CN112960871A - 一种工厂化养殖零排放资源回收净化系统及其净化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工厂化养殖零排放资源回收净化系统及其净化工艺，其中净化系统包括养殖池、沉淀调节池、微滤装置、真空抽滤装置、三级生物净化装置、臭氧紫外反应器、清水池；沉淀调节池的进水口与养殖池的排泥口连接；微滤装置的进水口与沉淀调节池的出水口连接；真空抽滤装置的进水口分别与微滤装置的浓缩液出口、及沉淀调节池的沉淀液出口连接；三级生物净化装置的进水口与微滤装置、及真空抽滤装置的出水口连接；臭氧紫外反应器连接于三级生物净化装置的出水口，清水池的进水口与臭氧紫外反应器的出水口连接，清水池的出水口通往养殖池。本发明可使鱼便、饲料残渣等过滤干化分离，配合生物絮团异位修复，实现养殖池水的循环利用。

Description

一种工厂化养殖零排放资源回收净化系统及其净化工艺

技术领域

本发明涉及农业养殖污水处理领域，具体涉及一种工厂化养殖零排放资源回收净化系统及其净化工艺。

背景技术

十四五规划明确提出优先发展农业农村的计划，未来五年农村地区会大力发展畜牧业和农业。水产养殖在国家粮食安全战略中发挥重要的作用，为人民的幸福生活提供了诸多优质蛋白质。目前水产品的供应量并不能满足国内市场的需求，而且海洋休渔期、长江及多个湖泊十年禁止捕捞等规定，更加促进了水产养殖业往高密度、高产量的养殖模式发展以满足不断增长的需求。

工厂化养殖、循环水养殖等设施化养殖技术、智能化养殖设备等近年来突飞猛进的发展。但是集约化的养殖过程，因为投喂量大而导致的水体污染问题非常严重，自然生态养殖过程表现为附近地表水体富营养化严重，出水黑臭水体，严重破坏生态环境。工厂化循环水养殖模式会产生氨氮或亚硝酸盐及其他病原体等污染物质对水产品中毒，影响产量。若投加鱼药或抗生素会影响产品质量和破坏水体环境。

不难看出，现有技术还存在一定的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种工厂化养殖零排放资源回收净化系统及其净化工艺，使鱼便、饲料残渣等过滤干化分离，配合生物絮团异位修复，实现养殖池水的循环利用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种工厂化养殖零排放资源回收净化系统，包括养殖池、沉淀调节池、微滤装置、真空抽滤装置、三级生物净化装置、臭氧紫外反应器、清水池；沉淀调节池的进水口与养殖池的排泥口连接；微滤装置的进水口与沉淀调节池的出水口连接；真空抽滤装置的进水口分别与微滤装置的浓缩液出口、及沉淀调节池的沉淀液出口连接；三级生物净化装置的进水口与微滤装置、及真空抽滤装置的出水口连接；臭氧紫外反应器连接于三级生物净化装置的出水口，清水池的进水口与臭氧紫外反应器的出水口连接，清水池的出水口通往养殖池；

其中，微滤装置包括一个过滤容器，过滤容器内部设有滤网，进水口设于过滤容器顶部与滤网的进水侧连通，出水口与滤网出水侧连通，浓缩液出口设于过滤容器的底部与滤网的入水侧连通；

真空抽滤装置包括一个包括抽滤容器、真空泵、真空罐，抽滤容器呈桶状，其中部设有一块网孔板将底部划分出一个真空腔，网孔板上铺设有滤布；抽滤容器顶部通过管道与浓缩液出口连通，出水口设于真空腔底部；真空罐通过管道与真空腔连通，真空泵与真空罐连接；

三级生物净化装置包括一个反应皿，反应皿内部依次划分出一级过滤区、二级过滤区及三级过滤区；一级过滤区中固定设有过滤毛刷，二级过滤区中固定设有填料球，三级过滤区中固定设有过滤毡；反应皿底部设有曝气管；三级生物净化装置内种设有益生菌，益生菌附着于过滤毛刷及填料球形成菌膜。

