CN117682719A - 一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统，包括养殖塘，还包括沉淀池、第一过滤坝、曝气池、第二过滤坝、生物膜池、强化净化池和稳定池，沉淀池分别与养殖塘和第一过滤坝相连，曝气池分别与第一过滤坝和第二过滤坝相连，生物膜池分别与第二过滤坝和强化净化池相连，稳定池分别与强化净化池和养殖塘相连。本发明还公开了一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化方法。本发明可大大降低尾水中氮磷物质的含量，减少农业面源污染，切实改进养殖环境，促进渔业产业绿色转型和可持续发展。

Description

一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统及方法

技术领域

本发明属于淡水养殖尾水生态治理技术领域，具体涉及一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统，同时还涉及一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化的方法。

背景技术

淡水池塘养殖对水域环境造成的不利影响主要包括以下四个方面：一是投饵过多，投饵方法不当或饵料质量较差造成残饵过多而引起污染。二是某些化学药剂的累积产生的污染。水产养殖中化学药品的使用会造成病原体产生抗药性的同时还会杀害水中的有益微生物，产生二次污染，造成水生态失调。三是养殖尾水换水，如控制水质换水、捕捞换水等，未经处理净化直接排放，从而污染外环境。四是由于缺乏养殖生态学理论及相关的生态调控等技术指导的养殖布局和养殖模式，严重破坏了水域生态平衡。养殖尾水排放量大若不合理处理尾水，尾水污染将日益严重。

目前现有的尾水处理模式存在一次性建设投入过高或易造成二次污染；后续维护运行成本过高；未能按照不同养殖品种实际水质污染情况分类处理等，导致在实际生产中处理效果不理想。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是在于提供了一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统，结构简单，操作方便，有效的拦截了污染物，净化了养殖尾水，结合水草种苗和青虾养殖产生的经济效益，降低了运行成本。

本发明的另一个目的是在于提供了一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化的方法，方法易行，效果非常好，总磷的去除率为87.2％，总氮的去除率为83.5％。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统，包括养殖塘，还包括沉淀池、第一过滤坝、曝气池、第二过滤坝、生物膜池、强化净化池和稳定池。

沉淀池分别与养殖塘和第一过滤坝相连，曝气池分别与第一过滤坝和第二过滤坝相连，生物膜池分别与第二过滤坝和强化净化池相连，稳定池分别与强化净化池和养殖塘相连。

如上所述沉淀池包括沉淀池体、进水口、拦堤、拦网和出水口，进水口和出水口均设置在沉淀池体上，拦堤一侧与沉淀池体一侧直接连接，拦堤另一对侧通过拦网与沉淀池体另一对侧相连，各个拦堤自进水口至出水口依次排布，使沉淀池内形成S型通道，进水口和出水口位于S型通道两端，沉淀池内种植水生植物。

如上所述沉淀池的深度大于5m，S型通道的宽度小于10m。

如上所述第一过滤坝和第二过滤坝均包括水泥基座、坝体和滤料，坝体设置在水泥基座之上，坝体的相对的两个侧壁分别进水侧壁和出水侧壁，坝体的另外两个相对的侧壁分别为挡水侧壁，滤料填充在坝体所围的区域内，滤料顶面铺设有碎石层，碎石层种植有挺水植物。

如上所述第一过滤坝和第二过滤坝的进水侧壁和出水侧壁均由空心砖或钢架结构搭建，沉淀池和第一过滤坝之间通过第一过滤坝的进水侧壁分隔，第一过滤坝和曝气之间通过第一过滤坝的出水侧壁分隔，曝气池和第二过滤坝之间通过第二过滤坝的出水侧壁分隔，第二过滤坝和生物膜池之间通过第二过滤坝的出水侧壁分隔，第一过滤坝的进水侧壁的过水空隙形成沉淀池的出水口，第一过滤坝的出水侧壁的过水空隙形成曝气池的进水口；第二过滤坝的进水侧壁的过水空隙形成曝气池的出水口，第二过滤坝的出水侧壁的过水空隙形成曝气池的进水口。

如上所述第一过滤坝和第二过滤坝的水流方式为水平潜流，滤料为陶粒、火山石、细沙、碎石、棕片和活性炭中的一种或多种。

如上所述曝气池底部设置有曝气头，曝气头距离曝气池底30厘米以上，曝气头与罗茨风机连接。

如上所述生物膜池包括生物膜池体和设置在生物膜池体内的挂膜框架，挂膜框架上设置毛刷，挂膜框架置于生物膜池体的池底，浮叶植物浮于生物膜池的水体表层。

如上所述强化净化池由多个池塘串联构成，每个池塘的进水口和出水口分别位于池塘对角线的两端，强化净化池中种植粉绿狐尾藻和铜钱草中的一种或多种；所述稳定池由多个池塘串联构成，每个池塘的进水口和出水口分别位于池塘对角线的两端，稳定池中种植轮叶黑藻、伊乐藻和苦草中的一种或多种，稳定池中放养有青虾。

