TWM617825U

TWM617825U - 使用有機生物廢水的水蚤養殖系統

Info

Publication number: TWM617825U
Application number: TW110206373U
Authority: TW
Inventors: 陳建和
Original assignee: 石拓能源科技股份有限公司
Priority date: 2021-06-02
Filing date: 2021-06-02
Publication date: 2021-10-01

Abstract

一種使用有機生物廢水的水蚤養殖系統，包含曝氣裝置、固液分離槽、藻類養殖池，及水蚤馴養池。該曝氣裝置具有一用於儲存有機生物廢水的曝氣池。該固液分離槽具有一過濾單元，用以過濾該有機生物廢水以分離出濾液及汙泥。該藻類養殖池與該固液分離槽連通，供該濾液導入以進行藻類養殖。該水蚤馴養池與該藻類養殖池連通，供自該藻類養殖池導入該濾液及藻類，以進行水蚤馴養。利用本案水蚤養殖系統將畜牧業生成的有機生物廢水進行水質處理，並將其應用於水蚤養殖，以避免直接排放而造成環境與水資源的汙染。

Description

使用有機生物廢水的水蚤養殖系統

本新型是有關於一種養殖系統，特別是指一種利用廢水進行水蚤養殖的水蚤養殖系統。

牛羊、豬隻養殖等畜牧業所產生的生物廢水因具有高濃度的有機懸浮物、磷、硫及氨氮等，若未經處理而直接排放，容易造成水質汙染、優氧化等問題，導致生態平衡被破壞。因此，如何處理該些由畜牧養殖生成的生物廢水以降低對環境造成的衝擊，並進一步回收再利用，為生態永續發展的重要議題之一。

目前來說，有將用於畜牧業的廢水處理系統結合水產養殖，利用該廢水處理系統將該生物廢水中的汙泥移除，並進行水質淨化處理，使處理後的生物廢水達到可用於水蚤養殖的標準，且水蚤可於後續應用於魚苗的飼養，除了改善該生物廢水造成優養化與水質汙染的問題，還能作為水蚤養殖的用水以達到水資源的循環利用。因此，如何進一步改良該廢水處理系統以準確地調整該生物廢水的水質(例如調整氨氮濃度、溶氧量等)使其可更有利於水產養殖，則為本案的重點之一。

因此，本新型的目的，即在提供一種使用有機生物廢水的水蚤養殖系統。

於是，本新型使用有機生物廢水的水蚤養殖系統，包含一曝氣裝置、一固液分離槽、一藻類養殖池，及一水蚤馴養池。

該曝氣裝置具有一用以儲存一有機生物廢水的曝氣池，及一可對該有機生物廢水進行曝氣處理的曝氣件。

該固液分離槽具有一槽體及一過濾單元，該槽體由下至上依序區隔出一汙泥流通區、一分離區及一濾液區，其中，該過濾單元對應設置於該分離區，該槽體具有對應該汙泥流通區設置的一廢水導入口、一汙泥導出口，及一對應該濾液區設置的出水口，該廢水導入口與該曝氣池連通，可供來自該曝氣池的有機生物廢水導入該汙泥流通區，該過濾單元用以過濾該有機生物廢水以分離出濾液及汙泥，該濾液可流至該液體區，且該汙泥可自該汙泥導出口對外導出。

該藻類養殖池與該固液分離槽的出水口連通，供自該固液分離槽分離出的該濾液導入，進行藻類養殖，以得到一含有該濾液及藻類的藻類養殖液。

該水蚤馴養池與該藻類養殖池連通，供自該藻類養殖池導入含有該藻類及濾液的藻類養殖液流入，進行水蚤馴養以得到一含有水蚤的水蚤養殖液。

本新型的功效在於：利用設置於該固液分離槽的過濾單元自該有機生物廢水中分離，並調整成其水質適用於藻類養殖的濾液，而可將養殖的該藻類作為水蚤的飼料而有助於水蚤馴養，利用本新型的水蚤養殖系統將畜牧業所生成的有機生物廢水進行水質處理，而可將其應用於水蚤養殖，以避免直接排放而造成環境與水資源的汙染。

2:曝氣裝置

21:曝氣池

22:曝氣件

3:固液分離槽

31:槽體

311:汙泥流通區

3111:廢水導入口

3112:汙泥導出口

312:分離區

313:濾液區

3131:出水口

32:過濾單元

321:隔板

322:發泡煉石層

323:有機棉層

4:藻類養殖池

41:藻類養殖槽體

411:迴流口

412:出水口

42:曝氣件

5:過濾裝置

51:槽體

511:注水區

512:過篩區

52:隔板

521:通孔

53:過濾層

6:水蚤馴養池

7:水蚤繁殖單元

71:水蚤繁殖槽

711:繁殖槽體

7111:繁殖區

7112:光照區

712:濾板

72:光源

8:自控裝置

81:檢測單元

811:檢測器

82:添加單元

9:流量控制單元

91:流量控制閥

本新型的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明本新型使用有機生物廢水的水蚤養殖系統的一實施例；及圖2是一示意圖，說明該實施例的一過濾裝置。

