TWI535375B - Purification device for fishmeal symbiosis system - Google Patents

Description

用於魚菜共生系統之淨化裝置

本發明是關於一種魚菜共生系統之淨化裝置，用以去除水體中之總氮者。

習知之魚菜共生系統大致包含有一栽種盆以及一養殖缸，循環水是周而復始地於兩者之間流動，故而養殖缸內的魚類所產生之氨氮，隨後會部分地氧化為亞硝酸鹽氮或硝酸鹽氮，隨著循環水輸送至栽種盆之中供菜類植物所需，最後再回流至養殖缸。

然而，一旦菜類對氮化合物之吸收效率不佳，水體中總氮就容易累積，故有待改進。

有鑑於此，本發明之一目的在於提供一種用於魚菜共生系統之淨化裝置，可額外去除水體中之總氮者。

本發明之用於魚菜共生系統之淨化裝置，是包含有一外管、一排水腔、一連通管以及微生物附著介質，該外管之頂端具有一注水口， 該排水腔是設置於該外管內部，且腔壁具有至少一穿孔連通該排水腔的內部及外部，該連通管是由該排水腔內部延伸至該外管外部，該連通管於該排水腔內部具有一開口，該開口之高度是高於該排水腔之穿孔，該微生物附著介質是容置於該外管之內部，且位於該排水腔之外部。

透過持續不斷地經由該外管注水口注入待淨化之循環水， 該排水腔內之空氣壓力將往復式地變化，導致排水腔外部之水位也往復式地上升、下降；藉此，附著於該微生物附著介質之硝化菌可間歇地接觸空氣中之氧氣，而將水體中的氨氮轉化成亞硝酸鹽氮，並再進一步轉化成硝酸鹽氮，此外，附著於該微生物附著介質之脫硝菌，則可配合地將硝酸鹽氮還原成氮氣，而達到去除循環水中總氮之目的。

於本發明之一較佳實施例之中，該微生物附著介質包含有多 數第一濾材以及多數第二濾材，且更利用一隔網以阻隔兩者，該等第一、第二濾材是分別用來供硝化菌及脫硝菌附著，且該等第一、第二濾材均為顆粒狀，且該第一濾材之粒徑是大於該第二濾材，且該隔網之設置高度是低於該排水腔之穿孔。

10‧‧‧用於魚菜共生系統之淨化裝置

12‧‧‧栽種盆

14‧‧‧養殖缸

20‧‧‧外管

22‧‧‧注水口

30‧‧‧排水腔

32‧‧‧穿孔

40‧‧‧連通管

42‧‧‧開口

50‧‧‧隔網

60‧‧‧微生物附著介質

62‧‧‧第一濾材

64‧‧‧第二濾材

圖1是本發明一較佳實施例魚菜共生系統之示意圖；圖2是本發明一較佳實施例淨化裝置之剖視圖(一)；圖3是本發明一較佳實施例淨化裝置之剖視圖(二)；圖4是本發明一較佳實施例淨化裝置之剖視圖(三)。

請參閱圖1及圖2，本發明一較佳實施例之用於魚菜共生系統之淨化裝置10，是連接於一栽種盆12以及一養殖缸14之間，且三者共同組合而構成一魚菜共生系統，該栽種盆12以及該養殖缸14是分別供菜類植物以及魚類於其內部生長，該淨化裝置10包含有一外管20、一排水腔30、一連通管40、一隔網50以及微生物附著介質60。

該外管20之頂端是具有一注水口22。

該排水腔30是設置於該外管20之內部，其腔壁具有多數個穿孔32連通該排水腔30的內部及外部。

該連通管40是由該排水腔30內部延伸至該外管20外部，該連通管40於該排水腔30內部之一端具有一開口42，該開口42之高度是高於該排水腔30之穿孔32，該連通管40之另端則延伸至該養殖缸14之中，且延伸至該養殖缸14內部之水位液面下。

該隔網50是設置於該外管20之內部，且位於該排水腔30之外部，其高度是低於該排水腔30之穿孔32。

該微生物附著介質60是容置於該外管20之內部，且位於該排水腔30之外部，該微生物附著介質60包含有多數第一濾材62以及多數第二濾材64，該等第一濾材62是位於該隔網50之頂側，該等第二濾材64是位於該隔網50之底側；該等第一、第二濾材62,64均為顆粒狀，且表面粗糙，且該第一濾材62之粒徑是大於該第二濾材64，該等第一濾材62是供硝化菌附著，而該等第二濾材64是供脫硝菌附著。

