专利名称：循环流水水产养殖系统污水水培牧草过滤方法及植物滤器的制作方法
技术领域：
本发明涉及污水的处理方法，尤其是涉及一种循环流水水产养殖系统污水水培牧草过滤方法及植物滤器。
背景技术：
与传统的水产养殖方式相比，在同样的占地或耗水下，高密度工厂化水产养殖能够得到更高的产量，此类系统运行的关键在于及时排除新陈代谢产物和剩余饲料。在水源充足的国家或地区，如果法律允许则可以通过大量换水来达到目的，而在水资源有限或者环境保护立法严格的地方，以水的处理和重复利用为特征的循环流水水产养殖是实现高密度生产的主要手段，也是水产养殖实现可持续发展的必由之路。水处理技术的功效制约了整个养殖系统的水质状况和生产能力，水产养殖的水处理技术大致分成机械滤器、重力分离、化学滤器、生物滤器、脱氮滤器和植物滤器等类型，不同技术功能差异很大，互有分工、优势互补的综合处理系统是发展的主流。
一般循环流水水产养殖系统的水处理系统以生物滤器为核心，利用细菌的硝化作用控制毒性较大的氨及亚硝酸盐等代谢产物，但同时也引起硝酸盐累积、pH值降低等负面效果，脱氮滤器虽然能够分解硝酸盐，但容易产生亚硝酸盐的积累；沉淀池等机械滤器能有效地减轻生物滤器的负担，但沉淀区累积的固体物会不断分解，消耗溶氧并产生新的污染物，需要频繁进行清污等维护工作，不可避免地向外界排放固体物浓度很高的污水，导致环境压力。此外，生物滤器反冲洗时也会产生大量污水，其中富含脱落的生物膜等固体物。
以一些藻类为介质的植物滤器单一使用效果较低，与生物滤器结合使用可吸收溶解的污染物，但对固体物的累积无能为力。国内外大量研究已将水产养殖废水直接或改造后用于蔬菜、花卉、草、树木等植物的生产中，但由于栽培方式的限制，处理后鲜见回流利用，均不能集成至循环流水水产养殖系统。经济可行、安全高效的零排放技术研究和突破已成为循环流水水产养殖彻底实现可持续发展的关键。
发明内容
为了解决循环流水水产养殖系统中(a)生物滤器引起的硝酸盐氮(NO3--N)、磷(P)等的累积；(b)生物滤器引起的酸碱度(pH)的下降；(c)沉淀池沉淀区或生物滤器反冲洗产生的高浓度污水排放而引起环境污染等技术问题，本发明的目的在于提供一种循环流水水产养殖系统污水水培牧草过滤方法及植物滤器，集成至循环流水水产养殖系统中，污水经过处理后回流利用，实现零排放养殖。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一、本发明的过滤方法利用水培牧草净化来自循环流水水产养殖系统沉淀池沉淀区或生物滤器反冲洗产生的富含固体物的污水，由种植水培牧草的育苗盘的复合过滤层完成对输入污水的机械过滤，即把污水中绝大部分固体物留在育苗盘内，定期处理，过滤后的废水下渗进入栽培槽并流至废水桶，通过继电器控制的水泵按一定的工作周期抽取废水桶的废水循环灌溉牧草，通过牧草的根系吸收废水中的氮、磷等营养物，同时进一步拦截、吸附固体物，废水达到处理要求后，废水的pH值升高，回流至循环流水水产养殖系统中解决生物滤器的硝化作用引起的pH值降低问题，最终实现零排放养殖。
二、本发明的植物滤器包括以一定坡度倾斜的栽培槽，栽培槽内放置底面开有小通孔、内种植有牧草的N个育苗盘，由继电器控制的水泵其一端经给水管路与废水桶连接，水泵其另一端经给水管路与栽培槽高端连接，栽培槽低端经排水管路与废水桶连接，从靠近栽培槽高端为起始点的M个育苗盘上面的污水输送干管上分别接有污水输送支管。
内种植有牧草的N个育苗盘从上而下依次为牧草的茎叶、垫层、育苗盘底面、牧草的根系网与栽培槽槽面间形成复合过滤层。
