产养殖生物水质净化装置，2017214126377；一种水产养殖生物水质净化装置2017214126201；然后如何系统应用本申请人的装置，取得更好的效果是申请人和发明人考虑的问题。
因此，目前室内工厂化水产养殖场，存在着两种极端情况：要么就是用大排大灌的模式来解决高密度养殖带来水质差的问题，但是能耗高，水资源浪费大，成本上升，且不符合环保要求；要么就是室内工厂化循环水养殖模式，基建投资规模大，技术要求高，操作复杂，运行成本偏高，不接地气等缺点。
发明内容
本发明目的是，解决现有海淡水工厂化循环水养殖系统的水污染的技术问题，本发明采用了一种节能环保循环水处理系统与技术，解决以往工厂化循环水养殖系统或工厂化非循环水养殖系统能耗、运行成本均偏高的缺点，尤其是水污染的排放，解决人造海水工厂化水养殖的水排放对土壤盐碱化的污染及损害的难题。
本发明所采用的技术方案：海淡水工厂化养殖系统循环水处理系统，包括在养殖池邻接处设有的水循环系统和水处理系统，水循环系统包括养殖池底设有管路将水流引至水处理系统，水处理系统包括过滤单元、生物处理单元、消毒杀菌单元，设有泵将出水送至各养殖池分流管道。一般方案是，消毒杀菌单元的出水由泵的动力送至各养殖池分流管道，尤其是增加水的势能使水送至各养殖池分流管道
管路将水流引至水处理系统采用自流式管道(即通道)，通过液位差或再加以气带水作补充动力，将水中的半浮式含有生物排泄物等无损运输；过滤单元、生物处理单元、亦采用自流式通道，只在生物处理单元后的出水泵送消毒杀菌单元，消毒杀菌单元借助泵送动力至各养殖池分流管道。
所述过滤单元采用并联式多个滤袋过滤器结构，水流从滤袋中上进下出。
生物处理单元起码包括厌氧生物单元与好氧生物单元前后两生物单元，生物单元中并采用悬浮生物填料载体；好氧生物单元中设有曝气装置。
消毒杀菌单元为紫外或纳米陶瓷增强紫外杀菌装置。养殖池中可以再设有原位生物桶进行水净化的装置。
基于本发明系统，本发明应用方法与养殖水生生物的品种有关，主要在于在适合的水生生物的生长温度条件下先用不同的生物种群进行水的生物处理，在填料上负载更适宜的温度成长条件和优化的菌种用于厌氧生物单元与好氧生物单元；
泵作为整个水处理系统的动力，泵将净水提高势能后，注入养殖池，则养殖池水出至过滤装置后还有水位增加的趋势使厌氧生物单元与好氧生物单元均采用液位差水自流力量，整个系统中只有泵和紫外灯作为能耗设备。并联式多个滤袋过滤器的滤除物采用人工方式处理。好氧生物单元及生物桶的气流也对水体提供部分辅助动力。
当然，冬季采用太阳能或热泵或燃料锅炉方式对养殖水加温并没有超出本发明的范围。
有益效果：本发明是环保节能型海淡水工厂化养殖系统与循环水处理相结合的系统与方法，本发明尤其是采用了原位水净化技术，可利用现有的海淡水工厂化养殖系统中(包括若干池)的一个养殖池改装成，或在海淡水工厂化循环水养殖系统(包括若干池)旁建设一个小池成为循环水处理系统，与现有的海淡水工厂化养殖系统在有机结合在一起，或就是海淡水工厂化养殖系统的一个单元或必需单元。在海淡水工厂化养殖系统原位完成污物集中过滤与处理消毒，使养殖中废水成为高品质的清洁水馈入养殖池(其实是养殖水指标刚变坏就进行水处理，处理后的水也使含氧量增高)，每个水处理系统的池体可以处理十倍以上体积的养殖池的水；本发明以生物和物理处理为主，基本不采用化学药剂，因此外排无能耗，只采用一只泵动力和紫外为能耗，大体的能耗在1kw(如正常季节不采用水的加温设备运转)，水循环处理系统中的厌氧、间氧、耗氧水平组合式生物单元脱氮效果好成本低，采用的水泵为低功率大流量低扬程变频循环水泵，以及纳米紫外线增效杀菌技术，组合成一种先进的原位生物净化辅助水处理技术。本发明的先进性：还体现在全部工艺装备采用模块化设计，可根据各养殖户的养殖习惯和方式优化组合，达到合理的处理效果(如池体的大小任意隔离，水的处理量几乎只与泵的流量有关)。
本发明的适应性强：本发明的全部装备能适应绝大部分的水产养殖所需，满足不同养殖户的养殖要求。本发明的安全性好：本发明的装备无动力传动系统，减少养殖户对设备维护的要求，减少养殖户的用工成本。
综合而言，本发明的经济性极好：本发明对原有养殖方式无基本变化或太大的改变，可以无基本建设工程，仅仅对养殖池中的一个池模式略作改变，减少用户投入。同时，本发明的所有管路安装都在同一养殖车间内，减少水流的长距离输送，减少能源消耗。
