CN115536139B - 一种浮岛式快速生物过滤反应器及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种养殖废水处理领域，其公开了一种浮岛式快速生物过滤反应器及其施工方法,包括养殖池，所述养殖池上固定有用于检测水质的监测器，所述养殖池内悬浮有多组浮桶，所述浮桶之间固定有支撑板，所述支撑板上固定有光伏板和固定板，所述浮岛式快速生物过滤反应器还包括：曝气组件，设置在所述支撑板上，所述固定板上设置通过皮带与所述曝气组件连接的驱动机构，所述固定板上还设置有与所述驱动机构连接的调节机构，所述调节机构可通过所述驱动机构调节所述皮带位置，所述支撑板上设置有与皮带连接的支撑组件；生物过滤机构，设置在所述养殖池内，所述生物过滤机构包括生物过滤组件和固定安装在所述浮桶上的填料板。
Description
技术领域
本发明涉及一种养殖废水处理领域，具体是一种浮岛式快速生物过滤反应器及其施工方法。
背景技术
近年来，养殖行业蓬勃发展，水产养殖总面积和总产量高居世界前列，产生巨大的经济效益。但因自身观念限制以及养殖技术落后，使养殖水体含有过量的饲料或饵料、动物排泄体等，释放出有机物、氮、磷、悬浮物以及少量金属元素等，导致养殖水体的污染。水产养殖废水具有污染物浓度低、排放量大等特点，成为制约水产养殖行业发展、破坏生态环境的不良因素。
现阶段水产养殖废水处理包括物理技术、化学技术和生物技术。物理技术主要分为过滤法和泡沫分离法，过滤法利用过滤器或砂滤池等机械去除饵料；泡沫分离利用气泡吸附水中表面活性物质，再分离泡沫去除污染物；物理技术主要去除大颗粒悬浮物及少量有机物，该技术设备具有选择性，无法去除氨、氮、磷等有机污染物。化学技术有电化学法和氧化法，电化学法利用强电流密度对水中污染物进行溶解；氧化法通过药剂与污染物进行反应，转变成无害物质，或抑制污染物产生，但该技术会消耗大量电能或药剂，运行成本高、易引起二次污染。生物技术包括生态处理法（生态浮床、人工湿地）、生物膜法、活性污泥法等，通过植物、动物和微生物代谢或分解污染物，达到净化水体目的。但目前养殖废水处理技术具有占地面积大、运行成本高、污染物去除效率低、可能产生二次污染等不足，一般去除养殖尾水中污染物，无法为水产养殖产品带来效益，不符合水产养殖的可持续性。
因此，针对水产养殖废水处理现状，开发一种占地面积小、运行成本低、高效、无害化处理技术，构建新型养殖废水处理模式，是当前该领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浮岛式快速生物过滤反应器及其施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种浮岛式快速生物过滤反应器，包括养殖池，所述养殖池上固定有用于检测水质的监测器，所述养殖池内悬浮有多组浮桶，所述浮桶之间固定有支撑板，所述支撑板上固定有光伏板和固定板，其特征在于，所述浮岛式快速生物过滤反应器还包括：
曝气组件，设置在所述支撑板上，所述固定板上设置通过皮带与所述曝气组件连接的驱动机构，所述固定板上还设置有与所述驱动机构连接的调节机构，所述调节机构可通过所述驱动机构调节所述皮带位置，所述支撑板上设置有与所述皮带连接的支撑组件，所述支撑组件可在所述皮带运动时发生运动，以使所述皮带处于绷紧状态；
生物过滤机构，设置在所述养殖池内，所述生物过滤机构包括生物过滤组件和固定安装在所述浮桶上的填料板，所述生物过滤机构可将所述养殖池底部污泥抽送至所述填料板上。
作为本发明进一步的方案：所述曝气组件包括固定安装在所述支撑板上的风机，所述风机上固定有贯穿所述支撑板的风管，所述风管上固定有置于所述养殖池内的曝气盘，所述曝气盘上固定有多组分散器，所述风机的转轴上套设有所述皮带。
作为本发明再进一步的方案：所述驱动机构包括固定安装在所述固定板上的一号电机，所述固定板上转动安装有与所述一号电机输出轴连接的转盘，所述转盘上开设有呈圆周等距设置的多组滑槽，所述固定板上设置有与所述滑槽连接的滑动组件，所述滑动组件与所述皮带和所述调节机构连接。