一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化方法，包括以下步骤：

步骤1、将养殖塘中的养殖尾水汇集至低洼处；

步骤2、通过水泵将尾水排进沉淀池；

步骤3、在沉淀池出水口处设置第一过滤坝；

步骤4、尾水通过第一过滤坝后进入曝气池；

步骤5、在曝气池出水口处设置第二过滤坝；

步骤6、尾水通过第二过滤坝后进入生物膜池；

步骤7、经生物膜池处理的尾水进入强化净化池；

步骤8、经强化净化池处理的尾水进入稳定池。

上述八个步骤的技术措施中：沉淀池5米的深度和S型水流设置有利于延缓水的流速和增加水在池中的滞留时间，为悬浮颗粒物沉积提供有利条件，提高沉淀效率，降低浊度；第一过滤坝的体积和过滤材料是影响过滤的关键因子，坝体填充滤料应选择比表面积大、吸附能力强的材料，如陶粒，火山石等，坝高不小于1.0m，坝宽不小于2.0m；坝长不小于6.0m，既能够有效增加水流量，又提高过滤效率；曝气池的大小和曝气头密度的设置有利于延长污水停留时间，提供好氧微生物所需要的氧量，同时释放水体中其他气体物质。第二过滤坝的体积和过滤材料能进一步过滤悬浮颗粒，为下一步微生物处理提供条件；生物膜池上附着的生物挂膜增强了水体中的细菌群落结构，有效提高了生物净化能力和水体质量；强化净化池通过植物的高效吸收和利用，进一步降低氮磷含量，提升水质；稳定池中的生物可以进一步降解吸收水体的有机物质，使水体的生物稳定性增强，使水变得更加清澈。同时，通过在稳定池中种植水草或养殖水产品，还可以增加经济效益，降低运行成本。

本发明是通过生态学的原理，利用人工生态系统中的生物、物理和化学过程，去除水中的多余营养物质，增加水体中的生物多样性，提高水体的自净能力，提高了尾水处理效果和可持续性，还能够实现养殖尾水循环利用，具有一次性投资少、运行成本低等优点，有效保证了水产养殖的可持续绿色发展。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和效果：

(1)适用范围比较广：南方地区池塘养殖面积大，分布比较广。因此本发明适用的范围比较广。

(2)构建费用低、运行能耗小、容易操作和管理。本发明主要通过改造未被充分利用的池塘、低洼地，因此成本比较低。除了尾水从沟渠进入沉淀池，曝气池需要机械动力外，其余均不需要机械动力，因此运行能耗小。系统建成后，仅需定期对水生植物进行收获和管理，容易操作和管理。

(3)效果非常好：利用本发明所建立的净化系统及方法对总磷的去除率为87.2％，总氮的去除率为83.5％。

表1各级净化设施营养物质含量对比

指标	总磷(mg/L)	总氮(mg/L)	氨氮(mg/L)	硝氮(mg/L)
					沉淀池进水口	0.908	4.43	3.24	0.60
沉淀池出水口	0.394	3.07	2.78	0.30
					曝气池出水口	0.251	1.67	0.45	1.10
生物膜池出水口	0.194	1.13	0.02	1.10
					强化净化池出水口	0.116	0.73	0.01	0.20
去除率	87.2％	83.5％	99.7％	66.7％

附图说明

图1为一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统的工艺流程示意图；

图2为沉淀池的结构示意图；

图3为第一、第二过滤坝的结构示意图；

图4为生物膜池的结构示意图。

其中：1－养殖塘、2－沉淀池、201－沉淀池体、202－进水口、203－拦堤、204－拦网、205－出水口、206－水生植物；3－第一过滤坝；301－坝体；302－水泥基座；303－滤料；304－碎石层；305－挺水植物、4－曝气池、5－第二过滤坝、6－生物膜池、601－生物膜池体、602－挂膜框架、603－毛刷、604-－浮叶植物、7－强化净化池、8－稳定池。

