一种水产养殖尾水的沟渠塘生态净化系统的制作方法

本发明涉及养殖水处理系统，特别涉及一种水产养殖尾水的沟渠塘生态净化系统。
背景技术：
：随着养殖技术的不断发展，养殖模式逐渐由单一向混合、套养的高密度混合养殖模式过渡，例如鱼-虾-蟹混合养殖模式，投放到养殖塘的饲料主要以淀粉含量较高的颗粒性饲料和蛋白质含量较高的动物性饲料为主，如玉米碎粒、螺蚌鱼肉等。因此，混合高密度养殖尾水中含有较多的淀粉、蛋白质等残留饵料、鱼虾粪便及其分解物质，主要污染物包括有机物、氨氮、磷、硫化氢等，随意排放至天然水体中容易造成河流、湖泊的富营养化，并且在污染物分解过程中需要消耗大量溶解氧。为减少高密度养殖尾水对河湖等地表水造成的污染，需要对养殖废水进行有效收集处理。目前养殖尾水排放均执行各地方标准，如《太湖流域池塘养殖水排放标准》(db32/t1705-2011)中的二级标准，而该标准的所有控制值仍然劣于《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)中的iv类水。因此，即使养殖尾水达到了池塘养殖水的排放标准，对周边河湖仍然有很大的污染压力。目前常用的渔业养殖尾水净化方法包括物理、化学、生物等多种处理方法。物理法能够去除水中的悬浮物使水质澄清，但是无法去除尾水中可溶性有机质及氮磷等污染物；化学方法主要是向水中投加漂白粉、消毒剂等化学物质，杀死及去除尾水中一定量的细菌、病毒及有机质，但存在处理效果持续时间短、容易造成二次污染等问题。与上述两种方法相比，生物法因不会造成二次污染且具有一定的经济和环境效益而广受欢迎。常见的生物处理法包括人工湿地法和生物膜法等，但是传统人工湿地处理方法存在水体流径短、水力停留时间不足、有机质好氧分解不充分、占地面积大等缺点，而生物膜法具有造价较高、不够环保经济等问题。技术实现要素：发明目的：本发明目的是提供一种水产养殖尾水的沟渠塘生态净化系统，该净化系统净化效果好，工艺简单，易操作。技术方案：本发明提供一种水产养殖尾水的沟渠塘生态净化系统，包括顺次连通的生态沟渠、曝气塘和生态塘，生态塘内部两侧交叉设置多个一端开口的河堰，河堰两侧面倾斜设置。养殖尾水从养殖塘排出首先进入生态沟渠，经生态沟渠排入曝气塘，最后进入生态塘。通过生态沟渠的截留沉降、曝气塘复氧、生态塘河堰导流，动植物生态系统协同净化等多种模式和功能，逐级分解吸收污染物，减轻养殖尾水对周边河湖的污染压力。进一步地，所述河堰为t形堰。所述河堰的两侧面种植茭白、慈姑、芦苇、香蒲。所述生态沟渠的边坡上设置生态护坡，渠底种植沉水植物，渠中放养螺蛳。进一步地，所述生态护坡的制作方法是紧贴坡面铺一层土工布，土工布上铺一层竹篱片，紧贴竹篱片将呈楔形的木桩打入地下固定土工布及竹篱片。所述沉水植物为轮叶黑藻、苦草、菹草、伊乐藻。进一步地，所述生态塘面积占生态净化系统总面积的70％～80％，塘底种植轮叶黑藻、苦草、菹草、伊乐藻，岸坡种植茭白、慈姑、芦苇、香蒲，塘中自然放养鲢鱼、鳙鱼、草鱼、螺蛳。所述曝气塘面积占生态净化系统总面积的15％～25％。有益效果：本发明净化效果优异，其中，高锰酸盐指数去除率达到70％、总氮去除率达到75％、氨氮去除率达到61％、总磷去除率达到53％，工艺简单易操作；在生态沟渠中引入以木桩结合竹篱片的方式构建生态护坡，可在起到防止护岸坍塌的同时不破坏微生物、螺蛳、沉水植物的生长环境；曝气塘通过挖深增大了整个系统的储水容积，增加了水力停留时间，从而减小了净化系统的占地面积，太阳能曝气机耗能低，通过曝气复氧加速有机质的好氧分解；生态塘中设置开口的河堰，增长了水体流径，增加了水力停留时间，使得无机氮磷能够被水生植物充分吸收净化。