一种鱼菜共生过滤系统及应用于该系统的垂直水处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及农业生态养殖技术领域，具体为一种鱼菜共生过滤系统及应用于该系统的垂直水处理装置。


背景技术：

2.在当前自然可利用水体及渔业资源日益受到限制情况下，采用鱼菜共生系统生产适销对路的蔬菜产品和鱼产品，将是一项意义重大的生态农业项目。利用植物及微生物强大的分解吸收功能，对养殖用水进行有效净化，以保持水质环境各项因子的最适化与最优化。在封闭型的工厂化养殖系统中，引入了蔬菜瓜果等植物与微生物，使喂鱼后的饲料残渣、排泄物等固体含氮废物，在微生物作用下分解，再通过根系吸收，形成了一种独特的生态循环系统，以防水质恶化及溶氧度降低的情况发生，保证水质的清洁与溶氧量的稳定，为高密度的工厂化养殖创造了一种完整的共生体系。此类养殖方案使得养殖密度及单位面积产量数十倍地提高，同时也实现了高度省水的集约化生产，投喂经过科学配制的商业饲料如谷物、鱼粉蛋白、维生素、矿物质等配方鱼饵，使鱼的摄食率与生物转化率大大提高，从而大大加快鱼的生长速度，这是自然散生养殖所不能比的。在闭锁系统在计算机的控制下，可以对鱼菜共生养殖系统水体进行不断的循环增氧或输入纯氧，再经植物的生物过滤，清除了水体中的废物，让水保持一个较高水平的水质标准，还是一种技术集约土地集约的劳动力集约的高效率生产模式，可以在接近市场的场所灵活地建立工厂化的种养基地，占地小，效率高，可以专业化生产高价值的农产品，是在当前土地资源和水资源短缺的社会环境下推出的一项实用价值和生态价值兼具的高科技项目。同时此类养殖方案中的蔬菜区，可以实现高空多层次的气雾培生产方式，让城市可贵的土地资源得以数倍地利用。鱼菜共生系统通过生物间良性生态模式的建立，使养殖水中的废物得以有效进行生物代谢，为种植的蔬菜作物提供富营养化的矿质元素，使鱼及蔬的生长速度加快，做到月月有鱼菜。更为重要的是集约化的种养模式可以进行温室内生产或低温季节的加温生产，使鱼与菜的生长速度大大加快，做到淡季不淡的反季生产，大大提高了经济效益。
3.如授权公告号为cn209201872u的实用新型专利文件中公开的一种阳台垂直式管道机制培鱼菜共生系统，包括底座，底座上方由一条横杆和二条竖杆构成支架，横杆上设有卡槽，垂直种植管卡设在卡槽上，通过u形水管箍固定，垂直种植管内设有漏斗式定值空腔，空腔放置种植基质，种植管下方设有回流支管，回流支管与回流总管连接，回流总管右下方设有出水管，出水管的水回流到过滤装置，支架右侧设有鱼池，鱼池右侧设有过滤装置，鱼池与过滤装置通过溢流管连通形成水循环，鱼池内设有太阳能抽水泵。鱼池里的水通过溢流管流到溢流装置，水经过滤后由三通管分为二路，一路通过电球阀开关到达垂直中止管顶上方的进水管，进水管对应每个种植管顶处设有喷头，可对每条种植管进行浇灌，电球阀开关与循环定时器连接，可自动控制浇灌的时间，另一路流到鱼池。
4.此类鱼菜共生系统中所包含的常见过滤循环结构只是简单将废水引导至植物种植区域，无法充分利用养殖鱼类时所产生的废弃物，将其转化为植物所需的养料；同时此类
循环过滤结构对养殖用水的净化程度十分有效，容易导致在一定时间的使用后水中的各类有害成分含量上升，导致鱼类生存环境恶化甚至是造成大量死亡的情况发生。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种能够有效转化处理水质的垂直水处理装置和一种包含有所述垂直水处理装置的鱼菜共生过滤系统。
6.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
7.一种垂直水处理装置，包含有进水管和出水管，其主体部呈直立的圆柱体形状且内部中空，其特征在于：所述垂直过滤装置被内部沿其轴向以一定间距安装设置的上层分隔部件和下层分隔部件分隔为位于最下方用于对污水进行初步处理的第一处理区，位于最上方用于对污水进行进一步处理的第二处理区和位于第一处理区和第二处理区之间用于对污水进行最终处理的第三处理区；所述进水管与第一处理区相连，所述出水管与第三处理区相连；所述第一处理区内部安装有连接第一处理区和第二处理区并用于将污水由下而上输送至第二处理区的连接管；所述第三处理区位于第二处理区与第一处理区之间，污水流经上层分隔部件由第二处理区流向第三处理区。
