CN116375209A - 一种基于盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统及其运行工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统及其运行工艺,系统包括养殖区,尾水净化区,水质提升区,电动闸,补水调节池,回流系统和出水调节池。养殖区的尾水经过净化区,通过滤食性耐盐鱼类进行一次净化、经过水质提升区进水区的耐盐性生态水草、超微气泡设备、微生物菌剂以及滤食性耐盐鱼类,进行二次净化,最后由水质提升区出水区的水质监测电动闸检测,若水质不达标,则开启回流系统,将水体再次净化;若水质达标则交由数控中心判定:若系统需要补水,则将水体通入补水调节池,调节盐度后输送至养殖区内;若系统面临水位暴涨,则将水体通入出水调节池内,稀释水体浓度后,排入河流。本发明通过物理、生物综合协同作用,循环净化养殖尾水,安全环保。
Description
技术领域
本发明属于养殖尾水生态治理领域,特别涉及一种基于盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统。
背景技术
水产养殖业生产过程中,造成的水体污染是一个非常常见的问题。造成污染的原因有很多,比如,养殖密度过高、投喂饵料的方式方法不科学或投喂量过大、渔业生产过程中用药不符合要求等等,必然会对水域环境造成一定程度的破坏,造成养殖水域的水产品的生存环境的恶化。水产养殖造成的水体污染原因是:1、COD浓度低,2、总氮、氨氮含量高,3、尾水一次性产量大。特别涉及到南美白对虾的养殖时还会遇到尾水盐度过高的情况。
而传统的养殖尾水处理办法,一般要添加大量化学试剂,需要单独建立处理池,占地面积大,同时潜在安全隐患也十分显著。处理完的废水直接倾入河流中,没有资源化利用过程,投资成本高,没有经济效益,不符合环护的理念。
申请号CN202222051530的中国专利授权文件《一种环保型水产养殖尾水处理装置》,其特征在于:对养殖产生的含有粪便杂质的尾水进行处理使用的装置,起到了尾水过滤净化的作用,应用于各种水产养殖场合;旨在改善通常装置在尾水处理时会配合水培养殖使用,但是管型的水培养殖导致了水培时受水面积小,无法使水培植物更充分的进行养分吸收,并且水培增加的过滤效果也差,在在长时间进行水培后,还需要维护清洗,导致了无法环保的进行水处理和水培使用。但该装置仍需利用大量淡水资源进行清洗和维护,后续清洗废水难以得到利用,容易造成资源浪费。
申请号CN202222844450的中国专利授权文件《一种鱼塘陆基型尾水处理系统》,其特征在于:包括物理过滤池,电催化过滤池,增氧过滤池和生物过滤池,其旨在结合四种过滤池的效果有效去除水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐,硫化物等,以及淡水池塘养殖尾水主要的污染物包括有化学需氧量COD、氨氮含量指标NH3-N、总氮TN、总磷TP、悬浮物SS等物质。但该装置的物理过滤池,电催化过滤池,耗电资源高,投资成本大,且需要人工维护,后期维护运行成本大,不经济、不实用。
申请号CN202222270327的中国专利授权文件《渔业养殖尾水处理系统》,其特征在于:在渔业养殖尾水处理系统中,同时设置生物处理支路及回流支路,池塘中的尾水分流至生物处理支路及回流支路,部分尾水经过生物处理支路并被净化,降低氨氮浓度后流回池塘,另一部分尾水经过回流支路直接流回池塘,在净化尾水的同时能够保持水质的相对稳定,避免池塘中的水质发生急剧变化,从而能够降低水产发生应激反应而死亡的风险。该系统占地面积较大,采用好氧与厌氧相结合的方法处理尾水投资运行成本较高,不够经济;且尾水未考虑突发暴雨大流量的情况下如何处理,不够严谨。
申请号CN202111387916的中国专利申请文件《一种水产养殖尾水处理系统与处理方法》,其特征在于:处理系统中包含有沉淀区、过滤区和滤食性动物处理区。其中滤食性动物处理区中添加有由深红红螺菌、荚膜红细菌、沼泽红假单胞菌和胶红酵母组成的复合菌群。该发明通过筛选最优配比微生物,将最优配比微生物与滤食性动物结来处理养殖尾水。将复合菌剂与滤食性动物相结合,经中试实验验证效果良好。该发明开发以光合细菌为主的复合微生态制剂,结合滤食性贝类处理水产养殖尾水达到了很好的效果。该发明未考虑到突发暴雨当水流量过大,系统负荷超出时,导致的处理效果不足的情况,适用的局限性较大。
发明内容
为了克服现有技术的缺点,同时解决水产养殖尾水的污染问题,实现一体化循环净化,本发明提供了一种基于盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统及其运行工艺,可通过尾水净化区中投放的滤食性耐盐鱼类对养殖区的尾水进行一次净化,而后经由水质提升区内的耐盐性生态水草、超微气泡装置以及微生物菌剂和滤食性耐盐鱼类,对尾水进行综合的二次净化,最后设置的水质检测电动闸和回流系统,能够有效保证处理的最终效果,而补水调节池能够做到水资源循环利用,出水调节池能够弥补突发情况所遇到的紧急情况,形成一体化、生态经济、安全可靠的循环净化系统。后期的耐盐性生态水草和池底的鱼类粪便产生的底泥还可回收作为饲料、农肥卖出或重复利用。
同时净化系统循环利用尾水资源,后续滤食性耐盐鱼类卖出能够提供一定的经济效益,将养殖尾水做到资源利用最大化,经济、实用;后期净化系统内因养鱼产生的淤泥和水底的水草还可用于堆肥或者将水草卖出,加速资金回笼。
技术方案
一种基于盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统,该系统包含养殖区(1),尾水净化区(2),水质提升区(3),电动闸模块(4),补水调节池(5),回流系统(6)和出水调节池(7),上述各区域之间或区域自身内部设有电动闸及水位盐度仪,连接至数控中心,将检测到的实时数据传输至数控中心,由数控中心对各系统的运作进行调控;
尾水净化区(2)与养殖区(1)之间以田埂阻隔,该田埂中设有带连通阀的连通管,用于将养殖区(1)的污水通入尾水净化区(2),建立区域间的水力联系;
尾水净化区(2)的输出端连接至水质提升区,用于接纳并二次净化尾水同时做后续分流处理;水质提升区(3)的输出端同时连接至补水调节池(5)和出水调节池(7),根据系统的负荷情况,由系统控制净化后出水的方向;
补水调节池(5)通过带有电动闸和补水泵的管道连接至养殖区(1),在需要时,用于将补水调节池(5)内的净化水体输送至养殖区块;
出水调节池(7)的内部设有水位盐度仪(7-2),出口设有水质监测电动闸(4-11),通过水管将尾水稀释至达标浓度后,排入河流中;