进一步的，所述养殖池的底部设有曝气管和格栅网，排泥口设于格栅网之下。

进一步的，所述微滤装置内部还设有刷洗机构；所述刷洗机构包括刷洗电机及刷头；所述滤网呈圆筒形；刷洗电机固定安装于过滤容器内部，与滤网同轴设置，刷头与刷洗电机传动连接，且刷头表面与滤网内壁接触。

进一步的，所述微滤装置和所述真空抽滤装置之间设有存储罐，存储罐的入口通过管道与浓缩液出口及沉淀液出口连通，存储罐的出口通过管道通往抽滤容器的顶部；存储罐与微滤装置之间装设有电泵。

进一步的，还设有淤泥收集装置；淤泥收集装置包括摆动电机、旋转臂、伸缩装置、吸盘、单向气阀及进气阀；摆动电机与旋转臂传动连接；伸缩装置安装于旋转臂的端部；伸缩装置的底端固定安装有吸盘，吸盘呈底部开放、顶部封闭的盘形，且吸盘的顶部至少设有一个进气孔和一个排气孔，单向气阀安装在排气孔上，进气阀安装在进气孔上。

进一步的，所述臭氧紫外反应器的外部设有臭氧发生器，臭氧紫外反应器的底部设有曝气管，曝气管与臭氧发生器连接；臭氧紫外反应器内设有紫光灯管。

一种应用上述的净化系统的净化工艺，包括以下步骤：

1)养殖池的鱼便、饲料残渣收集起来经排泥口输入沉淀调节池进行沉淀处理；

2)沉淀池上方的溶有部分鱼便及饲料残渣的上清液输入微滤装置；

3)沉淀池下方的浓缩液经沉淀液出口输入真空抽滤装置；微滤装置拦截得到的浓缩液经浓缩液出口输入真空抽滤装置；

4)微滤装置过滤得到的过滤液输入三级生物净化装置；真空抽滤装置过滤得到的过滤液输入三级生物净化装置；三级生物净化装置中同时进行物理过滤及益生菌种的生物絮团处理，降解残余的鱼便、饲料残渣及氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐；

5)三级生物净化装置的滤清液输入臭氧紫外反应器，通入臭氧、照射紫外光消毒；

6)臭氧紫外反应器的滤清液输入清水池静置去除残余臭氧成分；静置后的清水循环回流到养殖池中。

进一步的，所述步骤3)中真空抽滤装置拦截的鱼便、饲料残渣集中回收后堆肥处理。

进一步的，所述步骤4)中，三级生物净化装置中投放养殖硝化细菌及反硝化细菌，并控制CN比使其迅速繁殖，过滤液依次与硝化细菌及反硝化细菌反应，降解水中的氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐。