作为本发明再进一步的方案：所述滑动组件包括滑动安装在所述滑槽内的活动杆，所述活动杆上固定有弧形板，所述活动杆上还固定有与所述调节机构连接的限位杆，所述弧形板与所述皮带连接。
作为本发明再进一步的方案：所述调节机构包括固定安装在所述转盘上的固定盘，所述固定盘上固定有二号电机，所述固定盘内设置有与所述二号电机输出轴连接的从动组件，所述从动组件与所述限位杆连接。
作为本发明再进一步的方案：所述从动组件包括转动安装在所述固定盘上且与所述二号电机输出轴连接的传动杆，所述传动杆上固定有活动板 ，所述活动板上固定有涡状导向板，所述涡状导向板与所述限位杆卡合。
作为本发明再进一步的方案：所述支撑组件包括固定安装在所述支撑板上的固定套筒，所述固定套筒内活动安装有支撑杆，所述支撑杆上转动安装有支撑辊，所述固定套筒内固定有与所述支撑杆抵接的弹簧，所述支撑辊与所述皮带连接。
作为本发明再进一步的方案：所述生物过滤组件包括固定安装在所述支撑板上的水泵，所述水泵上接通有置于养殖池底部的布泥管，所述水泵上还接通有置于所述填料板上方的输送管，所述浮桶上固定有与所述填料板固定连接且呈对称设置的隔板。
一种浮岛式快速生物过滤反应器的施工方法，包括以下步骤：
步骤一：将多个浮桶置于养殖池内，在池水浮力的作用下，使得浮桶漂浮在池水上；
步骤二：浮桶之间通过支撑板相互连接，确保浮桶之间的相对位置不会改变，并将填料板和生物过滤组件设置在浮桶之间，且填料板位于支撑板下方；
步骤三：将曝气组件安装在支撑板上，并使将曝气部分设置在填料板下方，再将驱动机构和支撑组件安装在支撑板上，驱动机构通过皮带与曝气组件连接，将光伏板安装在支撑板上，以对曝气组件和驱动机构提供电能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过光伏板将光能转化为电能，为浮岛式快速生物过滤装置提供电能。根据不同水产养殖密度和水质特点，将该装置置于养殖池塘内，通过光伏板、曝气组件、生物过滤机构、驱动机构、调节机构、支撑组件、监测器，既对水产养殖水体及尾水进行净化处理，又能为养殖产品提供饵料，是一种占地面积小、运行成本低、高效、无害化处理技术。
附图说明
图1为浮岛式快速生物过滤反应器一种实施例的结构示意图。
图2为浮岛式快速生物过滤反应器一种实施例中又一角度的结构示意图。
图3为浮岛式快速生物过滤反应器一种实施例中支撑板、部分曝气组件、驱动机构、调节机构、支撑组件的连接关系示意图。
图4为浮岛式快速生物过滤反应器一种实施例中曝气组件、生物过滤机构的连接关系示意图。
图5为浮岛式快速生物过滤反应器一种实施例中曝气盘、分散器的结构示意图。
图6为浮岛式快速生物过滤反应器一种实施例中部分驱动机构的结构示意图。
图7为浮岛式快速生物过滤反应器一种实施例中的部分爆炸结构示意图。
图8为浮岛式快速生物过滤反应器一种实施例中支撑组件的爆炸结构示意图。
图中：1、养殖池；2、监测器；3、浮桶；4、支撑板；5、光伏板；6、固定板；7、一号电机；8、转盘；9、滑槽；10、活动杆；11、弧形板；12、限位杆；13、固定盘；14、二号电机；15、传动杆；16、活动板；17、涡状导向板；18、固定套筒；19、支撑杆；20、支撑辊；21、弹簧；22、皮带；23、风机；24、风管；25、曝气盘；26、分散器；27、水泵；28、布泥管；29、输送管；30、隔板；31、填料板。
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他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1~8，本发明实施例中，一种浮岛式快速生物过滤反应器，包括养殖池1，所述养殖池1上固定有用于检测水质的监测器2，所述养殖池1内悬浮有多组浮桶3，所述浮桶3之间固定有支撑板4，所述支撑板4上固定有光伏板5和固定板6，其特征在于，所述浮岛式快速生物过滤反应器还包括：