原位集污即多个滤袋过滤器的滤除物的处理优化；收快速高效收集养殖水中的悬浮颗粒废物，并可用作有机肥；厌氧好氧悬浮填料(或部分采用钢丝毛刷)组合生物脱氮：用钢丝毛刷及悬浮填料等两种填料按一定比例，采用前面厌氧、后面富氧组合降氨脱氮，协同处理养殖污水，达到净化养殖水质；采用紫外线纳米光触媒增效技术的杀菌设备：此设备可以完成杀菌、去除硫化氢、水的臭味及部分重金属，确保养殖对象健康；排污系统(池底)串并联独立设计：可单独或集中处理养殖池的污物，操作简单；各养殖池中均采用原位生物辅助净化养殖水技术：各养殖单元里配置原位生物净化器，降氨氮、颗粒、亚盐，起到降低系统部分负荷作用。总之，本发明循环水处理系统在水产生物养殖中的应用极为有利。
附图说明
图1为本发明水处理系统结构平面布局的示意图；
图2为本发明图1水处理系统的纵截面结构示意图；
图3为本发明包括水循环系统和水处理系统的水流循环示意图。
图4为本发明包括水循环系统和水处理系统的另一种水流循环示意图。
具体实施方式
如图所示：过滤池1、厌氧池2、好氧池3、第二好氧池4、消毒杀菌单元5、袋式过滤器6、循环水泵7、消毒水出口8、出水阀9、池底管路10、养殖池11、原位生物处理器(桶)12、消毒水进入养殖池口13。
建设一个小池成为循环水处理系统，尤其是现有的海淡水工厂化养殖系统的一个池建设为水处理的一个单元或必需单元，厌氧池2、好氧池3、第二好氧池4等池可以采用砖或塑料板隔成，过滤池、厌氧池2或好氧池3内可设有加热装置(换热器)，建成后如图1所示。处理池的面积15-30平方米，深度接近2米。厌氧池的上方加盖。
本发明附图在水产养殖(虾)池系统中的应用时：养殖(虾)池底水经池底出口的管道，池间底部开设孔，孔上也可设有滤网；养殖(虾)池底再经排水管并联到集污过滤槽(采用过滤袋精密过滤)，滤出的水经厌氧生物处理池的厌氧生物处理，厌氧生物填料采用悬浮式填料作为厌氧菌群的载体，可以购买具体活性的生物悬浮式填料，经培养基营养液复壮后投入养殖水池，再经间氧尤其是耗氧生物处理池，耗氧生物处理池(包括曝气池)生物填料或采用悬浮式填料或池中采用另一种生物载体——均匀钢丝毛刷吊式结构，好氧处理时池底设有曝气室，经处理后(生物处理的时间要在10小时以上，此为与温度有关的量，须经过检测COD、BOD指标，要求处理生物60％以上的COD、BOD指标)的水经泵送至纳米紫外消毒器，纳米紫外消毒器采用高架式，架在某个池上，紫外消毒器的出水即净水再并联回流至各个养殖虾池。养殖南美白对虾的温度在20-32℃为好。好氧(耗氧)处理时采用的一个15cm直径的曝气头，每小时可以带动20-30T量的水体的扰动，所述曝气头是以微孔分布的结构，可以是独立的曝气头，也可以是多根微孔分布的曝气管构成。
养殖池中可以再设有原位生物桶进行水净化的装置。如CN2017112650841一种水产养殖原位过滤方法与装置。图4中是本发明水处理系统处于养殖池的中间的结构示意图。这样水处理系统的水流动力与应用水位的压力更方便可靠。
基于本发明系统，本发明应用方法与养殖水生生物的品种有关，主要在于在适合的水生生物的生长温度条件下先用不同的生物种群进行水的生物处理，在填料上负载更适宜的温度成长条件和优化的菌种用于厌氧生物单元与好氧生物单元；厌氧生物单元与好氧生物单元的生物处理后再经纳米陶瓷增强紫外杀菌装置的杀菌处理。
养殖水生生物处理过程中根据养殖池中水处理系统中水泵开动，即消毒杀菌单元辅助以泵泵水进入紫外消毒杀菌装置并流出作为整个水处理系统的势能或动力，厌氧生物单元与好氧生物单元均采用水自流力量，整个系统中只有泵和紫外灯作为能耗设备；消毒后的水回流至各养殖池内，水流驱动池底出水至过滤单元，能控制流入各养殖池的水量。
泵作为整个水处理系统的动力，泵将净水提高势能后，注入养殖池，则养殖池水出至过滤装置后还有水位增加的趋势使厌氧生物单元与好氧生物单元均采用水自流力量，整个系统中只有泵和紫外灯作为能耗设备。并联式多个滤袋过滤器的滤除物采用人工方式处理。
消毒杀菌单元5、袋式过滤器6均还可采用本申请人或发明人已经公开的装置：一种浸没式水体净化装置，2017200816254；一种水产养殖原位过滤方法与装置，2017112650841；一种紫外消毒装置2017207258507；一种固定式水产养殖生物水质净化装置，2017214126377等。养殖池中再设有原位生物水净化装置也是参考本申请人的已经申请的装置和本次申请的装置。
厌氧好氧悬浮填料或与钢丝毛刷生物载体组合生物脱氮：用钢丝毛刷及悬浮填料等两种填料按一定比例，采用前面厌氧、后面富氧组合降氨脱氮，协同处理养殖污水，达到净化养殖水质；采用紫外线纳米光触媒增效技术的杀菌设备：
