水产养殖尾水内循环方法与系统与流程

1.本发明属于水处理技术领域，尤其是一种水产养殖尾水内循环方法与系统。


背景技术：

2.水产工厂化养殖过程中，投入的饲料经养殖动物摄食、吸收、利用后，会产生残饵、粪便、代谢物等，这些物质降解过程中，造成养殖水体中有机物浓度升高，氮磷总量相应增加，不管是用于循环水养殖亦或是外排，都会产生一定的不利影响。养殖过程中，由于持续曝气充氧，出水中污染物主要以cod、硝态氮为主，传统的水产养殖尾水治理工艺中对于tn的去除主要以生态处理为主，但针对占地面积不大且养殖密度较高的工厂化养殖而言，循环用水周期短，生态处理效率难以满足处理需求。
3.申请号为201710927596.3的发明申请公开了一种水产养殖污水处理方法及水产养殖污水综合处理系统，采用集污池、生物反应器、曝气调节池、混凝沉淀池等池体，也存在占地面积大的问题。
4.申请号为201711405023.0的发明申请公开了一种水产加工污水处理系统，包括污水收集池以及污水处理站；污水处理站包括依次连通的厌氧池、好氧池及沉淀过滤池，污水收集池通过污水添加泵及管路向厌氧池导通污水；厌氧池中培养有用于分解有机物的厌氧菌，好氧池连通有用于往池中溶入氧气的曝气装置；沉淀过滤池的上端连通有排放管；污水收集池连接污水来源并设置有排渣器，排渣器包括链板以及用于驱动链板转动的动力组件，链板用于承接污水来源中的物渣及带动物渣排出。这种处理系统也存在占地面积较大的问题。
5.另外，水产尾水经过处理后，可以再次通入池塘，以实现循环利用，节约水资源，在通入池塘时，需要对尾水进行曝气增氧，使得尾水中的含氧量满足进水要求，传统的曝气增氧方式为设置曝气池，采用曝气设备进行曝气，运行成本较高。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是提供一种水产养殖尾水内循环方法与系统，在保证水质净化效果的同时，减小占地面积，降低运行成本，并实现尾水循环利用，节约水资源。
7.为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：水产养殖尾水内循环系统，包括进水管、处理机构、曝气机构和出水管；所述处理机构包括外壳体，所述外壳体内部设置有内筒体，所述内筒体内部设置有好氧腔，所述外壳体与内筒体之间的腔体由隔离筒分隔为缺氧腔和厌氧腔，所述好氧腔的上端与缺氧腔的上端连通，所述缺氧腔的下端与厌氧腔的下端连通；所述好氧腔内设置有中空微球悬浮填料，所述缺氧腔和厌氧腔内设置有活性炭填料；所述曝气机构包括出水盘，所述出水盘的下方设置有蓄水池，所述出水盘与蓄水池之间设置有跌水曝气间距；所述进水管上设置有进水泵并与好氧腔的下端相连，所述厌氧腔的上端与出水盘
相连，且厌氧腔的上端通过回流管与进水管相连，所述回流管上设置有回流泵；所述出水管与蓄水池相连。
8.进一步地，所述出水管上设置有紫外线消毒装置。
9.进一步地，所述出水盘的底板设置有多个均匀分布的跌水孔。
10.进一步地，所述中空微球悬浮填料的投放量为好氧腔有效容积的20-30%。
11.进一步地，活性炭填料的投放量为缺氧腔和厌氧腔有效容积的40-60%。
12.水产养殖尾水内循环方法，采用上述水产养殖尾水内循环系统，包括将水产养殖尾水通入进水管，厌氧腔上部的水通过回流管回流至进水管，与尾水混合后，依次经过好氧腔、缺氧腔、厌氧腔并进入出水盘，在好氧腔中，水中的氧气含量逐渐降低，且水中的部分cod被降解，并去除部分氮；在缺氧腔和厌氧腔中，水中的有机物和氮被脱除；出水盘中的水向下跌落至蓄水池，空气中的氧进入水中，提高含氧量；蓄水池中的水通入水产养殖设备，实现循环利用。
13.进一步地，尾水在好氧腔、缺氧腔和厌氧腔停留的总时间为2-3h。
14.进一步地，尾水水质为：温度≥28 ℃，ph7.0-8.0，cod≤100mg/l、tn≤15mg/l、tp≤2mg/l、ss≤150mg/l。
