申请日2015.03.27
公开(公告)日2015.07.01
IPC分类号A01K63/04; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种连续流式生物絮凝水处理反应器及其方法，所述反应器包含一圆柱形筒体，圆柱形筒体内部设置中隔板(5)将圆柱形简体分为体积比1∶1的左右两部分，一部分为反应区(6)，另一部分为沉淀区(7);反应区(6)上部设置进水口(2)，沉淀区(7)上部设置出水口(4)，中隔板正中央设有一个流水孔(10)，使反应区和沉淀区中的混合液可以充分流通;中隔板(5)下部和反应器底部保持一定空隙作为回泥口(12)。使用一个水处理单元同步去除循环水养殖用水中悬浮固体颗粒物、氨氮、亚硝氮和硝氮等污染物，不需要固液分离机，减少装备投入和减少换水。
摘要附图
权利要求书
1.一种连续流式生物絮凝水处理反应器，其特征在于，包含一圆柱形筒体，圆 柱形简体内部设置中隔板(5)将圆柱形简体分为体积比1∶1的左右两部分，一部分为反 应区(6)，另一部分为沉淀区(7);反应区(6)上部设置进水口(2)，通过进水口(2) 通入待处理的污水，沉淀区(7)上部设置出水口(4)，处理后的水从出水口排出，中 隔板正中央设有一个流水孔(10)，使反应区和沉淀区中的混合液可以充分流通;中隔 板(5)下部和反应器底部保持一定空隙作为回泥口(12);在沉淀区(7)的底部设置 一个倾斜的导泥板(11)，将沉淀区内的沉淀物通过回泥口(12)重新导流进入反应区 (6)参与反应，反应区(6)底部设有一曝气盘(13)，通过顶部空气入口(1)向曝气 盘(13)导入空气，对反应区搅拌、曝气、增氧。
2.根据权利要求1所述的水处理反应器，其特征在于，所述反应器由一台离心 泵(15)提供进水，离心泵(15)进水管与水产养殖污水出水口连接，离心泵(15)出 水管分为两路支管，一路支管连接反应区(6)的进水口，另一路支管直接接回循环水 养殖单元入水口，两路支管均设有流量计及水流量调节的阀门(9)。
3.根据权利要求1所述的水处理反应器，其特征在于，所述反应区底部设有一 个排泥口(14)，在生物絮凝体达到一定量时打开排泥口收集多余的生物絮体，用作水 产养殖动物的饵料。
4.根据权利要求1所述的水处理反应器，其特征在于，所述圆柱形筒体高210 cm、直径100cm;所述进水口(2)设在反应区高190cm高处，所述出水口(4)设在 沉淀区(7)高180cm处;中隔板(5)为宽100cm，长195cm的矩形板，其宽度与圆 柱形筒体直径相等。
5.根据权利要求1所述的水处理反应器，其特征在于，所述流水孔设置在距反 应器底部50cm处，其直径为10cm。
6.根据权利要求1所述的水处理反应器，其特征在于，所述中隔板(5)下部 和反应器底部保持10cm的空隙作为回泥口(12)。
7.根据权利要求1所述的水处理反应器，其特征在于，所述导泥板(11)与圆 柱形简体底部呈30°斜角。
8.根据权利要求1所述的水处理反应器，其特征在于，所述反应区和沉淀区顶 盖上各开设有一个直径45cm的检查口(3)。
9.根据权利要求1所述的水处理反应器，其特征在于，所述曝气盘由一根总长 250cm的纳米微管以直径40cm环绕两周形成。
10.根据权利要求1-9任一所述水处理反应器的水处理方法，其特征在于，在生 物絮凝反应器的反应区(6)预先填充培养好生物絮凝体，启动絮凝反应，养殖废水经 离心泵进入反应区，曝气反应，沉淀区沉淀后上层洁净水通过出水口重回循环水养殖单 元，浑浊反应液沉淀后的絮凝体污泥经导泥板重回反应区;养殖用水通过生物絮凝反应 器处理并实现二次利用。
说明书
一种连续流式生物絮凝水处理反应器及其方法
技术领域
本发明涉及循环水养殖水处理领域，尤其涉及的是一种连续流式生物絮凝水处理 反应器及其方法。
背景技术
循环水养殖方式能够节水、节地，实现全年的高密度集约化养殖。但是水产动物 的蛋白需求明显高于哺乳动物，仅约20-30%的投喂蛋白质被转化成鱼获物，大部分N 元素不能被利用而存在于养殖水体中，一般养殖水体中的碳氮比(C/N)低于4.0。循环 水养殖用水通常首先通过固液分离机去除大部分的悬浮颗粒物，然后使用硝化反应器将 水体中的氨氮通过自养硝化细菌的硝化作用转变亚硝氮，直至硝态氮，但是固液分离需 要消耗大量能源和排除大量废水，目前开发的固液分离机大多性能不够稳定，而且养殖 水体硝氮过高也会对鱼类的福利产生负面影响。通常，当硝态氮高于100mg/L就要适 当换水，闭合式循环水养殖系统日换水率小于5%，半闭合循环水养殖系统日换水率为 5-15%。
