申请日2015.12.30
公开(公告)日2016.06.01
IPC分类号C02F9/14; C02F103/08
摘要
本发明公开了一种集约化海水养殖废水的处理系统及其处理方法，特点是包括絮凝沉降池、微藻增殖池、贝藻混养池和人工湿地区域，絮凝沉降池的上端设置有养殖废水进入管，絮凝沉降池内设置有提升泵，提升泵通过管道与微藻增殖池的上端进口连接，微藻增殖池的底部设置有曝气装置，微藻增殖池的上端出口与贝藻混养池的上端进口通过管道连接，贝藻混养池内的上层种植大型藻类且其下层养殖滤食性贝类，贝藻混养池的上端出口与人工湿地区域的下端进口通过管道连接，人工湿地区域从下到上依次设置有农作物秸秆纤维层、砾石层和土壤层，土壤层上种植有耐盐性植物，优点是结构简单、操作简便、处理效果更好以及经济上更可行。
摘要附图
权利要求书
1.一种集约化海水养殖废水的处理系统，其特征在于：包括絮凝沉降池、微藻增殖池、贝藻混养池和人工湿地区域，所述的絮凝沉降池的上端设置有养殖废水进入管，所述的絮凝沉降池内设置有提升泵，所述的提升泵通过管道与所述的微藻增殖池的上端进口连接，所述的微藻增殖池的底部设置有曝气装置，所述的微藻增殖池的上端出口与所述的贝藻混养池的上端进口通过管道连接，所述的贝藻混养池内的上层种植大型藻类且其下层养殖滤食性贝类，所述的贝藻混养池的上端出口与所述的人工湿地区域的下端进口通过管道连接，所述的人工湿地区域从下到上依次设置有农作物秸秆纤维层、砾石层和土壤层，所述的土壤层上种植有耐盐性植物。
2.根据权利要求1所述的一种集约化海水养殖废水的处理系统，其特征在于：所述的絮凝沉降池内设置有一倾斜向下的挡板，所述的挡板的一端固定在所述的絮凝沉降池的内壁且该端靠近所述的养殖废水进入管的下方，所述的挡板的另一端固定在所述的絮凝沉降池的底部交界处，所述的挡板从上到下依次包括沉积段和滑泥段，所述的沉积段与水平面的夹角为40°，所述的滑泥段与水平面的夹角为60°。
3.根据权利要求2所述的一种集约化海水养殖废水的处理系统，其特征在于：所述的絮凝沉降池内且位于所述的沉积段的上方纵向设置有第一搅拌器，所述的絮凝沉降池内且位于所述的滑泥段的上方设置有压滤泵，所述的压滤泵通过管道连接外部的压滤机，所述的絮凝沉降池的池底铺设有瓷砖。
4.根据权利要求1所述的一种集约化海水养殖废水的处理系统，其特征在于：所述的微藻增殖池内上部设置有用于微生物增殖的悬浮式生物膜片，所述的曝气装置通过管道连接鼓风机，所述的曝气装置的下方设置有多孔板。
5.根据权利要求1所述的一种集约化海水养殖废水的处理系统，其特征在于：所述的贝藻混养池内设置有第二搅拌器，所述的砾石层中设有布气板，所述的布气装置通过管道连接空压机。
6.一种利用上述权利要求1-5所述的处理系统处理集约化海水养殖废水的方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)将养殖废水送入絮凝沉降池后，在第一搅拌器的作用的下絮凝剂与养殖废水充分接触，停止搅拌后，絮凝剂吸附颗粒物沉降，压滤泵将沉积物抽出以后经压滤机压滤成饼，滤饼用作沙蚕的养殖;
(2)将絮凝沉降处理过的废水通过提升泵送入微藻增殖池，利用养殖废水的高营养，在曝气条件下促进微藻增殖及采用悬浮式微生物膜片进行微生物挂膜，经微藻和微生物的相互协同作用，改善水体中群落结构，对养殖废水进行进一步处理;
(3)将微藻增殖池处理过的养殖废水经管道送入贝藻混养池，在贝藻混养池中在第二搅拌器的作用的下养殖废水与大型藻类充分接触，通过贝类的滤食和大型藻类的吸收与吸附作用处理养殖废水，最后养殖废水被排入人工湿地区域，废水从下而上依次通过农作物秸秆纤维层、砾石层、土壤层3个填料层，废水经填料过滤后被土壤层上种植的耐盐性植物吸收利用，即海水养殖废水处理完毕。
7.根据权利要求6所述的一种集约化海水养殖废水的处理方法，其特征在于：所述的絮凝剂采用NOC-1生物絮凝剂为优，投放浓度为1-1000ppm，所述的第一搅拌器转速为400-500rpm/min，搅拌时间为15min。
