亚热带地区复合型人工湿地净化海水养殖用水的生态系统以及净化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种亚热带地区复合型人工湿地净化海水养殖用水的生态系统，其循环体系中包括用水系统和净化系统，净化系统包括表面流湿地、海水池塘、潜流湿地和输水设施；所述表面流湿地为预处理系统，采用水泵提水或自然纳潮方式进海水，表面流湿地主体种植耐盐、耐低温的红树植物；所述海水池塘为浮游生物和细菌微生态调控区，蓄积经表面流湿地处理的海水；所述潜流湿地为强降解吸附功能区，通过铺设供水管道进海水池塘中上层海水，潜流湿地主体由生物沉淀床、曝气填料床和碎石床串联形成。该系统的水处理规模大、水力停留时间短、养殖水质污染指标去除全面，具有良好的生态景观，并且能够产出较高经济价值的水产副产品。

【技术实现步骤摘要】
亚热带地区复合型人工湿地净化海水养殖用水的生态系统以及净化方法
本专利技术涉及海水养殖循环水净化处理相关
，特别是一种亚热带地区复合型人工湿地净化海水养殖用水的生态系统。本专利技术还涉及一种上亚热带地区复合型人工湿地净化海水养殖用水的生态系统的净化方法。
技术介绍
人工湿地是人工建设、可控制和工程化的湿地系统，具有高效低耗、适用范围广等诸多优点，目前已广泛应用于处理生活污水、工业废水、矿山及石油开产废水等。现有类型的人工湿地对不同形态氮的去除能力不同且各有优缺点，例如表面流人工湿地复氧能力强，有利于去除耗氧的氨氮和有机污染物，但占地面积大，维护管理成本较高，常作为污水预处理系统；水平流人工湿地占地面积小、保温性能强、可承受较大水力和污染物负荷，但供氧能力不足。而垂直流人工湿地复氧能力较水平流人工湿地好，但造价较高。因此越来越多的研究者将目光聚焦在两种或多种类型的人工湿地组合工艺上，但较少涉及海水养殖用水的规模化处理工艺研究。新鲜海水氮、磷污染物浓度较低，但用水需求量偏大，而现有海水人工湿地处理技术净化指标单一，仅针对氮、磷等污染物指标，水力停留时间长、处理量少，无法满足海水增养殖高量换水要求，且较少涉及浮游生物和细菌微生态调控。基于上述现有技术的缺陷，新的技术应当依据海水养殖用水水质的特点，立足于复合型人工湿地海水处理技术的优点，主要为现有技术的集成并复合升级，而提供高量、水力停留时间短、养殖水质污染指标去除全面的净化工艺流程，构建集生态景观和经济副产品产出的复合型人工湿地系统。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种亚热带地区复合型人工湿地净化海水养殖用水的生态系统，该系统的水处理规模大、水力停留时间短、养殖水质污染指标去除全面，具有良好的生态景观，并且能够产出较高经济价值的水产副产品。