专利名称：海水强力紫外线消毒过滤器的制作方法
技术领域：
本发明属于水产养殖海洋生物活饵料培养用水处理的专用设备，是一种海水强力紫外线消毒过滤器
背景技术：
单细胞藻类和轮虫是海产动物幼体良好的初期活饵料，在单细胞藻类和轮虫培养中，海水的质量条件，对单细胞藻类和轮虫的健康生长、成活率起着至关重要的作用。目前，水产生物活饵料培养用水处理有物理和化学二大类室内保种、扩种培养用水处理，是经过过滤后、再煮沸消毒的物理处理方法；单细胞藻类生产性培养的用水是采用化学处理方法，既用含氯消毒液(粉)处理，再经药物中和余氯后使用；轮虫的生产培养用水是经砂过滤器处理后使用。
在生物活饵料培养中，用水处理是否彻底是培养成败的关键环节。大规模生产性培养更是如此，特别是药物处理，稍有不慎就会造成培养失败，生产中尚无更有效的方法。同时，煮沸和药物消毒都会改变水的化学组成及成分比例，会影响生物活饵料培养效果。
在本发明之前，水产养殖产业用水的过滤和紫外线消毒，都是用单独的设备来完成。紫外线消毒装置多用于育苗水质的处理，采用多支灯管、浸没式消毒，其照射功率一般在24-3000W的范围。主要生产厂家如大连汇新海洋科技发展有限公司生产的“钛壳紫外线消毒机”、加拿大的“紫外线消毒净水系统”、新大陆集团生产的“紫外线消毒机系统”以及济南消毒设备厂生产的“紫外线消毒器”等，他们的优点是封闭式消毒、过水量大，但都存在着设备结构复杂、价格昂贵的问题；大连汇新海洋科技发展有限公司还生产燃气煮沸式和电加热的二种“单胞藻培养用水消毒机”，但一次处理量小、并需冷却后才可安全使用，仅适用小规模的培养或保种、扩种阶段的用水消毒。近几年虽然各种水过滤设备在水产养殖中广泛应用，但饵料培养用水的专用过滤设备几乎没有出现；以往的动物饵料培养用水曾经使用天津生产的“陶瓷水过滤器”，但滤水量太小、滤筒清洗很难，现在很少使用。
发明内容
发明的目的是设计一种应用于水产养殖海洋生物活饵料培养用水处理的海水强力紫外线消毒过滤器，以保证大规模生物活饵料生产性培养的成功率、提高培养用水的处理效率以及生产的稳定性。
本发明是按以下技术方案实现的它的结构包括壳体、进水蓄水空间、复合过滤层、滤水蓄水空间、紫外线消毒罩、进水和排污管路六部分。进水蓄水空间位于壳体内下部，复合过滤层、滤水蓄水空间依次设置于壳体内进水蓄水空间的上方，紫外线消毒罩位于壳体的顶部，进水和排污管路位于壳体外部、分别接于壳体的上部和下底部。壳体设有外壳、罐体支脚、进水排污口；外壳为圆筒状，其底部为外高内低斜面状，罐体支脚位于外壳底部，进水排污口位于外壳下底中心。进水蓄水空间设有多孔滤板、支撑架、支撑管；支撑管为圆形，位于支撑架支撑管套内，多孔滤板由支撑架支撑位于进水蓄水空间的上方，复合过滤层与下部的进水蓄水空间由多孔滤板相隔。复合过滤层为六层，采用6种滤料，各层滤料间用20目筛网隔离。滤水蓄水空间设有溢水管及控制阀、平流控制板；平流控制板位于滤水蓄水空间中上部，溢水管及控制阀位于平流控制板上方并由中部引出水处理装置。紫外线消毒罩设有防水罩、电子控制箱、紫外线灯、反射罩；防水罩位于紫外线消毒罩上部，电子控制箱位于防水罩的下方，在电子控制箱的下面安装反射罩，紫外线灯安装在反射罩内上顶部。进水和排污管路设有反冲水控制阀、净水反冲及控制阀、总进水管及控制阀、过滤反冲转换阀、进水管、排污控制阀、排污管、反冲排水沟；总进水管及控制阀配装反冲水控制阀接于壳体上部即滤水蓄水空间的上方，总进水管及控制阀上方设有净水反冲及控制阀，排污管配装排污控制阀接于壳体下底中部，一端通入进水蓄水空间，一端通入排水沟，进水管配装过滤反冲转换阀，一端接于总进水管位于反冲水控制阀的左端，一端接于排污管位于排污控制阀右端。
