一种工厂化水产养殖尾水高效脱氮装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水产养殖尾水处理技术领域，具体涉及一种工厂化水产养殖尾水高效脱氮装置，适用于工厂化大规模处理和回收水产养殖尾水。
【背景技术】
[0002]我国是一个水产养殖大国，是世界水产品的重要供应地，但是传统的粗放型渔业生产方式已经面临着资源、环境等多种因素的制约。同时，随着人们生活品质的提高，名特优鱼类(如鋳、鲑、鳟、飩、石斑鱼等)逐渐进入消费市场，传统的粗放型生产方式已不能满足这些鱼类的养殖需求。开发具有节水、省地、环境友好、条件可控的工厂化循环水养殖是一条重要出路。
[0003]工厂化循环水养殖是随着科学技术的进步而发展起来的，它在高密度养殖的基础上，对生产过程中的水质、水温、饵料、防疫、污物处理等各因素或环节进行人工或自动控制，使养殖品种尽可能达到最快生产速度的一种生产方式。这种循环养殖方式具有不受地域、气候条件限制，具有节水、节地、单产高、环保等诸多优点，是实现水产品质量安全的新途径，现已成为水产渔业的重要发展方向。
[0004]工厂化循环水养殖系统通常包括养殖区域和水处理区域两部分。养殖区域的中、下层养殖水体溶解氧含量低，且常沉积有鱼粪残饵等固体颗粒物，因此需要抽提到水处理区域进行水质净化处理，再经消毒充氧，最后回流至养殖区域，达到水体循环利用的目的。现阶段，工厂化循环水养殖系统普遍配置在建造规范、遮光性好的大型车间内，能达到水体循环的目的，但这种工厂化循环水养殖系统具有以下明显的不足之处:
[0005]一、对光、风等天然能源的利用率低。
[0006]二、水处理部分的设备庞大、能耗高、操作复杂、投资及运行费用大、水质稳定性弱。
[0007]三、在水体净化过程中缺乏对固体颗粒物的有效拦截，以及蛋白质、氨基酸、多糖的有效分解，导致养殖水体中固体颗粒物、溶解态大分子有机物含量高居不下，耗氧严重。同时，对分离的固体颗粒物以及水体中富集的各类碳源综合利用度不高。养殖过程中净水设施的定期清洗以及高浓度底层污水的直接排放都加剧了周遭的环境负荷，养殖水体整体循环利用率不高，节水减排效果不理想。
[0008]四、现有的水处理设备在水质调控方面，很难兼顾对氨氮、硝氮或亚硝氮的同时高效去除，因此也会导致总氮的去除效率不高。而氨氮、硝氮或亚硝氮的蓄积是现阶段工厂化循环水养殖系统中最容易出现的难题。如何降低或控制好工厂化循环水养殖系统中耗氧有机物、氣氣、亚硝氣等有害物质的含量是成功调控水质的关键。
[0009]人工湿地是近年来发展起来的一种有效污水处理技术，投资少、易维护、净化效果好、适用范围广，目前在水产养殖业中已有一定应用。国内外研宄表明，无论是单一还是组合类型，人工湿地对低污染水产养殖尾水氮素污染物的去除效果并不理想，宄其原因主要归结为以下几点:
[0010]一是微生物的硝化/反硝化作用仍是人工湿地脱氮的主要途径。一般水产养殖尾水溶解氧含量不高，加上潜流湿地内部的低溶解氧环境，氨氮的硝化作用大大受限，导致出水氨氮反而高于进水。
[0011]二是水产养殖尾水在进入人工湿地之前都经过一定的沉淀处理，水体中的碳源多半以颗粒物形式沉积于沉淀池底部和(或)人工湿地表面，溶解态可利用碳源大部分在硝化反应时已被降解。因缺乏溶解氧，沉积在人工湿地表面的有机物矿化作用微弱，又人工湿地植物的生长和腐败过程释放的碳源很少，导致反硝化作用碳源不足。
[0012]三是与工业废水相比，水产养殖尾水具有污染物浓度低、排放量大等特征。用人工湿地进行处理时常呈现高水力负荷、短停留时间现象。而微生物的硝化/反硝化不仅受控于氧化还原条件，还与水力停留时间密切相关，延长停留时间即可增加硝化/反硝化的作用几率。
【发明内容】
[0013]为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种工厂化水产养殖尾水高效脱氮装置，该装置结构简单、能耗低、操作简单、投资及运行费用少，而且能同时高效脱除水产养殖尾水中的有机物、氨氮、硝氮及亚硝氮等，实现水产养殖尾水的循环利用。
[0014]实现本发明上述目的所采用的技术方案为:
[0015]一种工厂化水产养殖尾水高效脱氮装置，至少包括厌氧水解池、沉淀池、微滤机、曝气垂直潜流湿地、折流式水平潜流湿地、紫外线杀菌器和贮水增氧池，微滤机安装于养殖鱼池的排水口处，微滤机进水口的位置低于养殖鱼池的排水口的位置，微滤机的进水口与养殖鱼池的排水口连通，微滤机的排水口与厌氧水解池的进水口连通，厌氧水解池顶部的排水口与沉淀池的进水口连通；
