一种基于水生植物与微生物耦合模式下的池塘养殖水体原位生态净化系统

1.本发明涉及污水净化技术领域，具体涉及一种基于水生植物与微生物耦合模式下的池塘养殖水体原位生态净化系统。


背景技术：

2.近年来，基于技术进步和模式升级，高密度、集约化养殖已成为我国主要池塘养殖模式。为此，我国池塘养殖面积和水产品产量均蝉联世界第一。然而，这种传统的高密度养殖方法，致使大量的残饵、粪便排入养殖水体，并不断向水体中释放氮磷等营养物质，极易引起水体富营养化。如这部分营养不能得到及时移除或者控制，不仅破坏养殖生境，而且增加养殖水产品的致病概率，甚至致死鱼虾。未经净化的养殖水直接排放，会增加自然水体营养负荷，破坏自然生境。因此，池塘水产养殖水体的原位净化不仅是健康养殖的迫切要求，也是水环境保护的重要内容之一。
3.随着经济的不断发展和人民生活水平的日益提高，消费者对绿色、健康水产品的需求逐渐升高，而优质的水产品取决于优质的养殖水环境。为此，养殖水体生态净化技术的研发与应用迫在眉睫。目前，对于水产养殖的尾水净化的方法概括来讲主要有：三塘两坝模式、鱼菜共生模式、人工湿地模式等异位净化模式，占地面积较大，养殖户难以割舍土地单独用于尾水净化。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于水生植物与微生物耦合模式下的池塘养殖水体原位生态净化系统。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种基于水生植物与微生物耦合模式下的池塘养殖水体原位生态净化系统，包括尾水进水口与出水口，所述出水口可连接沟渠或者河涌，还包括沉淀矿化区、强效去污区、深度净化区、水质调节区和生态养殖区，其中，所述沉淀矿化区与所述尾水进口相连，所述强效去污区与所述述沉淀矿化区相连，所述水质调节区与所述出水口相连，所述深度净化区与所述水质调节区相连；所述生态养殖区位于所述强效去污区和所述深度净化区之间；
7.所述强效去污区依次由凤眼莲控养区、水浮莲控养区、狐尾藻控养区组成；
8.所述深度净化区依次由空心菜控养区、李氏禾控养区、黄花水龙控养区组成；
9.还包括第一微纳米增氧装置、第二微纳米增氧装置，所述第一微纳米增氧装置、第二微纳米增氧装置分别设置于强效去污区和深度净化区的底部，且所述第一微纳米增氧装置设置于靠近所述凤眼莲控养区和水浮莲控养区的水域，所述第二微纳米增氧装置设置于靠近所述空心菜控养区和李氏禾控养区的水域。
10.需要说明的是，所述沉淀矿化区将定期投放微生物制剂，加速有机质矿化作用，使更多有机氮转化为铵态氮。
11.需要说明的是，所述生态养殖区搭配养殖食草鱼类和滤食性鱼类；鱼饵料为控养区内的水生植物，无需投加人工鱼饵。
12.需要说明的是，所述系统中的水位高度为尾水进水口大于所述沉淀矿化区的溢流堰i大于所述生态养殖区大于所述水质调节区的溢流堰ii大于所述出水口，其中，落差2
‑
3cm。
13.需要说明的是，本发明还包括固定结构，所述固定结构包括缆绳、浮球、尼龙网与配重件，所述缆绳分别穿接于所述尼龙网的两侧，其中一侧的所述尼龙网上设有浮球，所述配重件吊设于所述尼龙网的另一侧；其中，所述尼龙网的一侧通过所述浮球漂浮于水面，所述配重件将另一侧所述尼龙网的底端沉降至底泥；所述尼龙网的孔径为1cm；通过所述固定结构可防止控养区内的水生植物随水流逃逸，同时也可以防止生态养殖区中的鱼类进入控养区内。
14.需要进一步说明的是，在靠近岸边侧设置所述缆绳的开关区域，方便所述控养区内的水生植物定期采收与转运。
15.需要说明的是，本发明还包括若干生态浮床，所述狐尾藻养于若干所述生态浮床上；其中，所述生态浮床由pvc框架与覆盖于所述 pvc框架的聚乙烯网格布组成，若干所述生态浮床之间通过绳索相连，最外侧的生态浮床的两端固定于岸边；所述聚乙烯网格布孔径为 2cm。