所说的栽培槽的一定坡度倾斜为1％～5％。
所说的N为植物滤器内育苗盘的总数，M为接有污水输送支管(9)的育苗盘的数量，N≥M，M根据待处理的污水输入量确定。
本发明具有的有益的效果是1.复合过滤层对输入的污水进行机械过滤，使污水中绝大部分固体物留在育苗盘内，废水下渗最终进入废水桶；2.废水桶内的废水循环灌溉牧草，通过牧草的根系吸收废水中的氮、磷等营养物，同时进一步拦截、吸附固体物，一定时间后达到处理要求；3.完成净化后的废水pH升高，回流至循环流水水产养殖系统中解决pH值降低的问题，最终实现零排放养殖。
本发明主要用于循环流水水产养殖系统中，以处理来自沉淀池沉淀区或生物滤器反冲洗时产生的含高浓度固体物的污水。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的俯视图；图2是本发明的A-A剖视图；图3是本发明的复合过滤层示意图。
图中1.栽培槽，2.种植有牧草的育苗盘，3.废水桶，4.水泵，5.继电器，6.给水管路，7.排水管路，8.污水输送干管，9.污水输送支管，10.回流管路，11.牧草的茎叶，12.垫层，13.育苗盘底面，14.牧草的根系网，15.栽培槽槽面。
具体实施例方式
如图1、图2、图3所示，本发明包括以一定坡度倾斜的栽培槽1，栽培槽1内放置底面开有小通孔、内种植有牧草的N个育苗盘2，由继电器5控制的水泵4其一端经给水管路6与废水桶3连接，水泵4其另一端经给水管路6与栽培槽1高端连接，栽培槽1低端经排水管路7与废水桶3连接，从靠近栽培槽1高端为起始点的M个育苗盘2上面的污水输送干管8上分别接有污水输送支管9。
如图3所示，内种植有牧草的N个育苗盘2从上而下依次为牧草的茎叶11、垫层12、育苗盘底面13、牧草的根系网14与栽培槽槽面15间形成复合过滤层。
所说的栽培槽的一定坡度倾斜为1％-5％。所说的N为植物滤器内育苗盘的总数，M为接有污水输送支管9的育苗盘的数量，N≥M，M根据待处理的污水输入量确定。
循环流水水产养殖系统的污水(沉淀池沉淀区污水或者生物滤器反冲洗污水)通过污水输送干管8和污水输送支管9输送到植物滤器的育苗盘2内，由复合过滤层完成机械过滤，即把污水中绝大部分固体物留在育苗盘内，定期处理，废水下渗进入栽培槽1并流至废水桶3。由继电器5控制的水泵4按照一定的工作周期抽取废水桶3的废水循环灌溉牧草，通过牧草的根系网14吸收废水中的氮、磷等营养物，同时也能进一步拦截、吸附固体物。经过特定时间后，废水水质达到特定要求并通过回流管路10输送至循环流水水产养殖系统重新使用。由于生物滤器的硝化作用，来自循环流水水产养殖系统的污水pH偏低并且NO3-浓度较高。而在植物滤器中，牧草吸收NO3-时，通过离子交换向生长环境释放等量的HCO3-，从而使废水pH升高。因此，通过植物滤器不仅能够去除污染物，而且高pH值的净化水回流至养殖系统中可以解决pH值降低的问题。
水培牧草的育苗在相同构造的植物滤器中利用配方营养液进行，草籽播量一般为25-40g·m-2。培育过程中，趋营养性使草根系穿过垫层12和育苗盘底面13小孔，与栽培槽面15接触，随着生长年龄的增加，根系日趋发达，在盘底形成一定厚度的“根系网”14。