支撑管下方设有支撑管腿和U形透水孔。
支撑架是由外固定环、中心支撑管套、内固定环、外周支撑管套、支撑腿、横向支撑架构成，在支撑架中心处设有1个中心支撑管套，在外固定环和内固定环之间设有6个均布的外周支撑管套；支撑腿和横向支撑架构成一个支撑框架，位于多孔滤板下面，用于连接固定外固定环和内固定环。
多孔滤板上密布透水孔、并在上面铺设尼龙筛绢网。
复合过滤层自上而下为砾石层、石英砂层、珊瑚石层、活性炭层、甲壳胺粗料层、牡蛎壳层。
平流控制板在边缘处设有一圈升流孔。
本发明与已有技术对比其特点是本发明采用了高强度紫外线消毒和升流式过滤组合设计，使海水的过滤和消毒二个环节一体化，是集物理过滤、化学吸附、紫外线杀菌等多种作用处理海水的生物活饵料培养用水专用装置，它具有结构简单、工作稳定的特点。可明显提高了培养用水处理的效率、保证了生物活饵料的稳定供给，从而，为海产动物的苗种生产提供了重要的物质保障。
本发明在大规模生产性培养试验中的使用效果显示与现有的煮沸和含氯消毒液(粉)二种海水消毒处理工艺比较，采用海水强力紫外线消毒过滤器处理的海水培养各种单细胞藻类和轮虫，首先可净化水质，明显改善轮虫培养环境、促进轮虫生长繁殖。其次，由于采用过滤、消毒二道工序，能彻底清除海水中的各种生物活体(包括原生动物)，延长了轮虫的培养周期、提高了培养密度，达到了高密度、连续化、稳定性生产的目标。
本发明运行为升流、反冲式。其出水水质好、可根据水质情况随时清理，并能减少滤料堵塞现象发生、省力、小请浊、延长使用时间。
本发明虽然是海水生物活饵料培养的应用设备，也适用于海、淡水品种繁育及科学试验的用水处理。
图1海水强力紫外线消毒过滤器结构示意图A壳体17-外壳、18-罐体支脚、19-进水排污口。
B进水蓄水空间14-多孔滤板、15-支撑架、16-支撑管。
C复合过滤层8-砾石层、9-石英砂层、10-珊瑚石层、11-活性炭层、12-甲壳胺粗料层、13-牡蛎壳层。
D滤水蓄水空间5-过滤后水位、6-溢水管及控制阀、7-平流控制板。
E紫外线消毒罩1-防水罩、2-电子控制箱、3-紫外线灯、4-反射罩。
F进水、排污管路20-反冲水控制阀、21-净水反冲及控制阀、22-总进水管及控制阀、23-过滤反冲转换阀、24-进水管、25-排污控制阀、26-排污管、27-反冲排水沟。
图2为发明装置的工艺流程示意图。
图3支撑管(16)形状示意图28-支撑管上口、29-支撑管壁、30-U形透水孔、31-支撑管腿。
图4支撑架(15)俯视图32-外固定环、33-罐体外壳、34-中心支撑管套、35-内固定环、36-外周支撑管套。
图5支撑架(15)主视中剖面图34-中心支撑管套、38-支撑腿、36-外周支撑管套、40-横向支撑架、41-罐体外壳、42-尼龙筛绢网、43-多孔滤板。
图6多孔滤板(14)俯视图44-透水孔、42-尼龙筛绢网、46-聚氯乙烯塑料板。
图7平流控制板(7)俯视图47-升流孔、48-有机玻璃平板。
具体实施例方式下面通过实施例结合附图详细叙述本发明的技术内容本发明采用紫外线消毒和过滤器组合设计，研制了升流式、高强度紫外线消毒过滤器，使海水的过滤和消毒二个环节一体化，明显提高了培养用水处理的效率、保证了生物活饵料的稳定供给，从而，为海产动物的苗种生产提供了重要的物质保障。
海水强力紫外线消毒过滤器由紫外线消毒和过滤器二大部分组成，它的结构(图1所示)包括壳体(A)、进水蓄水空间(B)、复合过滤层(C)、滤水蓄水空间(D)、紫外线消毒罩(E)、进水和排污管路(F)六部分。进水蓄水空间(B)位于壳体(A)内下部，复合过滤层(C)、滤水蓄水空间(D)依次设置于进水蓄水空间(B)的上方，紫外线消毒罩(E)位于壳体(A)的顶部，进水和排污管路(F)位于壳体(A)外部、分别接于壳体(A)的上部和底部。