回流系统通过带有回流泵的回流管连接至水质提升区(3),用于将不达标的尾水抽送至水质提升区(3)再次净化,形成循环净化体系。
所述的养殖区(1)划分为一块以上的养殖区块,每块养殖区块都设有对应的尾水净化区块,用于养殖尾水的一次净化,各养殖区块与尾水净化区块之间以田埂阻隔,田埂中间设有连通管,用于将养殖区块通入尾水净化区块内,建立区块内的水力联系。
一块尾水净化区至多与两块养殖区块相连,尾水净化区内投放有滤食性耐盐鱼类,通过滤食性耐盐鱼类用鳃耙降低养殖尾水中污染物浓度。
各养殖区块内设有水位盐度监测仪,用于监测养殖区(1)内水位和水体盐度含量,同时各养殖区块底部应安装增氧机,用于均匀混合养殖区内水体,以及增加养殖区内水体溶解氧含量。
水质提升区划分为三块,前两块为进水区,依次为水质提升三一区(3-1)、水质提升三二区(3-2),最后一块为出水区,即为水质提升三区(3-3),三者依次交错布置,在出水区的末端设置带有水质监测装置的电动闸,用于再次净化并排放达标尾水的区域。水质提升区(3)的底部种植耐盐性耐盐性生态水草(3-4),底部安装超微气泡设备(3-5)、水体中投放滤食性耐盐鱼类,协同作用降低污染物浓度。
电动闸模块(4)包括设置水质提升区内各区之间的电动闸,水质提升区出水区末端的电动闸、回流系统(6)末端设置的回流出水电动闸、补水调节池(5)与养殖区之间设置的电动闸连接着,出水调节池的末端的水质监测电动闸,用于控制尾水排入河流。
补水调节池(5)中布置水质调节盐罐和水位盐度监测仪(5-7),盐罐内存放适宜南美白对虾生长的盐类,数控中心调控投放盐量,调节补水调节池(5)中水体的盐度;水位盐度监测仪监测水体的水位和盐度;补水调节池(5)内安装有的气流式搅拌装置。
基于一种基于盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统的运行工艺,过程如下:
(1)养殖区的尾水经过净化区,通过滤食性耐盐鱼类对养殖区的尾水进行一次净化;
(2)被净化的尾水经过水质提升区进水区的耐盐性生态水草、超微气泡设备、微生物菌剂以及滤食性耐盐鱼类,对尾水进行二次净化;
(3)被净化的尾水经水质提升区出水区的水质监测电动闸检测,若水质不达标,则开启回流系统,将水体再次净化;若水质达标则交由数控中心判定,若系统需要补水,则将水体通入补水调节池,调节盐度后输送至养殖区内;若系统面临水位暴涨的威胁,则将水体通入出水调节池内,稀释水体浓度后,排入河流。
上述盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统的运行工艺,步骤如下:
第一步:预估建成后养殖区(1)的总容积V1和养殖区深度H1,以及水质提升区的出水区的容积V2和深度H2,计算确定以下配套设施参数;
补水调节池(5)的容积V3,补水泵的水泵流量Q1,回流泵的水泵流量Q2,出水调节池的容积V4;
式中:
V3:为补水调节池的容积,m3;
α:为安全放大系数,一般取1~1.2;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%;
H1:为养殖区的深度,m;
H1MIN:为养殖区水位临界最小值,在南美白对虾养殖中一般取1.5m或养殖区水位的2/3,m;
V1:为养殖区的总容积,m3;
式中:
Q1:为补水泵的水泵流量,m3/h;
V3:为补水调节池的容积,m3;
t1:为补水时间,根据养殖区容积的实际情况取值,取值过小补水时易引起南美白对虾的应激反应,h;
式中:
Q2:为回流泵的水泵流量,m3/h;
H2:为水质提升区的出水区的深度,m;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%;
H2MIN:为水质提升区的出水区的水位临界值,根据种植耐盐水草的情况取值,m;
V2:为水质提升区的出水区的容积,m3;
t2:为回流时间,h;
V4:为出水调节池的容积,m3;
α:为安全放大系数,一般取1~1.2;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%;
H2MIN:为水质提升区的出水区的水位临界最小值,根据种植耐盐水草的情况取值,m;
V2:为水质提升区的出水区的容积,m3;
第二步:分气候情况,开启系统的净化流程
(一)气候炎热干燥或气候湿润降雨量不大,此时尾水特点是水流量小,污染物浓度高,数控中心根据气候特点正常采取应对方案;
A、养殖区(1)的水体流入尾水净化区(2)进行净化
B、数控中心通过调节连通管上的连通阀将尾水净化区末端的水通入水质提升区,经过耐盐性生态水草,超微气泡设备(并通过投加微生物菌剂和滤食性耐盐鱼类进一步降低污染物浓度,通过闸门调节控制水位;
C、水体流至水质提升三区(3-3)末端设置的水质监测电动闸时,先进行水质判断,水质判断标准为C0:
C>C0
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L;
养殖尾水排放标准C0包含多种污染物的排放浓度标准,水体的污染物质浓度C只要有一项满足上式C>C0则该式输出为truth,反之输出为false;
D、若输出为truth,则代表水质不达标,则通过回流系统(6)将水体输送至水质提升一区(3-1)的前端再次净化,直至达标;
E、若输出为false,则代表水质达标,由于系统内水体受水面蒸发的影响,系统内的水位总体处于下降的趋势,此时养殖区需要定时补充水源,则将电动闸开启,净化后达标的水体由水质提升三区(3-3)流至补水调节池(5);
F、补水调节池水位濒临临界最大值H3MAX可由以下式子确定:
式中:
H3MAX:为补水调节池水位濒临临界最大值,m;
H3:为补水调节池的深度,m;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%;
χ:为水体中主要水质影响因素;
主要水质影响因素χ可以由以下公式确定:
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L;
ρ:为此时水体中盐度,%;
ρ1:为养殖区设定养殖盐度,%;
当数控中心接收到补水调节池水位濒临临界最大值H3MAX或水质提升三区(3-3)水位降至H2MIN,此时将电动闸关闭,当数控中心接收到养殖区水位濒临临界最小值H1MIN、或补水调节池到达预设定的定时补水时间,立即开启地下水给水泵、水质调节盐罐和气流式搅拌装置,待水池内水体调节浓度后,通过电动闸和补水泵将水体补充至养殖区(1)内,直至养殖区(1)内水位到达养殖区水位临界最大值H1MAX,取值:
H1MAX=(1-β)×H1;
G、若水质提升三区(3-3)水质达标,而补水调节池正在工作或水位已达补水调节池水位濒临临界最大值H3MAX时,此时若水质提升三区(3-3)的水位濒临水质提升三区(3-3)的水位临界最大值值H2MAX时,即:
H2现状=H2MAX=(1-β)×H2
则系统内不缺水,甚至水源充足;水质监测电动闸打开,净化后达标的水体由水质提升三区(3-3)流至出水调节池(7),并进行判定:
H4现状≥H4MAX=H4×(1-β)(χ0≤1)
式中:
H4现状:为出水调节池水位现状,m;
H2现状:为水质提升区的出水区的水位现状,m;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%;
χ0:为排放的水体中主要水质影响因素;
H2MAX:为水质提升区的出水区的水位临界最大值,m;
H2MIN:为水质提升区的出水区的水位临界最小值,根据种植耐盐水草的情况取值,m;
该式的主要水质影响因素χ0可以由以下公式确定:
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L;
ρ:为此时水体中盐度,%;
ρ0:为排放要求位于非盐碱土地区的养殖池塘尾水盐度,取1,%。
H、如若判定输出为truth,则关闭水质监测电动闸,通过出水调节池(7)内的给水管、水位盐度仪以及出水调节池(7)出口的水质监测电动闸,通过三者的监测数据协调合作,将水体稀释至达标浓度后,打开水质监测电动闸,将尾水排入河流;
紧急情况I:当水质提升三区(3-3)水质不达标,且水质提升三区(3-3)的水位濒临水质提升三区(3-3)的水位临界最大值值H2MAX时,待回流系统(6)工作后水质依旧不达标,而且由于水质提升区(3)内的水位均在水位临界值,水质提升三区(3-3)的水位再次濒临水质提升三区(3-3)的水位临界最大值值H2MAX时,立即向数控中心发出警报,需要请求人工排查原因;
同时水质监测电动闸(4-10)打开,净化后仍不达标的水体由水质提升三区(3-3)流至出水调节池(7),并进行判定:
H4现状≥H4MAX=H4×(1-β)(χ0≤1)
式中:
H4现状:为出水调节池水位现状,m;
H2现状:为水质提升区的出水区的水位现状,m;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%;
χ0:为排放的水体中主要水质影响因素;
H2MAX:为水质提升区的出水区的水位临界最大值,m;
H2MIN:为水质提升区的出水区的水位临界最小值,根据种植耐盐水草的情况取值,m;
该式的主要水质影响因素χ0可以由以下公式确定:
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L;
ρ:为此时水体中盐度,%;
ρ0:为排放要求位于非盐碱土地区的养殖池塘尾水盐度,取1,%;
当输出为truth,则关闭水质监测电动闸,通过出水调节池(7)内的给水管、水位盐度仪以及出水调节池出口的水质监测电动闸,通过三者的监测数据协调合作,将水体稀释至达标浓度后,打开水质监测电动闸(4-11),将尾水排入河流。
(二)暴雨骤降,水位暴涨,此时尾水特点是水流量大,污染物浓度小,数控中心根据气候特点采取暴雨预警系统;
A、养殖区(1)内底部安装的增氧机开启,养殖区(1)的部分水体流入尾水净化区(2)进行净化;
B、由于流量大,大部分水流会通过溢流的方式进入水质提升区的进水区(3-1、3-2)中;水质提升区中流量大,通过闸门调节控制水位;数控中心通过调节连通管上的连通阀将尾水净化区末端的水通入水质提升区的进水区中,经过耐盐性生态水草,超微气泡设备并通过投加微生物菌剂和滤食性耐盐鱼类进一步降低污染物浓度,通过闸门调节控制水位;;
C、水体流至水质提升三区(3-3)末端设置的水质监测电动闸时,先进行水质判断,水质判断标准为C0:
C>C0
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L;
养殖尾水排放标准C0包含多种污染物的排放浓度标准,水体的污染物质浓度C只要有一项满足上式C>C0则该式输出为truth,反之输出为false;
D、若输出为truth,则代表水质不达标,则通过回流系统(6)将水体输送至水质提升一区(3-1)的前端再次净化,直至达标;
紧急情况E、若经过上述步骤D,水质依旧不达标,且由于水质提升区(3)内的水位均在水位临界值,水质提升三区(3-3)的水位再次濒临水质提升三区(3-3)的水位临界最大值值H2MAX时,立即向数控中心发出警报,需要请求人工排查原因;
同时水质监测电动闸打开,净化后仍不达标的水体由水质提升三区(3-3)流至出水调节池(7),并进行判定:
H4现状≥H4MAX=H4×(1-β)(χ0≤1)
式中:
H4现状:为出水调节池水位现状,m;
H2现状:为水质提升区的出水区的水位现状,m;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%;
χ0:为排放的水体中主要水质影响因素;
H2MAX:为水质提升区的出水区的水位临界最大值,m;
H2MIN:为水质提升区的出水区的水位临界最小值,根据种植耐盐水草的情况取值,m;
该式的主要水质影响因素χ0可以由以下公式确定:
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L;
ρ:为此时水体中盐度,%;
ρ0:为排放要求位于非盐碱土地区的养殖池塘尾水盐度,取1,%;
当输出为truth,则关闭水质监测电动闸(4-10),通过出水调节池(7)内的给水管、水位盐度仪以及出水调节池出口设有水质监测电动闸,通过三者的监测数据协调合作,将水体稀释至达标浓度后,打开水质监测电动闸,将尾水排入河流;
综上所述,该系统包括养殖区,尾水净化区,水质提升区,电动闸,补水调节池,回流系统和出水调节池。养殖区的尾水经过尾水净化区,通过尾水净化区中滤食性耐盐鱼类进行一次净化,而后尾水经过水质提升区,通过水质提升区的进水区内的耐盐性生态水草、超微气泡设备、微生物菌剂以及滤食性耐盐鱼类,进一步降低尾水中污染物的浓度。最后通过水质提升区的出水区末端的水质监测电动闸进行检测,若水质不达标,则开启回流系统,将水体通入水质提升一区前段,再次净化;若水质达标则交由数控中心判定,若系统需要补水,则将水体通入补水调节池,经调节盐度后输送至养殖区内;若系统此时面临水位暴涨的威胁,则将水体通入出水调节池内,通过稀释水体至适宜排放的浓度后,排入河流。本发明通过物理、生物的方法,循环净化养殖尾水,安全环保;同时净化系统循环利用尾水资源,后续滤食性耐盐鱼类卖出能够提供一定的经济效益,将养殖尾水做到资源利用最大化,经济、实用;后期净化系统内因养鱼产生的淤泥和水底的水草还可用于堆肥或者将水草卖出,加速资金回笼。
相比于现有技术,本发明的优点在于:
(1)该方法占地面积适中,前期投资运行成本适中,较为经济实惠。
(2)该系统利用纯物理和生物方法,不添加化学药剂,安全环保,在实现养殖和尾水处理一体化时,不用担心化学药剂会对养殖对象造成潜在的安全隐患。
(3)该系统采用滤食性耐盐鱼类净化技术,不仅可以净化提升水质,同时也实现了尾水的资源化利用并且鱼类能产生一定的经济效益。
(4)耐盐性生态水草可作为饲料和农肥定期收割,鱼类粪便底泥也可以用于堆肥利用,资源化程度高,切合环保主题。
(5)该方法采用循环净化系统,净化程度高,对河流危害程度小,可放心排放。
(6)该方法切实考虑到诸如南美白对虾等半咸水养殖的水产生物,在循环用水的同时,通过自动化保证了系统中不同区域内的水体盐度。
附图说明
图1为养殖尾水净化系统平面图;
图2为图1沿着a-a线的剖面图;
图3为图1沿着b-b线的剖面图;
图4为图1沿着c-c线的剖面图;
图5为图1沿着d-d线的剖面图;
图6为图1沿着e-e线的剖面图;
图7为图1沿着f-f线的剖面图;
图8为养殖尾水净化系统的原理图;
图中:养殖区1、尾水净化区2、水质提升区3,电动闸4,补水调节池5,回流系统6、出水调节池7;
1-1-养殖一区、1-2-养殖二区、1-3-养殖三区、1-4-养殖四区;
养殖一区补水泵1-1-1、养殖二区补水泵1-2-1、养殖三区补水泵1-3-1、养殖四区补水泵1-4-1;
养殖一区水位盐度监测仪1-1-2、养殖二区水位盐度监测仪1-2-2、养殖三区水位盐度监测仪1-3-2、养殖四区水位盐度监测仪1-4-2;
养殖一区连通管1-1-3、养殖二区连通管1-2-3、养殖三区连通管1-3-3、养殖四区连通管1-4-3;
尾水净化一区2-1、尾水净化二区2-2、尾水净化三区2-3、尾水净化四区2-4;
2-1-1-连通管Ⅰ、2-2-1-连通管Ⅱ、2-3-1-连通管Ⅲ、2-4-1-连通管Ⅳ;
水质提升一区3-1、水质提升二区3-2、水质提升三区3-3;
耐盐性生态水草3-4、超微气泡设备3-5、滤食性耐盐鱼类3-6;
回流出水电动闸4-1;4-2电动闸、电动闸4-3、电动闸4-4、电动闸4-5、电动闸4-6、电动闸4-7、电动闸4-8;
回流进水电动闸4-9、水质监测电动闸4-10、水质监测电动闸4-11;
5-1-给水泵Ⅰ、5-2-给水泵Ⅱ;
5-3-水质调节盐罐Ⅰ、5-4-水质调节盐罐Ⅱ、5-5-水质调节盐罐Ⅲ、5-6-水质调节盐罐Ⅳ;
5-7-水位盐度监测仪;
5-8-气流式搅拌装置Ⅰ、5-9-气流式搅拌装置Ⅱ;
回流管Ⅰ6-1、回流泵Ⅱ6-2;
给水管-7-1、水位盐度仪-7-2。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例详细介绍本发明的技术方案,本发明以尾水水体水量为核心,因此实施例分别对应养殖区产生不同水量的尾水采取了不同的应对措施。
该系统包含养殖区1、尾水净化区2、水质提升区3,电动闸4,补水调节池5,回流系统6、出水调节池7;所有电动闸及水位盐度仪等电子设备将数据传输至数控中心,由数控中心对系统内的电子设备统筹调控。
养殖区分为n块养殖区块,每块养殖区块都对应设有尾水净化区块,每块尾水净化区内均投放有滤食性耐盐鱼类,通过滤食性耐盐鱼类用鳃耙过滤水中微小的浮游生物、细菌、有机碎屑等,用于养殖尾水一次净化,达到降低养殖尾水中污染物浓度的目的。各养殖区块与尾水净化区块之间以田埂阻隔,田埂中间设有连通管,可将养殖区块通入尾水净化区块内,用于建立区块内的水力联系。
各养殖区块内设有水位盐度监测仪,用于水位和水体盐度;同时各养殖区块内底部应安装增氧机,用于均匀混合养殖区内水体,以及增加养殖区内水体溶解氧含量。
在下述实施例中,养殖区的分区数量取4,即n=4。如图1所述,共有4块养殖区块(养殖一区1-1、养殖二区1-2、养殖三区1-3、养殖四区1-4),每块养殖区块都拥有对应的一块尾水净化区块(尾水净化一区2-1、尾水净化二区2-2、尾水净化三区2-3、尾水净化四区2-4),各养殖区块与尾水净化区块之间设有连通管(连通管Ⅰ2-1-1、连通管Ⅱ2-2-1、连通管Ⅲ2-3-1、连通管Ⅳ2-4-1)。
根据江苏省池塘养殖尾水排放标准(DB32/4043-2021)规定,淡水受纳水域养殖尾水排放限值一级,则C0总氮≤3.0mg/L,总磷≤0.4mg/L,高锰酸盐指数≤15mg/L,其它排放要求ρ0位于非盐碱土地区的养殖池塘尾水盐度应不大于1。
下述实施例是以南美白对虾养殖为例,滤食性耐盐鱼类选择大鳞鲃鱼,幼鱼以浮游动物和小型底栖无脊椎动物为食,成鱼以小型无脊椎动物、鱼类、幼虫为食,成鱼需投放一定的饵料,耐盐生态水草选择金鱼藻,根据相关文献显示,金鱼藻最高耐受盐度为6%,因此本实施例将养殖区水体盐度设置为4%。
由于实施例地区的水源硬度偏低,因此在水质调节盐罐中以氯化钠:氯化钙:氯化镁=50:1:1的比例掺混氯化钙和氯化镁,增加补充水源中钙、镁离子浓度,为南美白对虾提供营养。
第一步:经测量建成后养殖区1的总容积V1约为8320m3和养殖区深度H1约为2.11m,以及水质提升区的出水区的容积V2约为930m3和深度H2约为2.5m,根据计算确定以下配套设施参数。
补水调节池5为补水过程设立的四个通向养殖区的管道,每个管道有对应的电动闸和补水泵,负责将补水调节池内的水体输送至对应的养殖区块。补水调节池5的容积V3,补水泵的水泵流量Q1,回流泵的水泵流量Q2,出水调节池的容积V4。则有以下关系式:
式中:
V3:为补水调节池的容积,m3;
α:为安全放大系数,一般取1~1.2,本式取1.1;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%,由于养殖深度不高,本式取5%;
H1:为养殖区的深度,m;
H1MIN:为养殖区水位临界最小值,在南美白对虾养殖中一般取1.5或养殖区水位的2/3,因此本式取1.5,m;
V1:为养殖区的总容积,m3。
则通过计算可得补水调节池5推荐容积V3约为3078m3,实施例的实际补水调节池容积约为3000m3,深度H3为2.5m,基本符合条件。
式中:
Q1:为补水泵的水泵流量,m3/h;
V3:为补水调节池的容积,m3;
t1:为补水时间,根据养殖区容积的实际情况取值,取值过小补水时易引起南美白对虾的应激反应,本式取0.5,h。
因此补水泵推荐流量为1500m3/h,实施例的实际采用的是4台流量为1500m3/h的污水泵。
式中:
Q2:为回流泵的水泵流量,m3/h;
H2:为水质提升区的出水区的深度,m;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%,本式取5%;
H2MIN:为水质提升区的出水区的水位临界值,根据种植耐盐水草的情况取值,金鱼藻适宜1~3m水深的水域,因此本式取1,m;
