一种基于竹枝叶生物填料的养殖池塘洁水方法与流程

本发明涉及养殖废水处理技术领域，尤其涉及一种基于竹枝叶生物填料的养殖池塘洁水方法。

背景技术：

我国是世界第一水产养殖大国，水产养殖总量占世界的70%左右。但我国水产养殖主要经营方式依然是以依靠资源消耗的粗放型养殖为主，水产养殖业面临水面源污染、水域生态环境退化、产品质量下降等一系列制约产业发展的瓶颈问题。淡水池塘养殖由于养殖尾水异位处理成本高难以持续，常常采用低成本高效率的养殖尾水原位处理技术，在养殖尾水原位处理技术中，采用各级水处理单元构成污水处理系统，其中的核心是用以去除氨氮、亚硝酸氮和有机物等的生物处理单元。生物处理单元一般利用各种载体填料和生物挂膜技术，构建生物滤池。微生物在载体填料表面附着并大量生长，形成膜状微生物群落，进而对废水中的各种污染物进行降解。

现有各种天然生物材质的填料，特别适用于一些低污染负荷废水的处理工艺，如养殖废水（包括了淡水和海水）的循环处理，能有效改善挂膜慢的问题。例如中国专利cn107381778a公布了一种改性竹枝叶生物填料的制备方法，其具备良好的稳定性、比表面积大、生物膜不易脱落的优点，但是该改性竹枝叶生物填料存在制造程序繁琐，造价高的问题，并不适用于养殖池塘洁水。

技术实现要素：

本申请为解决上述问题，进行研究和改进，提出了基于竹枝叶生物填料的养殖池塘洁水方法。

一种基于竹枝叶生物填料的养殖池塘洁水方法，包括如下步骤：

s1：将竹枝叶放入由网状物构成的囊袋中制成竹枝叶生物填料；所述竹枝叶松紧度以水流状态下所述竹枝叶之间不发生经常性移位摩擦为准；并且所述竹枝叶经过生石灰溶解液的上清液浸泡处理，浸泡时间为200~280分钟之间，浸泡温度为15~25℃之间；

s2：制备生态浮床，并将本步骤制备的所述生态浮床悬浮在养殖池塘内，由所述养殖池塘中具有净水能力的菌种在所述竹枝叶表面完成生物挂膜；所述生态浮床包括微孔曝气盘和网箱，所述网箱设在所述微孔曝气盘上，所述微孔曝气盘与所述养殖池塘底部保持至少20cm的间隙；所述网箱上部设有浮子，底部设有沉子，内部设有导气管和所述竹枝叶生物填料；所述导气管与所述微孔曝气盘相连；

s3：洁水处理：

为所述竹枝叶生物填料曝气以形成携带气泡的从下往上流经所述竹枝叶生物填料的水流，利用所述生物膜对流过所述竹枝叶生物填料的水流进行洁水处理。

上述技术方案，操作简单，成本低廉，材料简单易得。由于天然的竹枝叶表面有许多的生物油腻物质以及其他的非纤维素成分存在，影响竹枝叶的吸附能力，这里去除了竹枝叶表面的生物油腻物质，提高了竹枝叶的吸附能力和比表面积。

作为上述技术方案的优选，所述s2中形成生物膜之后还包括步骤：

每隔150~300小时，在所述竹枝叶生物填料附近添加具有净水能力的菌种；将所述养殖池塘的ph值调整为7到8.5之间，以将具有净水能力的菌种保持在一定数量。

在本优选的技术方案中，ph值为中性或者微碱性的环境，有利于生物挂膜和微生物的生长。

作为上述技术方案的优选，所述养殖池塘洁水方法还包括：

s4：在所述养殖池塘中养殖银鲴以清除脱落的所述生物膜。

这样可以对可以利用银鲴的习性对脱落的生物膜进行清理，防止因脱落的生物膜而造成的污染。

作为上述技术方案的优选，所述s5中，所述银鲴的养殖量由算式t1：dm=bm/k计算得出，在该算式t1中，所述dm为银鲴的养殖量，所述bm为鱼的生物量，所述k为换算比例；所述k的数值为40~60千克/尾。