在本新型被詳細描述前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，本新型使用有機生物廢水的水蚤養殖系統的一實施例，用於對畜牧業養殖所產生的有機生物廢水(例如排泄物或沖洗畜舍的廢水等)進行水質處理，以令其適用於水蚤養殖，該實施例包含一曝氣裝置2、一固液分離槽3、一藻類養殖池4、一過濾裝置5、一水蚤馴養池6、一水蚤繁殖單元7、一自控裝置8，及一流量控制單元9。

該曝氣裝置2具有一用以儲存一有機生物廢水的曝氣池21，及一可對該有機生物廢水進行曝氣處理的曝氣件22。在本實施例中，該有機生物廢水已預先經過厭氣處理(anaerobic treatment)，再儲存於該曝氣池21中。其中，該厭氣處理的處理程序與條件參數已為相關領域所知悉，在此不多加贅述。在本實施例中，該曝氣件22設置於該曝氣池21內，且可以是例如鼓風機、曝氣盤或曝氣管等，用以將空氣打入經厭氣處理過的有機生物廢水中，以提供氧氣給該有機生物廢水中的好氧菌，而有利於該些好氧菌將該有機生物廢水中的部分有機物質分解。

該固液分離槽3具有一槽體31及一過濾單元32。該槽體31由下至上依序區隔出一汙泥流通區311、一分離區312、一濾液區313，並對應該汙泥流通區311設置一廢水導入口3111、一汙泥導出口3112，對應該濾液區313設置一出水口3131。該廢水導入口3111與該曝氣池21連通，可供來該有機生物廢水自該曝氣池21導入該汙泥流通區311，該過濾單元32對應設置於該分離區312，用以過濾該有機生物廢水以分離出濾液及汙泥，且僅令分離出的該濾液流至該濾液區313並經由該出水口3131導出，過濾後留存於該汙泥流通區311的汙泥可自該汙泥導出口3112導出並回流至該曝氣池21。

詳細的說，該過濾單元32具有由下至上依序堆疊的一具有多數孔洞(圖未示)的隔板321、一發泡煉石層322，及一有機棉層323。該發泡煉石層322由多數多孔性煉石堆疊而成，且該有機棉層323及該等多孔性煉石的孔洞會分佈有光合菌群。當該有機生物廢水流經該過濾單元32時，該光合菌群會與該濾液中的有機物質(例如氨氮、亞硝酸、硫化氫等)產生反應而促進該些有機物質降解，進而降低該濾液的化學需氧量(Chemical oxygen demand，下稱COD)，以控制令流至該濾液區313的濾液的COD不大於4000ppm。此外，部分的光合菌群會隨著該濾液被帶出而流入該藻類養殖池4。

在本實施例中，可依據需求適時或定時地添加光合菌群至該過濾單元32，令該光合菌群分佈於該有機棉層323與該發泡煉石層322。此外，於一些實施例中，除了光合菌群，也可配合添加例如硝化菌群、枯草桿菌等其他種類的益生菌以有效率地降解該些有機物質以降低該濾液的COD，或是可依據需求配合添加大量含有礦物質的水溶液(例如礦泉水等)至該濾液區，以調整該濾液的水質。

該藻類養殖池4與該固液分離槽3的出水口3131連通，供該濾液自該固液分離槽3導入以進行藻類養殖，而得到一含有該濾液及藻類的藻類養殖液。

詳細的說，該藻類養殖池4具有一用於承接自該固液分離槽3導入之濾液，並用以進行藻類養殖的藻類養殖槽體41，及一曝氣件42。該藻類養殖槽體41具有一與該曝氣池21連通的迴流口411及一與該過濾裝置5連通的出水口412。該曝氣件42位於該藻類養殖槽體41的底部，供用以對該藻類養殖液進行曝氣處理，用以控制該藻類繁殖液的溶氧量使其不大於7%。其中，該曝氣件42可以是例如曝氣盤或曝氣管等。該迴流口411供用以讓藻類養殖液回流至該曝氣池21。

要說明的是，該藻類養殖池4養殖的藻類可依需求(例如在不同的氣候、水溫環境下)而不同，在本實施例中，該藻類為微藻，且是以小球藻(綠藻)為例，但並不以此為限。該出水口412設置於該藻類養殖槽體41的側邊，該迴流口411鄰近該藻類養殖池4的底部設置，令該藻類養殖液可伴隨著位於底部的沉澱物質回流至該曝氣池21，以供下一次的循環利用。