V2:为水质提升区的出水区的容积,m3;
t2:为回流时间,本式取0.1,h。
因此回流泵的推荐水泵流量为5115m3/h,实施例的实际采用流量为5200m3/h的污水泵。
V4:为出水调节池的容积,m3;
α:为安全放大系数,一般取1~1.2,本式取1.2;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%,本式取5%;
H2MIN:为水质提升区的出水区的水位临界最小值,根据种植耐盐水草的情况取值,本式取1,m;
V2:为水质提升区的出水区的容积,m3。
因此推荐的出水调节池容积约为631.8m3,实际实施例出水调节池容积约为800m3,深度H4为2.5m,基本符合要求。
第二步:分气候情况,开启系统的净化流程。
实施例1
气候炎热,数控中心被设定为一天补水两次,分别为早晚补水,时间设定为6:00和18:00。
A、养殖区1的水体流入尾水净化区2进行净化;
B、数控中心通过调节连通管(连通管Ⅰ2-1-1、连通管Ⅱ2-2-1、连通管Ⅲ2-3-1、连通管Ⅳ2-4-1)上的连通阀将尾水净化区末端的水通入水质提升区的进水区(水质提升一区3-1、水质提升二区3-2)中,经过耐盐性生态水草3-4,超微气泡设备3-5并通过投加微生物菌剂和滤食性耐盐鱼类3-6等方法进一步降低污染物浓度,可以通过打开闸门的方式进行调节,控制水位。
C、水体流至水质提升三区3-3(出水区)末端设置的水质监测电动闸4-10时,先进行水质判断,经监测得水质情况为总氮2.43mg/L,总磷0.21mg/L,高锰酸盐指数为4.24mg/L,水质判断标准为C0,经判断可得:
C<C0
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L。
D、则代表水质达标,由于系统内水体受水面蒸发的影响,系统内的水位总体处于下降的趋势,此时养殖区需要定时补充水源,则将电动闸4-4开启,净化后达标的水体由水质提升三区3-3流至补水调节池5,经补水调节池5中水位盐度监测仪5-7监测得水体盐度为1.92%。
E、补水调节池水位濒临临界最大值H3MAX可由以下式子确定:
式中:
H3MAX:为补水调节池水位濒临临界最大值,m;
H3:为补水调节池的深度,m;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%,本式取5%;
χ:为水体中主要水质影响因素。
主要水质影响因素χ可以由以下公式确定:
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L;
ρ:为此时水体中盐度,%;
ρ1:为养殖区设定养殖盐度,%。
经计算得水体中主要水质影响因素χ为总氮χ=0.81,因此此时补水调节池水位濒临临界最大值H3MAX为2.375m。
当数控中心接收到补水调节池水位濒临临界最大值H3MAX或水质提升三区3-3水位降至H2MIN,此时将电动闸4-4关闭,当数控中心接收到养殖区水位濒临临界最小值H1MIN、或补水调节池到达预设定的定时补水时间,立即开启地下水给水泵(给水泵Ⅰ5-1、给水泵Ⅱ5-2)、水质调节盐罐(水质调节盐罐Ⅰ5-3、水质调节盐罐Ⅱ5-4、水质调节盐罐Ⅲ5-5、水质调节盐罐Ⅳ5-6)和气流式搅拌装置(气流式搅拌装置Ⅰ5-8、气流式搅拌装置Ⅱ5-9),待水池内水体调节至合适浓度后,通过电动闸(电动闸4-5、电动闸4-6、电动闸4-7、电动闸4-8)和补水泵(养殖一区补水泵1-1-1、养殖二区补水泵1-2-1、养殖三区补水泵1-3-1、养殖四区补水泵1-4-1)将水体补充至养殖区1内,直至养殖区1内水位到达养殖区水位临界最大值H1MAX,取值即H1MAX=(1-β)×H1=2m。
实施例2
气候炎热,数控中心被设定为一天补水两次,分别为早晚补水,时间设定为6:00和18:00。
A、养殖区1的水体流入尾水净化区2进行净化;
B、数控中心通过调节连通管(2-1-1、2-2-1、2-3-1、2-4-1)上的连通阀将尾水净化区末端的水通入水质提升区的进水区(3-1、3-2)中,经过耐盐性生态水草(3-4),超微气泡设备(3-5)并通过投加微生物菌剂和滤食性耐盐鱼类(3-6)等方法进一步降低污染物浓度,可以通过打开闸门的方式进行调节,控制水位。
C、水体流至水质提升三区(3-3)末端设置的水质监测电动闸4-10时,先进行水质判断,经监测得水质情况为总氮6.72mg/L,总磷0.32mg/L,高锰酸盐指数为12.3mg/L,水质判断标准为C0,经判断可得:
C>C0
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L。
D、则代表水质不达标,回流进水闸4-9开启,则通过回流系统6将水体输送至水质提升一区3-1的前端再次净化,直至达标。
E、水质提升三区3-3水质不达标,且水质提升三区3-3的水位濒临水质提升三区3-3的水位临界最大值值H2MAX时,待回流系统6工作后水质依旧不达标,而且由于水质提升区3内的水位均在水位临界值,水质提升三区3-3的水位再次濒临水质提升三区3-3的水位临界最大值值H2MAX时,立即向数控中心发出警报,需要请求人工排查原因。
同时水质监测电动闸4-10打开,净化后仍不达标的水体由水质提升三区3-3流至出水调节池7,并进行判定:
H4现状≥H4MAX=H4×(1-β)(χ≤1)
式中:
H4现状:为出水调节池水位现状,m;
H2现状:为水质提升区的出水区的水位现状,m;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%,本式取5%;
χ:为水体中主要水质影响因素;
H2MAX:为水质提升区的出水区的水位临界最大值,m;
H2MIN:为水质提升区的出水区的水位临界最小值,根据种植耐盐水草的情况取值,本式取1,m;
该式的主要水质影响因素χ可以由以下公式确定:
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L;
ρ:为此时水体中盐度,%;
ρ0:为排放要求位于非盐碱土地区的养殖池塘尾水盐度,取1,%。
根据水位盐度仪7-2监测可得本水体盐度为4.25%,则计算得主要影响因素为盐度χ=4.25。
当上述判断式输出为truth,则关闭水质监测电动闸4-10,通过出水调节池7内的给水管7-1、水位盐度仪7-2以及出水调节池7出口设有水质监测电动闸4-11,通过三者的监测数据协调合作,将水体稀释至合适浓度后,打开水质监测电动闸4-11,将尾水排入河流。
F、后续人工排查,发现由于水质提升三区部分金鱼藻因阳光直射死亡,在水中腐烂,导致水质不达标。
实施例3
