專利名稱：工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水綜合處理方法及處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢水處理方法，尤其是涉及一種工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水綜合處理方法及處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水產(chǎn)養(yǎng)殖是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，在現(xiàn)代科技的支持下，水產(chǎn)養(yǎng)殖有望成為繼種植業(yè)之后的第二大食物產(chǎn)業(yè)。水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展受到了很多因素的制約。水產(chǎn)養(yǎng)殖主要由對(duì)水環(huán)境的調(diào)控所組成，充足的、合乎要求的水源對(duì)各種養(yǎng)殖必不可少，水質(zhì)影響著養(yǎng)殖生物的繁殖、生長(zhǎng)乃至生存。當(dāng)前，水資源不足和水污染問(wèn)題已成為許多國(guó)家和地區(qū)共同面臨的政治、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和重要科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，對(duì)于發(fā)展中國(guó)家，形勢(shì)更加嚴(yán)峻。我國(guó)已被列為全世界人均水資源13個(gè)貧水國(guó)之一，尤其是華北及西北的一些地區(qū)，水資源缺乏已十分嚴(yán)重，河流斷流和污染現(xiàn)象較為普遍(全國(guó)82％的江河、湖泊已受到不同程度的污染)。
事實(shí)上，水產(chǎn)養(yǎng)殖也是環(huán)境的污染源之一。現(xiàn)代的養(yǎng)殖業(yè)越來(lái)越趨于集約化，大量的飼料、肥料及化學(xué)藥品被投入水體。單一種類的養(yǎng)殖模式、不合理喂飼造成的過(guò)剩飼料以及代謝產(chǎn)物，都給養(yǎng)殖水體帶來(lái)巨大的壓力，超過(guò)了一般養(yǎng)殖所依賴的自然凈化生態(tài)系統(tǒng)的代謝能力，導(dǎo)致大量有機(jī)物不能完全分解而累積于水底，短時(shí)間會(huì)造成水體中氨、硫化氫等有毒氣體過(guò)多及一些致病菌的大量滋生，從而使水質(zhì)逐步惡化，甚至引起養(yǎng)殖生物死亡。
自80年代中期以來(lái)，可持續(xù)發(fā)展思想在全球傳播，備受世界各國(guó)的關(guān)注，已成為當(dāng)今國(guó)際農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要潮流和方向。一些同農(nóng)業(yè)和環(huán)境相關(guān)的國(guó)際組織，都把可持續(xù)農(nóng)業(yè)的研究和發(fā)展作為優(yōu)先支持的項(xiàng)目。我國(guó)目前處于由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變時(shí)期，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)生態(tài)農(nóng)業(yè)、可持續(xù)農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)發(fā)展等問(wèn)題發(fā)表了大量的論述。可持續(xù)發(fā)展是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和資源、環(huán)境相互協(xié)調(diào)、相互促進(jìn)的重要保證，其含義主要包括保護(hù)生態(tài)環(huán)境、合理利用資源、技術(shù)適當(dāng)、經(jīng)濟(jì)可行等內(nèi)容。
傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式由于技術(shù)和管理問(wèn)題，已越來(lái)越暴露出不可持續(xù)生產(chǎn)的局限性，不但自身受到暴發(fā)性流行病的困擾，生產(chǎn)效益的持續(xù)性得不到保證，而且還存在破壞生態(tài)環(huán)境和浪費(fèi)資源(水、餌料等)等弊端。如何對(duì)舊的生產(chǎn)方式進(jìn)行改革，在有限的資源條件下，進(jìn)一步提高水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)水平，同時(shí)又保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖所面臨的最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
與傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式相比，以高密度為特征的工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖模式在資源需求、環(huán)境保護(hù)、生產(chǎn)能力等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，已成為越來(lái)越多國(guó)家實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的選擇。但高的能量投入必然導(dǎo)致廢水量的增加，如果這些系統(tǒng)的廢棄物不加節(jié)制的向外界環(huán)境排放，也必然導(dǎo)致水資源環(huán)境的惡化。單一的水處理技術(shù)往往無(wú)法徹底處理廢水中的多種污染物，需要由多種水處理技術(shù)組合而成的水處理系統(tǒng)對(duì)廢水進(jìn)行處理以實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用，養(yǎng)殖系統(tǒng)所采用的水處理系統(tǒng)也直接決定了養(yǎng)殖系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。優(yōu)良的水處理系統(tǒng)不僅要能夠完成對(duì)廢水中絕大多數(shù)污染物的凈化，而且要盡量降低運(yùn)行成本，便于管理，安全可靠。好的系統(tǒng)應(yīng)盡量簡(jiǎn)化，減少對(duì)復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)的依賴，采用技術(shù)含量較低的工程技術(shù)反而更能提高系統(tǒng)的可靠性。由于立法的日益嚴(yán)格以及對(duì)養(yǎng)殖密度的苛求，發(fā)達(dá)國(guó)家的水處理系統(tǒng)日趨復(fù)雜化，但不利的因素是這樣的技術(shù)生產(chǎn)的單位產(chǎn)量的成本事實(shí)上在逐漸增加，也極大限制了該技術(shù)在中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家的應(yīng)用。經(jīng)濟(jì)可行、安全高效的廢水處理系統(tǒng)的研究和突破是工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖在我國(guó)推廣和應(yīng)用的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖中廢水處理系統(tǒng)復(fù)雜化、成本高、難管理等技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水綜合處理方法及處理系統(tǒng)，利用以簡(jiǎn)單的斜板沉淀器、機(jī)械過(guò)濾器、以硝化細(xì)菌為介質(zhì)的生物濾器和以水培草類植物為介質(zhì)的植物濾器組成的機(jī)械—細(xì)菌—草集成系統(tǒng)來(lái)綜合處理工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一、本發(fā)明的處理方法將工廠化養(yǎng)殖池底部富含糞便和氨等代謝產(chǎn)物以及剩余飼料的廢水輸送到斜板沉淀器，在重力作用下廢水中粒徑較大的糞便和剩余飼料沉淀在斜板沉淀器底部即沉淀區(qū)，接著由機(jī)械過(guò)濾器將粒徑較小的糞便和剩余飼料攔截在過(guò)濾前區(qū)，廢水再進(jìn)入以硝化細(xì)菌為介質(zhì)的生物濾器，利用硝化細(xì)菌將廢水中的氨轉(zhuǎn)化為無(wú)毒性的硝酸鹽，完成處理的廢水再回流至養(yǎng)殖池循環(huán)利用，斜板沉淀器的沉淀區(qū)和機(jī)械過(guò)濾器的過(guò)濾前區(qū)積累的糞便和剩余飼料以及生物濾器底部積累的絮凝物和沉淀物定期輸送到以水培草類植物為介質(zhì)的植物濾器，循環(huán)灌溉水培草類植物以完成固體物的攔截和硝酸鹽、磷鹽等的吸收等深度處理，并定期回流對(duì)機(jī)械過(guò)濾器進(jìn)行反沖洗。