本发明提供的一种工厂化养殖零排放资源回收净化系统及其净化工艺，具有以下优点：

抽取养殖池底部的浓缩液进行过滤、干化分离，并进行独立的生物絮团处理，实现异位修复，并实现处理后的清水循环利用；

同时利用物理过滤和生物过滤处理，水体处理效能全面；

异位修复对养殖池的生态影响小，不易污染，水体更清澈洁净；

鱼便、饲料残渣等提取干化，回收堆肥利用，最大限度利用资源，更绿色环保；

自动化程度高，无需经常维护，运作成本低。

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他的附图。

图1为本发明提供的一种工厂化养殖零排放资源回收净化系统的整体结构示意图。

图2为微滤装置及真空抽滤装置的结构示意图。

图3为三级生物净化装置的结构示意图。

图4为淤泥收集装置的结构示意图。

图5为本发明所述的净化工艺的流程示意图。

附图标记说明：

1、养殖池 2、沉淀调节池

3、微滤装置 4、真空抽滤装置

5、三级生物净化装置 6、臭氧紫外反应器

7、清水池 8、过滤容器

9、滤网 10、浓缩液出口

11、抽滤容器 12、真空泵

13、真空罐 14、、网孔板

15、滤布 16、反应皿

17、一级过滤区 18、二级过滤区

19、三级过滤区 20、过滤毛刷

21、填料球 22、过滤毡

23、刷洗电机 24、刷头

25、存储罐 26、电泵

27、阀门 28、淤泥收集装置

29、摆动电机 30、旋转臂

31、伸缩装置 32、吸盘

33、单向气阀 34、进气阀

35、淤泥结块

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1至图3，本发明实施例提供了一种工厂化养殖零排放资源回收净化系统，包括养殖池1、沉淀调节池2、微滤装置3、真空抽滤装置4、三级生物净化装置5、臭氧紫外反应器6、清水池7；沉淀调节池2的进水口与养殖池1的排泥口连接；微滤装置3的进水口与沉淀调节池2的出水口连接；真空抽滤装置4的进水口分别与微滤装置3的浓缩液出口10、及沉淀调节池2的沉淀液出口连接；三级生物净化装置5的进水口与微滤装置3、及真空抽滤装置4的出水口连接；臭氧紫外反应器6连接于三级生物净化装置5的出水口，清水池7的进水口与臭氧紫外反应器6的出水口连接，清水池7的出水口通往养殖池1。

其中，微滤装置3包括一个过滤容器8，过滤容器8内部设有滤网9，进水口设于过滤容器8顶部与滤网9的进水侧连通，出水口与滤网9出水侧连通，浓缩液出口10设于过滤容器8的底部与滤网9的入水侧连通。

真空抽滤装置4包括一个包括抽滤容器11、真空泵12、真空罐13，抽滤容器11呈桶状，其中部设有一块网孔板14将底部划分出一个真空腔，网孔板14上铺设有滤布15；抽滤容器11顶部通过管道与浓缩液出口10连通，出水口设于真空腔底部；真空罐13通过管道与真空腔连通，真空泵12与真空罐13连接。

三级生物净化装置5包括一个反应皿16，反应皿16内部依次划分出一级过滤区17、二级过滤区18及三级过滤区19；一级过滤区17中固定设有过滤毛刷20，二级过滤区18中固定设有填料球21，三级过滤区19中固定设有过滤毡22；反应皿16底部设有曝气管；三级生物净化装置5内种设有益生菌，益生菌附着于过滤毛刷20及填料球21形成菌膜。

本发明的净化系统属于异位修复，将含有大量鱼便、饲料残渣等污染物的浓缩液自养殖池1中分离出来，进入净化系统中单独修复处理。

处理工艺分为物理过滤和生物过滤两大部分。物理过滤包括：沉淀、微滤、真空抽滤、毛刷过滤毡过滤；生物过滤包括：细菌生物絮团处理。

养殖池1是养殖水产的水池，优选的，所述养殖池1的底部设有曝气管和格栅网(未图示)，排泥口(未图示)设于格栅网之下。

鱼便及饲料残渣会透过格栅网进入排泥口，被输送到沉淀调节池2进行沉淀处理。沉淀后分为上部较清澈的上清液和下部较浑浊的浓缩液，上清液经出水口输入微滤装置3，浓缩液经沉淀液出口直接输入真空抽滤装置4。

微滤装置3通过滤网9过滤溶解在上清液中的鱼便、饲料残渣，由此得到的浓缩液经浓缩液出口10输入真空抽滤装置4；微滤装置3过滤得到的过滤液经出水口输入三级生物净化装置5。微滤装置3内的滤网9优选为200目滤网。

真空抽滤装置4通过滤布15配合真空泵12进行真空抽滤，抽滤得到的过滤液输入三级生物净化装置5，被真空抽滤装置4干化分离出来的鱼便、饲料残渣形成的淤泥集中回收，可用作堆肥。真空抽滤装置4内的滤布15优选为200目滤布。