8.根据权利要求6所述的一种集约化海水养殖废水的处理方法，其特征在于：所述的微藻增殖池中充氧量为2-5kg/h，所述的悬浮式微生物膜片采用阿科曼生态基材料制成。
9.根据权利要求6所述的一种集约化海水养殖废水的处理方法，其特征在于：所述的贝藻混养池中选取大型藻类龙须菜和体长3-4cm的滤食性贝类缢蛏进行混养，所述的缢蛏的养殖密度为50个/m2，所述的龙须菜的养殖密度为0.2g/L，所述的第二搅拌器的转速为300-500rpm/min。
10.根据权利要求6所述的一种集约化海水养殖废水的处理方法，其特征在于：所述的人工湿地区域的高度为1.5m，从下往上所述的农作物秸秆纤维层、所述的砾石层与所述的土壤层的高度比为1:1:2，所述的耐盐性植物为鸢尾，种植密度为4-8株/m2。
说明书
一种集约化海水养殖废水的处理系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及一种养殖废水的处理系统，尤其是涉及一种集约化海水养殖废水的处理系统。
背景技术
随着经济的不断发展，人们对水产品数量及质量的需求不断提升，我国水产养殖业尤其是集约化、工厂化水产养殖业也得到迅猛发展，但是由于养殖规模增大，饵料投放量增加，废水排放量也显著增加，残留的饵料、药物以及水产品新陈代谢物使养殖水体富营养化严重，养殖废水未经任何有效措施进行处理，直接排放到近海，其中的重金属元素、氮磷等污染物加重近海水体的富营养化程度，引起水质恶化，甚至引发赤潮等危机，破坏生态环境，使水产养殖业无法持续健康发展。针对以上问题，进行养殖废水处理，改善养殖水域水体质量，对整个水产养殖业的发展而言，刻不容缓。虽然目前已经形成相对成熟的废水处理技术，但是操作繁琐、投入成本高，推广困难，在一定程度上限制了废水处理技术在水产养殖业的应用与实践，无法显著改善水产养殖环境，而利用单一的养殖废水处理技术，虽然在一定程度上减少了操作复杂性，但是处理效果又不尽人意。因此，绿色高效、操作简便、经济上可行的养殖废水处理系统的研究是促进养殖废水处理技术在我国不断推广与应用以及水产养殖业健康、可持续发展的关键。
目前进行海水养殖尾水处理的方法主要有人工湿地方法、序批式活性污泥法(SBR)以及膜生物反应器(简称MBR〕。其中人工湿地方法将湿地区分为多个层次进行填料以滤除海水养殖尾水中部分杂物，操作繁琐，更换填料困难;SBR方法是活性污泥生物处理方法的一种变形，在同一池塘中即SBR池进行好氧和厌氧过程，操作时间长，耗能大，处理成本高;MBR方法是将膜技术与物理处理技术相结合，处理尾水量有限，膜易污染易磨损，更换滤膜成本高，操作复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作简便、处理效果更好以及经济上更可行的集约化海水养殖废水的处理系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种集约化海水养殖废水的处理系统，包括絮凝沉降池、微藻增殖池、贝藻混养池和人工湿地区域，所述的絮凝沉降池的上端设置有养殖废水进入管，所述的絮凝沉降池内设置有提升泵，所述的提升泵通过管道与所述的微藻增殖池的上端进口连接，所述的微藻增殖池的底部设置有曝气装置，所述的微藻增殖池的上端出口与所述的贝藻混养池的上端进口通过管道连接，所述的贝藻混养池内的上层种植大型藻类且其下层养殖滤食性贝类，所述的贝藻混养池的上端出口与所述的人工湿地区域的下端进口通过管道连接，所述的人工湿地区域从下到上依次设置有农作物秸秆纤维层、砾石层和土壤层，所述的土壤层上种植有耐盐性植物。
所述的絮凝沉降池内设置有一倾斜向下的挡板，所述的挡板的一端固定在所述的絮凝沉降池的内壁且该端靠近所述的养殖废水进入管的下方，所述的挡板的另一端固定在所述的絮凝沉降池的底部交界处。使沉积物集中于池塘一角，更加有利于污泥的处理。
