CN115536154A - 一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统 - Google Patents

一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统，包括鱼池，所述鱼池的上端处设有蔬菜栽培平台，所述蔬菜栽培平台与鱼池配合连接；所述蔬菜栽培平台上设有多根循环管；所述循环管上设有多个栽培装置，该栽培装置与循环连通设置；所述循环管的一端设有直角弯管；所述鱼池的一侧设有生化池，该生化池与鱼池通过连接管连通设置；所述生化池与蔬菜栽培平台上的循环管连通设置；本发明结构简单，实现鱼菜生态，提高资源利用率，更健康，绿色环保。

Description

一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统。
背景技术
近年来，随着天然渔业资源日益减少。而传统水产养殖中大量消耗水资源和营养元素，产生大量养殖废水和粪污，对水产养殖周围水域水环境、水资源、水生态健康产生直接或间接影响。发展新技术，合理利用资源，尽量减小对环境的负面影响，才能实现水产养殖业的健康可持续发展。现代鱼菜共生技术集水产养殖和水耕栽培技术于一体。一方面通过水耕技术将水产养殖与水耕栽培技术耦合，利用水产养殖废水中的氮素等作为蔬果营养物，在获取鱼获的同时也取得蔬果的经济效益；另一方面通过水耕栽培技术优化设计，水产养殖废水经水耕栽培系统处理后，可消纳养殖废水中的污染物，净化养殖废水，将净化处理后的水重新循环进入水产养殖。鱼菜共生种养技术既减轻了养殖废水对水环境的压力和废水处理成本，也获得了水资源再生循环利用的经济效益。
尽管鱼菜共生种养技术及应用已取得较好成果，但仍然存在一些问题。如整体系统设计不合理，系统未能有效对水产养殖废水起到良好的净化作用，栽培的蔬果生长受影响，也间接影响到水产养殖中鱼类的健康和生长，从而致使鱼获效益降低。因此，对鱼菜共生种养系统进行科学优化，使系统能有效并及时处理水产养殖废水中的污染物，保证养殖废水经过生化池、蔬菜栽培单元处理后，废水中的污染物能易被蔬果吸收利用，通过对废水净化处理后，循环进入水产养殖，保障水产养殖中鱼类健康生长，这对于加速我国鱼菜共生种养技术的推广应用具有重要意义。
发明内容
发明目的：本发明提供了一种结构简单，实现鱼菜生态，提高资源利用率，更健康，绿色环保的鱼菜生态种养复合水处理循环系统。
技术方案：一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统，其特征在于：包括鱼池，所述鱼池的上端处设有蔬菜栽培平台，所述蔬菜栽培平台与鱼池配合连接；所述蔬菜栽培平台上设有多根循环管；所述循环管上设有多个栽培装置，该栽培装置与循环连通设置；所述循环管的一端设有直角弯管；所述鱼池的一侧设有生化池，该生化池与鱼池通过连接管连通设置；所述生化池与蔬菜栽培平台上的循环管连通设置。
具体地，所述生化池为环保塑胶材质制成的生化池，该生化池与循环管的连接处设有调压抽水泵。
具体地，所述循环管为PVC管制成，该循环管内部设有pp多孔悬浮形生物填料。
具体地，所述栽培装置为聚乙烯材质的装置，装置的下方设计有小孔，水流可由小孔穿过；所述栽培装置中设计有生物填料，该栽培装置中栽培水培型蔬果。
具体地，所述直角弯管为可旋转的结构设置，位于直角弯管的一端处设有出水口，该出水口与鱼池顶部连通设置。
具体地，所述鱼池的侧壁上设有检测器，该检测器与鱼池固定连接，该检测器与进水泵和抽水泵电性连接。
具体地，所述栽培装置中设有生物填料，该生物填料为球径φ＝5mm的陶粒，陶粒添加高度为80～100mm。
具体地，所述pp多孔悬浮形生物填料为球形结构设置，PP多孔悬浮球形生物填料球径小于PVC管内径，内含聚氨酯，聚氨酯体积占PP多孔悬球形生物填料体积50％～70％。
具体地，所述栽培装置上设有栽培水位控制装置，该栽培水位控制装置与抽水泵电性连接。
具体地，所述鱼池与生化池通过感应抽取泵连通设置。
有益效果：