具体实施方式

下面申请人将结合湖南省益阳市大通湖区河坝镇沙堡洲村沙堡洲六组牛蛙养殖基地的实例对本发明方法做进一步的详细说明对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统，包括养殖塘1、沉淀池2、第一过滤坝3、曝气池4、第二过滤坝5、生物膜池6、强化净化池7和稳定池8。

沉淀池2分别与养殖塘1和第一过滤坝3相连，曝气池4分别与第一过滤坝3和第二过滤坝5相连，生物膜池6分别与第二过滤坝5和强化净化池7相连，稳定池8分别与强化净化池7和养殖塘1相连。在本实施中，强化净化池7和稳定池8的面积比为45：5：10：10：30。通过尾水收集渠(管)道将养殖尾水汇集至沉淀池2，养殖尾水在沉淀池2中进行沉淀处理，使尾水中的颗粒物沉淀至沉淀池2底。尾水经沉淀后，通过第一过滤坝3过滤，以过滤尾水中的悬浮物。尾水经过滤后进入曝气池4，曝气池4通过曝气增加水体中的溶氧，加速水体中有机质的分解。尾水经曝气处理后再经过一道第二过滤坝5，进一步滤去水体中悬浮物。经曝气处理后的尾水再进入生物膜池6，通过微生物的作用进一步加速分解水体中有机物质。经生物膜池6处理后的尾水再进入强化净化池7，通过水生植物吸收利用水体中的氮磷物质。经强化净化池7处理后的尾水最后进入稳定池8，稳定池8内种植轮叶黑藻、伊乐藻、苦草等水生植物，并可适当利用，少量投放青虾等滤食性水生动物。

作为本发明技术方案的进一步优选，根据图2可知，所述的沉淀池2包括沉淀池体、进水口、拦堤、拦网和出水口，进水口和出水口均设置在沉淀池体上，拦堤一侧与沉淀池体一侧直接连接，拦堤另一对侧通过拦网与沉淀池体另一对侧相连，各个拦堤自进水口至出水口依次排布，拦堤的排布使沉淀池2内形成S型通道，进水口和出水口位于S型通道两端，拦堤的排布使水流在进水口和出水口之间形成S型水流，拦网垂直于水流设置，起迟滞水流的作用。沉淀池2面积不小于尾水处理设施总面积的45％，保证沉淀池2深度大于5m，沉淀池2内设置拦堤，形成水流断面(S型通道)的宽度小于10m的S型水流，并在沉淀池2中种植水生植物粉绿狐尾藻和铜钱草，覆盖面积不低于沉淀池面积的80％。

作为本发明技术方案的进一步优选，沉淀池2的深度小于2.5m后，需要对沉淀池2进行清淤，淤泥可外运肥田。

作为本发明技术方案的进一步优选，根据图3可知，所述的第一过滤坝3和第二过滤坝5包括水泥基座、坝体和滤料。坝体构建在水泥基座之上，坝体的相对的两个侧壁分别进水侧壁和出水侧壁，坝体的另外两个相对的侧壁分别为挡水侧壁，坝体呈长方体形状，滤料填充在坝体所围的区域内。在沉淀池2和第一过滤坝3之间通过第一过滤坝3的进水侧壁分隔，第一过滤坝3和曝气池4之间通过第一过滤坝3的出水侧壁分隔，曝气池4和第二过滤坝5之间通过第二过滤坝的出水侧壁分隔，第二过滤坝5和生物膜池6之间通过第二过滤坝5的出水侧壁分隔，第一过滤坝3和第二过滤坝5的进水侧壁和出水侧壁均用空心砖或钢架结构搭建，进而在进水侧壁和出水侧壁形成过水间隙，第一过滤坝3的进水侧壁的过水空隙形成沉淀池2的出水口，第一过滤坝3的出水侧壁的过水空隙形成曝气池4的进水口；第二过滤坝5的进水侧壁的过水空隙形成曝气池4的出水口，第二过滤坝6的出水侧壁的过水空隙形成曝气池4的进水口，第一过滤坝3和第二过滤坝5的水流方式为水平潜流；在坝体中填充大小不一的滤料，滤料可选择陶粒、火山石、细沙、碎石、棕片和活性炭等，滤料顶面铺设有碎石层，碎石层上种植美人蕉。坝高不小于1.0m，坝宽不小于2.0m；坝长不小于6.0m，并以200亩养殖面积为起点，原则上每增加100亩养殖面积，坝长加1米。

作为本发明技术方案的进一步优选，第一过滤坝3和第二过滤坝5淤塞都要适时清理，滤料按时清洗或更换，滤料顶面铺设有碎石层，碎石层上可结合景观效果种植美人蕉、菖蒲、梭鱼草等挺水植物。