壳体(A)设有外壳(17)、罐体支脚(18)和进水排污口(19)。壳体(A)的外径约1.60米、最高为2.50米，外壳(17)为圆筒状，由高强度玻璃钢材质制作，其底部为外高内低斜面状，罐体支脚(18)位于外壳(17)底部，进水排污口(19)位于罐体外壳(17)下底中心处。
进水蓄水空间(B)设有多孔滤板(14)、支撑架(15)、支撑管(16)。支撑管(16)(参见图3)为圆形聚氯乙烯塑料管，支撑管(16)位于支撑架外周支撑管套(36)内，下方设有支撑管腿(31)和U形透水孔(30)。支撑架(15)为钢筋支撑架(参见图4、5)，是由外固定环(32)、中心支撑管套(34)、内固定环(35)、外周支撑管套(36)、支撑腿(38)、横向支撑架(40)构成；支撑架(15)中心处设有1个中心支撑管套(34)，外固定环(32)和内固定环(35)之间设有6个均布的外周支撑管套(36)，分别固定放置7个支撑管(16)；支撑腿(38)和横向支撑架(40)构成一个支撑框架，位于多孔滤板(43)下面，用于连接外固定环(32)和内固定环(35)；中心支撑管套(34)1个、内径为325mm，外周支撑管套(36)直径为250mm。多孔滤板(14)(图6所示)为聚氯乙烯塑料板(46)，板面密布透水孔(44)、并在上面铺设尼龙筛绢网(42)，多孔滤板(14)由支撑架(15)支撑位于进水蓄水空间(B)的上方，复合过滤层(C)与下部的进水蓄水空间(B)由多孔过滤板(14)相隔，多孔滤板(14)同时起到均匀分布、通过海水，托起复合过滤层(C)的作用；多孔滤板(14)要求本身有一定强度，因此在多孔滤板(14)下方空间设有7个聚氯乙烯塑料支撑管(16)作为支撑。
复合过滤层(C)采用六层复合滤料，自上而下为砾石层(8)、石英砂层(9)、珊瑚石层(10)、活性炭层(11)、甲壳胺粗料层(12)、牡蛎壳层(13)，各层滤料之间用20目筛网隔离。自然海水在过滤层内经物理过滤、化学吸附、生物降解的多种作用，去除海水中的颗粒物，氮、磷等无机物和溶解有机物质，而获得洁净海水。复合过滤层(C)上部有砾石镇压层(8)，可防止滤层发生气鼓、破坏滤层，复合过滤层(C)上部为滤水蓄水空间(D)，可稳定出水量。
滤水蓄水空间(D)设有溢水管及控制阀(6)、平流控制板(7)。溢水管及控制阀(6)位于平流控制板(7)的上方，平流控制板(7)(图7所示)位于滤水蓄水空间(D)内，为有机玻璃材料(48)，其主要作用是控制紫外线的照射水深，以提高紫外线的杀菌效率，并由一聚氯乙烯塑料简易架支撑控制其水平位置，平流控制板(7)的边缘设有一圈升流孔(47)，使上升流在平流控制板(7)上变为平行流动状态，能使过滤海水能均匀地从控制板边缘汇集到出水口，以延长海水的照射时间，过滤消毒处理后的海水由平流控制板(7)中部通过溢水管口(6)引出本水处理消毒过滤装置，供活饵料培养使用。
紫外线消毒罩(E)位于整个装置的上部，由防水罩(1)、电子控制箱(2)、紫外线灯(3)、反射罩(4)组成。防水罩(1)位于紫外线消毒罩(E)上部，电子控制箱(2)位于防水罩(1)的下方，在电子控制箱(2)的下面安装反射罩(4)，紫外线灯(3)安装在反射罩(4)内上顶部。紫外线灯(3)为大功率紫外线灯，进行水面照射，杀灭海水中残留的生物；并可根据水处理流量，无级调节紫外线灯(3)的照射强度(最大功率为1000W)为3000uv.s/cm2，以达到节能降耗的目的。紫外线灯安装在铝制的反射罩(4)内，一方面为防止工作时紫外线外泄，起到安全保护作用；另一方面是利用反射罩(4)内的反射作用，提高照射强度。紫外线消毒处理的海水无任何有毒、有害物质残留，水处理效率高、适应大规模生产培养。