二、本發(fā)明的處理系統(tǒng)本發(fā)明包括內(nèi)裝有斜板沉淀器和機(jī)械過(guò)濾器的處理池，生物濾器，植物濾器；1)處理池斜板沉淀器從左至右依次包括與處理池頂部平齊下部懸空的入流擋板，與低于處理池頂部而下部懸空的、數(shù)塊平行排列的斜板、與處理池頂部平齊、上方開(kāi)孔的出流擋板，出流擋板底部、處理池左側(cè)面與處理池底面形成傾斜沉淀區(qū)；底面與傾斜沉淀區(qū)最高處齊平、內(nèi)裝有濾網(wǎng)的機(jī)械過(guò)濾器；2)生物濾器內(nèi)裝有以硝化細(xì)菌為介質(zhì)的數(shù)串塑料線狀濾料；3)植物濾器包括一定坡度傾斜的栽培槽，內(nèi)放置種植有牧草的育苗盤，污液灌溉管路兩端分別與栽培槽高端和廢水桶連接；栽培槽低端和廢水桶連接；4)斜板沉淀器一端經(jīng)控制閥、帶繼電器的水泵與工廠化養(yǎng)殖池底部連接；斜板沉淀器底部的傾斜沉淀區(qū)、機(jī)械過(guò)濾器底部和生物濾器分別經(jīng)控制閥與接有繼電器和水泵的污液輸送管路接到植物濾器的栽培槽高端；植物濾器的廢水桶經(jīng)接有繼電器和水泵的清水回流管路與機(jī)械過(guò)濾器的過(guò)濾前區(qū)聯(lián)接；生物濾器兩端分別經(jīng)控制閥與機(jī)械過(guò)濾器的過(guò)濾后區(qū)和工廠化養(yǎng)殖池連接。
植物濾器的育苗盤內(nèi)種植的牧草為高羊茅或多年生黑麥草或多花黑麥草。
本發(fā)明具有的有益的效果是1.整個(gè)水處理系統(tǒng)所采用的斜板沉淀器、機(jī)械過(guò)濾器、以硝化細(xì)菌為介質(zhì)的生物濾器和以水培草類植物為介質(zhì)的植物濾器均為簡(jiǎn)單實(shí)用的水處理技術(shù)，對(duì)管理人員的要求較低，易管理，但滿足了工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理的一般要求，能徹底處理廢水中的污染物，達(dá)到循環(huán)利用的要求；2.廢水中糞便和剩余飼料等難處理的污染物通過(guò)簡(jiǎn)單的斜板沉淀器和機(jī)械過(guò)濾器加以集中，去除了糞便和剩余飼料等污染物的廢水進(jìn)入生物濾器后對(duì)硝化細(xì)菌的壓力大大減輕，利于硝化細(xì)菌的繁殖及其活性的保持，從而保證較高的硝化效率；3.集中在斜板沉淀器的沉淀區(qū)和機(jī)械過(guò)濾器的過(guò)濾前區(qū)的糞便和剩余飼料以及生物濾器底部積累的絮凝物和沉淀物定期輸送到以水培草類植物為介質(zhì)的植物濾器，循環(huán)灌溉水培草類植物以完成固體物的攔截和硝酸鹽、磷鹽等的吸收等深度處理，不需排放，不會(huì)污染外界環(huán)境；4.在植物濾器完成深度處理后的廢水定期回流對(duì)機(jī)械過(guò)濾器進(jìn)行反沖洗，節(jié)省了頻繁反沖洗所需的用水和人力。
本發(fā)明主要用于工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的廢水處理。


圖1是本發(fā)明的處理系統(tǒng)平面圖；圖2是本發(fā)明的斜板沉淀器和機(jī)械過(guò)濾器的A-A剖面圖；圖3是本發(fā)明的生物濾器B-B剖面圖。