这样可以根据鱼的生物量确定银鲴的养殖量，不会出现银鲴的养殖量过多或过少的情况。

作为上述技术方案的优选，所述s1中放入由网状物构成的囊袋中的竹枝叶为竖直捆绑好的竹枝叶；所述囊袋的囊腔为圆柱状，所述捆绑好的竹枝叶为圆柱状。

这样采用圆柱状的囊腔放置捆绑成圆柱状的竹枝叶方便放置。

作为上述技术方案的优选，所述s3中水流的流速控制为1~3cm/s之间。这样不会因为水流的流动对所述生物膜造成破坏，同时又能为所述生物膜提供充足的氧气。

作为上述技术方案的优选，所述s1中的竹枝叶为生长年龄为3年的毛竹的竹枝叶；所述竹枝叶包括侧枝、小枝、叶枝和竹叶；所述侧枝和小枝和叶枝的质量与所述竹叶的质量比为1：1。

在本技术方案中，由于毛竹的竹枝叶作为竹枝叶生物填料的制造原料具有以下优点：其一为：毛竹的竹枝叶具有能为微生物提供充分的挂膜面积和相接触面积的较大的比表面积；其二为：毛竹的竹枝叶表面具有易于微生物挂膜生长的足够的粗糙度以及较好的湿润性和生物活性；其三为：利用毛竹的竹枝叶制作的竹枝叶生物填料具有较大的空隙率，使得流体的穿透阻力小、压降小、能耗低；其四为：毛竹的竹枝叶质量轻且具有一定的机械强度和生物稳定性；以及其五为：材料易得，价格便宜且方便运输和安装。

作为上述技术方案的优选，其中，

所需竹枝叶生物填料的数量由算式t2：ptan=s0/s给出；

其中所述s0由算式t3：s0=[（bm×fr/f)×pc×k1/t）]/frem给出；

所述算式t2中，所述ptan为所需竹枝叶生物填料的数量，所述s0为所需的生物挂膜面积，所述s为单个竹枝叶生物填料所具有的生物挂膜面积；所述算式t3中所述bm为鱼的生物量，所述fr为每天饲料的投喂率，所述f为每天饲料的投喂次数，所述pc为饲料中蛋白质所占有的比例，所述k1为蛋白质转化为总氨氮的转化比例，所述t为饲料转化为总氨氮所需要的时间，所述frem为单位面积填料的氨氮去除率；

换算比例k2由算式t4：ptan=bm×k2/pm1给出，在算式t4中，所述ptan为所需竹枝叶生物填料的数量，由算式t2给出后，并经过实践调整所得；所述bm为鱼的生物量，所述pm1为单个竹枝叶生物填料的质量，k2为换算比例，即每养殖单位质量的养殖鱼所需要的生物填料的质量。

作为上述技术方案的优选，所述k2的值为0.20~0.30之间。

作为上述技术方案的优选，所述囊袋中的竹枝叶具有多组，多组所述竹枝叶排放方向与曝气流动方向一致，上下相邻两组所述竹枝叶间头尾衔接。

这样可以使囊袋中竹枝叶的放置方式更灵活。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、竹子土上部分有竹秆、主枝、侧枝、小枝、叶枝、叶片；本发明需要材料侧枝、小枝、叶枝、竹叶四部分组成；取材料是毛竹下脚料，不需要专门加工，只要捆绑好，除预处理用生石灰溶解上清液浸泡调整生物填料的酸碱性外，全部是物理整理过程，取材方便，过程简单，工艺经济，易被千家万户养殖户掌握和应用；毛竹的竹枝叶作为竹枝叶生物填料的制造原料具有以下优点：其一为：毛竹的竹枝叶具有能为微生物提供充分的挂膜面积和相接触面积的较大的比表面积；其二为：毛竹的竹枝叶表面具有易于微生物挂膜生长的足够的粗糙度以及较好的湿润性和生物活性；其三为：利用毛竹的竹枝叶制作的竹枝叶生物填料具有较大的空隙率，使得流体的穿透阻力小、压降小、能耗低；其四为：毛竹的竹枝叶质量轻且具有一定的机械强度和生物稳定性；以及其五为：材料易得，价格便宜且方便运输和安装；

