结合循环水进行水产养殖与植物栽培的方法及系统技术方案

一种结合循环水进行水产养殖与植物栽培的方法，是将一养殖槽上层溢流水及底层污水送至一圆型平板超滤膜单元及一蛋白分离器，使通过膜过滤及蛋白分离后的水体再流入养殖槽形成循环水，而被超滤膜截留的浓缩废液与蛋白分离器所生成的气泡杂液则静置发酵为养殖废水，养殖废水经另一圆型平板超滤膜单元以分离出初滤液及混浊高蛋白浓缩液，最后将初滤液泵送入一纳滤膜单元以除去氨氮，以获得一富含胺基酸的回收水及澄清高蛋白浓缩液，回收水则抽送回该养殖槽内再利用。

Method and system for aquaculture and plant cultivation combined with circulating water

A method of combination of circulating water for aquaculture and cultivation of plants, is a top and bottom tank overflow sewage is sent to a circular plate ultrafiltration membrane unit and a protein separator made by membrane filtration and protein separation after the water then flows into the tank formed by circulating water, ultrafiltration concentration waste liquid and protein separator generated bubble mixed solution is static fermentation for aquaculture wastewater, aquaculture wastewater by another circular flat ultrafiltration membrane unit to separate primary filtrate and turbidity high protein concentrate, the primary filtrate pump into a nanofiltration membrane unit to remove ammonia nitrogen, to obtain a rich water recovery of amino acid the clarification and high protein concentrate, recycled water is pumped back to the tank in use.