該淨化裝置10之高度是高於該養殖缸14，使得循環水一旦進 入該淨化裝置10之連通管40，即可自然地被導向該養殖缸14；隨後，該養殖缸14之內部循環水會被導引至該栽種盆12，再進入該淨化裝置10，周而復始地循環流動；此外，該養殖缸14與該栽種盆12之間，以及該栽種盆12與該淨化裝置10之間，可選擇性地設置抽水馬達(圖未示)以提供流動所需之動力。

經由上述結構，請參閱圖2，隨著循環水流進該淨化裝置10 之外管20，外管20內部之水位會逐漸上升，而且部分循環水會再經由該排水腔30之穿孔32而進入排水腔30之中，導致該排水腔30內外之液面都逐漸上升。

再請參閱圖3，一旦排水腔30之內部水位上升超過該連通管 40之開口42時，該排水腔30之循環水會溢流進入該連通管40而被導向該養殖缸14；再者，隨著水流之帶動，該排水腔30之內部空氣也會經由該連通管40被不斷排出，使得該排水腔30內部之空氣壓力因而逐漸下降；隨著排水腔30內外氣壓差之擴大，該排水腔30外部之循環水會更加速地經由該等穿孔32進入排水腔30之內部，一旦該等穿孔32之總流量高於該外管20注水口22之進流流量時，該排水腔30外部之液面反而逐漸下降。

再請參閱圖4，當排水腔30之外部液面逐漸下降低於該等穿 孔32時，外部空氣會經由該等穿孔32進入該排水腔30，以平衡該排水腔30之內外壓差；隨著內外壓差之消失，該排水腔30內部之循環水會經該穿孔32流回該排水腔30之外部，而回到最初之狀態(如圖2)。

經由上述結構及程序，當循環水流動通過該等第一濾材62時，隨著硝化菌之作用，水體中的氨氮會被氧化成亞硝酸鹽氮，隨後再被氧化成硝酸鹽氮；而附著於第二濾材64之脫硝菌則可進一步地將硝酸鹽氮還原成氮氣，而達到降低循環水中總氮之目的。

由於硝化菌為好氧菌，該外管20內部時而上升時而下降之液面，可使附著於第一濾材62上之硝化菌更容易接觸空氣中的氧氣，而有助於硝化效率之提昇；另外，脫硝菌為厭氧菌，該隔網50可將該等第二濾材64始終限制於液面下，使其周圍維持厭氧環境，從而使脫硝反應更容易進行。

再者，該等第一、第二濾材62,64之表面粗糙，不但可使微生物容易附著，更可有效擴大表面積，使微生物之生長繁衍更加有利，但其表面性質並不以此為限。該等第一濾材62具備較大之粒徑，使得空氣於濾材之間容易流動，更有助於硝化反應之進行，而第二濾材64之較小粒徑則㊣可擴大表面積，以便容納更大量之脫硝菌。

以上所述僅示例地揭示本發明之可能實施方式，但並非用以限定本發明；相關技術領域之設計者，當可基於本發明之目的而作適當調整，惟應被以下之申請專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧用於魚菜共生系統之淨化裝置

20‧‧‧外管

22‧‧‧注水口

30‧‧‧排水腔

32‧‧‧穿孔

40‧‧‧連通管

42‧‧‧開口

50‧‧‧隔網

60‧‧‧微生物附著介質

62‧‧‧第一濾材

64‧‧‧第二濾材

Claims (4)

1. 一種用於魚菜共生系統之淨化裝置，包含有：一外管，頂端具有一注水口；一排水腔，設置於該外管內部，該排水腔之腔壁具有至少一穿孔連通該排水腔的內部及外部；一連通管，是由該排水腔內部延伸至該外管外部，該連通管於該排水腔內部具有一開口，該開口之高度是高於該排水腔之穿孔，用以當該排水腔之內部水位上升超過該開口時，該排水腔內之水會經由該開口溢流進入該連通管而造成虹吸效應；以及一微生物附著介質，是容置於該外管之內部，且位於該排水腔之外部。
2. 如申請專利範圍第1項之用於魚菜共生系統之淨化裝置，更包含有一隔網設置於該外管之內部，該微生物附著介質是包含有多數第一濾材以及多數第二濾材，該等第一濾材是位於該隔網之頂側，該等第二濾材是位於該隔網之底側。
3. 如申請專利範圍第2項之用於魚菜共生系統之淨化裝置，其中該等第一、第二濾材均為顆粒狀，且該第一濾材之粒徑大於該第二濾材。
4. 如申請專利範圍第2項之用於魚菜共生系統之淨化裝置，其中該隔網之高度低於該排水腔之穿孔。