8.作为对本实用新型的优选，所述第一处理区内部设置有包含火山岩、珍珠岩和陶粒的第一处理层。
9.作为对本实用新型的优选，所述第二处理区的上方开口；所述上层分隔部件为一种主体呈圆柱形并用于承载基质的栽培篮，所述栽培篮的上部沿径向向外延伸形成有用于将栽培篮架设于第二处理区内的卡接外沿，栽培篮的底部包含有能够将基质限制固定但不影响污水向下流出的间隙结构，所述栽培篮的内部设置的基质形成第二处理层。
10.作为对本实用新型的优选，所述第三处理区的底部设置有包含活性炭的第三处理层。
11.一种鱼菜共生过滤系统，包含有上述的垂直水处理装置，还包含有设置于所述垂直水处理装置侧面的鱼缸，所述鱼缸上方开口，鱼缸内部空间通过设置于侧面的开口与所述进水管相连通，所述出水管向外延伸至鱼缸上方开口处；所述鱼缸的内部安装有用于为水流动提供动力的水泵。
12.作为对本实用新型的优选，在所述栽培篮的内部放置有栽培基质并种植有爬藤类植物。
13.作为对本实用新型的优选，所述垂直水处理系统中的第三处理区侧面开设有多个内外贯通的安装孔，在所述安装孔上固定有用于进行无土栽培的定植杯。
14.作为对本实用新型的优选，所述栽培篮底部的间隙结构沿第一处理区的内侧壁面分布并与壁面相贴合。
15.作为对本实用新型的优选，所述安装孔和固定于安装孔上的定植杯沿所述第三处理区的壁面呈螺旋形以一定间隔排布设置。
16.作为对本实用新型的优选，在第二处理区的内部放置有内部固定有微生物的生化球。
17.综上所述，本实用新型能够实现以下多项有益效果：
18.1.所述垂直水处理装置通过上层分隔部件和下层分隔部件将内部分为第一处理
区、第二处理区和第三处理区，通过多层处理的方式对污水进行净化，有效优化处理效果，使污水能够被继续使用。
19.2.所述第一处理区内部包含有颗粒直径较大的火山岩、珍珠岩和陶粒形成的第一处理层，能够将污水中的植物残枝等尺寸较大且难以分解的杂质进行初步过滤，防止在后续水循环过程中造成装置的堵塞。
20.3.所述第二处理层位于垂直水处理装置的上方，在此处安装一种内部盛有栽培基质的栽培篮，通过间隙较小的基质对鱼粪与污水进行分离并将鱼粪留存基质内部，通过基质内部的细菌对鱼粪进行处理分解形成富含养分的肥水，在所述栽培篮的内部种植有爬藤类植物。
21.4.所述第三处理区的底部设置有包含有活性炭的第三处理层，通过活性炭对水中的有害物质进行吸附完成对废水的最终处理并将处理后的用水通往外置的鱼缸内，用于为鱼缸内的鱼类继续提供养殖用水。
22.5.所述第三处理区的侧面壁开设有多个安装孔，在安装孔上安装有内部可以实现无土栽培植物的定植杯，使得经过第一处理区和第二处理区净化处理后含有营养物质肥水能够沿第三处理区的内侧壁流下进入定植杯的内部为植物提供营养。
23.6.所述安装孔沿第三处理区的侧面开设并且成螺旋形排布，使得经处理后的肥水向下流淌时不会因上方的定植杯的遮挡作用使得位于下方的定植杯无法收集足够的肥水造成无土栽培的植物缺少营养生长不良的情况的发生。
附图说明
24.图1为鱼菜共生过滤系统外观示意图；
25.图2为垂直水处理装置内部结构示意图；
26.图3为鱼菜共生过滤系统内部结构示意图；
27.图4为定植杯安装结构局部放大示意图；
28.图5为栽培篮结构示意图。
29.图中：
30.1——垂直水处理装置，1a——进水管，1b——出水管，1c——连接管；
31.2c——第一处理区，2a——第二处理区，2b——第三处理区；
32.3a——上层分隔部件，3b——下层分隔部件；
33.4a——第一处理层，4b——第二处理层，4c——第三处理层；
34.5——栽培篮，5a——卡接外沿，5b——间隙结构；
35.6——鱼缸，6a——水泵；
36.7a——植株，7b——定植杯，7c——安装孔；
37.8——爬藤类植物；
38.9——生化球。
具体实施方式
39.以下具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，
但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
40.本方案是通过以下技术手段实现的：