要說明的是，由於該光合菌群會隨著該濾液流入該藻類養殖池4，且該光合菌群會持續作用以對該藻類養殖液中的有機物質產生降解作用，使該藻類養殖液的COD，及生物需氧量(Biochemical oxygen demand，下稱BOD)介於1000ppm至4000ppm，而使該藻類養殖池4成為適於該藻類生存的養殖環境。較佳地，該藻類養殖液的COD與BOD下降至不大於2000ppm。此外，由於該光合菌群屬於厭氧菌，因此，可再利用該曝氣件42調整該藻類繁殖液的溶氧量，控制該光合菌群的活性而使其逐漸衰弱，以供該藻類養殖池4中的藻類食用。

配合參閱圖2，該過濾裝置5設置於該藻類養殖池4與該水蚤馴養池6之間，包括一槽體51、一用以將該槽體51區分成一注水區511與一過篩區512且底部具有至少一通孔521的隔板52，及一設置於該過篩區512的過濾層53，該藻類養殖液自該藻類養殖池4流入該注水區511，並經由該隔板52的通孔521進入該過篩區512，再通過該過濾層53以流出至該水蚤馴養池6。其中，該注水區511與該過篩區512由高至低的相對位置設置，令該藻類養殖液可藉由高、低落差流動、過濾而流出至該水蚤馴養池6。該過濾層53選自有機棉，用以過濾該藻類養殖液中的多細胞體藻類以及由該多細胞體藻類所生成的油脂。

要說明的是，前述多細胞體藻類(下稱：油藻)是由單細胞體的小球藻因繁殖過多而增生形成，且該油藻的尺寸大於一般小球藻的尺寸。相較於單細胞體的小球藻富含高蛋白且自身不產生油脂，而為水蚤優秀的食物來源，該油藻為多細胞體且具有鍵結能力，會與該藻類養殖液中的有機物質(例如營養成分)反應並生成油脂，且該些油脂漂浮於液面會導致其水質厭氧化，反而令該小球藻無法繁殖。若該油藻未經移除而直接流至該水蚤馴養池6，在水質厭氧化的情況下，液體中的厭氧菌會與有機物質反應並產生硫化氫，造成該水蚤馴養池6中的液體水質酸化，而容易導致該水蚤馴養池6中的水蚤死亡。因此，本新型於該藻類繁殖液進入水蚤馴養池6前，先利用該過濾裝置5將該油藻濾除，以避免前述問題發生。

該水蚤馴養池6與該過濾裝置5連通，供自該藻類養殖池導入含有該微藻及濾液的藻類養殖液流入，進行水蚤馴養以得到一含有水蚤的水蚤養殖液。

在本實施例中，該藻類養殖液是先導入該過濾裝置5並透過該過濾層53濾除油藻後，再流入該水蚤馴養池6，而可利用該微藻作為營養成分供該些水蚤食用，以進行水蚤馴養。此外，還可依需求在該水蚤養殖液或是經該過濾層53過濾後的藻類養殖液中添加營養成分及光合菌群，以供經篩選過的該小球藻食用，而有助於該小球藻成長。該營養成分選自礦物鹽、含糖碳源(例如蜜糖)等，且可依照當時的氣候與藻類品種的不同，而添加不同的營養成分。

較佳地，該營養成分及光合菌群是添加於該過濾裝置5的過篩區512，且已篩除油藻後的藻類養殖液中，以避免油藻搶奪該小球藻的食物(即該光合菌群或營養成分)，並可避免該光合菌群與營養成分沉澱於該水蚤馴養池6底部，而影響該水蚤養殖液的水質。

在一些實施例中，也可視需求而無須添加該光合菌群至該藻類養殖液或水藻養殖液。

要說明的是，於一些實施例中也可視需求，讓該藻類養殖池4直接與該水蚤馴養池6直接連通，而無須設置該過濾裝置5。

該水蚤繁殖單元7設置於該水蚤馴養池6下游，包括一水蚤繁殖槽71，及一光源72。該水蚤繁殖槽71具有一繁殖槽體711，及一用以將該繁殖槽體711區分成一繁殖區7111與一光照區7112且可供過濾該油藻的濾板712。該水蚤養殖液可流入該繁殖區7111以進一步進行水蚤繁殖，得到一水蚤繁殖液。該水蚤繁殖液可自該繁殖區7111經由該濾板712移除該水蚤養殖液中殘餘的油藻或是飄散於液體中的油脂後流入該光照區7112。且由於該些水蚤具趨光性，因此，利用該光源72對應照射該光照區7112，可誘使該些水蚤往光亮處移動，而可以照光收集該些水蚤。該些水蚤後續可供用於水產養殖而作為魚苗的飼料。