2、生石灰溶解液浸泡有利于调整生物填料的酸碱性，毛竹枝叶和枝叶是微酸性的，作为生物填料载体ph变成中性和微碱性更加有利于挂膜和微生物生长；

3、本发明对各项参数进行调整，如曝气时间、流速调控、ph、银鲴养殖量、生物填料投放量、微生物菌群投放等，从而在填料表面形成生物挂膜，以此挂膜对水质进行净化处理，同时利用银鲴来对脱落的挂膜进行处理，定期投加微生物以维护挂膜，通过一系列的技术方案，使得本发明具有净化水质效果好，净化水质效率高，并且持续效果好的优点。

附图说明

图1为本申请中生态浮床一实施例的结构示意图；

图2为本申请中生态浮床一实施例的结构示意图；

图3为本申请中生态浮床一实施例的平面结构示意图；

图4为本申请中生态浮床一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是“上”、“下”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

实施例一

如图1-图3所示，本实施例提供了一种基于竹枝叶生物填料的养殖池塘洁水方法，包括如下步骤：

s1：将竹枝叶1放入由网状物构成的囊袋2中制成竹枝叶生物填料；所述竹枝叶1松紧度以水流状态下所述竹枝叶1之间不发生经常性移位摩擦为准；并且所述竹枝叶1经过生石灰溶解液的上清液浸泡处理，浸泡时间为120分钟，浸泡温度为20℃；竹枝叶1松紧度以水流状态下所述竹枝叶1之间不发生经常性移位摩擦为准包括所述竹枝叶1的松紧度满足所述竹枝叶1在所述囊袋2的放置密度在30千克每立方米到38千克每立方米之间；侧枝和小枝和叶枝的质量与所述竹枝叶的质量比为1：1；

s2：制备生态浮床，并将本步骤制备的所述生态浮床悬浮在养殖池塘内，由所述养殖池塘中具有净水能力的菌种在所述竹枝叶1表面完成生物挂膜以形成生物膜；所述生态浮床包括微孔曝气盘6和网箱4，所述网箱4设在所述微孔曝气盘6上，所述微孔曝气盘6与所述养殖池塘底部保持至少20cm的间隙；所述网箱4上部设有浮子3，底部设有沉子5，内部设有导气管8和所述竹枝叶生物填料；所述导气管8与所述微孔曝气盘6相连；