作为本发明技术方案的进一步优选，曝气池4面积为尾水处理设施总面积的5％左右，曝气头设置密度不小于每3平方米1个，曝气头安装时应距离曝气池底30厘米以上，罗茨风机功率配备不小于每100个曝气头3kw。

作为本发明技术方案的进一步优选，根据图4可知，所述的生物膜池6包括生物膜池体和设置在生物膜池体内的挂膜框架、毛刷和浮叶植物。挂膜框架上设置毛刷，挂膜框架置于生物膜池体的池底，浮叶植物浮于生物膜池6的水体表层。生物膜池6面积占尾水处理设施总面积的10％左右，池内悬挂毛刷，密度不小于6000根/亩。

作为本发明技术方案的进一步优选，强化净化池7面积应占尾水处理设施总面积的10％左右，强化净化池7由多个(3-6个)池塘串联构成，每个池塘的进水口和出水口分别位于池塘对角线的两角附近；强化净化池7的进水口用尼龙网过滤进水，防止有害水生生物进入；强化净化池7中种植粉绿狐尾藻和铜钱草，在种植水草前，将池塘清淤，并用生石灰消毒。

作为本发明技术方案的进一步优选，稳定池8面积应占尾水处理设施总面积的30％左右，稳定池8由多个(3-6个)池塘串联构成，每个池塘的进水口和出水口分别位于池塘的对角线的两角附近，稳定池8中种植轮叶黑藻、伊乐藻、苦草等水生植物，使水生植物覆盖面积达稳定池8面积的80％以上，并可少量投放青虾等滤食性水生动物。

尾水处理设施总面积为沉淀池2、曝气池4、生物膜池6、强化净化池7和稳定池8的水面面积。

作为本发明技术方案的进一步优选，每亩稳定池8投放青虾苗约5kg(规格1000-1600尾/公斤)，定期对池中轮叶黑藻、伊乐藻、苦草等进行收割管理。

通过上述具体技术措施，利用生态系统中的生物、物理和化学过程，去除水中的多余营养物质，增加水体中的生物多样性，提高水体的自净能力，提高了尾水处理效果和可持续性，还能够实现养殖尾水循环利用，具有一次性投资少、运行成本低等优点，有效保证了水产养殖的可持续绿色发展。

实施例2：

一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化的方法，其步骤是：

步骤(1)通过原有尾水收集渠(管)道将养殖塘1中的养殖尾水汇集至低洼处。

步骤(2)通过水泵将尾水排进沉淀池2，沉淀池5米的深度和S型水流设置有利于延缓水的流速和增加水在池中的滞留时间，为悬浮颗粒物沉积提供有利条件，提高沉淀效率，降低浊度，池中种植的水生植物粉绿狐尾藻和铜钱草能有效吸收部分营养，迟滞水流，提高沉淀效率。

步骤(3)在沉淀池2出水口处设置第一过滤坝3，第一过滤坝的体积和过滤材料是影响过滤的关键因子，坝体填充滤料应选择比表面积大、吸附能力强的材料，如陶粒，火山石等，坝高不小于1.0m，坝宽不小于2.0m；坝长不小于6.0m，既能够有效增加水流量，又提高过滤效率；滤料顶面上种植有美人蕉提升景观效果。

步骤(4)尾水通过第一过滤坝3后进入曝气池4(1000平米)，曝气池的大小、曝气头密度和高度的设置有利于延长污水停留时间，提供好氧微生物所需要的氧量，同时释放水体中其他气体物质。

步骤(5)在曝气池4出水口处设置第二过滤坝5，设置同第一过滤坝3。第二过滤坝的体积和过滤材料能进一步过滤悬浮颗粒，为下一步微生物处理提供条件。

步骤(6)尾水通过第二过滤坝5后进入生物膜池6(2000平米)，池内悬挂毛刷上附着的生物挂膜增强了水体中的细菌群落结构，有效提高了生物净化能力和水体质量。

步骤(7)尾水进入强化净化池7，强化净化池7由多个(3－6个)池塘串联构成，强化净化池通过植物的高效吸收和利用，进一步降低氮磷含量，提升水质。

步骤(8)尾水进入稳定池8，稳定池8由多个(3－6个)池塘串联构成，稳定池中的生物可以进一步降解吸收水体的有机物质，使水体的生物稳定性增强，使水变得更加清澈。同时，通过在稳定池中种植水草或养殖水产品，还可以增加经济效益，降低运行成本。