进水和排污管路(F)设有反冲水控制阀(20)、净水反冲及控制阀(21)、总进水管及控制阀(22)、过滤反冲转换阀(23)、进水管(24)、排污控制阀(25)、排污管(26)、反冲排水沟(27)。总进水管及控制阀(22)配装反冲水控制阀(20)接于壳体(A)上部即滤水蓄水空间(D)的上方，总进水管及控制阀(22)上方设有净水反冲及控制阀(21)，排污管(26)配装排污控制阀(25)接于壳体(A)下底中部，一端通入进水蓄水空间(B)，一端通入排水沟(27)内。进水管(24)配装过滤反冲转换阀(23)，一端接于总进水管(22)位于反冲水控制阀(20)的左端，一端接于排污管(26)位于排污控制阀(25)右端。
本发明的工作原理如工艺流程图(图2)所示，自然海水从该装置的进水和排污管路(F)PVC管进入下部的进水蓄水空间(B)，再向上通过复合过滤层(C)消除海水中的颗粒物、氮、磷无机物和溶解有机物质，清洁海水升入上部滤水蓄水空间(D)。然后，海水通过平流控制板(7)外缘的一圈升流孔(47)进入消毒单元，从周边向中心点汇集，在这个过程中海水持续接受上部紫外线灯的持续照射、杀灭细菌等微生物，获得无菌海水。再通过溢水管及控制阀(6)流出本装置，既可成为生物活饵料的培养用水。
当出水量减少或水较浑浊时，启动反冲洗程序，关闭控制阀(6)、进水阀门(22)，开启反冲阀门(20)和(21)、排污阀门(25)，将污水通过排污管(26)排到明沟(27)内，待排污管口(26)的出水变清后结束反冲洗操作。
本发明的水处理效果本发明已在“863苗种技术平台”项目的生物饵料培养试验和青岛(即墨岙山)海水苗种繁育示范基地(即墨岙山)—黄海所试验基地的苗种生产中使用，显示出特有的效果。
(1)单细胞藻类培养本发明在大规模生产性培养中的使用效果显示与现有的煮沸和含氯消毒液(粉)二种海水消毒处理工艺比较，采用紫外线消毒过滤器处理的海水培养各种单细胞藻类，可明显缩短藻类生长的延缓期、缩短培养周期，提高培养效率和生产的稳定性。生物活饵料的持续稳定供给，从而保证了苗种繁育的稳定生产。
(2)轮虫培养轮虫生产性培养的关键点是提高稳定性、保持高密度，实现稳定供给。原生动物，特别是纤毛虫类是其主要影响因素之一。以往的培养用水处理只采用砂过滤处理工艺，难以彻底消灭原生动物。随着培养时间的延续原生动物逐渐繁殖、增多，而影响轮虫的生长繁殖，最终导致培养失败。
权利要求
1.一种海水强力紫外线消毒过滤器，其特征在于它的结构包括壳体(A)、进水蓄水空间(B)、复合过滤层(C)、滤水蓄水空间(D)、紫外线消毒罩(E)、进水和排污管路(F)六部分。进水蓄水空间(B)位于壳体(A)内下部，复合过滤层(C)、滤水蓄水空间(D)依次设置于壳体内进水蓄水空间(B)的上方，紫外线消毒罩(E)位于壳体(A)的顶部，进水和排污管路(F)位于壳体(A)外部、分别接于壳体(A)的上部和下底部。壳体(A)设有外壳(17)、罐体支脚(18)、进水排污口(19)，外壳(17)为圆筒状，其底部为外高内低斜面状，罐体支脚(18)位于外壳(17)底部，进水排污口(19)位于外壳(17)下底中心。进水蓄水空间(B)设有多孔滤板(14)、支撑架(15)、支撑管(16)，支撑管(16)为圆形，位于支撑架支撑管套(34)内，多孔滤板(14)由支撑架(15)支撑位于进水蓄水空间(B)的上方，复合过滤层(C)与下部的进水蓄水空间(B)由多孔滤板(14)相隔。