【技术实现步骤摘要】
结合循环水进行水产养殖与植物栽培的方法及系统
本专利技术是有关于一种养殖水的处理方法，且特别是有关于一种能提高循环水的回收效能，以降低养殖水的补充用水量，且又能自养殖废水中分离出高蛋白浓缩液，以提供植物工厂进行植物培植所需养分的结合循环水进行水产养殖与植物栽培的方法。
技术介绍
随着近海渔业资源的逐渐枯竭以及远洋渔业发展的限制，国内渔业近年来已逐渐转为水产养殖发展，但由于台湾土地面积狭小，且超抽地下水所造成的地层下陷问题，使得传统水产养殖方式造成极大的养殖瓶颈，所以，密闭式的循环水养殖系统便应运而生。为此，本案专利技术人先前所申请的中国大陆第201410295843.97号「高密度养殖循环水的处理设备」专利技术专利申请案，就揭露了一种集约式的循环水养殖系统，这种养殖系统是先将养殖水以进水设备打入养殖槽内，养殖槽内设有曝气设备以提供充足氧气，并在槽内设有一溢流堰连接到一循环水净化设备，经过净化过滤后的水液会再回流到养殖槽内循环使用，所以，基本上每周只要补充约10%养殖水体积的水到桶槽内，就能达到连续式的水循环使用效果。此外，为了降低养殖槽体内水质的氨氮浓度，以提高饲养物的存活率，本案专利技术人更进一步地在循环水净化设备（UF膜过滤单元）之前，利用一蛋白分离器来取代原先的包埋式硝化菌，借由泡沫吸附分离方式来预先去除水体中的胶状黏液（蛋白质）与悬浮微粒，一方面能防止滤膜被鱼体所分泌的黏液堵塞，以维持滤膜应有的固液分离效能，另一方面也能补充更多的氧气在水中，以提供优良的循环水质，来提高饲养物的存活率，并延长滤膜的清洗周期及使用寿命。虽然，上述的设计已经能够达成以循环水来进行集约式养殖的目的，但在实际运作一段时间后，本案专利技术人却发现现有设计对于循环水的回收效能上仍稍嫌不足，主因有以下两点：一、首先，养殖水除了少量是自然地蒸发散失之外，大部份都是由蛋白分离器在去除水中蛋白质时一并被排放掉（因蛋白分离器时所排出的泡沫大部份仍为水液），所以目前的循环水养殖业者每天必须更换至少10%的养殖水来解决这个问题，这数字虽然看来不大，但是对一个有30吨水体以上的养殖事业而言，代表每周需要排放掉3吨的养殖废水，并再补充洁净的水进来，长期以往，这显然是一种不小的成本负担。二、其次，以往的循环水养殖系统固然设有喷洗单元来喷刷净化设备的滤膜，但是在冲洗滤膜后夹带有大量污泥的喷洗水，因浊度与悬浮固体（SS）值过高，通常只能直接排出外界，相对的，能够被引取回养殖槽的循环水量也将大幅降低，所以实际上养殖槽所必须补充的水体已远超过10%这个数字，而且，排放水还有环保法规须遵守，也对养殖业者产生极大的困扰，但无形中仍将消耗掉不少的回收循环水。另外，还有一个更严重的问题在于，由蛋白分离器所带出的这些水溶性养殖废水中饱含氨氮与磷，这对于养殖水体是一种极大的污染源，但却是植物栽培所需要的大量元素，如果任由此含有营养源的可溶性废水直接排放，不仅是一种资源上的浪费，也容易造成生态环境的冲击。
技术实现思路
因此本专利技术所提供的一种结合循环水进行水产养殖与植物栽培的方法，是将蛋白分离器及冲洗滤膜时所带出的养殖废水，再经过两道不同的膜过滤处理，所产出的回收水能作为养殖槽的补充水源，以降低养殖系统对于循环水所需的补充量，而经过膜过滤所截留下的高蛋白浓缩液则能被引取至植物工厂，进一步成为进行栽培植床的营养液，进而达到减废再利用的目的。为达上述目的，本专利技术的解决方案是：一种结合循环水进行水产养殖与植物栽培的方法，包含以下步骤：步骤（A）：准备一养殖槽，该养殖槽内容置有养殖水；步骤（B）：对该养殖槽内的养殖水进行曝气，以提供养殖水充足的溶氧量；步骤（C）：将该养殖槽上层溢流水及底层污水分别汲取至一圆形平板超滤膜单元及一蛋白分离器，利用该圆型平板超滤膜单元对养殖水进行循环过滤，以获得能直接抽送回该养殖槽的循环水，同时，自该蛋白分离器内的一超微细气泡产生单元吸入喷射气体，让喷射气体快速与水体产生气液混合，以形成大量微细气泡，进而将水体中的蛋白质、残饵、排泄物与较大分子胶体积聚在气泡表面，并朝上推升形成气泡杂液，而与气泡到达分离界面后的水体则向下流动，而形成回流到该养殖槽的另一股循环水；步骤（D）：将前述气泡杂液和被该圆形平板超滤膜单元截留所生成的浓缩废液输送至一集沫槽内静置发酵，以成为养殖废水；步骤（E）：将该养殖废水经另一圆型平板超滤膜单元内进行第一次膜过滤处理，利用超滤膜来截留水体中的黏液及悬浮物，以分离出初滤液及混浊高蛋白浓缩液；步骤（F）：将该混浊蛋白浓缩液排放至一收集桶，以做为植物工厂进行栽培植床的肥料营养剂或生物饵料培养液之用；步骤（G）：将透析过超滤膜后的初滤液泵送入一纳滤膜单元内，以进行第二次膜过滤处理，利用纳滤膜来进一步除去初滤液中的氨氮，以成为富含胺基酸的回收水，而被截留的水体则成为澄清高蛋白浓缩液，以作为水耕植物或海菜、蕨类培养液；步骤（H）：将通过纳滤膜所产出的回收水送回该养殖槽内再利用。进一步，在步骤（D）中，该超微细气泡产生单元所吸入的喷射气体内包含有臭氧，以提高蛋白质分离器去除氨氮的效率。进一步，在步骤（F）中，在混浊高蛋白浓缩液内更加入有淡水进行稀释。进一步，稀释后的混浊高蛋白浓缩液在供应植物栽培植床吸收利用后，可由其植床排放出渗出液，渗出液可在通过一过滤程序后后回流至该收集桶内再利用。进一步，在步骤（G）中，所截留的澄清高蛋白浓缩液内更加入有淡水进行稀释。一种结合循环水进行水产养殖与植物栽培的系统，接设在一养殖槽与一植物工厂之间，包含有：一养殖槽，其内容置有养殖水；一鼓风机，可对该养殖槽内打入空气，以维持养殖水有充足的溶氧量；一第一抽水泵浦，具一邻近该养殖槽且位于养殖水液面的溢流管，以及一伸设到该养殖槽底部且与该溢流管连通的排污管；一蛋白分离器，具有一与该排污管连通的筒槽、一设置在筒槽内的微细气泡产生单元、一自该筒槽底部延伸至该养殖槽的出水管，以及一装设于该筒槽顶部的泡沫流出管，该超微细气泡产生单元吸入喷射气体，使喷射气体快速与该筒槽内水体产生气液混合，以形成大量微细气泡，进而将水体中的蛋白质、残饵、排泄物与较大分子胶体积聚在气泡表面，并朝上推升形成气泡杂液，再由该泡沫流出管排出，而与气泡到达分离界面后的水体则向下流动再经由该出水管回流到该养殖槽中；一集沫槽，用以盛接由该泡沫流出管所排出的气泡杂液，并经过静置后成为养殖废水；一个以上的圆型平板超滤膜单元，接设在该集沫槽一侧并可泵入该养殖废水至其内，该圆型平板超滤膜单元具有呈等间隔垂直排列的超滤膜，以在水压作用下，利用超滤膜来截留待过水体中的黏液及悬浮物，以分离出初滤液及混浊高蛋白浓缩液；一收集桶，以承接该混浊高蛋白浓缩液，以作为植物工厂进行栽培植床的肥料营养剂或生物饵料的培养液之用；一纳滤膜单元，接设在该圆型平板超滤膜单元一侧，并可泵送入该初滤液至其内，利用纳滤膜来进一步除去初滤液中的氨氮，以成为富含胺基酸的回收水，而被截留的水体则成为澄清高蛋白浓缩液，以作为植物工厂的植物的有机肥或海菜、蕨类培养液；一回收水槽，设置在该纳滤膜单元一侧，用以盛接由该纳滤膜单元所产出的回收水；一第二抽水泵浦，设置在该养殖槽与该回收水槽之间，以将回收水送回该养殖槽内再利用。进一步，该圆型平板超滤膜单元有两个，其中一圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结合循环水进行水产养殖与植物栽培的方法，包含以下步骤：步骤（A）：准备一养殖槽，该养殖槽内容置有养殖水；步骤（B）：对该养殖槽内的养殖水进行曝气，以提供养殖水充足的溶氧量；步骤（C）：将该养殖槽上层溢流水及底层污水分别汲取至一圆形平板超滤膜单元及一蛋白分离器，利用该圆型平板超滤膜单元对养殖水进行循环过滤，以获得能直接抽送回该养殖槽的循环水，同时，自该蛋白分离器内的一超微细气泡产生单元吸入喷射气体，让喷射气体快速与水体产生气液混合，以形成大量微细气泡，进而将水体中的蛋白质、残饵、排泄物与较大分子胶体积聚在气泡表面，并朝上推升形成气泡杂液，而与气泡到达分离界面后的水体则向下流动，而形成回流到该养殖槽的另一股循环水；步骤（D）：将前述气泡杂液和被该圆形平板超滤膜单元截留所生成的浓缩废液输送至一集沫槽内静置发酵，以成为养殖废水；步骤（E）：将该养殖废水经另一圆型平板超滤膜单元内进行第一次膜过滤处理，利用超滤膜来截留水体中的黏液及悬浮物，以分离出初滤液及混浊高蛋白浓缩液；步骤（F）：将该混浊蛋白浓缩液排放至一收集桶，以做为植物工厂进行栽培植床的肥料营养剂或生物饵料培养液之用；步骤（G）：将透析过超滤膜后的初滤液泵送入一纳滤膜单元内，以进行第二次膜过滤处理，利用纳滤膜来进一步除去初滤液中的氨氮，以成为富含胺基酸的回收水，而被截留的水体则成为澄清高蛋白浓缩液，以作为水耕植物或海菜、蕨类培养液；步骤（H）：将通过纳滤膜所产出的回收水送回该养殖槽内再利用。...