本专利技术所要解决的技术问题还包括提供一种采用上述亚热带地区复合型人工湿地净化海水养殖用水的生态系统实施的净化方法为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：亚热带地区复合型人工湿地净化海水养殖用水的生态系统，其循环体系中包括用水系统和净化系统，净化系统包括表面流湿地、海水池塘、潜流湿地和输水设施；所述表面流湿地为预处理系统，采用水泵提水或自然纳潮方式进海水，表面流湿地主体种植耐盐、耐低温的红树植物，表面流湿地底泥为粉砂质软泥，表面流湿地生境水体中放养滩涂贝类、沙蚕、底栖鱼类；所述海水池塘为浮游生物和细菌微生态调控区，蓄积经表面流湿地处理的海水，海水池塘为大水面，面积在10亩以上，水深在2米以上，且1/4以上水面被海篷子浮床覆盖，池中放养少量不同类型的经济海水鱼类，放养过程不投放饵料，以自然生物饵料为主，达到以鱼洁水的目的，进一步净化稳定水质，形成稳定的生态系统；所述潜流湿地为强降解吸附功能区，通过铺设供水管道进海水池塘中上层海水，潜流湿地主体由生物沉淀床、曝气填料床和碎石床串联形成；生物沉淀床水面被海篷子浮床完全覆盖，底部悬挂生物滤料；曝气填料床由多个独立滤床模块并联构成，分别填充陶粒、塑料生物吸附球等基质，底部铺设气管，24h曝气增氧；碎石床净化处理区由多个平行独立滤床模块并联构成，分别填充净化填料，碎石床底部铺设气管。本专利技术还提供了采用上述亚热带地区复合型人工湿地净化海水养殖用水的生态系统实施的净化方法，包括以下步骤：a、将海水引入表面流湿地：引流方式采用自然纳潮或水泵提水，流入纳水区，经初步沉淀溢流入生境处理区，水力停留时间为0.5d,湿地表层水体负荷为1～10cm水深，流经红树林生境，水体中的颗粒物质逐级沉降、被拦截吸附，净化后排入海水池塘；b、海水池塘蓄积经表面流湿地处理的水体，从冬季开始蓄水，冬季水体中致病性弧菌数量偏少，沉淀至次年3月份开始使用，池塘中放养鱼、虾和蟹等水生动物，表层种植海水蔬菜海篷子和碱蓬，调控浮游生物和细菌微生态；通过控制管道8上的电控阀门打开的数量和高度位置调节海水池塘向潜流湿地的输水量，并且开启潜流湿地的集水区的大功率泵以引导水流流过各处理区；d、处理区的水流蓄积或直接循环使用。本专利技术具有如下技术效果：1、其综合净化能力强大，水处理量高、停留时间短，养殖水质污染指标去除全面；2、能够综合生态景观及养殖经济副产品，具有较高的环境改善功能及经济效益。附图说明图1为本专利技术提供的循环净化示意图。图2为图1中的表面流湿地的结构平面示意图。图3为图1中的海水池塘的结构平面示意图。图4为图1中的潜流湿地的结构平面示意图。图5为图1中的潜流湿地的结构剖视示意图。图6为图1中的管道8的安装结构示意图。图7为输水设施的结构示意图。图8为图1中的落叶沉积区的落叶收集机构的结构示意图。图9为图8的侧向视图。图10为图2中的进水区的结构示意图。图11为图10的A向视图。具体实施方式参照图1-7所示，本专利技术提供的亚热带地区复合型人工湿地净化海水养殖用水的生态系统，其循环体系中包括用水系统和净化系统，净化系统包括表面流湿地、海水池塘、潜流湿地和输水设施；所述表面流湿地为预处理系统，采用水泵提水或自然纳潮方式进海水，表面流湿地主体种植耐盐、耐低温的红树植物，表面流湿地底泥为粉砂质软泥，表面流湿地生境水体中放养滩涂贝类、沙蚕、底栖鱼类（弹涂鱼）；所述海水池塘为浮游生物和细菌微生态调控区，蓄积经表面流湿地处理的海水，海水池塘为大水面，面积在10亩以上，水深在2米以上