一种用于消除养殖水体无机氮磷的处理系统技术方案

本发明专利技术属于海水养殖技术领域，特别涉及一种用于消除养殖水体无机氮磷的处理系统。包括依次连接的生物膜反应器、中间池、藻类池及出水池，其中生物膜反应器内通过填料上附着的生物膜去除水体中溶解态的氨氮和亚硝酸盐氮，降低有机物含量；生物膜反应器内的水溢流至中间池内，中间池内通过悬挂滤食性贝类过滤颗粒有机物；藻类池与中间池连通，藻类池内布设用于吸收水体中的溶解态的氮、磷营养盐的海水藻类；藻类池内的水溢流至出水池内，出水池设有出水管。本发明专利技术具有自动化程度和可控性高、占地面积相对较小、单位时间处理养殖废水量大、可彻底消除无机氮磷等特点。

A Treatment System for Eliminating Inorganic Nitrogen and Phosphorus in Aquaculture Water

【技术实现步骤摘要】
一种用于消除养殖水体无机氮磷的处理系统
本专利技术属于海水养殖
，特别涉及一种用于消除养殖水体无机氮磷的处理系统。
技术介绍
中国是水产养殖大国，养殖产量占世界第一。据2019年中国渔业统计年鉴显示，2018年我国水产养殖产量4991.06万吨，远超捕捞量。近二十年来海水养殖业在中国迅速发展，循环水养殖作为一种可控、高效、环境友好的陆基养殖模式备受追捧。然而循环水养殖系统中由于低换水率、生物滤器的硝化作用，极其容易造成无机氮、磷在水体中的积累，无机氮浓度可积累至400～500mg·L-1；同时高浓度的硝酸盐极易影响养殖生物的健康水平、影响水产品口感。海水中的硝酸盐可通过微生物的反硝化作用将其转化为氮气从而去除，但是历程长，需额外投加碳源，处理效率有限，反硝化条件控制严格。在海水循环水养殖系统中，较少设置反硝化滤器单元。海水植物，例如海藻，可吸收海水中的氨氮、亚硝酸、硝酸盐等转化为自身的细胞物质，效率相对较高，但是较少引入循环水养殖处理环节。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种用于消除养殖水体无机氮磷的处理系统，用于处理海水养殖“废水”，此系统具有自动化程度和可控性高、占地面积相对较小、单位时间处理养殖废水量大、可彻底消除无机氮磷等特点。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于消除养殖水体无机氮磷的处理系统，包括：生物膜反应器，其内通过填料上附着的生物膜去除水体中溶解态的氨氮和亚硝酸盐氮，降低有机物含量；中间池，设置于生物膜反应器的一侧，所述生物膜反应器内的水溢流至中间池内，所述中间池内通过悬挂滤食性贝类过滤颗粒有机物；藻类池，设置于所述中间池的一侧、且与所述中间池连通，所述藻类池内布设用于吸收水体中的溶解态的氮、磷营养盐的工程藻；出水池，设置于所述藻类池的一侧，所述藻类池内的水溢流至所述出水池内，所述出水池设有出水管。所述生物膜反应器的底部设有曝气装置。所述曝气装置包括气管和平行铺设于所述生物膜反应器底部的多个底部曝气管，各所述底部曝气管上沿轴向设有多个曝气孔，所述气管插入所述生物膜反应器内、且与各所述底部曝气管垂直连接。设置于所述生物膜反应器内的填料为固定于拉绳上的毛刷。所述生物膜反应器和所述中间池之间的隔板顶部设有锯齿溢水槽Ⅰ。所述中间池与所述藻类池之间的隔板上设有底部进水通孔。所述底部进水通孔处设有滤网。所述藻类池的底部设有LED灯。所述藻类池与所述出水池之间的隔板顶部设有锯齿溢水槽Ⅱ。多个所述处理系统并联或叠置应用。本专利技术的优点及有益效果是：1.本专利技术针对大流量、富含氮、磷营养盐的养殖废水，应用微生物硝化作用及藻类光合作用等生物处理方法，建立一种用于消除养殖水体无机氮磷的生物膜反应器-藻类处理池联用系统，水体净化效果好:溶解态的氮、磷营养盐去除率最高可达90％以上。2.本专利技术水体总溶解态的营养盐依靠微生物和植物互补吸收，去除效果佳；引入工程藻、贝类养殖环节，可有效利用水体营养盐和饲料中营养物质，除净化水质外，还可产生额外经济效益。3.本专利技术藻类池中放置LED光源，可促使藻类夜间亦进行光合反应，吸收水中氮磷等。另外，藻类池可布设工程克隆藻，其无法进行有性繁殖，养殖操作简单，不用担心孢子体附着于池壁或带入尾水中，或影响回用。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术并联应用的结构示意图；图3为本专利技术的应用实施例中无机磷的浓度随时间变化的曲线图；图4为本专利技术的应用实施例中无机氮的浓度随时间变化的曲线图。图中：1为系统进水管；2为生物膜反应器；3为藻类池；4为出水管；5为中间池；6为气管；7为底部曝气管；8为LED灯；9为出水池；10为锯齿溢水槽Ⅰ；11为底部进水通孔；12为锯齿溢水槽Ⅱ。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。