16.本发明还提供一种利用基于水生植物与微生物耦合模式下的池塘养殖水体原位生态净化系统进行净化的方法，将污水通过尾水进水口导入，尾水先注入沉淀矿化区，在该区域进行短暂沉淀后通过溢流堰i流入强效去污区，强效去污区以耐污、耐铵态氮、去污能力强的漂浮植物为主，经过强效去污的水体流入生态养殖区后再流入深度净化区进行净化，经过净化的水体流入水质调节区，在该区域通过溢流堰ii将调节净化后水体通过出水口排出至连接沟渠或者河涌。
17.进一步的，当水体由水质调节区流入出水口时，先经过不锈钢格栅，拦截植物落叶或固体废弃物。
18.本发明的有益效果在于：实现鱼草共生、弥补单独用于尾水净化模式下池塘产出不足、投入少、成本低；植物采收后饵料化回用、提高水产品质量根据水生态学，物理曝气、水生植物和生物膜材料同水域组合，池塘立体空间利用率高、占地少；通过不同生活型水生植物的组合与微生物制剂的科学配置，实现水生植物与池塘鱼类共生，池塘养殖水体生态净化与水体中氮磷等营养物质循环再利用，提高养殖水体治理与生态净化的效果。
附图说明
19.图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
20.以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，以下实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
21.如图所示，本发明为一种基于水生植物与微生物耦合模式下的池塘养殖水体原位
生态净化系统，包括尾水进口100与出水口200，所述出水口200可连接沟渠或者河涌，还包括沉淀矿化区1、强效去污区2、深度净化区3、水质调节区4和生态养殖区5，其中，所述沉淀矿化区1与所述尾水进口100相连，所述强效去污区2与所述沉淀矿化区1相连，所述水质调节区4与所述出水口200相连，所述深度净化区3与所述水质调节区4相连；所述生态养殖区5位于所述强效去污区2和所述深度净化区3之间。
22.进一步的，如图1所示，本发明的强效去污区2依次由凤眼莲控养区21、水浮莲控养区22、狐尾藻控养区23组成；
23.进一步的，本发明的深度净化区3依次由空心菜控养区31、李氏禾控养区32、黄花水龙控养区33组成；
24.更进一步的，本发明还包括第一微纳米增氧装置、第二微纳米增氧装置，所述第一微纳米增氧装置、第二微纳米增氧装置分别设置于强效去污区和深度净化区的底部，且所述第一微纳米增氧装置设置于靠近所述凤眼莲控养区21和水浮莲控养区22的水域，所述第二微纳米增氧装置设置于靠近所述空心菜控养区31和李氏禾控养区32 的水域。
25.需要说明的是，所述沉淀矿化区将定期投放微生物制剂，加速有机质矿化作用，使更多有机氮转化为铵态氮，通过强效去污区水生植物快速去除铵态氮。
26.需要说明的是，所述生态养殖区搭配养殖食草鱼类和滤食性鱼类；鱼饵料为控养区内的水生植物，无需投加人工鱼饵。
27.需要说明的是，所述系统中的水位高度为尾水进口大于所述沉淀矿化区的溢流堰i大于所述生态养殖区大于所述水质调节区的溢流堰 ii大于所述出水口，其中，落差2
‑
3cm。
28.需要说明的是，本发明还包括固定结构，所述固定结构包括缆绳、浮球、尼龙网与配重件，所述缆绳分别穿接于所述尼龙网的两侧，其中一侧的所述尼龙网上设有浮球，所述配重件吊设于所述尼龙网的另一侧；其中，所述尼龙网的一侧通过所述浮球漂浮于水面，所述配重件将另一侧所述尼龙网的底端沉降至底泥；所述尼龙网的孔径为1cm；通过所述固定结构可防止控养区内的水生植物随水流逃逸，同时也可以防止生态养殖区中的鱼类进入控养区内。
29.需要进一步说明的是，在靠近岸边侧设置所述缆绳的开关区域，方便所述控养区内的水生植物定期采收。
30.需要说明的是，本发明还包括若干生态浮床，所述狐尾藻养于若干所述生态浮床上；其中，所述生态浮床由pvc框架与覆盖于所述 pvc框架的聚乙烯网格布组成，若干所述生态浮床之间通过绳索相连，最外侧的生态浮床的两端固定于岸边；所述聚乙烯网格布孔径为 2cm