暴雨骤降,水位暴涨,数控中心采取暴雨预警系统,补水调节池5关闭,养殖区1内底部安装的适量增氧机开启。
A、养殖区1内底部安装的适量增氧机开启,养殖区1的部分水体流入尾水净化区2进行净化。
B、由于流量大,大部分水流会通过溢流的方式进入水质提升区的进水区(水质提升一区3-1、水质提升二区3-2)中。水质提升区中流量大,此时可以通过打开闸门的方式进行调节,控制水位。尾水净化区内的水体数控中心通过调节连通管上的连通阀将尾水净化区末端的水通入水质提升区的进水区中,经过耐盐性生态水草3-4,超微气泡设备3-5并通过投加微生物菌剂和滤食性耐盐鱼类3-6等方法进一步降低污染物浓度,可以通过打开闸门的方式进行调节,控制水位。
C、水体流至水质提升水质提升三区3-3末端设置的水质监测电动闸4-10时,先进行水质判断,经监测得水质情况为总氮1.2mg/L,总磷0.06mg/L,高锰酸盐指数为2.34mg/L,水质判断标准为C0,经判断可得:
C<C0
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L。
实施例4
暴雨骤降,水位暴涨,数控中心采取暴雨预警系统,补水调节池5关闭,养殖区1内底部安装的适量增氧机开启。
A、养殖区1内底部安装的适量增氧机开启,养殖区1的部分水体流入尾水净化区2进行净化;
B、由于流量大,大部分水流会通过溢流的方式进入水质提升区的进水区(水质提升一区3-1、水质提升二区3-2)中。水质提升区中流量大,此时可以通过打开闸门的方式进行调节,控制水位。尾水净化区内的水体数控中心通过调节连通管(连通管Ⅰ2-1-1、连通管Ⅱ2-2-1、连通管Ⅲ2-3-1、连通管Ⅳ2-4-1)上的连通阀将尾水净化区末端的水通入水质提升区的进水区(水质提升一区3-1、水质提升二区3-2)中,经过耐盐性生态水草3-4,超微气泡设备3-5并通过投加微生物菌剂和滤食性耐盐鱼类3-6等方法进一步降低污染物浓度,可以通过打开闸门的方式进行调节,控制水位。
C、水体流至水质提升三区3-3末端设置的水质监测电动闸4-10时,先进行水质判断,经监测得水质情况为总氮5.43mg/L,总磷0.45mg/L,高锰酸盐指数为16.2mg/L,水质判断标准为C0,经判断可得:
C>C0
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L。
D、则代表水质不达标,则通过回流系统6将水体输送至水质提升一区3-1的前端再次净化,直至达标。
E、经过上述步骤D,水质依旧不达标,且由于水质提升区3内的水位均在水位临界值,水质提升三区3-3的水位再次濒临水质提升三区3-3的水位临界最大值值H2MAX时,立即向数控中心发出警报,需要请求人工排查原因。
同时水质监测电动闸4-10打开,净化后仍不达标的水体由水质提升三区3-3流至出水调节池7,并进行判定:
H4现状≥H4MAX=H4×(1-β)(χ0≤1)
式中:
H4现状:为出水调节池水位现状,m;
H2现状:为水质提升区的出水区的水位现状,m;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%,本式取5%;
χ0:为排放的水体中主要水质影响因素;
H2MAX:为水质提升区的出水区的水位临界最大值,m;
H2MIN:为水质提升区的出水区的水位临界最小值,根据种植耐盐水草的情况取值,m;
该式的主要水质影响因素χ0可以由以下公式确定:
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L;
ρ:为此时水体中盐度,%;
ρ0:为排放要求位于非盐碱土地区的养殖池塘尾水盐度,取1,%。
根据水位盐度仪7-2监测可得本水体盐度为0.97%,则计算得主要影响因素为总氮χ=1.81。
当输出为truth,则关闭水质监测电动闸4-10,通过出水调节池7内的给水管7-1、水位盐度仪7-2以及出水调节池7出口设有水质监测电动闸4-11,通过三者的监测数据协调合作,将水体稀释至合适浓度后,打开水质监测电动闸4-11,将尾水排入河流。
F、根据后续人工排查原因发现,由于水质提升三区部分边坡破损,雨水渗入地下携带少量泥沙由破损边坡混入,导致水质不达标,待人工紧急加固后情况得到改善。
Claims (10)
1.一种基于盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统,其特征在于:该系统包含养殖区(1),尾水净化区(2),水质提升区(3),电动闸模块(4),补水调节池(5),回流系统(6)和出水调节池(7),上述各区域之间或区域自身内部设有电动闸及水位盐度仪,连接至数控中心,将检测到的实时数据传输至数控中心,由数控中心对各系统的运作进行调控;
尾水净化区(2)与养殖区(1)之间以田埂阻隔,该田埂中设有带连通阀的连通管,用于将养殖区(1)的污水通入尾水净化区(2),建立区域间的水力联系;
尾水净化区(2)的输出端连接至水质提升区,用于接纳并二次净化尾水同时做后续分流处理;水质提升区(3)的输出端同时连接至补水调节池(5)和出水调节池(7),根据系统的负荷情况,由系统控制净化后出水的方向;
补水调节池(5)通过带有电动闸和补水泵的管道连接至养殖区(1),在需要时,用于将补水调节池(5)内的净化水体输送至养殖区块;
出水调节池(7)的内部设有水位盐度仪(7-2),出口设有水质监测电动闸(4-11),通过水管将尾水稀释至达标浓度后,排入河流中;
回流系统通过带有回流泵的回流管连接至水质提升区(3),用于将不达标的尾水抽送至水质提升区(3)再次净化,形成循环净化体系。
2.根据权利要求1所述的一种基于盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统,其特征在于:所述的养殖区(1)划分为一块以上的养殖区块,每块养殖区块都设有对应的尾水净化区块,用于养殖尾水的一次净化,各养殖区块与尾水净化区块之间以田埂阻隔,田埂中间设有连通管,用于将养殖区块通入尾水净化区块内,建立区块内的水力联系。
3.根据权利要求2所述的一种基于盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统,其特征在于:一块尾水净化区至多与两块养殖区块相连,尾水净化区内投放有滤食性耐盐鱼类,通过滤食性耐盐鱼类用鳃耙降低养殖尾水中污染物浓度。
4.根据权利要求2所述的一种基于盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统,其特征在于:各养殖区块内设有水位盐度监测仪,用于监测养殖区(1)内水位和水体盐度含量,同时各养殖区块底部应安装增氧机,用于均匀混合养殖区内水体,以及增加养殖区内水体溶解氧含量。