圖中1.斜板沉淀器，2.機(jī)械過(guò)濾器，3.生物濾器，4.植物濾器，5.入流擋板，6.斜板，7.出流擋板，8.濾網(wǎng)，9.濾料，10.栽培槽，11.種植有牧草的育苗盤，12.廢水桶，13.污液輸送管路，14.污液灌溉管路，15.清水回流管路。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明包括內(nèi)裝有斜板沉淀器1和機(jī)械過(guò)濾器2的處理池，生物濾器3，植物濾器4；1)處理池斜板沉淀器1從左至右依次包括與處理池頂部平齊下部懸空的入流擋板5，與低于處理池頂部而下部懸空的、數(shù)塊平行排列的、45°傾斜的斜板6、與處理池頂部平齊、上方開(kāi)孔的出流擋板7，出流擋板7底部、處理池左側(cè)面與處理池底面形成傾斜沉淀區(qū)；底面與傾斜沉淀區(qū)最高處齊平、內(nèi)裝有濾網(wǎng)2的機(jī)械過(guò)濾器2；2)生物濾器3內(nèi)裝有以硝化細(xì)菌為介質(zhì)的數(shù)串塑料線狀濾料9；3)植物濾器4包括一定坡度傾斜(1～5％)的栽培槽10，內(nèi)放置種植有牧草的育苗盤11，污液灌溉管路14兩端分別與栽培槽10高端和廢水桶12連接；栽培槽10低端和廢水桶12連接；4)斜板沉淀器1一端經(jīng)控制閥、帶繼電器的水泵與工廠化養(yǎng)殖池底部連接；斜板沉淀器1底部的傾斜沉淀區(qū)、機(jī)械過(guò)濾器2底部和生物濾器3分別經(jīng)控制閥與接有繼電器和水泵的污液輸送管路13接到植物濾器4的栽培槽10高端；植物濾器4的廢水桶12經(jīng)接有繼電器和水泵的清水回流管路15與機(jī)械過(guò)濾器2的過(guò)濾前區(qū)聯(lián)接；生物濾器3兩端分別經(jīng)控制閥與機(jī)械過(guò)濾器2的過(guò)濾后區(qū)和工廠化養(yǎng)殖池連接。
植物濾器4的育苗盤11內(nèi)種植的牧草為高羊茅或多年生黑麥草或多花黑麥草。
實(shí)施方式如圖1、圖2、圖3所示，廢水通過(guò)繼電器控制的水泵輸入處理系統(tǒng)，斜板沉淀器1和機(jī)械過(guò)濾器2集中在一個(gè)1200×900×1000mm(長(zhǎng)×寬×高)的處理池，斜板沉淀器1的入流擋板5高500mm，上方與處理池頂部平齊，斜板6長(zhǎng)度390mm，斜角45°，共10塊斜板形成9層通道，相鄰斜板間距40mm，斜板上方距處理池頂部220mm，斜板沉淀器1底部三面傾斜以利于沉淀物的集中和排放，最低處深1000mm，斜面高差300mm。機(jī)械過(guò)濾器2底面與斜板沉淀器1底面最高處平齊，通過(guò)出流擋板7與斜板沉淀器1分隔，出流擋板7高700mm，距上方220處對(duì)稱開(kāi)有相距300mm的兩個(gè)Φ50mm的圓孔。機(jī)械過(guò)濾器2的濾網(wǎng)8采用40目PVC濾網(wǎng)。機(jī)械過(guò)濾器2通過(guò)Φ50mmPVC管與生物濾器3聯(lián)接。生物濾器3的尺寸為1200×900×1000mm(長(zhǎng)×寬×高)，濾料9采用塑料線狀濾料，共懸掛30串，間距180×200mm。斜板沉淀器1沉淀區(qū)、機(jī)械過(guò)濾器2過(guò)濾前區(qū)和生物濾器3底部的污液通過(guò)污液輸送管路13輸送到植物濾器4，污液輸送管路13的管道采用Φ32mmPVC管，水泵采用自吸式水泵(750W，80L/min)，在繼電器(KG316T型微電腦時(shí)控開(kāi)關(guān))控制下每天輸送一次，每次工作1min。植物濾器4的栽培槽10的尺寸為3000×590×300mm(長(zhǎng)×寬×高)，槽面坡度為2％，槽面鋪2層無(wú)紡布(10g/m2)，上面排列10盤高羊茅，草面積為1.27m2，育苗盤11底面510×250mm，厚0.7mm，含288個(gè)7×7mm方孔，孔面積占總面積11.1％，上口540×280mm，高60mm，底面鋪3層無(wú)紡布(10g/m2)，廢水桶12為250L圓桶，深750mm，污液灌溉管路14的管道采用Φ32mmPVC管，水泵采用自吸式水泵(750W，80L/min)，繼電器采用DH48S-S型時(shí)間繼電器，一個(gè)灌溉周期為開(kāi)啟1min，關(guān)閉30min。廢水桶中距桶底200mm以上的清水每四天通過(guò)清水回流管路15回流至機(jī)械過(guò)濾器2對(duì)濾網(wǎng)8進(jìn)行反沖洗，清水回流管路15的水泵和管路與污液灌溉管路14相同。
權(quán)利要求