[0016]所述的曝气垂直潜流湿地为砖混结构的池子，曝气垂直潜流湿地侧壁相对位置处设有进水口和排水口，曝气垂直潜流湿地的进水口位于曝气垂直潜流湿地侧壁的顶部，曝气垂直潜流湿地的排水口位于曝气垂直潜流湿地侧壁的底端，曝气垂直潜流湿地的内部填充有吸附能力较强的基质，曝气垂直潜流湿地顶部设有水平放置的T型进水主管，进水主管包括进水支管A和进水支管B，进水支管A与进水支管B的中部连通，进水支管A穿过曝气垂直潜流湿地的进水口，曝气垂直潜流湿地的顶部设有一排等间距排列的布水管，各根布水管的一端与进水支管B连通且垂直于进水支管B，另一端封闭，布水管的底部与基质的顶部接触，布水管的底部设有两排以上的排水孔，曝气垂直潜流湿地的底部设有一排等间距排列的集水管，集水管上与基质接触的部分设有三排以上的进水孔，曝气垂直潜流湿地底部一侧设有水平放置的排水主管，进水主管包括排水支管A和排水支管B，排水支管A与排水支管B的中部连通，排水支管B平行于进水支管B，排水支管A穿过曝气垂直潜流湿地的排水口，曝气垂直潜流湿地内靠近曝气垂直潜流湿地侧壁处设有一排等间距排列、竖直放置的竖管，竖管高于基质表面且顶端密封，各根集水管的一端与排水支管B连通且垂直于排水支管B，另一端与与该排水管对应的竖管连通，各竖管内穿插有塑料软管，各集水管内设有纳米微孔曝气管，曝气垂直潜流湿地的外围设有溶解氧测控主机和鼓风机，鼓风机的出风口处设有连接有总供气管，各塑料软管的一端与总供气管连通，另一端与与该塑料软管对应的纳米微孔曝气管连通，排水主管与曝气垂直潜流湿地排水口的连接处安装有溶解氧测控传感器，溶解氧测控传感器与溶解氧测控主机相连，溶解氧测控主机与鼓风机相连；
[0017]所述的折流式水平潜流湿地为砖混结构的池子，折流式水平潜流湿地设有进水口和出水口，折流式水平潜流湿地内设有平行交错的折流墙，折流式水平潜流湿地内填充有吸附能力较强的基质；
[0018]沉淀池顶部的出水口处设有分流阀，沉淀池的出水口通过分流阀分别与曝气垂直潜流湿地的进水支管A和折流式水平潜流湿地的进水口连通，曝气垂直潜流湿地的排水支管A也与折流式水平潜流湿地的进水口连通，IC水增氧池设有进水口和出水口，折流式水平潜流湿地的出水口与紫外线杀菌器的进水口连通，紫外线杀菌器的出水口与贮水增氧池的进水口连通，贮水增氧池设有微孔曝气盘。
[0019]曝气垂直潜流湿地的底部浇筑混凝土底板，混凝土底板倾斜，混凝土底板的倾斜面与曝气垂直潜流湿地底面的夹角为3%。?10%。，混凝土底板靠近曝气垂直潜流湿地的进水口的一侧高于靠近曝气垂直潜流湿地的出水口一侧，各布水管倾斜，各布水管与水平面的夹角为3%。?10%。，各布水管与进水支管B连通的一端高于封闭的另一端，折流式水平潜流湿地底面与水平面的夹角为3%。?10%。，折流式水平潜流湿地底面靠近其进水口的一侧高于靠近其出水口的一侧。
[0020]曝气垂直潜流湿地内填充有三层不同粒径的基质，三层基质的粒径从下往上依次减小。
[0021]排水支管A上设有与排水支管A连通的排空管，排空管位于排水支管A的上方且位于曝气垂直潜流湿地外，排空管上设有等间距的出水阀，用于调控空闲期湿地内部水位，防止湿地植物干枯死亡。
[0022]厌氧水解池和沉淀池的底部均设有集污槽，沉淀池的底面高于厌氧水解池的底面，沉淀池的底端通过倾斜管道与厌氧水解池连通，厌氧水解池的底部安装有污泥泵，厌氧水解池通过污泥泵与微滤机的进水口连通。
[0023]曝气垂直潜流湿地内栽种有维管束植物，所述的维管束植物为芦苇或花叶芦竹。
[0024]折流式水平潜流湿地内栽种有浅根湿生植物，所述的浅根湿生植物为美人蕉或灯心草。
[0025]所述的基质为多孔陶粒。
[0026]本发明与现有技术相比，其有益效果与优点在于:
[0027]1、该装置以工厂化水产养殖尾水中的悬浮固体、耗氧有机物、氨氮、硝氮及亚硝氮等的去除为核心，依据潜流湿地处理低污染水体的主要脱氮途径一一硝化/反硝化，将曝气垂直潜流湿地的强硝化功能和水平潜流湿地的反硝化功能有机结合，成功解决了氨氮、硝氮或亚硝氮的同时高效去除问题，大幅度提高了脱氮效率。
[0028]2、该装置在曝气垂直潜流湿地和折流式水平潜流湿地处理阶段前增设了微滤机、厌氧水解池、沉淀池等设施，既保证了固液分离，大大削减了养殖尾水中的固体颗粒物水平，降低了曝气垂直潜流湿地和折流式水平潜流湿地被堵塞和固体颗粒物超负荷的风险，又将经过微滤机过滤的残余有机物、大分子难降解有机物成功水解成小分子物质，为后续折流式水平潜