本发明的优点在于：通过鱼池、蔬菜栽培平台及生化池结构，养鱼废水及粪污通过生化池处理，再通过抽水泵将生化池中废水泵入蔬菜栽培平台，为蔬菜生长提供营养物质，并促进蔬菜对水质的净化，在鱼池的底部设计了沸石、贝类残骸等作为生物填料，为鱼池底部的微生物生长提供寄居载体，便于鱼池底部为生物对鱼类产生粪污进行初步分解；其次，通过鱼池与生化池通过感应抽取泵连通设置，将养鱼废水及微生物初步分解后的鱼类粪污泵入生化池，利用生化池中的厌氧微生物对污染物进行分解，可将大分子氮分解成小分子氮素，易被植物吸收利用；并且在循环管中优选添加PP多孔悬浮球形生物填料，为好氧微生物的附着生长提供载体，这一部分微生物将进一步吸收吸降解污染物，将氮素等营养物及小颗粒粪污聚集在栽培装置及其附近，供栽培装置中蔬果吸收利用。同时促进蔬菜对水体中污染物的去除，提升水质净化效果，保障循环进入鱼池的水质达标。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1的A部放大示意图；
图3为图1的B部放大示意图；
附图标注：进水管1、连接管2、生化池3；蔬菜栽培平台4、蔬菜5、出水口7、抽水泵8、直角弯管9、鱼池11、水位控制装置17、生物填料19、PP多孔悬浮球形生物填料20；聚氨酯21；栽培装置22、循环管23、进水泵24、检测器25
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1-3所示，一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统，包括鱼池11，所述鱼池11的上端处设有蔬菜5栽培平台4，所述蔬菜5栽培平台4与鱼池11配合连接；所述蔬菜5栽培平台4上设有多根循环管23；所述循环管23上设有多个栽培装置22，该栽培装置22与循环连通设置；所述循环管23的一端设有直角弯管9；所述鱼池11的一侧设有生化池3，该生化池3与鱼池11通过连接管 2连通设置；所述生化池3与蔬菜5栽培平台4上的循环管23连通设置。
优选地，生化池3为环保塑胶材质制成的生化池3，该生化池3与循环管23 的连接处设有调压抽水泵8，保证循环管23内以及栽培中水位的稳定性，避免水压过大冲刷栽培装置22中的蔬菜5，更环保。
优选地，循环管23为PVC管制成，该循环管23内部设有pp多孔悬浮形生物填料19，能够保证好氧微生物的附着生长提供载体，这一部分微生物将进一步吸收吸降解污染物，将氮素等营养物及小颗粒粪污聚集在栽培装置22及其附近，供栽培装置22中蔬果吸收利用。
优选地，栽培装置22为聚乙烯材质的装置，装置的下方设计有小孔，水流可由小孔穿过；栽培装置22中设计有生物填料19，该栽培装置22中栽培水培型蔬果，通过水流流动穿过栽培装置22。
优选地，直角弯管9为可旋转的结构设置，位于直角弯管9的一端处设有出水口7，该出水口7与鱼池11顶部连通设置，并且出水管弯头可旋转，因此可适栽培情况，通过调整出水管倾斜角度控制蔬菜栽培平台4水位，通过循环过滤的水进入到鱼池11内部，保证了循环使用，可靠性好。
优选地，鱼池11的侧壁上设有检测器25，该检测器25与鱼池11固定连接，该检测器25与进水泵24和抽取泵电性连接，通过检测器25检测鱼池11中各种成分，能够对鱼池11内部组分含量进行实时检测，保证鱼池11内部健康，通过进水泵24和抽取泵通过检测器25的信号识别更换换一定量的水，可靠性，智能化，更方便。
优选地，栽培装置22中设有生物填料19，该生物填料19为球径φ＝5mm 的陶粒，陶粒添加高度为80～100mm，方便固定蔬菜5种植的同时，能够为微生物建立良好的附着环境，为蔬菜5提供相应的营养。
优选地，所述PP多孔悬浮形生物填料19为球形结构设置，PP多孔悬浮球形生物填料20球径小于PVC管内径，内含聚氨酯21，聚氨酯21体积占PP多孔悬球形生物填料19体积50％～70％,循环管23中优选添加PP多孔悬浮球形生物填料20，为好氧微生物的附着生长提供载体，这一部分微生物将进一步吸收吸降解污染物，将氮素等营养物及小颗粒粪污聚集在栽培装置22及其附近，供栽培装置22中蔬果吸收利用。同时促进蔬菜5对水体中污染物的去除，提升水质净化效果，保障循环进入鱼池11的水质达标，并且能够更好进行放置盒清理，使用更方便，实用性好。
优选地，栽培装置22上设有栽培水位控制装置17，该栽培水位控制装置17 与抽取泵电性连接，通过设置的栽培水位控制装置17，进行实时监测，保证水位不会长时间过高，影响植物的生长。
