专利名称：池塘精养系统水质的微生物净化设施和方法
技术领域：
本发明属于生物净化技术，具体地讲涉及一种池塘精养系统水质的微生物净化设
施和方法。
背景技术：
随着养殖集约化程度的提高，养殖用水量在逐年增加，养殖过程中大量养殖废水 的排放，不仅造成水资源枯竭、动力成本增加，还带来周围环境受污染、养殖用水水质下降、 养殖生物发病率激增等诸多问题，因此，养殖废水的净化处理和循环利用已成为集约化养 殖发展的必要环节。近年也出现了许多关于养殖废水处理的新技术和发明专利。这些技术 大体包括生物净化、物理净化、化学净化三大类，其中生物净化因成本低、无二次污染而备 受关注，利用微生物的水处理技术最先得到应用，现正处于大力推广使用之中，如，串联式 两级三段生物滤池(谢陈鑫，专利号200810117545)、可连续运行曝气生物滤池(朱加征， 专利号200410014742)、单级内循环曝气生物滤池(何圣兵，专利号200510110444)、两床 式陶粒生物滤池(靳志军，专利号03266129)和双层滤料生物滤池(王瑛等，2007，兰州理 工大学学报，33(2))等。但上述技术普遍存在如下缺陷大多适用于工厂化室内养殖废水 的处理，具有填料单一、需要特殊微生物菌种、设备昂贵、运行成本高，处理效果差等。目前 还没有适用于室外池塘高密度精养系统、处理效果好、成本低的微生物净化设施及方法的 报道与专利。
发明内容
本发明的目的就是提供一种适用于室外高密度精养环境的水质生物净化技术，设 计上流式曝气生物滤池和横向自流式生物滤池的生物净化设施，形成水力负荷和水质可调 节的、低成本、高效率微生物净化方法。 本发明利用了曝气和非曝气生物滤池、微生物制剂、土著菌及多种滤料，设计了一 个包括两个生物滤池的净化设施和运行净化技术。具体内容包括两个方面，1、水质微生物 净化设施，2、水质微生物净化方法 1、水质生物净化设施，包括曝气生物滤池1、水量调节阀、滤料、气头、非曝气生物 滤池II和各连接水管； 曝气生物滤池I为上流式曝气三层滤料生物滤池，是一封闭式圆柱形水槽，位于
养殖池外两养殖池之间；滤池I内底部设有水平管，池底水平管上方10-15cm处自下而上依
次铺设珊瑚石、过滤棉和竹节三层滤料，高度比例为4 : 1 : 4，总高为100cm;在滤池I内
底部和中间不同位置均匀放置8-15个气头；滤池I底部和上部各设一出水口 ；该池加入培
养基，以EM菌为作用菌。 珊瑚石为2-3cm的碎块； 竹节径和长为l-2cm的竹段； 过滤棉水产常用的喷胶棉；
气头为管式微孔曝气头，规格为直径20-50mm，长度20-60mm ; 培养基根据所用商品菌剂不同自带； 作用菌以水量的10%接种，挂膜期间每3-5天添加一次； 进水管由相通的一根直管、一根中央竖管和水平管组成。直管一端与养殖池内的 潜水泵相连，另一端连接中央竖管；中央竖管与滤池I内底部的水平管相通，水平管为6-10 根，辐射状排列，水管布满出水小孔；在滤池I外中央竖管上，留一营养盐浓縮液进水口，在 滤池I和营养盐浓縮液进水口之间中央竖管上加装一水量调节阀，水量调节阀另一出口连 所述非曝气生物滤池II。 非曝气生物滤池II为横流向非曝气过滤棉生物滤池，位于养殖池外，是一条紧邻 养殖池两端封闭的等腰梯形土沟，土沟表面覆盖一层塑料膜，土沟一端由水管接向滤池I， 另一端设一出水口，由水管接向养殖池；滤料为条状过滤棉，固定垂挂在横杆上，横杆呈排 状搭在沟沿；该池以土著菌为作用菌，自然挂膜。
2.水质微生物净化方法 养殖前期，准备好各种滤料，先对滤料进行清洗、消毒，再按顺序将三层滤料放入 滤池I内。加入培养基和EM菌，使其没过滤料层，在滤池I底部和中间不同位置均匀布置 8-15个气头，在挂膜期间用气泵充气，曝气3-5天后，排掉培养液，加入新的培养基和EM菌， 曝气约15-20天后挂膜成熟，排掉培养液，开通潜水泵和流量调节阀。滤池II以土著菌为 作用菌，不需事先挂膜，在运行过程中自然挂膜，使微生物附着于过滤棉上。
养殖池的废水通过潜水泵由进水管进入滤池I，通过池体底部的辐射状水平管，依 次经过珊瑚石、过滤棉和竹节三层滤料，再通过池体上端的出水管流入滤池11 ，后经过排状 的过滤棉滤料，由另一端的排水口进入养殖池。 运行期间可根据滤池I挂膜成熟情况及废水污染程度，通过水量调节阀，调节进 入滤池I的水量。如在运行初期由于生物滤池I生物膜不成熟、或后期由于生物膜相对老 化需要反冲或废水污染程度超过滤池I的污染负荷时，应减少进入滤池I的水量，使一部分 水直接排入了滤池II。滤池运行两个月后，生物膜老化，需要先后对两个滤池进行了反冲洗