15.进一步地，尾水回流比为100-200%。
16.进一步地，向蓄水池中加入化学除磷剂，经过沉淀后再将水从出水管排出，利用出水管上的紫外线消毒装置进行杀菌消毒。
17.本发明的有益效果是：1、本发明处理机构的好氧腔、缺氧腔和厌氧腔集成在外壳体内部，占地面积很小，特别适用于工厂密集化水产养殖。且尾水的流动路径呈蛇形，保证在处理机构中停留足够长的时间，从而保证处理效果。
18.2、针对水产养殖尾水含氧量丰富、污染物主要以cod、硝态氮为主的特点，尾水依次经过好氧腔、缺氧腔和厌氧腔，含氧量逐渐降低，在好氧腔中，通过好氧微生物分解部分有机物，重点在缺氧和厌氧环境中进行反硝化反应，去除污水中的氮以及cod，使尾水中的污染物含量降低至符合再次利用的要求。
19.3、中空微球悬浮填料内部缺氧，有利于反硝化细菌的生长，保证后续反硝化反应的效果，同时活性炭填料上附着的生物量大，强化总氮的去除效率。
20.4、通过将水从一定的高度跌落的方式增氧，无需常规的曝气设备，节省能耗，同时使得尾水中氧气浓度满足水产养殖进水要求，从而循环利用。
附图说明
21.图1是本发明的示意图；附图标记：1—进水管；2—出水管；3—外壳体；4—内筒体；5—隔离筒；6—好氧腔；7—缺氧腔；8—厌氧腔；9—中空微球悬浮填料；10—活性炭填料；11—出水盘；12—蓄水池；13—紫外线消毒装置；14—进水泵；15—回流管；16—回流泵。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
23.本发明的水产养殖尾水内循环系统，如图1所示，包括进水管1、处理机构、曝气机构和出水管2。
24.进水管1用于将水产养殖的尾水通入处理机构，进水管1上设置有进水泵14，进水泵14提供进水动力，驱动尾水在处理机构中流动。
25.处理机构用于去除尾水中的污染物，具体包括外壳体3，外壳体3内部设置有内筒体4，内筒体4内部设置有好氧腔6，进水管1与好氧腔6的下端相连，外壳体3与内筒体4之间的腔体由隔离筒5分隔为缺氧腔7和厌氧腔8，好氧腔6的上端与缺氧腔7的上端连通，缺氧腔7的下端与厌氧腔8的下端连通；好氧腔6内设置有中空微球悬浮填料9，缺氧腔7和厌氧腔8内设置有活性炭填料10。
26.外壳体3可以是圆形壳体，可以是方形壳体，外壳体3的内腔由内筒体4和隔离筒5分隔为由内至外依次连通的好氧腔6、缺氧腔7和厌氧腔8，好氧腔6、缺氧腔7和厌氧腔8均通过微生物对尾水中的污染物进行分解。本发明的外壳体3占地面积小，节省空间，特别适用于工厂密集化水产养殖尾水的处理。
27.传统的污水由于含氧量低，因此处理流程为厌氧处理-缺氧处理-好氧处理，好氧处理设备需要曝气增氧，同时消化液回流至厌氧处理设备，以去除总氮。本发明中，由于水产养殖过程中需要持续曝气充氧，水中具有丰富的氧，有利于好氧微生物生长，不利于厌氧微生物的生长，而好氧微生物可以进行硝化反应，将氮分解为硝态氮，因此，水产养殖尾水中的含氧量高，污染物主要是好氧微生物不能分解的硝态氮，同时存在cod等。根据尾水特点，本发明采用依次连通的好氧腔6、缺氧腔7和厌氧腔8对尾水进行处理。好氧腔6中存在好氧微生物，用于分解cod等，同时，好氧微生物降解cod的过程中消耗掉水中的氧气，使得尾水中的氧气浓度逐渐降低，逐渐达到缺氧、厌氧的状态，以便于后续的缺氧和厌氧处理。为了提高挂膜效果，可以向好氧腔6、缺氧腔7和厌氧腔8中投入相应的微生物菌剂，促进微生物的生长繁殖。
28.好氧腔6中设置中空微球悬浮填料9，中空微球悬浮填料9的投放量为好氧腔6有效容积的20-30%，有效容积即运行过程中尾水在好氧腔6中的体积。好氧微生物附着在中空微球的表面，但中空微球内部为缺氧环境，有利于反硝化细菌生长繁殖，能够富集一部分反硝化菌群，可以去除部分tn。