曝气组件，设置在所述支撑板4上，所述曝气组件包括固定安装在所述支撑板4上的风机23，所述风机23上固定有贯穿所述支撑板4的风管24，所述风管24上固定有置于所述养殖池1内的曝气盘25，所述曝气盘25上固定有多组分散器26，所述风机23的转轴上套设有所述皮带22。
请参阅图2-5，需要说明的是，为了加快生物反应，可对养殖池1内池水进行曝气，此时风机23工作，并将空气通过风管24输送至曝气盘25内，空气将会通过曝气盘25开设的出气孔输送至池水中，并形成气泡，由于分散器26固定在出气孔上方，且分散器26呈六边形竖板状设置，从而将气泡分散，使得曝气效果更佳。
优选的，风机23功率为2KW~12 KW，风机23风压为90 mbar ~2.5mbar，风机23曝停比为1/2~5/1，风管24材料为PE、PP或PVC，直径为20mm~100mm。
所述固定板6上设置通过皮带22与所述曝气组件连接的驱动机构，所述驱动机构包括固定安装在所述固定板6上的一号电机7，所述固定板6上转动安装有与所述一号电机7输出轴连接的转盘8，所述转盘8上开设有呈圆周等距设置的多组滑槽9，所述固定板6上设置有与所述滑槽9连接的滑动组件，所述滑动组件与所述皮带22和所述调节机构连接，其中，所述滑动组件包括滑动安装在所述滑槽9内的活动杆10，所述活动杆10上固定有弧形板11，所述活动杆10上还固定有与所述调节机构连接的限位杆12，所述弧形板11与所述皮带22连接。
请参阅图1-3、图6-7，进一步来说，监测器2可监测池塘内溶解氧、硝酸盐、氧化还原电位等水质参数，并根据监测数据自动控制调节机构工作，从而调节风机运行时间和风压，确保该装置高效运行，初始状态下，在调节机构的作用下，活动杆10位于滑槽9内的行程末端，使得弧形板11位于相互靠近方向的行程末端，此时皮带22运动时，风机23的输出功率最小，当需要曝气时，此时一号电机7工作，带动转盘8转动，从而带动活动杆10运动，使得弧形板11转动，从而通过皮带22带动风机23工作，当水质改变时，监测器2将会控制调节机构运动，使得活动杆10朝向相互远离的方向运动，并带动弧形板11运动，使得转盘8转动一圈时，皮带22的运动行程增加，从而增加风机23的输出功率。
所述固定板6上还设置有与所述驱动机构连接的调节机构，所述调节机构可通过所述驱动机构调节所述皮带22位置，所述调节机构包括固定安装在所述转盘8上的固定盘13，所述固定盘13上固定有二号电机14，所述固定盘13内设置有与所述二号电机14输出轴连接的从动组件，所述从动组件与所述限位杆12连接，其中，所述从动组件包括转动安装在所述固定盘13上且与所述二号电机14输出轴连接的传动杆15，所述传动杆15上固定有活动板16，所述活动板16上固定有涡状导向板17，所述涡状导向板17与所述限位杆12卡合。
请参阅图1-3、图7，再进一步来说，涡状导向板17呈涡状凸出状设置，限位杆12位于凸出位置之间，当水质发生变化时，需要调节皮带22的位置，此时监测器2工作，并控制二号电机14工作，从而带动传动杆15转动，传动杆15还会带动涡状导向板17转动，从而带动限位杆12运动，在限位杆12的作用下，使得活动杆10沿着滑槽9的长度方向运动，且运动行程相同，当风机23输出功率达到所需后，二号电机14停止工作，涡状导向板17对限位杆12有着限位的效果，具体的，涡状导向板17上的涡状槽与限位杆12配合，在涡状导向板17不发生转动时，限位杆12不会发生相对运动，确保活动杆10不会在滑槽9上晃动。
所述支撑板4上设置有与所述皮带22连接的支撑组件，所述支撑组件可在所述皮带22运动时发生运动，以使所述皮带22处于绷紧状态，所述支撑组件包括固定安装在所述支撑板4上的固定套筒18，所述固定套筒18内活动安装有支撑杆19，所述支撑杆19上转动安装有支撑辊20，所述固定套筒18内固定有与所述支撑杆19抵接的弹簧21，所述支撑辊20与所述皮带22连接。
请参阅图2-3、图8，再进一步来说，初始状态下，弹簧21处于轻微压缩状态，使得支撑杆19位于远离固定套筒18方向的行程末端，使得支撑辊20与皮带22抵接，从而确保皮带22处于绷紧状态，当弧形板11朝向相互远离方向运动时，使得皮带22继续绷紧，在皮带22的作用下，驱动支撑辊20朝向支撑板4方向运动，从而带动支撑杆19方向运动，使得弹簧21继续被压缩，在弹簧21的作用下，确保皮带22处于绷紧状态。
