专利名称：工厂化水产养殖废水综合处理方法及处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及废水处理方法，尤其是涉及一种工厂化水产养殖废水综合处理方法及处理系统。
背景技术：
水产养殖是农业生产的重要组成部分，在现代科技的支持下，水产养殖有望成为继种植业之后的第二大食物产业。水产养殖的发展受到了很多因素的制约。水产养殖主要由对水环境的调控所组成，充足的、合乎要求的水源对各种养殖必不可少，水质影响着养殖生物的繁殖、生长乃至生存。当前，水资源不足和水污染问题已成为许多国家和地区共同面临的政治、社会、经济和重要科学技术问题，对于发展中国家，形势更加严峻。我国已被列为全世界人均水资源13个贫水国之一，尤其是华北及西北的一些地区，水资源缺乏已十分严重，河流断流和污染现象较为普遍(全国82％的江河、湖泊已受到不同程度的污染)。
事实上，水产养殖也是环境的污染源之一。现代的养殖业越来越趋于集约化，大量的饲料、肥料及化学药品被投入水体。单一种类的养殖模式、不合理喂饲造成的过剩饲料以及代谢产物，都给养殖水体带来巨大的压力，超过了一般养殖所依赖的自然净化生态系统的代谢能力，导致大量有机物不能完全分解而累积于水底，短时间会造成水体中氨、硫化氢等有毒气体过多及一些致病菌的大量滋生，从而使水质逐步恶化，甚至引起养殖生物死亡。
自80年代中期以来，可持续发展思想在全球传播，备受世界各国的关注，已成为当今国际农业发展的主要潮流和方向。一些同农业和环境相关的国际组织，都把可持续农业的研究和发展作为优先支持的项目。我国目前处于由传统农业向现代化农业转变时期，国内学者对生态农业、可持续农业、农业发展等问题发表了大量的论述。可持续发展是社会、经济发展和资源、环境相互协调、相互促进的重要保证，其含义主要包括保护生态环境、合理利用资源、技术适当、经济可行等内容。
传统的养殖方式由于技术和管理问题，已越来越暴露出不可持续生产的局限性，不但自身受到暴发性流行病的困扰，生产效益的持续性得不到保证，而且还存在破坏生态环境和浪费资源(水、饵料等)等弊端。如何对旧的生产方式进行改革，在有限的资源条件下，进一步提高水产养殖生产水平，同时又保护和改善生态环境，实现可持续发展，是现代水产养殖所面临的最严峻的挑战。
与传统养殖方式相比，以高密度为特征的工厂化水产养殖模式在资源需求、环境保护、生产能力等方面具有明显优势，已成为越来越多国家实现可持续发展的选择。但高的能量投入必然导致废水量的增加，如果这些系统的废弃物不加节制的向外界环境排放，也必然导致水资源环境的恶化。单一的水处理技术往往无法彻底处理废水中的多种污染物，需要由多种水处理技术组合而成的水处理系统对废水进行处理以实现重复利用，养殖系统所采用的水处理系统也直接决定了养殖系统的生产能力。优良的水处理系统不仅要能够完成对废水中绝大多数污染物的净化，而且要尽量降低运行成本，便于管理，安全可靠。好的系统应尽量简化，减少对复杂机械系统和自动控制系统的依赖，采用技术含量较低的工程技术反而更能提高系统的可靠性。由于立法的日益严格以及对养殖密度的苛求，发达国家的水处理系统日趋复杂化，但不利的因素是这样的技术生产的单位产量的成本事实上在逐渐增加，也极大限制了该技术在中国等发展中国家的应用。经济可行、安全高效的废水处理系统的研究和突破是工厂化水产养殖在我国推广和应用的关键。
发明内容