生态沟渠和生态塘都采用由多种植物、动物构建的多样性较高的生态系统，通过食物链维持系统的稳定性。附图说明图1为本发明尾水净化工艺流程图；图2为本发明剖面示意图；图3为本发明俯视示意图；图4为本发明木桩竹篱片生态护坡剖面图；附图标记：太阳能曝气机1；河堰2；竹篱片3；木桩4。具体实施方式如图1-4所示，本实施例的水产养殖尾水的沟渠塘生态净化系统，其中的生态沟渠可为矩形，底宽可为1m，渠深为1.2～1.5m。边坡采用打垂直木桩4和竹篱片3相结合的方式构建生态护坡：紧贴垂直坡面铺一层密度为200～300g/m2的土工布，土工布上铺一层由竹片交叉编制而成的竹篱片3，紧贴竹篱片3将长度2m、直径0.08～0.10m、一端削尖呈楔形的木桩4打入地下0.5～0.8m深以固定土工布及竹篱片3，竹篱片3高1.2～1.5m，木桩4间距20～30cm。渠底种植轮叶黑藻、苦草、伊乐藻、菹草等沉水植物，种植密度均为9株/m2，并放养适量螺蛳(密度见表1)，和自然的土坡以及传统的混凝土边坡相比，木桩4结合竹篱片3构建的生态护坡即能固定边坡，防止坍塌，并可防止边坡大量杂草的生长影响渠底的沉水植物和螺蛳的生存，同时也能为水中的微生物、螺蛳创造附着的良好生境。当尾水流经生态沟渠时，沉水植物能够截留悬浮态大分子有机质，促进其沉降，并通过水体和底质微生物的作用逐渐分解，形成的氮磷无机物质被沉水植物吸收利用。另外，螺蛳能够滤食水中的悬浮物质，使水质进一步澄清。经生态沟渠的尾水流入曝气塘中。曝气塘面积占生态净化系统总面积的15％～25％，塘底挖深至4～5m，坡比1∶1.5，中央设置1-2台功率为230～450w的太阳能曝气机1。塘底挖深一方面有利于增加整个净化系统的容积从而减小占地面积，另一方面有利于安装太阳能曝气机1。太阳能曝气机1具有一次性安装长期使用的特点，避免了高额的电费。尾水在曝气塘充分混合曝气后促进了好氧微生物的活性，增强其对有机污染物和氮磷的分解转化能力。曝气塘通过t形堰(河堰2的形状可以依据实际情况进行调整，只要使尾水流向弯曲或者非直线就可以)与生态塘水面相通，生态塘面积占生态净化系统总面积的70％～80％左右，塘深1.5～2m，坡比1∶3。生态塘中按齿状模式每间隔15～30m布设一道t形堰，以增加水体流动的路程从而增加污染物在塘中实际净化的面积、增加水力停留时间。生态塘及t形堰的岸坡栽种茭白、慈姑、芦苇、香蒲等挺水植物，塘底种植轮叶黑藻、苦草、菹草、伊乐藻等沉水植物并放养适量螺蛳、草鱼、鲢鱼、鳙鱼(密度见表1)，构建较为完整的生态系统。茭白、慈姑、芦苇、香蒲对氮磷具有较好的吸收能力，并能通过根区效应加速有机质和氮磷的转化；轮叶黑藻耐污能力强，生长速度快，可快速吸收氮磷营养盐用于自身生长；苦草发达的根系有利于固定沉积物，防止颗粒物质再悬浮，提高水体透明度；伊乐藻适应力强，较耐寒冷，对总氮、铵氮、硝态氮以及总磷均具有一定的净化效果；菹草作为冬春季沉水植物，在秋季发芽，冬春生长，不但具有净化功能，也是鱼类的良好天然饵料。螺蛳能够滤食大颗粒有机碎屑，降低水的浑浊度，澄清水质。草鱼是典型的食草性鱼类，能够在一定程度上控制沉水植物的过度生长。鲢鱼、鳙鱼属于滤食性鱼类，鲢鱼喜食糟食、腐烂及酸味食物，能够净化水中浮游植物及悬浮态有机残饵、排泄物等；鳙鱼可以滤食浮游动物，增加水体的透明度。