和重新挂膜。在运行期间，要定期监测养殖废水的c : n : p比值，当比值严重偏离适于作
用菌生长和代谢的最佳比值时，通过营养盐浓縮液进水口添加营养盐浓縮液，使生物滤池
中的c : n : p达到最佳比值范围(26-50) : (4.5-4.81) : i。 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于 1、本发明利用曝气和非曝气生物滤池即滤池I和滤池II，使滤池I中滤料上附着 的高效有益菌将养殖过程中产生的有机物、氨氮、亚硝酸氮等有害物分解、转化；使滤池II 与滤池I相串联，作为生物滤池I的补充，充分利用滤池I流失的EM菌和土著菌，继续对污 染物进行分解、转化，净化效率高。 2、本发明选用的滤料成本低，取材和加工方便， 一方面添加高效EM菌和土著菌相 结合，充分利用微生物的净化能力；另一方面对水力负荷和水质可灵活调控。
图1 :本发明室外池塘精养系统水质微生物净化方法流程图。
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 本发明是在南美白对虾、贝、大型藻三个养殖池串联精养系统中的贝池和藻池之 间设计了两个生物滤池。 具体内容包括两个方面，1、水质微生物净化设施，2、水质微生物净化方法 1、水质生物净化设施，包括曝气生物滤池1、水量调节阀、滤料、气头、非曝气生物
滤池II和各连接水管； 曝气生物滤池I为上流式曝气三层滤料生物滤池，养殖过程中产生的有机物、氨 氮、亚硝酸氮等有害物质可通过该池中滤料上附着的高效有益菌被分解、转化。滤池I是 一个封闭式直径3m、高1. 5米的圆柱形玻璃钢水槽，位于牡蛎贝类养殖池外，滤池I内底部 设有8根辐射状排列的水平管，滤池I内底部10cm上方由下而上依次均铺珊瑚石、过滤棉 和竹节三层滤料(高度分别为40、10、40cm，总高90cm)，珊瑚石为2-3cm的碎块；过滤棉为 水产种常用的喷胶棉；竹节为径和长l-2cm的竹段；在滤池I内均匀放置10个气头，气头 为管式微孔曝气头，规格为直径20mm，长度50mm ;滤池底部和上部均设一出水口 ，滤池底部 出水口，便于挂膜和反冲期间废培养液从底部出水口排出。该池以商品水质净化菌剂美国 Bio-Form L. L. C生产的S预CORE BZTEM菌为作用菌。培养基为商品水质净化菌剂自带；一 次接种量为50g，挂膜期间每3天添加一次。 进水管由相通的一根直管、一根中央竖管和八根水平管组成。直管一端与养殖池 内的潜水泵相连，另一端连接中央竖管；中央竖管直径10cm、高100cm，接向滤池I，与滤池I 内底部8根水平管相接，辐射状排列，直径3cm、长1. 4m，水平管布有出水小孔；在滤池I外 的进水中央竖管上，留一营养盐浓縮液进水口 ，在滤池I和营养盐浓縮液进水口之间加装 一水量调节阀，水量调节阀另一出口连所述非曝气生物滤池II。水量调节阀规格根据进、出 水管直径配备。 非曝气生物滤池II为横流向非曝气过滤棉生物滤池，是作为生物滤池I的补充， 可充分利用滤池I流失的EM菌和土著菌，继续对污染物进行分解、转化。滤池II位于养 殖池外，紧挨滤池I，是一条紧邻养殖池两端封闭的等腰梯形土沟，底宽0. 5m、顶宽1. 5m、高 1.5m的，土沟表面覆盖一层塑料膜，以防渗水，土沟一端由水管接向滤池I，一端设一出水 口 ，由水管接向大型藻类养殖池；滤池II滤料为条状过滤棉，垂挂在长约2. 0m的竹竿上，竹 竿连成排状，横搭在沟沿。该池以土著菌为作用菌，自然挂膜。
2.水质微生物净化方法 养殖前期，4月份准备好各种滤料，如珊瑚石、竹节、过滤棉，先用海水冲洗掉滤 料上面的灰尘，然后用高锰酸钾溶液浸泡一天，除去载体上的杂菌，最后用海水反复冲洗 2 3遍，按顺序将滤料放入滤池内。滤池I中加入培养基和50g商品水质净化菌剂美国 Bio-FormL. L. C生产的S预CORE BZTEM菌，使其没过滤料层，在滤池底部和中间不同位置均 匀布置10个气头，在挂膜期间用气泵充气，曝气3天后，排掉培养液，加入新培养基和50g EM菌，曝气15天后挂膜成熟，排掉培养液，开通潜水泵和流量调节阀开始运行。滤池II在 运行过程中采取自然挂膜的方式，微生物自然附着于过滤棉上。 