s3：洁水处理：

为所述竹枝叶生物填料曝气以形成携带气泡的从下往上流经所述竹枝叶生物填料的水流，利用所述生物膜对流过所述竹枝叶生物填料的水流进行洁水处理：

-所述微孔曝气盘6每开启8小时，就关闭8小时；

-每隔240小时，在所述竹枝叶生物填料附近添加具有净水能力的菌种；

-将所述养殖池塘的ph值保持在7到8.5之间；

-在所述养殖池塘中养殖银鲴以清除脱落的所述生物膜；银鲴鱼的养殖量为每50kg主养鱼需要1尾银鲴鱼；

-水流的流速控制为2cm/s。

本实施例中，生物填料的量由以下方法得到：

a、根据主养鱼的量计算得到所需总的生物挂膜面积：

s0=[（bm×fr/f)×pc×k1/t）]/frem；

bm为主养鱼的生物量，也就是鱼的总质量；

fr为每天饲料的投喂率，如养殖鱼akg，每天饲料投喂bkg，则投喂率为(b/a)*100%；

f为每天饲料的投喂次数；

pc为饲料中蛋白质所占有的比例；

k1为蛋白质转化为总氨氮的转化比例；

t为饲料转化为总氨氮所需要的时间；

frem为单位面积填料的氨氮去除率；

根据理想情况计算举例：蛋白质中氮的含量为16%；蛋白质中80%的氮被鱼消化；粪便和饲料残饵未被分解就快速排出系统；被消化的氮有80%将被排除。

则，pc=16%；k1=80%×80%；frem=0.56克每立方米每天（填料参数）；

由此可以计算得到总的生物挂膜面积；

b、计算所需的生物填料总量；

根据本领域的技术常识，在本规格的生物填料基础上，结合一般的挂膜方法，可以得出：生物填料的总质量与总挂膜面积成正比；

由此可计算得到生物填料的总质量；

c、计算得到理论的填料系数；

填料系数是指养殖多少鱼就需要多少填料，也是一种对应关系；根据上述步骤，已经知道鱼的生物量和所需的生物填料质量，则易求得理论的填料系数；

d、以理论的填料系数为基础，结合试验进行修正；

e、最终得到的填料系数，也叫换算比例为，0.20~0.30；本实施例中为0.25；其含义为：如果池塘养殖产量最大产量是亩产1000公斤鱼，那么需要毛竹枝叶250公斤，按照每个网箱里枝叶总重量分别25公斤计算，需要10网箱作为生态浮床。

以下为运用本申请一种基于竹枝叶生物填料的养殖池塘洁水方法的具体实施例：

如图1-图3所示，在本实施例中，在面积为1亩的养殖池塘中养殖加州鲈鱼，该鱼的养殖产量为1000千克，竹枝叶1选用生长年龄为3年的毛竹的竹枝叶，竹枝叶1包括侧枝、小枝、叶枝和竹叶；所述侧枝、小枝、叶枝和竹叶的质量比为1：1。囊袋2采用40目尼龙无节网做成底面直径为20cm高为90cm的长圆柱桶状，在本实施例中，竹枝叶1在囊袋2中的放置密度采用35千克每立方米以使竹枝叶1在囊袋2中的放置松紧度能使水流状态下竹枝叶1之间不发生经常性移位摩擦，经过计算每个囊袋2中放置的竹枝叶质量应为1千克。将捆绑好的1千克竹枝叶1放入囊袋2中，将装有竹枝叶的囊袋2用ph值为11的生石灰溶解液的上清液浸泡处理，浸泡时将为240分钟，浸泡温度为20℃，以去除竹枝叶1中的生物油腻物质。

制备生态浮床，将本步骤制备的生态浮床放在养殖池塘内，由养殖池塘中具有净水能力的菌种在竹枝叶1表面完成生物挂膜以形成生物膜，生态浮床包括微孔曝气盘6和网箱4，网箱4设在微孔曝气盘6上。在实施例中，该网箱4采用网目为1.6cm的正方形尼龙无节网箱，该网箱4的长、宽和高都为100cm在该网箱4内部设有导气管8和所述竹枝叶生物填料，该网箱4内部竹枝叶生物填料的数量正好是25个。该网箱上部设有浮子3，底部设有沉子5，内部设有导气管8和所述竹枝叶生物填料。微孔曝气盘6与养殖池塘底部保持20cm的间隙；所述导气管8与所述微孔曝气盘6相连；控制养殖池塘的ph值为7.5，该微孔气盘6为所述竹枝叶生物填料曝气以形成携带气泡的从下往上流经所述竹枝叶生物填料的水流，利用所述生物膜对流过所述竹枝叶生物填料的水流进行洁水处理。该微孔曝气盘6每开启8小时，就关闭8小时，并且曝气时，控制因曝气而产生的水流流速为2cm/s。

在本实施例中，每隔240小时，在竹枝叶生物填料附近添加具有净水能力的菌中。

在本实施例中，所需竹枝叶生物填料的数量由算式t4：ptan=bm×k2/pm1给出，由上述可知单个竹枝叶生物填料的质量可以近似取1kg，即pm1=1千克。取k2=0.25,鱼的生物量用鱼的养殖产量表示，即bm=1000千克，故由算式t4可知所需竹枝叶生物填料的数量为250个，而每个生态浮床中有25个竹枝叶生物填料，故总共需要10个网箱作为生态浮床。

在本实施列中，在养殖池唐中养殖银鲴以清除脱落的生物膜，银鲴的养殖量由算式t1：dm=bm/k计算得出，其中k值取50千克养殖鱼/尾，鱼的生物量用鱼的养殖产量表示，即bm=1000千克，故本实施例中，由算式t1可知，银鲴的养殖量为20尾。