5.据权利要求1所述的一种基于盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统,其特征在于:水质提升区划分为三块,前两块为进水区,依次为水质提升三一区(3-1)、水质提升三二区(3-2),最后一块为出水区,即为水质提升三区(3-3),三者依次交错布置,在出水区的末端设置带有水质监测装置的电动闸,用于再次净化并排放达标尾水的区域。
6.根据权利要求5所述一种基于盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统,其特征在于:水质提升区(3)的底部种植耐盐性耐盐性生态水草(3-4),底部安装超微气泡设备(3-5)、水体中投放滤食性耐盐鱼类,协同作用降低污染物浓度。
7.根据权利要求5所述一种基于盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统,其特征在于:电动闸模块(4)包括设置水质提升区内各区之间的电动闸,水质提升区出水区末端的电动闸、回流系统(6)末端设置的回流出水电动闸、补水调节池(5)与养殖区之间设置的电动闸连接着,出水调节池的末端的水质监测电动闸,用于控制尾水排入河流。
8.根据权利要求5所述一种基于盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统,其特征在于:补水调节池(5)中布置水质调节盐罐和水位盐度监测仪(5-7),盐罐内存放适宜南美白对虾生长的盐类,数控中心调控投放盐量,调节补水调节池(5)中水体的盐度;水位盐度监测仪监测水体的水位和盐度;补水调节池(5)内安装有的气流式搅拌装置。
9.根据权利要求1所述的一种基于盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统的运行工艺,其特征在于,
(1)养殖区的尾水经过净化区,通过滤食性耐盐鱼类对养殖区的尾水进行一次净化;
(2)被净化的尾水经过水质提升区进水区的耐盐性生态水草、超微气泡设备、微生物菌剂以及滤食性耐盐鱼类,对尾水进行二次净化;
(3)被净化的尾水经水质提升区出水区的水质监测电动闸检测,若水质不达标,则开启回流系统,将水体再次净化;若水质达标则交由数控中心判定,若系统需要补水,则将水体通入补水调节池,调节盐度后输送至养殖区内;若系统面临水位暴涨的威胁,则将水体通入出水调节池内,稀释水体浓度后,排入河流。
10.根据权利要求9所述的一种基于盐分调控的养殖尾水多级循环生态净化系统的运行工艺,其特征在于,步骤如下:
第一步:预估建成后养殖区(1)的总容积V1和养殖区深度H1,以及水质提升区的出水区的容积V2和深度H2,计算确定以下配套设施参数;
补水调节池(5)的容积V3,补水泵的水泵流量Q1,回流泵的水泵流量Q2,出水调节池的容积V4;
式中:
V3:为补水调节池的容积,m3;
α:为安全放大系数,一般取1~1.2;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%;
H1:为养殖区的深度,m;
H1MIN:为养殖区水位临界最小值,在南美白对虾养殖中一般取1.5m或养殖区水位的2/3,m;
V1:为养殖区的总容积,m3;
式中:
Q1:为补水泵的水泵流量,m3/h;
V3:为补水调节池的容积,m3;
t1:为补水时间,根据养殖区容积的实际情况取值,取值过小补水时易引起南美白对虾的应激反应,h;
式中:
Q2:为回流泵的水泵流量,m3/h;
H2:为水质提升区的出水区的深度,m;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%;
H2MIN:为水质提升区的出水区的水位临界值,根据种植耐盐水草的情况取值,m;
V2:为水质提升区的出水区的容积,m3;
t2:为回流时间,h;
V4:为出水调节池的容积,m3;
α:为安全放大系数,一般取1~1.2;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%;
H2MIN:为水质提升区的出水区的水位临界最小值,根据种植耐盐水草的情况取值,m;
V2:为水质提升区的出水区的容积,m3;
第二步:分气候情况,开启系统的净化流程
(一)气候炎热干燥或气候湿润降雨量不大,此时尾水特点是水流量小,污染物浓度高,数控中心根据气候特点正常采取应对方案;
A、养殖区(1)的水体流入尾水净化区(2)进行净化
B、数控中心通过调节连通管上的连通阀将尾水净化区末端的水通入水质提升区,经过耐盐性生态水草,超微气泡设备(并通过投加微生物菌剂和滤食性耐盐鱼类进一步降低污染物浓度,通过闸门调节控制水位;
C、水体流至水质提升三区(3-3)末端设置的水质监测电动闸时,先进行水质判断,水质判断标准为C0:
C>C0
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L;
养殖尾水排放标准C0包含多种污染物的排放浓度标准,水体的污染物质浓度C只要有一项满足上式C>C0则该式输出为truth,反之输出为false;
D、若输出为truth,则代表水质不达标,则通过回流系统(6)将水体输送至水质提升一区(3-1)的前端再次净化,直至达标;
E、若输出为false,则代表水质达标,由于系统内水体受水面蒸发的影响,系统内的水位总体处于下降的趋势,此时养殖区需要定时补充水源,则将电动闸开启,净化后达标的水体由水质提升三区(3-3)流至补水调节池(5);
F、补水调节池水位濒临临界最大值H3MAX可由以下式子确定:
式中:
H3MAX:为补水调节池水位濒临临界最大值,m;
H3:为补水调节池的深度,m;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%;
χ:为水体中主要水质影响因素;
主要水质影响因素χ可以由以下公式确定:
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L;
ρ:为此时水体中盐度,%;
ρ1:为养殖区设定养殖盐度,%;
当数控中心接收到补水调节池水位濒临临界最大值H3MAX或水质提升三区(3-3)水位降至H2MIN,此时将电动闸关闭,当数控中心接收到养殖区水位濒临临界最小值H1MIN、或补水调节池到达预设定的定时补水时间,立即开启地下水给水泵、水质调节盐罐和气流式搅拌装置,待水池内水体调节浓度后,通过电动闸和补水泵将水体补充至养殖区(1)内,直至养殖区(1)内水位到达养殖区水位临界最大值H1MAX,取值:
H1MAX=(1-β)×H1;