养殖期间，贝类养殖池的废水通过潜水泵由池体上端处的进水管进入滤池I，然后 通过池体底部的八根辐射状管，依次经过珊瑚石、过滤棉和竹节三层滤料，再通过距池体上端20cm的出水管流入滤池II，依次流过排状的过滤棉滤料，最后由排水口进入大型藻养殖 池。根据滤池I挂膜成熟情况及废水污染程度，通过水量调节阀，调节进入滤池I的水量。 运行初期，由于生物滤池I生物膜不成熟、后期由于养殖废水污染严重和生物膜相对老化， 减少了进入滤池I的水量，使一部分经进水管前阀门直接排入了滤池II。在水质较好时， 养殖池水只通过非曝气生物滤池II进行循环工作。滤池运行两个月后，生物膜老化，先后
对两个滤池进行了反冲洗和重新挂膜。运行期间，定期监测养殖废水的c : n : p比值，
当比值严重偏离适于作用菌生长和代谢的最佳比值时，通过营养盐浓縮液进水口添加营
养盐浓縮液，使生物滤池中的c : n : p达到最佳比值范围(26-50) : (4.5-4.81) : i。
曾监测到两次无机氮含量过高，磷含量过低，添加两次浓縮磷酸二氢钾营养液。该微生物
净化系统运行了 4个月，净化效果良好。进水COD浓度在13. 23-19. 32mg/L范围内变动， 去除率维持在9. 06-42. 84% ;进水NH4-N浓度在0. 025-0. 80mg/L范围内变动，去除率维 持在21. 82-84. 42% ;进水NO厂N浓度在0. 00056-0. 80mg/L范围内变动，去除率维持在 29. 20-84. 42%。
权利要求
一种池塘精养系统水质的微生物净化设施，其特征在于在池塘外设置与所述池塘连通的曝气生物滤池和与所述曝气生物滤池相串连的非曝气生物滤池，所述曝气生物滤池以EM菌为作用菌；所述非曝气生物滤池以土著菌为作用菌；所述曝气生物滤池为封闭式，池内均匀放置8-15个气头，池底连通一进水中央竖管，进水直管连接养殖池和滤池中央竖管，所述进水中央竖管与所述池内底部辐射状排列的带出水孔的水平管相通，池内底部水平管上方依次铺设珊瑚石、过滤棉和竹节三层滤料；所述非曝气生物滤池滤料为横向排列垂挂的过滤棉；所述曝气生物滤池底外进水中央竖管上安装一水量调节阀和设置一营养盐浓缩液进水口；水量调节阀另一出口连所述非曝气生物滤池，水量调节阀位于曝气生物滤池与营养盐浓缩液进水口之间。
2. —种池塘精养环境水质微生物净化方法，其特征在于包括如下步骤A、 在两个养殖池塘之间设置曝气生物滤池和与非曝气生物滤池；B、 在所述曝气生物滤池加入培养基、EM菌为作用菌，曝气后排掉，所述EM菌经过接种、 曝气培养进行挂膜，以水量的10%接种，挂膜期间每3-5天添加一次；C、 所述非曝气生物滤池以土著菌为作用菌，通过自然挂膜的方式附着微生物；d、 开通水泵运行，根据曝气生物滤池挂膜情况及废水污染程度通过流量调节阀调节进 入该池的水量，其余部分直接流入非曝气生物滤池；在水质较好时，养殖池水只通过非曝气 生物滤池进行循环工作。
3. 根据权利要求2所述的池塘精养环境水质微生物净化方法，其特征在于在运行中 监测滤池养殖废水的C : n : P比值，通过营养盐浓縮液注入口添加营养盐浓縮液，使生物滤池中的c : n : p达到最佳比值范围(26-50) : (4.5-4.81) : i。
4. 根据权利要求3所述的池塘精养环境水质微生物净化方法，其特征在于所述营养盐浓縮液为磷酸盐和葡萄糖。
全文摘要
一种池塘精养系统水质的微生物净化设施和方法，它的设施包括曝气和非曝气滤池、水量调节阀和各连接水管。曝气滤池内填充珊瑚石、过滤棉和竹节，池内底设有辐射状出水管；非曝气生物滤池为表面覆盖塑料膜的土沟，滤料为横排垂挂过滤棉。本发明是根据曝气滤池生物膜成熟情况及养殖池废水污染程度调节进入曝气滤池的水量；并通过营养盐注入口添加营养盐浓缩液，保持入水最佳C∶N∶P比例；本发明曝气滤池滤料上附着的有益菌可将养殖过程中产生的有害物进行分解转化；再以非曝气滤池充分利用曝气滤池流失的EM菌和土著菌，继续分解转化有害物。本发明净化效率高，成本低，取材和加工方便，可广泛应用于海淡水鱼虾蟹池塘精养的水质净化。
文档编号C02F9/14GK101767919SQ201010300170
公开日2010年7月7日 申请日期2010年1月11日 优先权日2010年1月11日
发明者孙耀, 张立通, 李秋芬, 江双林, 王彦怀, 赵从明, 陈爱玲 申请人:中国水产科学研究院黄海水产研究所