三级生物净化装置5内部独特的结构，过滤毛刷20、过滤毡22也具有一定的物理过滤作用，能够强化过滤水体中残余的污染物。更重要的是，过滤毛刷20、填料球21分别形成两种不同的环境，具有两种不同的优势菌落形成的菌膜。具体是，一级过滤区17中含氧量充沛，过滤毛刷20容易附着好氧的硝化细菌，可降解水体中的氨氮；二级过滤区18中填料球21容易使氧气析出缺氧，容易繁殖大量反硝化细菌，可降解水中的硝酸盐和亚硝酸盐。三级过滤区19中的过滤毡22最后强化过滤水体中的杂质和细菌。

三级生物净化装置5滤出的滤清液输入臭氧消毒反应器6，进行臭氧、紫外消毒，随后输送到清水池7静置，一般静置三小时以上，去除残余的臭氧成分。清水池7中的清水回流到养殖池1，形成一个循环。

详见图2，作为优选，所述微滤装置3内部还设有刷洗机构；所述刷洗机构包括刷洗电机23及刷头24；所述滤网9呈圆筒形；刷洗电机23固定安装于过滤容器8内部，与滤网9同轴设置，刷头24与刷洗电机23传动连接，且刷头24表面与滤网9内壁接触。刷洗电机23驱动刷头24旋转，从而将滤网9内侧的鱼便、残渣刮下。

作为进一步的优选，所述微滤装置3和所述真空抽滤装置4之间设有存储罐25，存储罐25的入口通过管道与浓缩液出口10及沉淀液出口连通，存储罐25的出口通过管道通往抽滤容器11的顶部；存储罐25与微滤装置3之间装设有电泵26。

存储罐25能够为微滤装置3与真空抽滤装置4之间提供过渡，能够更好地调整两个过滤工序的节奏，且使两者不会相互影响。从微滤装置3和沉淀调节池2得到的浓缩液先输送到存储罐25中集中存放，再按效率需求分配到一个或多个真空抽滤装置4中。存储罐25优选设置在高处，由电泵26将浓缩液抽取送入存储罐25，浓缩液输送到真空抽滤装置4可以通过阀门27控制。

请参阅图4，为了进一步提高自动化程度，还设有淤泥收集装置28；淤泥收集装置28包括摆动电机29、旋转臂30、伸缩装置31、吸盘32、单向气阀33及进气阀34；摆动电机29与旋转臂30传动连接；伸缩装置31安装于旋转臂30的端部；伸缩装置31的底端固定安装有吸盘32，吸盘32呈底部开放、顶部封闭的盘形，且吸盘32的顶部至少设有一个进气孔和一个排气孔，单向气阀33安装在排气孔上，进气阀34安装在进气孔上。

真空抽滤装置4经过长时间的抽滤工作，滤布15上方会形成干化的淤泥结块35，手动清理无疑会降低整体的工作效率。淤泥收集装置28工作时，摆动电机29带动旋转臂30旋转至抽滤容器11正上方，伸缩装置31向下伸出，使吸盘32压在淤泥结块35的表面。此过程中，淤泥结块35会排空吸盘32内部的空气，空气经单向气阀33导出到外界，从而在吸盘32内部形成负压区域，吸附住致密的淤泥结块35。随后伸缩装置31提起，再由旋转臂30将淤泥结块35移送至抽滤容器11之外，进气阀34往吸盘32内部通入气体即使淤泥结块35脱落。伸缩装置31可以是电缸或气缸等驱动设备。淤泥集中回收后可进行堆肥工艺处理，最大化利用资源。

优选的，三级生物净化装置5与清水池7之间还设有臭氧紫外反应器6；臭氧紫外反应器6外部设有臭氧发生器(未图示)，臭氧紫外反应器6底部设有曝气管，曝气管与臭氧发生器连接；臭氧紫外反应器6内设有紫光灯管(未图示)。