G、若水质提升三区(3-3)水质达标,而补水调节池正在工作或水位已达补水调节池水位濒临临界最大值H3MAX时,此时若水质提升三区(3-3)的水位濒临水质提升三区(3-3)的水位临界最大值值H2MAX时,即:
H2现状=H2MAX=(1-β)×H2
则系统内不缺水,甚至水源充足;水质监测电动闸打开,净化后达标的水体由水质提升三区(3-3)流至出水调节池(7),并进行判定:
H4现状≥H4MAX=H4×(1-β)(χ0≤1)
式中:
H4现状:为出水调节池水位现状,m;
H2现状:为水质提升区的出水区的水位现状,m;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%;
χ0:为排放的水体中主要水质影响因素;
H2MAX:为水质提升区的出水区的水位临界最大值,m;
H2MIN:为水质提升区的出水区的水位临界最小值,根据种植耐盐水草的情况取值,m;
该式的主要水质影响因素χ0可以由以下公式确定:
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L;
ρ:为此时水体中盐度,%;
ρ0:为排放要求位于非盐碱土地区的养殖池塘尾水盐度,取1,%。
H、如若判定输出为truth,则关闭水质监测电动闸,通过出水调节池(7)内的给水管、水位盐度仪以及出水调节池(7)出口的水质监测电动闸,通过三者的监测数据协调合作,将水体稀释至达标浓度后,打开水质监测电动闸,将尾水排入河流;
紧急情况I:当水质提升三区(3-3)水质不达标,且水质提升三区(3-3)的水位濒临水质提升三区(3-3)的水位临界最大值值H2MAX时,待回流系统(6)工作后水质依旧不达标,而且由于水质提升区(3)内的水位均在水位临界值,水质提升三区(3-3)的水位再次濒临水质提升三区(3-3)的水位临界最大值值H2MAX时,立即向数控中心发出警报,需要请求人工排查原因;
同时水质监测电动闸(4-10)打开,净化后仍不达标的水体由水质提升三区(3-3)流至出水调节池(7),并进行判定:
H4现状≥H4MAX=H4×(1-β)(χ0≤1)
式中:
H4现状:为出水调节池水位现状,m;
H2现状:为水质提升区的出水区的水位现状,m;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%;
χ0:为排放的水体中主要水质影响因素;
H2MAX:为水质提升区的出水区的水位临界最大值,m;
H2MIN:为水质提升区的出水区的水位临界最小值,根据种植耐盐水草的情况取值,m;
该式的主要水质影响因素χ0可以由以下公式确定:
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L;
ρ:为此时水体中盐度,%;
ρ0:为排放要求位于非盐碱土地区的养殖池塘尾水盐度,取1,%;
当输出为truth,则关闭水质监测电动闸,通过出水调节池(7)内的给水管、水位盐度仪以及出水调节池出口的水质监测电动闸,通过三者的监测数据协调合作,将水体稀释至达标浓度后,打开水质监测电动闸(4-11),将尾水排入河流。
(二)暴雨骤降,水位暴涨,此时尾水特点是水流量大,污染物浓度小,数控中心根据气候特点采取暴雨预警系统;
A、养殖区(1)内底部安装的增氧机开启,养殖区(1)的部分水体流入尾水净化区(2)进行净化;
B、由于流量大,大部分水流会通过溢流的方式进入水质提升区的进水区(3-1、3-2)中;水质提升区中流量大,通过闸门调节控制水位;数控中心通过调节连通管上的连通阀将尾水净化区末端的水通入水质提升区的进水区中,经过耐盐性生态水草,超微气泡设备并通过投加微生物菌剂和滤食性耐盐鱼类进一步降低污染物浓度,通过闸门调节控制水位;;
C、水体流至水质提升三区(3-3)末端设置的水质监测电动闸时,先进行水质判断,水质判断标准为C0:
C>C0
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L;
养殖尾水排放标准C0包含多种污染物的排放浓度标准,水体的污染物质浓度C只要有一项满足上式C>C0则该式输出为truth,反之输出为false;
D、若输出为truth,则代表水质不达标,则通过回流系统(6)将水体输送至水质提升一区(3-1)的前端再次净化,直至达标;
紧急情况E、若经过上述步骤D,水质依旧不达标,且由于水质提升区(3)内的水位均在水位临界值,水质提升三区(3-3)的水位再次濒临水质提升三区(3-3)的水位临界最大值值H2MAX时,立即向数控中心发出警报,需要请求人工排查原因;
同时水质监测电动闸打开,净化后仍不达标的水体由水质提升三区(3-3)流至出水调节池(7),并进行判定:
H4现状≥H4MAX=H4×(1-β)(χ0≤1)
式中:
H4现状:为出水调节池水位现状,m;
H2现状:为水质提升区的出水区的水位现状,m;
β:为预警水位余量,一般取1%~5%;
χ0:为排放的水体中主要水质影响因素;
H2MAX:为水质提升区的出水区的水位临界最大值,m;
H2MIN:为水质提升区的出水区的水位临界最小值,根据种植耐盐水草的情况取值,m;
该式的主要水质影响因素χ0可以由以下公式确定:
式中:
C:为此时水体的污染物质浓度,mg/L;
C0:为养殖尾水排放标准,mg/L;
ρ:为此时水体中盐度,%;
ρ0:为排放要求位于非盐碱土地区的养殖池塘尾水盐度,取1,%;
当输出为truth,则关闭水质监测电动闸(4-10),通过出水调节池(7)内的给水管、水位盐度仪以及出水调节池出口设有水质监测电动闸,通过三者的监测数据协调合作,将水体稀释至达标浓度后,打开水质监测电动闸,将尾水排入河流;
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Cited By (1)
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CN117023863A (zh) * | 2023-08-10 | 2023-11-10 | 苏州天一信德环保科技有限公司 | 一种养殖尾水监管系统及方法 |
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- 2023-03-13 CN CN202310236535.8A patent/CN116375209A/zh active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117023863A (zh) * | 2023-08-10 | 2023-11-10 | 苏州天一信德环保科技有限公司 | 一种养殖尾水监管系统及方法 |
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