生物过滤机构，设置在所述养殖池1内，所述生物过滤机构包括生物过滤组件和固定安装在所述浮桶3上的填料板31，所述生物过滤机构可将所述养殖池1底部污泥抽送至所述填料板31上，所述生物过滤组件包括固定安装在所述支撑板4上的水泵27，所述水泵27上接通有置于养殖池1底部的布泥管28，所述水泵27上还接通有置于所述填料板31上方的输送管29，所述浮桶3上固定有与所述填料板31固定连接且呈对称设置的隔板30。
请参阅图1、图4，最后来说，输送管29位于液面以下，隔板30之上，隔板30对称设置在填料板31上下两侧，且开设有过滤孔，为了池水达到排放标准，可通过生物降解的方法对污泥进行处理，此时水泵27工作，并通过布泥管28将池底的污泥抽取，并通过输送管29将污泥排出，在重力的作用下，污泥将会落入隔板30上，并通过过滤孔进入填料板31内，在填料板31的作用下，对污泥进行降解。
优选的，填料板内填充有填料，填料经驯化后，在养殖水体保持较强的生物活性，通过生物的新陈代谢降解废水中氨、氮、有机物等，填料高度为0.6m ~1.5m，直径大小为50mm ~250mm，布泥管材料为PE、PP或PVC，直径为100mm~300mm，水泵功率为1.5KW~20KW，输送管29材料为PE、PPC或PEC，直径为100mm~300mm。
一种浮岛式快速生物过滤反应器的施工方法，包括以下步骤：
步骤一：将多个浮桶3置于养殖池1内，在池水浮力的作用下，使得浮桶3漂浮在池水上；
步骤二：浮桶3之间通过支撑板4相互连接，确保浮桶3之间的相对位置不会改变，并将填料板31和生物过滤组件设置在浮桶3之间，且填料板31位于支撑板4下方；
步骤三：将曝气组件安装在支撑板4上，并使将曝气部分设置在填料板31下方，再将驱动机构和支撑组件安装在支撑板4上，驱动机构通过皮带22与曝气组件连接，将光伏板5安装在支撑板4上，以对曝气组件和驱动机构提供电能。
以本申请记载的所有特征结合的实施例为例在使用时，为了池水达到排放标准，可通过生物降解的方法对污泥进行处理，此时水泵27工作，并通过布泥管28将池底的污泥抽取，并通过输送管29将污泥排出，在重力的作用下，污泥将会落入隔板30上，并通过过滤孔进入填料板31内，在填料板31内填料的作用下，对污泥进行降解，为了加快生物反应，可对养殖池1内池水进行曝气，此时一号电机7工作，带动转盘8转动，从而带动活动杆10运动，使得弧形板11转动，从而通过皮带22带动风机23工作，并将空气通过风管24输送至曝气盘25内，空气将会通过曝气盘25开设的出气孔输送至池水中，并形成气泡，由于分散器26固定在出气孔上方，且分散器26呈六边形竖板状设置，从而将气泡分散，使得曝气效果更佳，当水质改变时，此时监测器2工作，并控制二号电机14工作，从而带动传动杆15转动，传动杆15还会带动涡状导向板17转动，从而带动限位杆12运动，在限位杆12的作用下，使得活动杆10沿着滑槽9的长度方向运动，且运动行程相同，皮带22继续绷紧，在皮带22的作用下，驱动支撑辊20朝向支撑板4方向运动，从而带动支撑杆19方向运动，使得弹簧21继续被压缩，在弹簧21的作用下，确保皮带22处于绷紧状态，当风机23输出功率达到所需后，二号电机14停止工作，涡状导向板17有着自锁的效果，确保活动杆10不会在滑槽9上晃动。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种浮岛式快速生物过滤反应器，包括养殖池（1），所述养殖池（1）上固定有用于检测水质的监测器（2），所述养殖池（1）内悬浮有多组浮桶（3），所述浮桶（3）之间固定有支撑板（4），所述支撑板（4）上固定有光伏板（5）和固定板（6），其特征在于，所述浮岛式快速生物过滤反应器还包括：