本发明通过上述实施例来说明本发明的技术构思，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品个别构成的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统，包括养殖塘(1)，其特征在于，还包括沉淀池(2)、第一过滤坝(3)、曝气池(4)、第二过滤坝(5)、生物膜池(6)、强化净化池(7)和稳定池(8)。

沉淀池(2)分别与养殖塘(1)和第一过滤坝(3)相连，曝气池(4)分别与第一过滤坝(3)和第二过滤坝(5)相连，生物膜池(6)分别与第二过滤坝(5)和强化净化池(7)相连，稳定池(8)分别与强化净化池(7)和养殖塘(1)相连。

2.根据权利要求1所述一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统，其特征在于，所述沉淀池(2)包括沉淀池体、进水口、拦堤、拦网和出水口，进水口和出水口均设置在沉淀池体上，拦堤一侧与沉淀池体一侧直接连接，拦堤另一对侧通过拦网与沉淀池体另一对侧相连，各个拦堤自进水口至出水口依次排布，使沉淀池(2)内形成S型通道，进水口和出水口位于S型通道两端，沉淀池(2)内种植水生植物。

3.根据权利要求2所述一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统，其特征在于，所述沉淀池(2)的深度大于5m，S型通道的宽度小于10m。

4.根据权利要求1所述一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统，其特征在于，所述第一过滤坝(3)和第二过滤坝(5)均包括水泥基座、坝体和滤料，坝体设置在水泥基座之上，坝体的相对的两个侧壁分别为进水侧壁和出水侧壁，坝体的另外两个相对的侧壁分别为挡水侧壁，滤料填充在坝体所围的区域内，滤料顶面铺设有碎石层，碎石层种植有挺水植物。

5.根据权利要求4所述一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统，其特征在于，所述第一过滤坝(3)和第二过滤坝(5)的进水侧壁和出水侧壁均由空心砖或钢架结构搭建，沉淀池(2)和第一过滤坝(3)之间通过第一过滤坝(3)的进水侧壁分隔，第一过滤坝(3)和曝气池(4)之间通过第一过滤坝(3)的出水侧壁分隔，曝气池(4)和第二过滤坝(5)之间通过第二过滤坝的出水侧壁分隔，第二过滤坝(5)和生物膜池(6)之间通过第二过滤坝(5)的出水侧壁分隔，第一过滤坝(3)的进水侧壁的过水空隙形成沉淀池(2)的出水口，第一过滤坝(3)的出水侧壁的过水空隙形成曝气池(4)的进水口；第二过滤坝(5)的进水侧壁的过水空隙形成曝气池(4)的出水口，第二过滤坝(6)的出水侧壁的过水空隙形成曝气池(4)的进水口。

6.根据权利要求5所述一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统，其特征在于，所述第一过滤坝(3)和第二过滤坝(5)的水流方式为水平潜流，滤料为陶粒、火山石、细沙、碎石、棕片和活性炭中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统，其特征在于，所述曝气池(4)底部设置有曝气头，曝气头距离曝气池底30厘米以上，曝气头与罗茨风机连接。

8.根据权利要求1所述一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统，其特征在于，所述生物膜池(6)包括生物膜池体和设置在生物膜池体内的挂膜框架，挂膜框架上设置毛刷，挂膜框架置于生物膜池体的池底，浮叶植物浮于生物膜池(6)的水体表层。

9.根据权利要求1所述一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化系统，其特征在于，所述强化净化池(7)由多个池塘串联构成，每个池塘(7)的进水口和出水口分别位于池塘对角线的两端，强化净化池(7)中种植粉绿狐尾藻和铜钱草中的一种或多种；所述稳定池(8)由多个池塘串联构成，每个池塘(7)的进水口和出水口分别位于池塘对角线的两端，稳定池(8)中种植轮叶黑藻、伊乐藻和苦草中的一种或多种，稳定池(8)中放养有青虾。

10.一种处理牛蛙养殖尾水的生态净化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将养殖塘(1)中的养殖尾水汇集至低洼处；

步骤2、通过水泵将尾水排进沉淀池(2)；

步骤3、在沉淀池(2)出水口处设置第一过滤坝(3)；

步骤4、尾水通过第一过滤坝(3)后进入曝气池(4)；

步骤5、在曝气池(4)出水口处设置第二过滤坝(5)；

步骤6、尾水通过第二过滤坝(5)后进入生物膜池(6)；

步骤7、经生物膜池(6)处理的尾水进入强化净化池(7)；

步骤8、经强化净化池(7)处理的尾水进入稳定池(8)。