【技术特征摘要】
1.一种结合循环水进行水产养殖与植物栽培的方法，包含以下步骤：步骤（A）：准备一养殖槽，该养殖槽内容置有养殖水；步骤（B）：对该养殖槽内的养殖水进行曝气，以提供养殖水充足的溶氧量；步骤（C）：将该养殖槽上层溢流水及底层污水分别汲取至一圆形平板超滤膜单元及一蛋白分离器，利用该圆型平板超滤膜单元对养殖水进行循环过滤，以获得能直接抽送回该养殖槽的循环水，同时，自该蛋白分离器内的一超微细气泡产生单元吸入喷射气体，让喷射气体快速与水体产生气液混合，以形成大量微细气泡，进而将水体中的蛋白质、残饵、排泄物与较大分子胶体积聚在气泡表面，并朝上推升形成气泡杂液，而与气泡到达分离界面后的水体则向下流动，而形成回流到该养殖槽的另一股循环水；步骤（D）：将前述气泡杂液和被该圆形平板超滤膜单元截留所生成的浓缩废液输送至一集沫槽内静置发酵，以成为养殖废水；步骤（E）：将该养殖废水经另一圆型平板超滤膜单元内进行第一次膜过滤处理，利用超滤膜来截留水体中的黏液及悬浮物，以分离出初滤液及混浊高蛋白浓缩液；步骤（F）：将该混浊蛋白浓缩液排放至一收集桶，以做为植物工厂进行栽培植床的肥料营养剂或生物饵料培养液之用；步骤（G）：将透析过超滤膜后的初滤液泵送入一纳滤膜单元内，以进行第二次膜过滤处理，利用纳滤膜来进一步除去初滤液中的氨氮，以成为富含胺基酸的回收水，而被截留的水体则成为澄清高蛋白浓缩液，以作为水耕植物或海菜、蕨类培养液；步骤（H）：将通过纳滤膜所产出的回收水送回该养殖槽内再利用。2.如权利要求1所述的结合循环水进行水产养殖与植物栽培的方法，其特征在于：在步骤（D）中，该超微细气泡产生单元所吸入的喷射气体内包含有臭氧，以提高蛋白质分离器去除氨氮的效率。3.如权利要求1所述的结合循环水进行水产养殖与植物栽培的方法，其特征在于：在步骤（F）中，在混浊高蛋白浓缩液内更加入有淡水进行稀释。4.如权利要求3所述的结合循环水进行水产养殖与植物栽培的方法，其特征在于：稀释后的混浊高蛋白浓缩液在供应植物栽培植床吸收利用后，由其植床排放出渗出液，渗出液在通过一过滤程序后后回流至该收集桶内再利用。5.如权利要求1所述的结合循环水进行水产养殖与植物栽培的方法，其特征在于：在步骤（G）中，所截留的澄清高蛋白浓缩液内更加入有淡水进行稀释。6.一种结合循环...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭其哲，
申请(专利权)人：台湾水再生科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71