此外，每生产1kg鲜鱼需消耗1-3kg干饲料。全球大约1/3的鱼粉产量被用作鱼 类饲料原料，生产1kg罗非鱼大约需要消耗1.41kg野生鱼资源(鲜重)，每生产1kg 海产肉食性鱼类大约消耗5.16kg野生鱼资源，可是野生鱼资源是有限的，饲料短缺被 认为是水产养殖可持续发展的主要限制因素之一。
研究者根据异养细菌生长代谢需求特征，提出将养殖水体中的C/N提高到15以上， 促进异养细菌的生长繁殖，形成微生物絮凝体，而异养微生物的同化作用可以快速去除 水体中的氨氮，并将其转化为可被鱼虾摄食的微生物有机氮，从而高效地控制水质和提 高饲料利用率。并且，相关研究者成功将硝态氮作为生物絮凝反应器的底物，实现了硝 态氮的去除和生物絮凝体的生产。研究表明，絮体可以直接被水产动物摄食，或者作为 饲料中鱼粉的替代品。絮体的粗蛋白含量一般为20-60%，粗脂肪含量为1-5%，能量 20-25)kJ/g，可以部分满足养殖对象的营养需求;絮凝体中含有的其他物质对水产养殖 也具有重要意义，比如短链脂肪酸、聚β羟丁酸(Poly-β-hydroxybutyrate，PHB)和某 些生物未知因子等。
发明内容
本发明提出一种循环水养殖用水处理的连续流式生物絮凝反应器，同步去除循环 水养殖用水中悬浮固体颗粒物、氨氮、亚硝氮和硝氮等污染物，剩余的生物絮凝体可作 为水产饲料蛋白源。
本发明采用如下技术方案：
一种连续流式生物絮凝水处理反应器，包含一圆柱形筒体，圆柱形筒体内部设置 中隔板(5)将圆柱形筒体分为体积比1∶1的左右两部分，一部分为反应区(6)，另一部 分为沉淀区(7);反应区(6)上部设置进水口(2)，通过进水口(2)通入待处理的污 水，沉淀区(7)上部设置出水口(4)，处理后的水从出水口排出，中隔板正中央设有 一个流水孔(10)，使反应区和沉淀区中的混合液可以充分流通;中隔板(5)下部和反 应器底部保持一定空隙作为回泥口(12);在沉淀区(7)的底部设置一个倾斜的导泥板 (11)，将沉淀区内的沉淀物通过回泥口(12)重新导流进入反应区(6)参与反应，反 应区(6)底部设有一曝气盘(13)，通过顶部空气入口(1)向曝气盘(13)导入空气， 对反应区搅拌、曝气、增氧。
所述的水处理反应器中，所述反应器由一台离心泵(15)提供进水，离心泵(15) 进水管与水产养殖污水出水口连接，离心泵(15)出水管分为两路支管，一路支管连接 反应区(6)的进水口，另一路支管直接接回循环水养殖单元入水口，两路支管均设有 流量计及水流量调节的阀门(9)。
所述的水处理反应器中，所述反应区底部设有一个排泥口(14)，在生物絮凝体达 到一定量时打开排泥口收集多余的生物絮体，用作水产养殖动物的饵料。
所述的水处理反应器中，所述圆柱形筒体高210cm、直径100cm;所述进水口(2) 设在反应区高190cm高处，所述出水口(4)设在沉淀区(7)高180cm处;中隔板(5) 为宽100cm，长195cm的矩形板，其宽度与圆柱形筒体直径相等。
所述的水处理反应器中，所述流水孔设置在距反应器底部50cm处，其直径为10 cm。
所述的水处理反应器中，所述中隔板(5)下部和反应器底部保持10cm的空隙作 为回泥口(12)。
所述的水处理反应器中，所述导泥板(11)与圆柱形筒体底部呈30°斜角。
所述的水处理反应器中，所述反应区和沉淀区顶盖上各开设有一个直径45cm的检 查口(3)。
所述的水处理反应器中，所述曝气盘由一根总长250cm的纳米微管以直径40cm 环绕两周形成。
应用上述任一所述水处理反应器的水处理方法，在生物絮凝反应器的反应区(6) 预先填充培养好生物絮凝体，启动絮凝反应，养殖废水经离心泵进入反应区，曝气反应， 沉淀区沉淀后上层洁净水通过出水口重回循环水养殖单元，浑浊反应液沉淀后的絮凝体 污泥经导泥板重回反应区;养殖用水通过生物絮凝反应器处理并实现二次利用。
本发明运用生物絮凝反应器处理循环水养殖用水，使用一个水处理单元同步去除 循环水养殖用水中悬浮固体颗粒物、氨氮、亚硝氮和硝氮等污染物，不需要固液分离机， 减少装备投入和减少换水;生物絮凝反应器内多余的絮凝体可用作水产动物的鲜饲料或 饲料原料，实现系统投饲中N的再次利用，节约养殖成本。