上述技术方案，操作简单，成本低廉，材料简单易得。由于天然的竹枝叶1表面有许多的生物油腻物质以及其他的非纤维素成分存在，影响竹枝叶1的吸附能力，这里去除了竹枝叶1表面的生物油腻物质，提高了竹枝叶1的吸附能力和比表面积。在本实施例中，毛竹的亲水性能良好，24小时后，竹枝叶1基本浸湿完全。竹枝叶1挂膜速度快，120小时后表面即出现一定数量黏性黄褐色生物膜，第360小时后基本完成挂膜，形成了生物膜，对codcr和nh⁺4-n的去处率在72%以上。

实施例二

如图4所示，在本实施例中，养殖池塘中鱼的养殖产量为1000千克，竹枝叶1选用生长年龄为3年的毛竹的竹枝叶，竹枝叶1包括侧枝、小枝、叶枝和竹叶；所述侧枝和小枝和叶枝的质量比为1：1。囊袋2采用40目尼龙无节网做成底面直径为20cm高为90cm的长圆柱通状，在本实施例中，竹枝叶1在囊袋2中的放置密度采用32千克每立方米以使竹枝叶1在囊袋2中的放置松紧度能使水流状态下竹枝叶1之间不发生经常性移位摩擦，经过计算每个囊袋2中放置的竹枝叶质量应约为0.9千克。将捆绑好的三组共计0.9千克的竹枝叶1放入囊袋2中，上下相邻两组所述竹枝叶1间头尾衔接，使该三组竹枝叶1的排放方向与曝气盘6曝气所产生的气流的流动方向一致。将装有竹枝叶1的囊袋2用ph值为10的生石灰溶解液的上清液浸泡处理，浸泡时将为200分钟，浸泡温度为22℃，以去除竹枝叶1中的生物油腻物质。

制备生态浮床，将本步骤制备的生态浮床放在养殖池塘内，由养殖池塘中具有净水能力的菌种在竹枝叶1表面完成生物挂膜以形成生物膜，生态浮床包括微孔曝气盘6和网箱4，网箱4设在微孔曝气盘6上。在实施例中，该网箱4采用网目为1.9cm的正方形尼龙无节网箱，该网箱4的长、宽和高都为100cm在该网箱4内部设有导气管8和所述竹枝叶生物填料，该网箱4内部竹枝叶生物填料的数量正好是25个。该网箱上部设有浮子3，底部设有沉子5，内部设有导气管8和所述竹枝叶生物填料。微孔曝气盘6与养殖池塘底部保持至少20cm的间隙；所述导气管8与所述微孔曝气盘6相连；控制养殖池塘的ph值为7，该微孔气盘6为所述竹枝叶生物填料曝气以形成携带气泡的从下往上流经所述竹枝叶生物填料的水流，利用所述生物膜对流过所述竹枝叶生物填料的水流进行洁水处理。该微孔曝气盘6每开启6小时，就关闭6小时，并且曝气时，控制因曝气而产生的水流流速为3cm/s。

在本实施例中，每隔200小时，在竹枝叶生物填料附近添加具有净水能力的菌中。

在本实施例中，所需竹枝叶生物填料的数量由算式t4：ptan=bm×k2/pm1给出，由上述可知单个竹枝叶生物填料的质量可以近似取0.9kg，即pm1=0.9千克。取k2=0.20,鱼的生物量用鱼的养殖产量表示，即bm=1000千克，故由算式t4可知所需竹枝叶生物填料的数量约为222.222个，而每个生态浮床中有25个竹枝叶生物填料，故总共需要9个网箱作为生态浮床，就可以使竹制生物填料的数量达到225个，刚好略超过222.222个。

在本实施列中，在养殖池唐中养殖银鲴以清除脱落的生物膜，银鲴的养殖量由算式t1：dm=bm/k计算得出，其中k值取40千克养殖鱼/尾，鱼的生物量用鱼的养殖产量表示，即bm=1000千克，故本实施例中，由算式t3可知，银鲴的养殖量为25尾。

在本实施例中，相比于实施例1，通过将每个囊袋中的竹枝叶1分成多组进行放置，实现竹枝叶放置方式的灵活性。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。