优选地，所述鱼池11与生化池3通过感应抽取泵连通设置，通过鱼池11 与生化池3通过感应抽取泵连通设置，将养鱼废水及微生物初步分解后的鱼类粪污泵入生化池3，利用生化池3中的厌氧微生物对污染物进行分解，可将大分子氮分解成小分子氮素，易被植物吸收利用。
工作原理：通过设置的进水管1与鱼池11连通设置，生化池3与鱼池11之间用抽取泵连通，抽取泵可将鱼池11中养鱼废水泵入生化池3进行生化处理，通过抽取泵和连接管2连通生化池3和循环管23，通过抽取泵将生化处理后的养鱼废水泵入到循环管23中供蔬菜5浇灌用，经过蔬菜5栽培平台4进一步处理后的养鱼废水通过蔬菜5栽培平台4末端出水管循环进入鱼池11，作为养鱼循环用水，更智能化，降低成本，可靠性好，在使用过程中。
具体实例
本结构设计以鱼菜共生种养技术为基础，以透明玻璃材料设计鱼池、PVC 管材设计蔬菜栽培平台，环保塑胶材料设计生化池，在鱼池和蔬菜栽培平台中设计优选生物填料。鱼池中的养殖废水进入生化池处理后进入蔬菜栽培平台浇灌蔬菜。生化池、蔬菜栽培平台中的人工填料及微生物、蔬果均可对养鱼废水进行处理，养鱼废水最终经蔬菜栽培平台处理后，重新循环进入鱼池，周而复始形成渔菜共生生态种养循环系统。
具体说明如下：
(1)鱼池设计，尺寸规格为900mm*500mm*500mm；在鱼池底部加入 10～20mm厚的沸石和贝类残骸作为鱼池底部填料，并加入适量贝类、螺类及小河虾；在鱼池中栽培金鱼藻、眼子菜、黑藻等沉水植物，各种3～5株；在距鱼池中底部约50mm处固设水泵1(Q＝2500L/h)。
(2)生化池设计。选择环保塑胶材料设计生化池。
(3)蔬菜栽培平台设计，选择内径为φ＝75mm的PVC管、三通管和角四通管设计蔬菜栽培平台，PVC管长60mm，三通管长168mm，高130mm，角四通尺寸规格和三通一致，仅多出一个转接口，由PVC管、三通管和角四通拼接设计而成的蔬菜栽培平台尺寸规格长*宽*高为1280mm*700mm*130mm。
(4)蔬菜栽培平台的循环管中设计有含聚氨酯的PP多孔悬浮球形生物填料，PP多孔悬浮球形生物填料呈球状，球径φ＝50mm。球形生物填料平均设置于PVC管中，水流直接穿过PP多孔悬浮球形生物填料。
(5)连接管，内径φ＝20mm的PVC管，通过连接管将生化池与蔬菜栽培平台中的循环管连通。连接管位于生化池一端的连接管连接在抽取泵上，生化池处理后的养鱼废水通过抽取泵抽取到蔬菜栽培平台的循环管浇灌蔬菜。
(7)栽培装置设计。暂时选择上口内径为87mm、下口内径为55mm、高为150mm的奶茶杯作为蔬菜栽培装置，在栽培装置底部均匀设计小孔，便于流水穿过奶茶杯底部，以利于蔬果根系对水中污染物吸收利用。并在奶茶杯中设计球径φ＝5mm的陶粒，陶粒添加高度为距离栽培篮底部80～100mm，与蔬菜栽培平台中水位相当。
(8)在蔬菜栽培平台末端设计出水管。出水管选择内径φ＝25mm的PVC 管和直角弯头构成。根据蔬菜栽培平台水位设计将出水管固设相应高度，保证出水水位与蔬菜栽培平台水位一致。出水管末端出水直接循环进入鱼池。
(9)加水。在鱼池中加入经自然静止24h后的自来水，待加水到鱼池设计水位时，打开水泵1、水泵2，将生化池及蔬菜栽培平台中也加到水位控制线的水量，使得出水管能直接流出，随后继续将鱼池养鱼水补充到鱼池原设计水位。
(10)蔬菜栽培。优选市售健康、茁壮的空心菜、水芹菜、鱼腥草作为栽培对象。将上述三种蔬菜去掉绿叶，分剪成150～200mm的茎杆，扦插于种植篮中，并用种植篮中的人工填料1固定。三种蔬菜分开栽培，每一种蔬菜单独成排，流水单独流过循环进入鱼池。
(11)投放鱼苗。投放40～60mm长的草鱼鱼苗30尾、40～60mm长的鲈鱼鱼苗22尾。养殖密度约为250尾/m3。适后期鱼苗生长情况，需适当降低养殖密度。
(12)循环时间。在整个养殖期间，涉及泵均处于开启状态，保证整个系统中水体处于循环流动状态。
(13)补水。适合鱼池水位情况，不定期给鱼池进行补水，保证鱼池养鱼所需水量充足。
(14)在蔬菜栽培平台上设计自动喂食器，实现对鱼类的定时定点自动投喂。自动喂食器设置为四次(7:00、12:30、18:30、21:30)，每天喂食量为鱼类体重的2.5％～3％左右，后期随着鱼类生长适时减少投喂量。