本實施例中是以在該水蚤馴養池6的下游僅設置一個水蚤繁殖單元7為例，然而，在一些實施例中，該水蚤養殖系統也可視需求於該水蚤馴養池6下游設置多個彼此並聯且與該水蚤馴養池 6連通的水蚤繁殖單元7，以同時進行水蚤繁殖，而不以本實施例為限。

要說明的是，在本實施例中，該曝氣裝置2、該固液分離槽3、該藻類養殖池4、該過濾裝置5，及該水蚤馴養池6依序由高至低的相對位置設置，令液體(即該濾液、該藻類養殖液，及該水蚤養殖液)藉由高、低落差自然流動，然實施例實施時並不以此態樣為限，也可以均設置於同一平面，透過馬達控制液體流動即可。

該自控裝置8包含一檢測單元81，及一與該檢測單元81訊號連接的添加單元82。該檢測單元81具有多個分別設置於該固液分離槽3、該藻類養殖池4、該過濾裝置5，及該水蚤馴養池6的其中至少一者的檢測器811，該等檢測器811供用於檢測液體的溶氧量、COD或BOD數值、光合菌群濃度、pH值、電解質濃度，及氨氮濃度的其中至少一者，該添加單元82與該等檢測器811訊號連接並可依據該等檢測器811的檢測結果於相應的固液分離槽3、該藻類養殖池4、該過濾裝置5及該水蚤馴養池6中加入所需的添加物，用以調整光合菌群濃度、pH值、電解質濃度，及氨氮濃度等。其中，該添加物選自光合菌群、礦物鹽，及氨氣的其中至少一種。

在本實施例中，以該藻類養殖池4為例，利用設置於該藻類養殖池4中的該等檢測器811檢測該藻類養殖液，當該藻類養殖液的COD大於3000ppm，氨氮濃度大於2000ppm，或溶氧量低於 3%時，該添加單元82即可依據檢測結果添加光合菌群於該藻類養殖池4，藉以調整該藻類養殖液的水質而可更適於藻類的養殖。此外，該藻類養殖液的pH值介於6.2至7.6為較適合該小球藻生長的環境，因此該添加單元82可依據pH的檢測結果適時的添加礦物鹽或礦泉水至該藻類養殖池4。

要說明的是，該藻類養養殖池4、該過濾裝置5及該水蚤馴養池6中之液體的水質條件會依據環境需求、培養藻類的品種等因素不同而有變動，而不以前述之舉例為限。

此外，於一些實施例中，也可於該過濾裝置5的過篩區512設置於該檢測器811(圖未示)，該添加單元82可依據該檢測器811的檢測結果於通過該過濾層53過篩後的藻類養殖液中添加光合菌群或是營養成分，以調整水質。

在本實施例中，該自控裝置8除了通過與該添加單元82及檢測單元81訊號連接，用於控制液體的水質，該自控裝置8也可分別與該曝氣裝置2的曝氣件22以及設置於藻類養殖池4的曝氣件42訊號連接，而可通過該自控裝置8調整該有機生物廢水及該藻類養殖液的溶氧量，進而調整液體中的COD與BOD。

該流量控制單元9具有多個流量控制閥91，該等流量控制閥91分別設置於該曝氣裝置2、該固液分離槽3、該藻類養殖池4，及該水蚤馴養池6之間，用以控制液體的流量。

詳細的說，該固液分離槽3的該廢水導入口3111及該汙泥導出口3112分別設置有該等流量控制閥91，而可控制該汙泥與該有機生物廢水進出該汙泥流通區311的流量；設置於該濾液區313的出水口3131設置其中一流量控制閥91，用以控制該濾液流至該藻類養殖池4的流量；該曝氣池21與該藻類養殖池4的迴流口411設置有其中一流量控制閥91，用以控制該藻類養殖液回流至該曝氣池21的流量；該水蚤養殖池6與該過濾裝置5(或該藻類養殖池4)間的連通處設置有其中一流量控制閥91，用以控制該藻類養殖液流至該水蚤養殖池6的流量。

要說明的是，該流量控制單元9可視需求獨立控制流量，也可與該自控裝置8訊號連接，而可經由該自控裝置8控制液體的流量，並無需特別限制。

綜上所述，本新型使用有機生物廢水的水蚤養殖系統利用設置於該固液分離槽3的過濾單元32自該有機生物廢水中分離出適用於藻類養殖的濾液，再經由該過濾裝置5進一步將該藻類養殖液進行二次篩選將該藻類中的油藻移除，以避免水質汙染，而可將經篩除油藻後的該藻類作為水蚤的飼料而有利水蚤馴養，利用本新型的水蚤養殖系統將畜牧業所生成的有機生物廢水進行水質處理，而可將其應用於水蚤養殖，以避免直接排放而造成環境與水資源的汙染，故確實能達成本新型的目的。

惟以上所述者，僅為本新型的實施例而已，當不能以此限定本新型實施的範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋的範圍內。