所述的挡板从上到下依次包括沉积段和滑泥段，所述的沉积段与水平面的夹角为40°，所述的滑泥段与水平面的夹角为60°。更加有利于沉积物集中于池塘一角。
所述的絮凝沉降池内且位于所述的沉积段的上方纵向设置有第一搅拌器。促进絮凝剂吸附固体颗粒物，提高絮凝沉降效果。
所述的絮凝沉降池内且位于所述的滑泥段的上方设置有压滤泵，所述的压滤泵通过管道连接外部的压滤机。将沉积物抽出，压滤成饼状，有利于沉积物的处理、放置与运输，压滤成饼的沉积物可用于养殖沙蚕。
所述的絮凝沉降池的池底铺设有瓷砖。瓷砖摩擦力较小，更加有利于沉积物的滑动与积累。
所述的微藻增殖池内上部设置有用于微生物增殖的悬浮式生物膜片。有利于微生物附着，改善养殖废水中微生物群落结构，促进养殖废水中污染物的去除。
所述的曝气装置通过管道连接鼓风机，所述的曝气装置的下方设置有多孔板。可以进行充分的鼓风曝气。所述的贝藻混养池内设置有第二搅拌器。所述的砾石层中设有布气板，所述的布气板通过管道连接空压机。所述的砾石层可以提供一个有氧环境，对通过的养殖废水进行进一步的处理，所述的布气板可以通过空压机的作用为砾石层提供空气。
一种利用处理系统处理集约化海水养殖废水的方法，具体步骤如下：
(1)将养殖废水送入絮凝沉降池后，在第一搅拌器的作用的下絮凝剂与养殖废水充分接触，停止搅拌后，絮凝剂吸附颗粒物沉降，压滤泵将沉积物抽出以后经压滤机压滤成饼，滤饼用作沙蚕的养殖;
(2)将絮凝沉降处理过的废水通过提升泵送入微藻增殖池，利用养殖废水的高营养，在曝气条件下促进微藻增殖及采用悬浮式微生物膜片进行微生物挂膜，经微藻和微生物的相互协同作用，改善水体中群落结构，对养殖废水进行进一步处理;
(3)将微藻增殖池处理过的养殖废水经管道送入贝藻混养池，在贝藻混养池中在第二搅拌器的作用的下养殖废水与大型藻类充分接触，通过贝类的滤食和大型藻类的吸收与吸附作用处理养殖废水，最后养殖废水被排入人工湿地区域，废水从下而上依次通过农作物秸秆纤维层、砾石层、土壤层3个填料层，废水经填料过滤后被土壤层上种植的耐盐性植物吸收利用，即海水养殖废水处理完毕。
所述的絮凝剂采用NOC-1生物絮凝剂为优，投放浓度为1-1000ppm，所述的第一搅拌器转速为400-500rpm/min，搅拌时间为15min。絮凝剂的投放浓度和搅拌器的转速和搅拌时间可以根据养殖废水浓度进行调整。
所述的微藻增殖池中充氧量为2-5kg/h，所述的悬浮式微生物膜片采用阿科曼生态基材料制成。
所述的贝藻混养池中选取大型藻类龙须菜和体长3-4cm的滤食性贝类缢蛏进行混养，所述的缢蛏的养殖密度为50个/m2，所述的龙须菜的养殖密度为0.2g/L，所述的第二搅拌器的转速为300-500rpm/min。
所述的人工湿地区域的高度为1.5m，从下往上所述的农作物秸秆纤维层、所述的砾石层与所述的土壤层的高度比为1:1:2，所述的耐盐性植物为鸢尾，种植密度为4-8株/m2。种植密度依不同品种、球茎大小、种植期、种植地点的不同而不同。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明一种集约化海水养殖废水的处理系统，将养殖废水从絮凝沉降池提升到微藻增殖池，微藻增殖池通过水管与贝藻混养池连接，贝藻混养池通过水管连接到人工湿地区域下端，其采用絮凝沉降—曝气—贝藻混养—人工湿地工艺，废水一次进入絮凝沉降池、微藻增殖池、贝藻混养池、人工湿地区域，贝藻混养池采用滤食性贝类(例如缢蛏、牡蛎)和大型藻类(龙须菜、苔菜)进行混养，在处理养殖废水的同时，还可以减少投入成本。人工湿地区域设有农作物秸秆纤维层，在过滤养殖废水的同时起到一定的吸附作用，另外，纤维层中的微生物群对处理养殖废水也有一定的作用，使处理效果更佳。土壤层上种耐盐性植物(例如鸢尾、红树)，吸收有机物等，具有结构简单、操作简便、处理效果更好以及经济上更可行。