1.一種工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水綜合處理方法，其特征在于將工廠化養(yǎng)殖池底部富含糞便和氨等代謝產(chǎn)物以及剩余飼料的廢水輸送到斜板沉淀器，在重力作用下廢水中粒徑較大的糞便和剩余飼料沉淀在斜板沉淀器底部即沉淀區(qū)，接著由機(jī)械過(guò)濾器將粒徑較小的糞便和剩余飼料攔截在過(guò)濾前區(qū)，廢水再進(jìn)入以硝化細(xì)菌為介質(zhì)的生物濾器，利用硝化細(xì)菌將廢水中的氨轉(zhuǎn)化為無(wú)毒性的硝酸鹽，完成處理的廢水再回流至養(yǎng)殖池循環(huán)利用，斜板沉淀器的沉淀區(qū)和機(jī)械過(guò)濾器的過(guò)濾前區(qū)積累的糞便和剩余飼料以及生物濾器底部積累的絮凝物和沉淀物定期輸送到以水培草類植物為介質(zhì)的植物濾器，循環(huán)灌溉水培草類植物以完成固體物的攔截和硝酸鹽、磷鹽等的吸收等深度處理，并定期回流對(duì)機(jī)械過(guò)濾器進(jìn)行反沖洗。
2.用于權(quán)利要求1所述的一種工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水綜合處理方法的處理系統(tǒng)，其特征在于包括內(nèi)裝有斜板沉淀器(1)和機(jī)械過(guò)濾器(2)的處理池，生物濾器(3)，植物濾器(4)；1)處理池斜板沉淀器(1)從左至右依次包括與處理池頂部平齊下部懸空的入流擋板(5)，與低于處理池頂部而下部懸空的、數(shù)塊平行排列的斜板(6)、與處理池頂部平齊、上方開(kāi)孔的出流擋板(7)，出流擋板(7)底部、處理池左側(cè)面與處理池底面形成傾斜沉淀區(qū)；底面與傾斜沉淀區(qū)最高處齊平、內(nèi)裝有濾網(wǎng)(2)的機(jī)械過(guò)濾器(2)；2)生物濾器(3)內(nèi)裝有以硝化細(xì)菌為介質(zhì)的數(shù)串塑料線狀濾料(9)；3)植物濾器(4)包括一定坡度傾斜的栽培槽(10)，內(nèi)放置種植有牧草的育苗盤(11)，污液灌溉管路(14)兩端分別與栽培槽(10)高端和廢水桶(12)連接；栽培槽(10)低端和廢水桶(12)連接；4)斜板沉淀器(1)一端經(jīng)控制閥、帶繼電器的水泵與工廠化養(yǎng)殖池底部連接；斜板沉淀器(1)底部的傾斜沉淀區(qū)、機(jī)械過(guò)濾器(2)底部和生物濾器(3)分別經(jīng)控制閥與接有繼電器和水泵的污液輸送管路(13)接到植物濾器(4)的栽培槽(10)高端；植物濾器(4)的廢水桶(12)經(jīng)接有繼電器和水泵的清水回流管路(15)與機(jī)械過(guò)濾器(2)的過(guò)濾前區(qū)聯(lián)接；生物濾器(3)兩端分別經(jīng)控制閥與機(jī)械過(guò)濾器(2)的過(guò)濾后區(qū)和工廠化養(yǎng)殖池連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水綜合處理方法的處理系統(tǒng)，其特征在于植物濾器(4)的育苗盤(11)內(nèi)種植的牧草為高羊茅或多年生黑麥草或多花黑麥草。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水綜合處理方法及處理系統(tǒng)。用于工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的廢水處理。將工廠化養(yǎng)殖池底部富含糞便和氨等代謝產(chǎn)物以及剩余飼料的廢水輸送到斜板沉淀器，粒徑較大的糞便和剩余飼料沉淀在沉淀區(qū)，接著由機(jī)械過(guò)濾器將粒徑較小的糞便和剩余飼料攔截在過(guò)濾前區(qū)，廢水再進(jìn)入以硝化細(xì)菌為介質(zhì)的生物濾器，利用硝化細(xì)菌將氨轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，廢水再回流至養(yǎng)殖池循環(huán)利用，斜板沉淀器沉淀區(qū)和機(jī)械過(guò)濾器過(guò)濾前區(qū)積累的糞便和剩余飼料以及生物濾器底部積累的絮凝物和沉淀物定期輸送到以水培草類植物為介質(zhì)的植物濾器，循環(huán)灌溉水培草類植物以完成固體物的攔截和硝酸鹽、磷鹽等的吸收等深度處理，并定期回流對(duì)機(jī)械過(guò)濾器進(jìn)行反沖洗。
文檔編號(hào)C02F9/14GK1587121SQ200410053648
公開(kāi)日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月9日
發(fā)明者泮進(jìn)明 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)