，且1/4以上水面被海篷子浮床覆盖，池中放养少量不同类型的经济海水鱼类放养过程不投放饵料，以自然生物饵料为主，达到以鱼洁水的目的，进一步净化稳定水质，形成稳定的生态系统；所述潜流湿地为强降解吸附功能区，通过铺设供水管道进海水池塘中上层海水，潜流湿地主体为生物沉淀床、曝气填料床和碎石床串联形成；生物沉淀床水面被海篷子浮床完全覆盖，底部悬挂生物滤料；曝气填料床由多个独立滤床模块并联构成，分别填充陶粒、塑料生物吸附球等基质，底部铺设气管，24h曝气增氧；碎石床净化处理区由5个平行独立滤床模块并联构成，分别填充碎石或沸石等净化填料，碎石床底部铺设气管。参照图1、图2所示，所述表面流湿地由进水区、耐碱植物处理区（包括秋茄树，桐花树等）、落叶收集池和集水区组成，所述表面流湿地为长方体状，长宽比例为5:1；所述进水区由进水槽和沉淀槽构成，沉淀槽上部铺设沉淀斜板，用于沉积水体中的高密度颗粒物质，两个水槽底部相通，中间建立隔水墙，水体自上而下进入水槽，自下而上流出沉淀槽，溢流进入耐盐植物处理区；所述耐盐植物处理区，由根系微生物、土壤基质、底栖生物和耐盐植物等单元集合净化表面流动的水体，并由多个独立的滤床模块并联构成，每个模块宽度为4-6米，中间建立0.5-1米宽度的走道，便于维护管理；每个滤床模块高度为1-1.2米，填充0.8米厚的软泥，泥质为粉砂质软泥，种植耐盐、耐低温的红树植物，行间距为0.5米，株间距为0.3米，林间间隙放养菲律宾蛤、泥蚶和大弹涂鱼，放养密度为100-200粒/m2，水体从软泥表层自由流动，汇入落叶沉积池；参照图8、图9所示，落叶沉积池高度低于耐盐植物处理区0.2米，定期迁移落叶等凋零物，所述落叶沉积池包括沟槽1，沟槽1底部后侧与集水区相通，沟槽1内铺设有网兜2用于收集落叶等凋零物，所述集水区的高度低于落叶沉积池，所述网兜2的形状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种亚热带地区复合型人工湿地净化海水养殖用水的生态系统，其特征是：其循环体系中包括用水系统和净化系统，净化系统包括表面流湿地、海水池塘、潜流湿地和输水设施；所述表面流湿地为预处理系统，采用水泵提水或自然纳潮方式进海水，表面流湿地主体种植耐盐、耐低温的红树植物，表面流湿地底泥为粉砂质软泥，表面流湿地生境水体中放养滩涂贝类、沙蚕、底栖鱼类；所述海水池塘为浮游生物和细菌微生态调控区，蓄积经表面流湿地处理的海水，海水池塘为大水面，面积在10亩以上，水深在2米以上，且1/4以上水面被海篷子浮床覆盖，池中放养少量不同类型的经济海水鱼类，放养过程不投放饵料，以自然生物饵料为主，达到以鱼洁水的目的，进一步净化稳定水质，形成稳定的生态系统；所述潜流湿地为强降解吸附功能区，通过铺设供水管道进海水池塘中上层海水，潜流湿地主体由生物沉淀床、曝气填料床和碎石床串联形成；生物沉淀床水面被海篷子浮床完全覆盖，底部悬挂生物滤料；曝气填料床由多个独立滤床模块并联构成，分别填充陶粒、塑料生物吸附球等基质，底部铺设气管，24h曝气增氧；碎石床净化处理区由多个平行独立滤床模块并联构成，分别填充净化填料，碎石床底部铺设气管。...