31.本发明还提供一种利用基于水生植物与微生物耦合模式下的池塘养殖水体原位生态净化系统进行净化的方法，将污水通过尾水进水口导入，尾水先注入沉淀矿化区，在该区域进行短暂沉淀后通过溢流堰i流入强效去污区，强效去污区以耐污、耐铵态氮、去污能力强的漂浮植物为主，经过强效去污的水体流入生态养殖区后再流入深度净化区进行净化，经过净化的水体流入水质调节区，在该区域通过溢流堰ii将调节净化后水体通过出水口排出至连接沟渠或者河涌。
32.进一步的，当水体由水质调节区流入出水口时，先经过不锈钢格栅，拦截植物落叶
或固体废弃物。
33.实施例
34.以下进一步详细描述本发明系统中各个区域的功能与作用。
35.尾水进水口：通过潜流式波纹管，将待净化的尾水从高密度养殖塘引流至原位生态净化塘。(水位：尾水进口＞沉淀矿化区溢流堰i ＞生态养殖区＞调节区溢流堰ii＞出水口，落差2
‑
3cm)
36.沉淀矿化区：尾水首先注入沉淀矿化区，在该区域进行短暂沉淀后通过溢流堰i，流入强效去污区。该区域定期都放微生物制剂(以芽孢杆菌属为主)，加速有机质矿化作用，使更多有机氮转化为铵态氮，通过下游强效去污区中水生植物和生物膜材料等快速去除铵态氮。
37.强效去污区：该区域以耐污、耐铵态氮、去污能力强的漂浮植物为主，如凤眼莲、水浮莲、狐尾藻。在凤眼莲与水浮莲控养水域底部，增设底部微纳米增氧装置，调节水体溶氧，提高微生物活性，根系附近形成好氧、缺氧和厌氧的不同环境，发达根系为不同微生物提供良好的附着与生存条件，通过根系泌氧改善根际局部氧环境，提高污染物去除效果。狐尾藻对水体增氧效果显著，在其浮床(pvc框架+聚乙烯网格布)的水下面固定系列生物膜材料，为微生物提供扩繁场所，增大微生物的生物去除作用，不同生态浮床通过绳索连接、两端固定于池塘岸边。
38.深度净化区：该区域以蔓生和禾本科植物为主，从生态养殖区依次为空心菜、李氏禾、黄花水龙，该区域的种养模式同狐尾藻，采用生态浮床种植。该区域的水底设置有底部微纳米增氧装置。
39.水质调节区：该区域通过溢流堰ii，将净化后尾水注入不锈钢格栅，拦截植物落叶等固体废弃物。
40.尾水出水口：出水口外侧连接沟渠或者河涌。
41.生态养殖区：该区域占整个净化系统的80％以上面积，该区域搭配养殖草鱼、罗非鱼、花莲、白鲢等食草鱼类和滤食性鱼类，系统中定期采收的植物作为饵料喂食鱼类，实现水体资源循环利用。
42.凤眼莲控养区：通过缆绳+浮球+尼龙网+配重结构实现凤眼莲的安全控养，尼龙网孔径φ1cm，通过配重将尼龙网底端与底泥接触，放置鱼类进入控养区，同时在靠近岸边侧设置缆绳开口区，方便植物定期采收，通过竹竿拨动即可完成采收工作。
43.睡莲控养区：通过缆绳+浮球+尼龙网+配重结构实现水浮莲的安全控养，尼龙网孔径φ1cm，通过配重将尼龙网底端与底泥接触，放置鱼类进入控养区，同时在靠近岸边侧设置缆绳靠口区，方便植物定期采收，通过竹竿拨动即可完成采收工作。
44.狐尾藻控养区：狐尾藻控养与生态浮床上，生态浮床结构为pvc 框架+聚乙烯网格布，聚乙烯网格布孔径φ2cm，浮床规格3m
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1m，不同浮床间通过绳索相连，浮床两端固定于池塘边。
45.空心菜控养区：结构和控养模式同狐尾藻控养区。
46.李氏禾控养区：结构和控养模式同狐尾藻控养区，聚乙烯网格布孔径φ1cm。
47.黄花水龙控养区：结构和控养模式同狐尾藻控养区。
48.第一微纳米增氧：设置水下微纳米气泡发生装置，实现水下高效持久性增氧，该装
置设置于凤眼莲与水浮莲控养水域。
49.第二微纳米增氧：设置水下微纳米气泡发生装置，实现水下高效持久性增氧，该装置设置于空心菜、李氏禾和黄花水龙控养区域。
50.溢流堰i：设置于沉淀矿化区外侧，共设置3个溢流口，使净化物理沉淀和生物矿化后的尾水流入强效去污区。
51.对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。