为了解决工厂化水产养殖中废水处理系统复杂化、成本高、难管理等技术问题，本发明的目的在于提供一种工厂化水产养殖废水综合处理方法及处理系统，利用以简单的斜板沉淀器、机械过滤器、以硝化细菌为介质的生物滤器和以水培草类植物为介质的植物滤器组成的机械—细菌—草集成系统来综合处理工厂化水产养殖废水。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一、本发明的处理方法将工厂化养殖池底部富含粪便和氨等代谢产物以及剩余饲料的废水输送到斜板沉淀器，在重力作用下废水中粒径较大的粪便和剩余饲料沉淀在斜板沉淀器底部即沉淀区，接着由机械过滤器将粒径较小的粪便和剩余饲料拦截在过滤前区，废水再进入以硝化细菌为介质的生物滤器，利用硝化细菌将废水中的氨转化为无毒性的硝酸盐，完成处理的废水再回流至养殖池循环利用，斜板沉淀器的沉淀区和机械过滤器的过滤前区积累的粪便和剩余饲料以及生物滤器底部积累的絮凝物和沉淀物定期输送到以水培草类植物为介质的植物滤器，循环灌溉水培草类植物以完成固体物的拦截和硝酸盐、磷盐等的吸收等深度处理，并定期回流对机械过滤器进行反冲洗。
二、本发明的处理系统本发明包括内装有斜板沉淀器和机械过滤器的处理池，生物滤器，植物滤器；1)处理池斜板沉淀器从左至右依次包括与处理池顶部平齐下部悬空的入流挡板，与低于处理池顶部而下部悬空的、数块平行排列的斜板、与处理池顶部平齐、上方开孔的出流挡板，出流挡板底部、处理池左侧面与处理池底面形成倾斜沉淀区；底面与倾斜沉淀区最高处齐平、内装有滤网的机械过滤器；2)生物滤器内装有以硝化细菌为介质的数串塑料线状滤料；3)植物滤器包括一定坡度倾斜的栽培槽，内放置种植有牧草的育苗盘，污液灌溉管路两端分别与栽培槽高端和废水桶连接；栽培槽低端和废水桶连接；4)斜板沉淀器一端经控制阀、带继电器的水泵与工厂化养殖池底部连接；斜板沉淀器底部的倾斜沉淀区、机械过滤器底部和生物滤器分别经控制阀与接有继电器和水泵的污液输送管路接到植物滤器的栽培槽高端；植物滤器的废水桶经接有继电器和水泵的清水回流管路与机械过滤器的过滤前区联接；生物滤器两端分别经控制阀与机械过滤器的过滤后区和工厂化养殖池连接。
植物滤器的育苗盘内种植的牧草为高羊茅或多年生黑麦草或多花黑麦草。
本发明具有的有益的效果是1.整个水处理系统所采用的斜板沉淀器、机械过滤器、以硝化细菌为介质的生物滤器和以水培草类植物为介质的植物滤器均为简单实用的水处理技术，对管理人员的要求较低，易管理，但满足了工厂化水产养殖废水处理的一般要求，能彻底处理废水中的污染物，达到循环利用的要求；2.废水中粪便和剩余饲料等难处理的污染物通过简单的斜板沉淀器和机械过滤器加以集中，去除了粪便和剩余饲料等污染物的废水进入生物滤器后对硝化细菌的压力大大减轻，利于硝化细菌的繁殖及其活性的保持，从而保证较高的硝化效率；3.集中在斜板沉淀器的沉淀区和机械过滤器的过滤前区的粪便和剩余饲料以及生物滤器底部积累的絮凝物和沉淀物定期输送到以水培草类植物为介质的植物滤器，循环灌溉水培草类植物以完成固体物的拦截和硝酸盐、磷盐等的吸收等深度处理，不需排放，不会污染外界环境；4.在植物滤器完成深度处理后的废水定期回流对机械过滤器进行反冲洗，节省了频繁反冲洗所需的用水和人力。
本发明主要用于工厂化水产养殖的废水处理。
图1是本发明的处理系统平面图；图2是本发明的斜板沉淀器和机械过滤器的A-A剖面图；图3是本发明的生物滤器B-B剖面图。