复合过滤层(C)为六层，采用6种滤料，各层滤料间用20目筛网隔离。滤水蓄水空间(D)设有溢水管及控制阀(6)、平流控制板(7)，平流控制板(7)位于滤水蓄水空间(D)中上部，溢水管及控制阀(6)位于平流控制板(7)上方并由中部引出水处理装置。紫外线消毒罩(E)设有防水罩(1)、电子控制箱(2)、紫外线灯(3)、反射罩(4)，防水罩(1)位于紫外线消毒罩(E)上部，电子控制箱(2)位于防水罩(1)的下方，在电子控制箱(2)的下面安装反射罩(4)，紫外线灯(3)安装在反射罩(4)内上顶部。进水和排污管路(F)设有反冲水控制阀(20)、净水反冲及控制阀(21)、总进水管及控制阀(22)、过滤反冲转换阀(23)、进水管(24)、排污控制阀(25)、排污管(26)、反冲排水沟(27)，总进水管及控制阀(22)配装反冲水控制阀(20)接于壳体(A)上部即滤水蓄水空间(D)的上方，总进水管及控制阀(22)上方设有净水反冲及控制阀(21)，排污管(26)配装排污控制阀(25)接于壳体(A)下底中部，一端通入进水蓄水空间(B)，一端通入排水沟(27)，进水管(24)配装过滤反冲转换阀(23)，一端接于总进水管(22)位于反冲水控制阀(20)的左端，一端接于排污管(26)位于排污控制阀(25)右端。
2.根据权利要求1所述的海水强力紫外线消毒过滤器，其特征在于所述的支撑管(16)下方设有支撑管腿(31)和U形透水孔(30)
3.根据权利要求1所述的海水强力紫外线消毒过滤器，其特征在于所述的进水蓄水空间(B)内支撑架(15)是由外固定环(32)、中心支撑管套(34)、内固定环(35)、外周支撑管套(36)、支撑腿(38)、横向支撑架(40)构成；在支撑架(15)中心处设有1个中心支撑管套(34)，在外固定环(32)和内固定环(35)之间设有6个均布的外周支撑管套(36)；支撑腿(38)和横向支撑架(40)构成一个支撑框架，位于多孔滤板(43)下面，用于连接固定外固定环(32)和内固定环(35)。
4.根据权利要求1所述的海水强力紫外线消毒过滤器，其特征在于所述的多孔滤板(14)上密布透水孔(44)，并在上面铺设尼龙筛绢网(42)。
5.根据权利要求1所述的海水强力紫外线消毒过滤器，其特征在于所述的复合过滤层(C)自上而下为砾石层(8)、石英砂层(9)、珊瑚石层(10)、活性炭层(11)、甲壳胺粗料层(12)、牡蛎壳层(13)。
6.根据权利要求1所述的海水强力紫外线消毒过滤器，其特征在于所述的平流控制板(7)在边缘处设有一圈升流孔(47)。
全文摘要
一种海水强力紫外线消毒过滤器，它的结构主要包括紫外线消毒和过滤器二大部分，是由壳体、进水蓄水空间、复合过滤层、滤水蓄水空间、紫外线消毒罩、进水和反冲洗排污管路六部分组成。进水蓄水空间设有多孔滤板、支撑管架；复合过滤层为六层，采用6种滤料；滤水蓄水空间设有溢水管及控制阀、平流控制板；紫外线消毒罩设有防水罩、电子控制箱、紫外线灯、反射罩。本发明采用了单支高强度紫外线灯照射消毒和升流式复合过滤组合设计，具有结构简单、工作稳定的特点；可明显提高了培养用水处理的效率、净化水质，保证了生物活饵料的稳定供给。本发明是水产养殖海洋生物活饵料培养用水处理的专用设备，也适用于海、淡水品种繁育及科学试验的用水处理。
文档编号C02F1/32GK1765461SQ20051010426
公开日2006年5月3日 申请日期2005年10月9日 优先权日2005年10月9日
发明者田景波, 孙修涛, 麻次松 申请人:中国水产科学研究院黄海水产研究所