三级生物净化装置5内的细菌一般附着于其内部，生物絮团形成的生态菌膜仅存在于三级生物净化装置5中。但随着滤清液流出，会存在少量细菌，臭氧紫外反应器6内通过曝气管通入的臭氧和紫外灯管结合，达到杀菌目的，防止细菌在之后的清水池7繁殖，影响清水池7及养殖池1的水质。

实施例二

请参阅图5，本实施例公开一种应用实施例一所述净化系统的净化工艺，包括以下步骤：

1)养殖池1的鱼便、饲料残渣收集起来经排泥口输入沉淀调节池2进行沉淀处理；沉淀处理不限于平流沉淀，或采用药剂沉淀等的工艺形式；

2)沉淀池上方的溶有部分鱼便及饲料残渣的上清液输入微滤装置3；

3)沉淀池下方的浓缩液经沉淀液出口输入真空抽滤装置4；微滤装置3拦截得到的浓缩液经浓缩液出口10输入真空抽滤装置4；

4)微滤装置3过滤得到的过滤液输入三级生物净化装置5；真空抽滤装置4过滤得到的过滤液输入三级生物净化装置5；三级生物净化装置5中同时进行物理过滤及益生菌种的生物絮团处理，降解残余的鱼便、饲料残渣及氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐；

5)三级生物净化装置5的滤清液输入臭氧紫外反应器6，通入臭氧、照射紫外光消毒；臭氧、紫外能杀死滤清液中的细菌，防止细菌进入清水池7并大量繁殖；由此得到较清澈的循环用水；

6)臭氧紫外反应器6的滤清液输入清水池7静置去除残余臭氧成分；静置后的清水循环回流到养殖池1中。

为了最大限度利用资源，优选的，所述步骤3)中真空抽滤装置4拦截的鱼便、饲料残渣集中回收后堆肥处理。

更具体的，所述步骤4)中，三级生物净化装置5中投放养殖硝化细菌及反硝化细菌，并控制CN比使其迅速繁殖，过滤液依次与硝化细菌及反硝化细菌反应，降解水中的氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐。由于三级生物净化装置5内部三级过滤区域的不同结构特性，会形成不同的优势菌种，硝化细菌多繁殖于一级过滤区17中，反硝化细菌则多繁殖于二级过滤区18中，水流依次流过就会与菌膜发生反应。

本发明提供的一种工厂化养殖零排放资源回收净化系统及其净化工艺，利用异位修复，将养殖污水抽离养殖池1进行物理过滤、生物絮团处理净化。养殖水中的鱼便、饲料残渣等污染物被滤出干化分离，并可回收堆肥利用，变废为宝。过滤液进一步进行独立的生物絮团处理，利用不同的细菌组成的菌膜净化水中溶解的有害物质，并实现处理后的清水循环利用，水体处理效能全面。异位修复对养殖池1的生态影响小，不易污染，水体更清澈洁净。且自动化程度高，无需经常维护，运作成本低。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种工厂化养殖零排放资源回收净化系统，其特征在于：包括养殖池、沉淀调节池、微滤装置、真空抽滤装置、三级生物净化装置、臭氧紫外反应器、清水池；沉淀调节池的进水口与养殖池的排泥口连接；微滤装置的进水口与沉淀调节池的出水口连接；真空抽滤装置的进水口分别与微滤装置的浓缩液出口、及沉淀调节池的沉淀液出口连接；三级生物净化装置的进水口与微滤装置、及真空抽滤装置的出水口连接；臭氧紫外反应器连接于三级生物净化装置的出水口，清水池的进水口与臭氧紫外反应器的出水口连接，清水池的出水口通往养殖池；

其中，微滤装置包括一个过滤容器，过滤容器内部设有滤网，进水口设于过滤容器顶部与滤网的进水侧连通，出水口与滤网出水侧连通，浓缩液出口设于过滤容器的底部与滤网的入水侧连通；