(15)水质监测。对鱼池和蔬菜栽培平台的水质进行监测，温度、pH、溶解氧(DO)、氧化还原点位(Eh)每隔3天监测一次，对总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)、化学需氧量(CODCr)每周监测一次，后期鱼池中及三种蔬菜对应的出水管出水总大肠菌群进行检测。同时对鱼和三种蔬菜生长变化情况进行检测和纪录，鱼包括体重、大小；蔬菜包括鲜重及株高。进水质监测结果见表1、鱼和蔬菜生长变化情况见表2
表1水质监测结果
Figure BDA0003904073540000061
Figure BDA0003904073540000071
注：TN以NO3-N、计TP以P计。
表2鱼和蔬菜生长变化情况
Figure BDA0003904073540000072
(16)由表1可看出，对比初始水质，实验期间系统水质较为稳定，DO在 5.6～6.77之间波动，温度、pH、Eh变化较小，能较好的满足鱼类生长；同时，蔬菜栽培平台也对鱼池中氮磷有一定去除效果，但由于冬季气温较低，且系统有一定的稳定期，目前蔬菜栽培平台对鱼池中氮磷去除贡献不明显。由表2可看出鲈鱼、草鱼和三种蔬菜生长均有明显变化，草鱼和鲈鱼体重增幅分别为30.1％、 50.8％；空心菜、水芹菜长势不明显，鱼腥草部分植株长势较为明显，原因在于鱼腥草对本系统的适应性较强。由此可知，发明设计较为合理，在后期优化中可实现鱼菜稳定共生种养，实现养殖废水治理和生态种养经济效益双丰收。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统，其特征在于：包括鱼池，所述鱼池的上端处设有蔬菜栽培平台，所述蔬菜栽培平台与鱼池配合连接；所述蔬菜栽培平台上设有多根循环管；所述循环管上设有多个栽培装置，该栽培装置与循环连通设置；所述循环管的一端设有直角弯管；所述鱼池的一侧设有生化池，该生化池与鱼池通过连接管连通设置；所述生化池与蔬菜栽培平台上的循环管连通设置。
2.根据权利要求1所述的一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统，其特征在于：所述生化池为环保塑胶材质制成的生化池，该生化池与循环管的连接处设有调压抽水泵。
3.根据权利要求1所述的一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统，其特征在于：所述循环管为PVC管制成，该循环管内部设有pp多孔悬浮形生物填料。
4.根据权利要求1所述的一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统，其特征在于：所述栽培装置为聚乙烯材质的装置，装置的下方设计有小孔，水流可由小孔穿过；所述栽培装置中设计有生物填料，该栽培装置中栽培水培型蔬果。
5.根据权利要求1所述的一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统，其特征在于：所述直角弯管为可旋转的结构设置，位于直角弯管的一端处设有出水口。
6.根据权利要求1所述的一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统，其特征在于：所述鱼池的侧壁上设有检测器，该检测器与鱼池固定连接，该检测器与进水泵和抽水泵电性连接。
7.根据权利要求1所述的一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统，其特征在于：所述栽培装置中设有生物填料，该生物填料为球径φ＝5mm的陶粒，陶粒添加高度为80～100mm。
8.根据权利要求1所述的一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统，其特征在于：所述pp多孔悬浮形生物填料为球形结构设置，PP多孔悬浮球形生物填料球径小于PVC管内径，内含聚氨酯，聚氨酯体积占PP多孔悬球形生物填料体积50％～70％。
9.根据权利要求1所述的一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统，其特征在于：所述栽培装置上设有栽培水位控制装置，该栽培水位控制装置与抽水泵电性连接。
10.根据权利要求1所述的一种鱼菜生态种养复合水处理循环系统，其特征在于：所述鱼池与生化池通过设有的抽取泵连通设置。
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