如图1所示，栽培槽1宽0.55m、长6m、槽面坡度2％；共20盘水培高羊茅，播种密度为每盘5g，草面积2.55m2，草高度约为20cm；育苗盘2规格为高60mm，上口540×280mm，底面510×250mm，厚0.7mm，含288个7×7mm小方孔，孔面积为总面积的11.1％；育苗盘2中的无纺布垫层12采用3层无纺布(规格为20g)；废水桶采用250L塑料圆桶；水泵4为750W，80L/min，继电器5为DH48S-S型时间继电器，水泵在继电器的控制下以停止30min、开启1min的周期循环工作；给水管路6采用Ф32PVC管，排水管路7采用Ф50PVC管。污水来自一个循环流水水产养殖系统沉淀池的沉淀区，系统内养殖4.87kg/m3淡水白鲳，输送干管8和污水输送支管9采用Ф32PVC管，通过水泵将污水输送至植物滤器的前5个育苗盘内，每天34.3L。回流管路10采用Ф32PVC管，每4天回流一次。
运行4周，处理效果见表1，PH值从7.12升高到8.51。
表1植物滤器(2.55m2牧草)对养殖废水的处理效果
权利要求
1.一种循环流水水产养殖系统污水水培牧草过滤方法，其特征在于利用水培牧草净化来自循环流水水产养殖系统沉淀池沉淀区或生物滤器反冲洗产生的富含固体物的污水，由种植水培牧草的育苗盘的复合过滤层完成对输入污水的机械过滤，即把污水中绝大部分固体物留在育苗盘内，定期处理，过滤后的废水下渗进入栽培槽并流至废水桶，通过继电器控制的水泵按一定的工作周期抽取废水桶的废水循环灌溉牧草，通过牧草的根系吸收废水中的氮、磷等营养物，同时进一步拦截、吸附固体物，废水达到处理要求后，废水的pH值升高，回流至循环流水水产养殖系统中解决生物滤器的硝化作用引起的pH值降低问题，最终实现零排放养殖。
2.用于权利要求1所述的一种循环流水水产养殖系统污水水培牧草过滤方法的植物滤器，其特征在于包括以一定坡度倾斜的栽培槽(1)，栽培槽(1)内放置底面开有小通孔、内种植有牧草的N个育苗盘(2)，由继电器(5)控制的水泵(4)其一端经给水管路(6)与废水桶(3)连接，水泵(4)其另一端经给水管路(6)与栽培槽(1)高端连接，栽培槽(1)低端经排水管路(7)与废水桶(3)连接，从靠近栽培槽(1)高端为起始点的M个育苗盘(2)上面的污水输送干管(8)上分别接有污水输送支管(9)。
3.根据权利要求2所述的一种循环流水水产养殖系统污水水培牧草过滤方法的植物滤器，其特征在于内种植有牧草的N个育苗盘(2)从上而下依次为牧草的茎叶(11)、垫层(12)、育苗盘底面(13)、牧草的根系网(14)与栽培槽槽面(15)间形成复合过滤层。
4.根据权利要求2所述的一种循环流水水产养殖系统污水水培牧草过滤方法的植物滤器，其特征在于所说的栽培槽的一定坡度倾斜为1％-5％。
5.根据权利要求2所述的一种循环流水水产养殖系统污水水培牧草过滤方法的植物滤器，其特征在于所说的N为植物滤器内育苗盘的总数，M为接有污水输送支管(9)的育苗盘的数量，N≥M，M根据待处理的污水输入量确定。
全文摘要
本发明公开了一种循环流水水产养殖系统污水水培牧草过滤方法及植物滤器。用于净化来自循环流水水产养殖系统沉淀池沉淀区或生物滤器反冲洗产生的富含固体物的污水。由种植水培牧草的育苗盘的复合过滤层完成对输入污水的机械过滤，即把污水中绝大部分固体物留在育苗盘内，定期处理，过滤后的废水下渗进入栽培槽并流至废水桶，通过继电器控制的水泵按一定的工作周期抽取废水桶的废水循环灌溉牧草，通过牧草的根系吸收废水中的氮、磷等营养物，同时进一步拦截、吸附固体物，废水达到处理要求后，废水的pH值升高，回流至循环流水水产养殖系统中解决生物滤器的硝化作用引起的pH值降低问题，最终实现零排放养殖。
文档编号C02F3/32GK1594141SQ20041002540
公开日2005年3月16日 申请日期2004年6月17日 优先权日2004年6月17日
发明者泮进明 申请人:浙江大学