当尾水流径生态塘时，沉水植物和挺水植物能够吸收尾水中的无机氮磷，鲢鱼、鳙鱼、螺蛳能够滤食浮游生物和悬浮有机颗粒，使水质进一步澄清，草鱼起到控制水草过度生长的作用，实现整个生态系统的平衡，增加生物多样性和稳定性。生态沟渠及生态塘动植物配置模式如表1所示。表1动植物配置以下列举一个具体的实施方式：本实施例以昆山市某产业园区养殖塘尾水净化工程为例，该渔业养殖塘总面积为4678亩，养殖模式为鳜鱼-青虾-蟹混合养殖。饲料投喂以颗粒饲料和动物性饲料为主，辅以植物性饲料，动物性饲料有野杂鱼、螺蛳肉、蚌肉等，植物性饲料有小麦、玉米、豆饼、山芋、南瓜、马铃薯、水草等。因此尾水中含有较多残留饵料，有机质、氮磷含量均较高。考虑到养殖塘面积较大，尾水排放量大，集中处理难度大且易出现尾水处理不够充分的情况，首先根据养殖塘分布地理位置将整片塘分为18个不同的区，分区建设尾水生态净化系统。以其中一个面积为176亩的养殖片区为例详细介绍具体的实施步骤。1、尾水排放量及水质经实地调查和监测，该养殖片区平均尾水排水量为3529m3/d，水质状况如表2所示。表2养殖塘尾水水质监测数据项目ph总氮/(mg/l)氨氮(mg/l)总磷(mg/l)高锰酸盐指数(mg/l)平均值7.562.010.750.239.15最大值7.995.582.560.6025.32、尾水净化系统工艺该区养殖塘面积为176亩，其中生态沟渠总长1000m，面积1000m2；曝气塘面积5.28亩；生态塘面积21.12亩。生态沟渠、曝气塘、生态塘各占生态净化系统总面积的5.4％、18.9％、75.7％。生态沟渠为矩形，渠底宽1m，渠深1.5m，水深1m。边坡采用竹篱片3及木桩4防护：紧贴渠垂直坡面贴一层土工布，紧贴土工布铺设竹篱片3，然后将楔形木桩4打入土中0.5m以固定竹篱片3和土工布。土工布密度为250g/m2，竹篱片3厚度2cm，木桩4长2m，一端削尖为楔形，楔形长度为15cm。沟渠底部种植轮叶黑藻、苦草、菹草、伊乐藻等沉水植物，并放养密度为150g/m2的螺蛳。曝气塘深度4.5m，水深4m，边坡为1∶1.5，中央设置功率为350w的太阳能曝气机1一台。生态塘为不规则四边形，塘深2m，水深1.5m，边坡1∶3，塘中设三座长65m的t形堰，齿形排列，相距30m，堰高1.5m，边坡1∶3。曝气塘与生态塘通过t形堰使部分水面相通，生态塘和t形堰的边坡种植慈姑、茭白、芦苇、香蒲等挺水植物，塘底栽种轮叶黑藻、苦草、菹草、伊乐藻等沉水植物并放养螺蛳、草鱼、鲢鱼和鳙鱼。各级净化单元的占地面积和水力停留时间如表3所示。表3净化工艺参数净化级数净化单元面积(亩)水力停留时间一级净化生态沟渠1.505.56h二级净化曝气塘5.284d三级净化生态塘21.125d3、净化效果估算在养殖塘排放尾水污染程度最高时，该系统各单元出水水质及净化效果如表4所示。经生态沟渠净化后高锰酸盐指数、总氮、氨氮、总磷去除率分别为13％、19％、14％和10％；经曝气塘增氧净化后，以上四项指标去除率分别达到32％、22％、36％、7％；经生态塘动植物及微生物的协同净化后，以上四项指标去除率分别达到50％、60％、29％、44％。养殖塘尾水经过生态沟渠、曝气塘、生态塘三个环节的逐级净化，高锰酸盐指数、总氮、氨氮、总磷四项指标的总去除率分别达到70％、75％、61％、53％(见表4)。曝气塘由于加大了微生物好氧分解作用对高锰酸盐指数和总氮的净化效果较好，生态塘由于较长的水力停留时间和较完整的动植物生态系统对有机质、氮、磷的净化效果均较高。经该工艺的净化，出水水质可达到地表水iv类标准，满足该养殖片区周围河流的水功能区划要求。表4生态工程净化效果当前第1页12