真空抽滤装置包括一个包括抽滤容器、真空泵、真空罐，抽滤容器呈桶状，其中部设有一块网孔板将底部划分出一个真空腔，网孔板上铺设有滤布；抽滤容器顶部通过管道与浓缩液出口连通，出水口设于真空腔底部；真空罐通过管道与真空腔连通，真空泵与真空罐连接；

三级生物净化装置包括一个反应皿，反应皿内部依次划分出一级过滤区、二级过滤区及三级过滤区；一级过滤区中固定设有过滤毛刷，二级过滤区中固定设有填料球，三级过滤区中固定设有过滤毡；反应皿底部设有曝气管；三级生物净化装置内种设有益生菌，益生菌附着于过滤毛刷及填料球形成菌膜。

2.根据权利要求1所述的工厂化养殖零排放资源回收净化系统，其特征在于：所述养殖池的底部设有曝气管和格栅网，排泥口设于格栅网之下。

3.根据权利要求1所述的工厂化养殖零排放资源回收净化系统，其特征在于：所述微滤装置内部还设有刷洗机构；所述刷洗机构包括刷洗电机及刷头；所述滤网呈圆筒形；刷洗电机固定安装于过滤容器内部，与滤网同轴设置，刷头与刷洗电机传动连接，且刷头表面与滤网内壁接触。

4.根据权利要求1、2或3所述的工厂化养殖零排放资源回收净化系统，其特征在于：所述微滤装置和所述真空抽滤装置之间设有存储罐，存储罐的入口通过管道与浓缩液出口及沉淀液出口连通，存储罐的出口通过管道通往抽滤容器的顶部；存储罐与微滤装置之间装设有电泵。

5.根据权利要求1、2或3所述的工厂化养殖零排放资源回收净化系统，其特征在于：还设有淤泥收集装置；淤泥收集装置包括摆动电机、旋转臂、伸缩装置、吸盘、单向气阀及进气阀；摆动电机与旋转臂传动连接；伸缩装置安装于旋转臂的端部；伸缩装置的底端固定安装有吸盘，吸盘呈底部开放、顶部封闭的盘形，且吸盘的顶部至少设有一个进气孔和一个排气孔，单向气阀安装在排气孔上，进气阀安装在进气孔上。

6.根据权利要求1、2或3所述的工厂化养殖零排放资源回收净化系统，其特征在于：所述臭氧紫外反应器的外部设有臭氧发生器，臭氧紫外反应器的底部设有曝气管，曝气管与臭氧发生器连接；臭氧紫外反应器内设有紫光灯管。

7.一种应用权利要求1所述的净化系统的净化工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)养殖池的鱼便、饲料残渣收集起来经排泥口输入沉淀调节池进行沉淀处理；

2)沉淀池上方的溶有部分鱼便及饲料残渣的上清液输入微滤装置；

3)沉淀池下方的浓缩液经沉淀液出口输入真空抽滤装置；微滤装置拦截得到的浓缩液经浓缩液出口输入真空抽滤装置；

4)微滤装置过滤得到的过滤液输入三级生物净化装置；真空抽滤装置过滤得到的过滤液输入三级生物净化装置；三级生物净化装置中同时进行物理过滤及益生菌种的生物絮团处理，降解残余的鱼便、饲料残渣及氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐；

5)三级生物净化装置的滤清液输入臭氧紫外反应器，通入臭氧、照射紫外光消毒；

6)臭氧紫外反应器的滤清液输入清水池静置去除残余臭氧成分；静置后的清水循环回流到养殖池中。

8.根据权利要求7所述的净化工艺，其特征在于：所述步骤3)中真空抽滤装置拦截的鱼便、饲料残渣集中回收后堆肥处理。

9.根据权利要求7所述的净化工艺，其特征在于：所述步骤4)中，三级生物净化装置中投放养殖硝化细菌及反硝化细菌，并控制CN比使其迅速繁殖，过滤液依次与硝化细菌及反硝化细菌反应，降解水中的氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐。

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