【技术特征摘要】
1.一种亚热带地区复合型人工湿地净化海水养殖用水的生态系统，其特征是：其循环体系中包括用水系统和净化系统，净化系统包括表面流湿地、海水池塘、潜流湿地和输水设施；所述表面流湿地为预处理系统，采用水泵提水或自然纳潮方式进海水，表面流湿地主体种植耐盐、耐低温的红树植物，表面流湿地底泥为粉砂质软泥，表面流湿地生境水体中放养滩涂贝类、沙蚕、底栖鱼类；所述海水池塘为浮游生物和细菌微生态调控区，蓄积经表面流湿地处理的海水，海水池塘为大水面，面积在10亩以上，水深在2米以上，且1/4以上水面被海篷子浮床覆盖，池中放养少量不同类型的经济海水鱼类，放养过程不投放饵料，以自然生物饵料为主，达到以鱼洁水的目的，进一步净化稳定水质，形成稳定的生态系统；所述潜流湿地为强降解吸附功能区，通过铺设供水管道进海水池塘中上层海水，潜流湿地主体由生物沉淀床、曝气填料床和碎石床串联形成；生物沉淀床水面被海篷子浮床完全覆盖，底部悬挂生物滤料；曝气填料床由多个独立滤床模块并联构成，分别填充陶粒、塑料生物吸附球等基质，底部铺设气管，24h曝气增氧；碎石床净化处理区由多个平行独立滤床模块并联构成，分别填充净化填料，碎石床底部铺设气管。2.根据权利要求1所述的亚热带地区复合型人工湿地净化海水养殖用水的生态系统，其特征是：所述表面流湿地由进水区、耐碱植物处理区、落叶沉积池和集水区组成，所述表面流湿地为长方体状，长宽比例为5:1；所述进水区由进水槽和沉淀槽构成，沉淀槽上部铺设沉淀斜板，用于沉积水体中的高密度颗粒物质，两个水槽底部相通，中间建立隔水墙，水体自上而下进入水槽，自下而上流出沉淀槽（请提供图纸），溢流进入耐盐植物处理区；所述耐盐植物处理区，由根系微生物、土壤基质、底栖生物和耐盐植物单元集合净化表面流动的水体，并由多个独立的滤床模块并联构成，每个滤床模块宽度为4-6米，中间建立0.5-1米宽度的走道；每个滤床模块高度为1-1.2米，填充软泥，泥质为粉砂质软泥，种植耐盐、耐低温的红树植物，红树植物行间距为0.5米，株间距为0.3米，林间间隙放养菲律宾蛤、泥蚶和大弹涂鱼，放养密度为100-200粒/m2，水体从软泥表层自由流动，汇入落叶沉积池；落叶沉积池高度低于耐盐植物处理区0.2米，定期迁移落叶等凋零物，所述落叶沉积池包括沟槽，沟槽底部后侧与集水区相通，沟槽内铺设有网兜用于收集落叶等凋零物，所述集水区的高度低于落叶沉积池。3.根据权利要求2所述的亚热带地区复合型人工湿地净化海水养殖用水的生态系统，其特征是：所述网兜的形状与所述沟槽匹配，网兜架设在两根架杆，架杆设置在竖向支架上，竖向支架上设置有吊轮，网兜的两端绑扎在吊绳上，吊绳架设在吊轮上，竖向支架上设置有吊绳挂钩，吊绳上设置有挂扣，吊绳拉起后采用挂钩扣在挂扣上实现拉起固定，所述网兜的孔径在5目以内；所述表面流湿地中包含生境处理区，生境处理区中放养菲律宾蛤、泥蚶，滤食水体中的悬浮颗粒物质；放养植食性、肉食性和杂食性的篮子鱼、大黄鱼、黒鲷、鲻鱼等，摄食池塘中的浮游生物，调控浮游生物的生物量；放养蟹类，摄食水体中自然凋亡的生物，减少生物死后溶解二次污染水质。4.根据权利要求1所述的亚热带地区复合型人工湿地净化海水养殖用水的生态系统，其特征是：所述海水池塘由表层、中层和底层三部分组成，所述水体表层采用高密度的浮体材料构建浮床框架，浮床上每间隔20cm设直径10-15cm的栽植杯，种植海水蔬菜、海篷子和碱篷，种植面积占海水池塘的1/4以上，配太阳能涌浪式增氧机，增加水体底层溶解氧含量，海水蔬菜主要功能为迁移水体中氮磷营养盐，提供暗沉淀环境，抑制藻类爆发；所述中层，以放养植食性海水鱼为主搭配少量肉食性鱼类，形成浮游植物—浮游动物和植食性鱼、虾—肉食性鱼的稳定生态系统；所述底层，沉积淤泥，为微生物和底栖动物提供栖息环境，降解沉积物中的营养成分；所述海水池塘中蓄积的海水通过管道流入生物沉淀床，水流自下而上溢流出沉淀床；所述管道的外端竖向分布于海水池塘处，每个管道沿高度方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琛，李鹏全，於俊琦，曾国权，闫茂仓，张立宁，陈劲飞，叶希族，
申请(专利权)人：浙江省海洋水产养殖研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33