本发明的水体引导如图3的箭头所示，各养殖池回流水经各单元控制回流至生物处理池，消毒后的水回流至各养殖池内，水流驱动池底出水与本装置为一体连接。水流驱动池底出水经单元阀控制流至过滤单元，可以任意控制流入各养殖池的水量，从而可以对某池的水进行处理水量的控制。根据生产过程中的实际情况，对各池的流出流入进行有效精确控制。
图4为本发明包括水循环系统和水处理系统的另一种水流循环示意图，图中各养殖池也可以回水直接至过滤器再经各生物单元的处理，处理后净水再至养殖池。
本系统的过滤和生物处理各功能区域为可拆卸件拼接连接，可根据实际生产需要进行单独或组合使用。
本发明达到了节能减排高密度养殖效果的室内工厂化循环水养殖系统的目的。曝气区、生物处理区及过滤区域合理分布，紫外消毒杀菌装置高架。本发明装置的结构可根据水产养殖的特殊要求，可选用多种结构型式，从而达到合理的水质处理方案，更好地解决水产养殖过程中的污染、大量换水、高能耗、占地广的缺陷。本发明系统用于工厂化循环水养殖(包括海水和淡水或人造海水或微盐海水等)系统。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，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 (10)
1.海淡水工厂化养殖系统循环水处理系统，其特征是，包括在养殖池邻接处设有的水循环系统和水处理系统，水循环系统包括养殖池底设有管路将水流引至水处理系统，水处理系统包括过滤单元、生物处理单元、消毒杀菌单元，设有泵将出水送至各养殖池分流管道。
2.根据权利要求1所述的海淡水工厂化养殖系统循环水处理系统，其特征是，管路将水流引至水处理系统采用自流式管道，将半浮式含有生物排泄物的水无损运输；过滤单元、生物处理单元、亦采用自流式通道，在生物处理单元后的出水泵送消毒杀菌单元，消毒杀菌单元借助泵增加水的势能使水送至各养殖池分流管道。
3.根据权利要求1所述的海淡水工厂化养殖系统循环水处理系统，其特征是，所述过滤单元采用并联式多个滤袋过滤器结构，水流从滤袋中上进下出。
4.根据权利要求1所述的海淡水工厂化养殖系统循环水处理系统，其特征是，生物处理单元起码包括厌氧生物单元与好氧生物单元前后两生物单元，生物单元中并采用悬浮生物填料载体；好氧生物单元中设有曝气装置。
5.根据权利要求1所述的海淡水工厂化养殖系统循环水处理系统，其特征是，消毒杀菌单元为紫外或纳米陶瓷增强紫外杀菌装置。
6.根据权利要求1所述的海淡水工厂化养殖系统循环水处理系统，其特征是，养殖池中再设有原位生物水净化装置。
7.根据权利要求1所述的海淡水工厂化养殖系统循环水处理系统，其特征是，紫外消毒杀菌装置高架在生物单元上方。
8.根据权利要求1所述的海淡水工厂化养殖系统循环水处理系统，其特征是，消毒后的水回流至各养殖池内的水流驱动池底出水与本装置为一体连接。
9.根据权利要求1-8之一所述的海淡水工厂化养殖系统循环水处理系统进行工厂化养殖的方法，其特征是，养殖水生生物处理过程中根据养殖池中水处理系统中水泵开动，即消毒杀菌单元辅助以泵泵水进入紫外消毒杀菌装置并流出作为整个水处理系统的势能或动力，通过液位差或再加以气带水作补充动力，厌氧生物单元与好氧生物单元均采用水自流力量，整个系统中只有泵和紫外灯作为能耗设备；消毒后的水回流至各养殖池内，水流驱动池底出水至过滤单元，能控制流入各养殖池的水量。
10.根据权利要求9所述的工厂化养殖的方法，其特征是，在适合的水生生物的生长温度条件下先用生物种群进行水的生物处理，生物处理指在填料上负载更适宜的温度成长条件的菌种用于厌氧生物单元与好氧生物单元的生物处理后再经纳米陶瓷增强紫外杀菌装置的杀菌处理。
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| CN111149729A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-15 | 中山市浪迪水产农机设备制造有限公司 | 水产生态养殖方法 |
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- 2018-10-18 CN CN201811216746.0A patent/CN109231685A/zh active Pending
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