41.实施例1：一种垂直水处理装置1，其主体部分为一种pvc材料制成的中空圆柱管，所述中空圆柱管的底部密封，上部开口。沿所述中空圆柱管的轴向由上而下依次布置安装有上层分隔部件3a和下层分隔部件3b，所述垂直水处理装置1的内部空间被所述上层分隔部件3a和下层分隔部件3b由上而下依次分为第二处理区2a、第三处理区2b和第一处理区2c。所述第一处理区2c位于垂直水处理装置1的最下方并且与进水管1a相连接，所述第一处理区2c与第三处理区2b之间通过下层分隔部件3b完全分离，所述第三处理区2b内部安装有能够将第一处理区2c内部经过初步处理的污水输送至上方第二处理区2a栽培篮5内基质处的连接管1c。
42.所述第一处理区2c内部放置有火山岩、珍珠岩和陶粒混合组成的第一处理层4a，由于所述第一处理层4a的颗粒较大并且各种材料均具有较大的孔隙结构，当污水初步流经第一处理层4a时，污水中含有的砂石或是断裂的植物根茎叶片会被所述第一处理层4a分离留存，避免在之后的处理过程中造成装置的堵塞影响后续的水处理。
43.所述第二处理区2a与第三处理区2b之间的上层分隔部件3a具体为一种主体呈圆柱形并且在底部和侧面壁开设有间隙结构5b的栽培篮5，所述栽培篮5能够通过自身上部向外延伸的卡接外沿5a安装于所述垂直水处理装置1内部并固定；所述栽培篮5的内部盛放有栽培基质如腐叶土或草皮土，所述间隙结构5b的间隙小于栽培基质的颗粒大小，能够实现当污水流经第二处理区2a时污水中的颗粒较小的废弃物被基质所形成的的第二处理层4b过滤分离并留存于第二处理区2a，污水经过第二处理区2a的处理后，能够通过栽培篮底部5的间隙继续向下流动至第三处理区2b。
44.所述第三处理区2b的内部空间与出水管1b相连通，第三处理区2b底部设置有包含有活性炭材料的第三处理层4c，所述第三处理层4c内部的活性炭内部有无数细小孔隙，表面积巨大，利用活性炭所具有的极强的物理吸附和化学吸附功能以及解毒作用，将颗粒直径极小的有毒有害物质吸附在活性炭的微孔中，将污染物与水相分离；同时，活性炭还能与污水中的多种化学物质结合，避免处理后的水中包含有化学物质造成对其它生物的毒害作用。
45.实施例2：一种鱼菜共生过滤系统，包含有实施例1中所述的垂直水处理装置1，在所述垂直水处理装置1的侧面设置有一个养殖有鱼或虾等水产动物的鱼缸6，所述鱼缸6内部靠下侧与所述垂直水处理装置1中的进水管相连接，在鱼缸6内部安装有水泵6a，通过水泵6a的工作将鱼缸6内部养殖过程中所产生的污水输送至所述第一处理区2c进行初步处理后沿所述连接管1c向上输送至第二处理区2a进行进一步处理。所述第二处理区2a的栽培篮5内种植有爬藤类植物8，当污水流经第二处理区2a时，污水中所包含的水生生物的排泄物被栽培篮5的内部基质所形成的的第二处理层4b分离并固定，排泄物在基质内微生物的作用下逐渐发酵分解转化为氨类物质，并在硝化细菌的作用下进一步转化为植物所需的含氮肥料，为所述爬藤类植物8提供足够的养分。进一步优选，还可在所述基质形成的第二处理区2a内放置多个固定有微生物的生化球9，所述生化球9的表面为镂空的网状结构且其内部设置有多道用于固定附着微生物的复合层结构，所述生化球9能够有效加快排泄物的转化效率同时防止基质内的微生物在水流的不断冲刷下发生流失造成转化效率降低的情况发
生。
46.进一步优选，所述垂直水处理系统1中的第三处理区2b侧面开设有多个内外贯通的安装孔7c，在所述安装孔7c上固定有用于进行无土栽培的定植杯7b，在所述定植杯7b内放置有小型植株7a如番茄苗、绿萝等。所述定植杯7b的内侧端最低平面低于外侧端最低平面，该结构使得由第二处理区2a向下流淌进入定植杯7b内的肥水不会向装置外溢出而是沿内部壁面继续向下滴落。
47.对于所述栽培篮5的结构进行优选，栽培篮5底部的间隙结构与第三处理区4c的内侧壁面相贴合，使处理后的富含营养物质的肥水沿壁面流下，保证肥水充分进入定植杯7b内为植株7a提供养分。进一步优选，所述定植杯7b沿第三处理区2b的侧面壁呈螺旋形分布，该结构能够有效解决肥水在向下流淌时靠上侧的定植杯7b对靠下侧定植杯7b产生阻挡作用的情况发生，保证各个植株7a获得充足的营养。
48.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。