图中1.斜板沉淀器，2.机械过滤器，3.生物滤器，4.植物滤器，5.入流挡板，6.斜板，7.出流挡板，8.滤网，9.滤料，10.栽培槽，11.种植有牧草的育苗盘，12.废水桶，13.污液输送管路，14.污液灌溉管路，15.清水回流管路。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3所示，本发明包括内装有斜板沉淀器1和机械过滤器2的处理池，生物滤器3，植物滤器4；1)处理池斜板沉淀器1从左至右依次包括与处理池顶部平齐下部悬空的入流挡板5，与低于处理池顶部而下部悬空的、数块平行排列的、45°倾斜的斜板6、与处理池顶部平齐、上方开孔的出流挡板7，出流挡板7底部、处理池左侧面与处理池底面形成倾斜沉淀区；底面与倾斜沉淀区最高处齐平、内装有滤网2的机械过滤器2；2)生物滤器3内装有以硝化细菌为介质的数串塑料线状滤料9；3)植物滤器4包括一定坡度倾斜(1～5％)的栽培槽10，内放置种植有牧草的育苗盘11，污液灌溉管路14两端分别与栽培槽10高端和废水桶12连接；栽培槽10低端和废水桶12连接；4)斜板沉淀器1一端经控制阀、带继电器的水泵与工厂化养殖池底部连接；斜板沉淀器1底部的倾斜沉淀区、机械过滤器2底部和生物滤器3分别经控制阀与接有继电器和水泵的污液输送管路13接到植物滤器4的栽培槽10高端；植物滤器4的废水桶12经接有继电器和水泵的清水回流管路15与机械过滤器2的过滤前区联接；生物滤器3两端分别经控制阀与机械过滤器2的过滤后区和工厂化养殖池连接。
植物滤器4的育苗盘11内种植的牧草为高羊茅或多年生黑麦草或多花黑麦草。
实施方式如图1、图2、图3所示，废水通过继电器控制的水泵输入处理系统，斜板沉淀器1和机械过滤器2集中在一个1200×900×1000mm(长×宽×高)的处理池，斜板沉淀器1的入流挡板5高500mm，上方与处理池顶部平齐，斜板6长度390mm，斜角45°，共10块斜板形成9层通道，相邻斜板间距40mm，斜板上方距处理池顶部220mm，斜板沉淀器1底部三面倾斜以利于沉淀物的集中和排放，最低处深1000mm，斜面高差300mm。机械过滤器2底面与斜板沉淀器1底面最高处平齐，通过出流挡板7与斜板沉淀器1分隔，出流挡板7高700mm，距上方220处对称开有相距300mm的两个Φ50mm的圆孔。机械过滤器2的滤网8采用40目PVC滤网。机械过滤器2通过Φ50mmPVC管与生物滤器3联接。生物滤器3的尺寸为1200×900×1000mm(长×宽×高)，滤料9采用塑料线状滤料，共悬挂30串，间距180×200mm。斜板沉淀器1沉淀区、机械过滤器2过滤前区和生物滤器3底部的污液通过污液输送管路13输送到植物滤器4，污液输送管路13的管道采用Φ32mmPVC管，水泵采用自吸式水泵(750W，80L/min)，在继电器(KG316T型微电脑时控开关)控制下每天输送一次，每次工作1min。植物滤器4的栽培槽10的尺寸为3000×590×300mm(长×宽×高)，槽面坡度为2％，槽面铺2层无纺布(10g/m2)，上面排列10盘高羊茅，草面积为1.27m2，育苗盘11底面510×250mm，厚0.7mm，含288个7×7mm方孔，孔面积占总面积11.1％，上口540×280mm，高60mm，底面铺3层无纺布(10g/m2)，废水桶12为250L圆桶，深750mm，污液灌溉管路14的管道采用Φ32mmPVC管，水泵采用自吸式水泵(750W，80L/min)，继电器采用DH48S-S型时间继电器，一个灌溉周期为开启1min，关闭30min。废水桶中距桶底200mm以上的清水每四天通过清水回流管路15回流至机械过滤器2对滤网8进行反冲洗，清水回流管路15的水泵和管路与污液灌溉管路14相同。