曝气组件，设置在所述支撑板（4）上，所述固定板（6）上设置通过皮带（22）与所述曝气组件连接的驱动机构，所述固定板（6）上还设置有与所述驱动机构连接的调节机构，所述调节机构可通过所述驱动机构调节所述皮带（22）位置，所述支撑板（4）上设置有与所述皮带（22）连接的支撑组件，所述支撑组件可在所述皮带（22）运动时发生运动，以使所述皮带（22）处于绷紧状态；
生物过滤机构，设置在所述养殖池（1）内，所述生物过滤机构包括生物过滤组件和固定安装在所述浮桶（3）上的填料板（31），所述生物过滤机构可将所述养殖池（1）底部污泥抽送至所述填料板（31）上；
所述驱动机构包括固定安装在所述固定板（6）上的一号电机（7），所述固定板（6）上转动安装有与所述一号电机（7）输出轴连接的转盘（8），所述转盘（8）上开设有呈圆周等距设置的多组滑槽（9），所述固定板（6）上设置有与所述滑槽（9）连接的滑动组件，所述滑动组件与所述皮带（22）和所述调节机构连接；
所述滑动组件包括滑动安装在所述滑槽（9）内的活动杆（10），所述活动杆（10）上固定有弧形板（11），所述活动杆（10）上还固定有与所述调节机构连接的限位杆（12），所述弧形板（11）与所述皮带（22）连接；
所述调节机构包括固定安装在所述转盘（8）上的固定盘（13），所述固定盘（13）上固定有二号电机（14），所述固定盘（13）内设置有与所述二号电机（14）输出轴连接的从动组件，所述从动组件与所述限位杆（12）连接；
所述从动组件包括转动安装在所述固定盘（13）上且与所述二号电机（14）输出轴连接的传动杆（15），所述传动杆（15）上固定有活动板（16），所述活动板（16）上固定有涡状导向板（17），所述涡状导向板（17）与所述限位杆（12）卡合。
2.根据权利要求1所述的一种浮岛式快速生物过滤反应器，其特征在于，所述曝气组件包括固定安装在所述支撑板（4）上的风机（23），所述风机（23）上固定有贯穿所述支撑板（4）的风管（24），所述风管（24）上固定有置于所述养殖池（1）内的曝气盘（25），所述曝气盘（25）上固定有多组分散器（26），所述风机（23）的转轴上套设有所述皮带（22）。
3.根据权利要求1所述的一种浮岛式快速生物过滤反应器，其特征在于，所述支撑组件包括固定安装在所述支撑板（4）上的固定套筒（18），所述固定套筒（18）内活动安装有支撑杆（19），所述支撑杆（19）上转动安装有支撑辊（20），所述固定套筒（18）内固定有与所述支撑杆（19）抵接的弹簧（21），所述支撑辊（20）与所述皮带（22）连接。
4.根据权利要求1所述的一种浮岛式快速生物过滤反应器，其特征在于，所述生物过滤组件包括固定安装在所述支撑板（4）上的水泵（27），所述水泵（27）上接通有置于养殖池（1）底部的布泥管（28），所述水泵（27）上还接通有置于所述填料板（31）上方的输送管（29），所述浮桶（3）上固定有与所述填料板（31）固定连接且呈对称设置的隔板（30）。
5.一种浮岛式快速生物过滤反应器的施工方法，采用如权利要求1所述的浮岛式快速生物过滤反应器，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将多个浮桶（3）置于养殖池（1）内，在池水浮力的作用下，使得浮桶（3）漂浮在池水上；
步骤二：浮桶（3）之间通过支撑板（4）相互连接，确保浮桶（3）之间的相对位置不会改变，并将填料板（31）和生物过滤组件设置在浮桶（3）之间，且填料板（31）位于支撑板（4）下方；
步骤三：将曝气组件安装在支撑板（4）上，并将曝气部分设置在填料板（31）下方，再将驱动机构和支撑组件安装在支撑板（4）上，驱动机构通过皮带（22）与曝气组件连接，将光伏板（5）安装在支撑板（4）上，以对曝气组件和驱动机构提供电能。
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2022
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| CN115536139A (zh) | 2022-12-30 |
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