29.活性炭填料10的投放量为缺氧腔7和厌氧腔8有效容积的40-60%。活性炭填料10的吸附能力强，可以供大量的微生物生长，提高微生物密度，使得缺氧腔7和厌氧腔8可去除大部分的tn以及有机物，同时可以吸附ss。
30.经过处理后的水含氧量很低，不满足水产养殖进水的含氧量要求，因此，必须要增氧后才能再次通入养殖容器中进行循环利用。常规的增氧方式为采用曝气设备向水中充氧，曝气设备运行时耗电，能耗高。本发明为了降低能耗，采用的曝气机构包括出水盘11，出水盘11的下方设置有蓄水池12，出水盘11与蓄水池12之间设置有跌水曝气间距。厌氧腔8的上端与出水盘11相连，经过处理后的尾水进入出水盘11，尾水再从出水盘11向下跌落至蓄水池12中，在跌落的过程中，水能够与空气充分接触，使得空气中的氧进入水中，水跌落到蓄水池12的水面时，产生冲击和溅射，进一步与空气接触、混合，提高氧气含量。这种跌水曝气增氧的方式无需动力设备，不消耗电能，运行成本低。为了提高跌落增氧的效果，出水盘11的底板设置有多个均匀分布的跌水孔，尾水从各个跌水孔向下跌落，增加与空气的接触
面积，从而提高增氧效果。
31.厌氧腔8的上端通过回流管15与进水管1相连，用于反硝化液回流，回流管15上设置有回流泵16，回流泵16用于控制回流比例。回流泵16驱动反硝化液回流时，可以促进尾水的流动，此外，厌氧腔8中的水溶解氧浓度低，与尾水混合后，能够中和部分进水中的溶解氧，降低好氧腔6内的溶解氧浓度。
32.出水管2用于将处理后的水排放至养殖设备，出水管2与蓄水池12相连，且出水管2上设置有紫外线消毒装置13。紫外线消毒装置13能够通过紫外线进行杀菌，减少水中细菌含量，提高水产的安全性。
33.水产养殖尾水内循环方法，采用上述水产养殖尾水内循环系统，包括将水产养殖尾水通入进水管1，厌氧腔8上部的水通过回流管15回流至进水管1，与尾水混合后，依次经过好氧腔6、缺氧腔7、厌氧腔8并进入出水盘11，在好氧腔6中，水中的氧气含量逐渐降低，且水中的部分cod被降解，并去除部分氮；在缺氧腔7和厌氧腔8中，水中的碳和氮被脱除。其中，厌氧腔8上部的尾水回流比为100-200%。
34.出水盘11中的水向下跌落至蓄水池12，空气中的氧进入水中，提高含氧量；蓄水池12中的水通入水产养殖设备，实现循环利用。
35.尾水在处理机构中先向上流动，再向下流动，接着继续向上流动，实现蛇形流动，流动路程较长，可以保证污水在处理机构中的停留时间。作为优选的实施方式，尾水在好氧腔6、缺氧腔7和厌氧腔8停留的总时间为2-3h。
36.本发明将尾水从处理机构的底部通入，处理后的水从处理机构的顶部排出，使得排出的水具有一定的高度，以便于通过跌落的方式进行增氧，从而不需要额外的曝气设备，整个系统只需要一个进水泵14提供尾水流动动力和一个回流泵16提供回流动力，就能够维持运行，实现尾水的连续净化。将本发明的进水管1与养殖设备一端的底部相连，将出水管2与养殖设备的另一端的顶部相连，即可实现养殖水的循环净化和利用。
37.本发明的结构简单，水产养殖尾水内循环系统结构简单，体积比较小，处理流程也简单，只是用于水产养殖尾水的循环处理，不适用于污染物浓度较高的污水处理，因此，需要控制进水污染物浓度，具体地，尾水水质为：温度≥28 ℃，ph7.0-8.0，cod≤100mg/l、tn≤15mg/l、tp≤2mg/l、ss≤150mg/l。
38.为了充分去除水中的磷，可以向蓄水池12中加入化学除磷剂，蓄水池12兼具沉淀池，尾水经过沉淀后，可以去除ss，再将水从出水管2排出，利用出水管2上的紫外线消毒装置13进行杀菌消毒。
39.经过上述过程对尾水进行处理，尾水中cod、tn、tp和ss去除率分别能达到90%、80%、80%、80%。
40.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。