权利要求
1.一种工厂化水产养殖废水综合处理方法，其特征在于将工厂化养殖池底部富含粪便和氨等代谢产物以及剩余饲料的废水输送到斜板沉淀器，在重力作用下废水中粒径较大的粪便和剩余饲料沉淀在斜板沉淀器底部即沉淀区，接着由机械过滤器将粒径较小的粪便和剩余饲料拦截在过滤前区，废水再进入以硝化细菌为介质的生物滤器，利用硝化细菌将废水中的氨转化为无毒性的硝酸盐，完成处理的废水再回流至养殖池循环利用，斜板沉淀器的沉淀区和机械过滤器的过滤前区积累的粪便和剩余饲料以及生物滤器底部积累的絮凝物和沉淀物定期输送到以水培草类植物为介质的植物滤器，循环灌溉水培草类植物以完成固体物的拦截和硝酸盐、磷盐等的吸收等深度处理，并定期回流对机械过滤器进行反冲洗。
2.用于权利要求1所述的一种工厂化水产养殖废水综合处理方法的处理系统，其特征在于包括内装有斜板沉淀器(1)和机械过滤器(2)的处理池，生物滤器(3)，植物滤器(4)；1)处理池斜板沉淀器(1)从左至右依次包括与处理池顶部平齐下部悬空的入流挡板(5)，与低于处理池顶部而下部悬空的、数块平行排列的斜板(6)、与处理池顶部平齐、上方开孔的出流挡板(7)，出流挡板(7)底部、处理池左侧面与处理池底面形成倾斜沉淀区；底面与倾斜沉淀区最高处齐平、内装有滤网(2)的机械过滤器(2)；2)生物滤器(3)内装有以硝化细菌为介质的数串塑料线状滤料(9)；3)植物滤器(4)包括一定坡度倾斜的栽培槽(10)，内放置种植有牧草的育苗盘(11)，污液灌溉管路(14)两端分别与栽培槽(10)高端和废水桶(12)连接；栽培槽(10)低端和废水桶(12)连接；4)斜板沉淀器(1)一端经控制阀、带继电器的水泵与工厂化养殖池底部连接；斜板沉淀器(1)底部的倾斜沉淀区、机械过滤器(2)底部和生物滤器(3)分别经控制阀与接有继电器和水泵的污液输送管路(13)接到植物滤器(4)的栽培槽(10)高端；植物滤器(4)的废水桶(12)经接有继电器和水泵的清水回流管路(15)与机械过滤器(2)的过滤前区联接；生物滤器(3)两端分别经控制阀与机械过滤器(2)的过滤后区和工厂化养殖池连接。
3.根据权利要求2所述的一种工厂化水产养殖废水综合处理方法的处理系统，其特征在于植物滤器(4)的育苗盘(11)内种植的牧草为高羊茅或多年生黑麦草或多花黑麦草。
全文摘要
本发明公开了一种工厂化水产养殖废水综合处理方法及处理系统。用于工厂化水产养殖的废水处理。将工厂化养殖池底部富含粪便和氨等代谢产物以及剩余饲料的废水输送到斜板沉淀器，粒径较大的粪便和剩余饲料沉淀在沉淀区，接着由机械过滤器将粒径较小的粪便和剩余饲料拦截在过滤前区，废水再进入以硝化细菌为介质的生物滤器，利用硝化细菌将氨转化为硝酸盐，废水再回流至养殖池循环利用，斜板沉淀器沉淀区和机械过滤器过滤前区积累的粪便和剩余饲料以及生物滤器底部积累的絮凝物和沉淀物定期输送到以水培草类植物为介质的植物滤器，循环灌溉水培草类植物以完成固体物的拦截和硝酸盐、磷盐等的吸收等深度处理，并定期回流对机械过滤器进行反冲洗。
文档编号C02F9/14GK1587121SQ200410053648
公开日2005年3月2日 申请日期2004年8月9日 优先权日2004年8月9日
发明者泮进明 申请人:浙江大学