如图1所示，本专利技术提供的一种用于消除养殖水体无机氮磷的处理系统，包括：依次连接的生物膜反应器2、中间池5、藻类池3及出水池9，其中生物膜反应器2内通过填料上附着的生物膜去除水体中溶解态的氨氮和亚硝酸盐氮，过滤水体中小悬浮物质，降低有机物含量；中间池5设置于生物膜反应器2的一侧，生物膜反应器2内的水溢流至中间池5内，中间池5内通过悬挂滤食性贝类过滤颗粒有机物，以降低水体中的悬浮物含量；藻类池3设置于中间池5的一侧、且与中间池5连通，藻类池3内布设用于吸收水体中的溶解态的氮、磷营养盐的工程藻；出水池9设置于藻类池3的一侧，藻类池3内的水溢流至出水池9内，出水池9设有出水管4。生物膜反应器2的底部设有曝气装置。曝气装置包括气管7和平行铺设于生物膜反应器2底部的多个底部曝气管7，各底部曝气管7上沿轴向设有多个曝气孔，气管7插入生物膜反应器2内、且与各底部曝气管7垂直连接。即在生物膜反应器2的近底部中央处横向布设气管7，并纵向布设多排底部曝气管7，以便达到较好的硝化效果。进一步地，设置于生物膜反应器2内的填料为固定于拉绳上的毛刷，生物膜反应器2的水面处设置悬挂有毛刷弹性填料的拉绳。生物膜反应器2和中间池5之间的隔板顶部设有锯齿溢水槽Ⅰ10，藻类池3与出水池9之间的隔板顶部设有锯齿溢水槽Ⅱ12。锯齿溢水槽Ⅰ10和锯齿溢水槽Ⅱ12用于缓冲水流及拦截絮状物。中间池5与藻类池3之间的隔板上设有底部进水通孔11，底部进水通孔11处设有滤网。藻类池3中布放有内置光源的藻类生物反应器，或直接布设海水藻类；藻类池3的底部设置LED灯8，以提供藻类生长所需要的光照，可促使藻类夜间亦进行光合反应，吸收水中氮磷等。另外，藻类池3可布设工程克隆藻，其无法进行有性繁殖，养殖操作简单，不用担心孢子体附着于池壁或带入尾水中，或影响回用。多个处理系统可并联或叠置应用，以适应大面积养殖废水处理。如图2所示，多个处理系统采用并联的方式连接，多个处理系统与一根进水管1和一根气管6连接，出水管4并联连接。本专利技术提供的一种用于消除养殖水体无机氮磷的处理系统，其养殖废水处理过程包括以下几个步骤：(1)养殖废水首先通过系统的进水管1进入生物膜反应器2，过滤水体中悬浮物质、去除水中还原性物质，降低COD浓度；通过硝化细菌将氨氮转化为植物可吸收的亚硝酸盐或硝酸盐，形成的活性污泥通过重力作用沉降池底；(2)经过生物膜反应器2处理的废水经锯齿溢水槽Ⅰ10进入中间池5，其中悬挂的滤食性贝类通过滤食去除水中的颗粒有机物；(3)去除悬浮物的养殖废水经底部进水槽11进入藻类池3，藻类池3中布设的海水藻类通过光合作用吸收水体中溶解的氮、磷营养盐；(4)经藻类池3处理后的水体经锯齿溢水槽Ⅱ12进入出水池9，然后通过出水管4排出系统。本专利技术的工作原理是：养殖废水首先通过进水系统进入生物膜反应器，其中悬挂毛刷和悬浮弹性填料，待系统成熟后，附着于毛刷和弹性填料上的微生物通过硝化作用将水体中的氨氮转化为亚硝氮和硝酸氮，毛刷同时吸附一些细小悬浮物；中间池中悬挂滤食性贝类，通过其滤食作用，吸收水体中的悬浮颗粒物；藻类池中布设工程藻，在充足且连续的光照下，工程藻吸收水体中的氮磷营养盐，特别是硝酸盐和磷酸盐；处理后的水体经出水池和出水管排出处理系统。实施例一本专利技术在天津塘沽区养殖企业进行试验，建设室内处理搭棚一处，构建生物膜反应器-藻类处理池连用系统，用于养殖水体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于消除养殖水体无机氮磷的处理系统，其特征在于，包括：生物膜反应器(2)，其内通过填料上附着的生物膜去除水体中溶解态的氨氮和亚硝酸盐氮，降低有机物含量；中间池(5)，设置于生物膜反应器(2)的一侧，所述生物膜反应器(2)内的水溢流至中间池(5)内，所述中间池(5)内通过悬挂滤食性贝类过滤颗粒有机物；藻类池(3)，设置于所述中间池(5)的一侧、且与所述中间池(5)连通，所述藻类池(3)内布设用于吸收水体中的溶解态的氮、磷营养盐的工程藻；出水池(9)，设置于所述藻类池(3)的一侧，所述藻类池(3)内的水溢流至所述出水池(9)内，所述出水池(9)设有出水管(4)。

【技术特征摘要】
1.一种用于消除养殖水体无机氮磷的处理系统，其特征在于，包括：生物膜反应器(2)，其内通过填料上附着的生物膜去除水体中溶解态的氨氮和亚硝酸盐氮，降低有机物含量；中间池(5)，设置于生物膜反应器(2)的一侧，所述生物膜反应器(2)内的水溢流至中间池(5)内，所述中间池(5)内通过悬挂滤食性贝类过滤颗粒有机物；藻类池(3)，设置于所述中间池(5)的一侧、且与所述中间池(5)连通，所述藻类池(3)内布设用于吸收水体中的溶解态的氮、磷营养盐的工程藻；出水池(9)，设置于所述藻类池(3)的一侧，所述藻类池(3)内的水溢流至所述出水池(9)内，所述出水池(9)设有出水管(4)。2.根据权利要求1所述的用于消除养殖水体无机氮磷的处理系统，其特征在于，所述生物膜反应器(2)的底部设有曝气装置。3.根据权利要求2所述的用于消除养殖水体无机氮磷的处理系统，其特征在于，所述曝气装置包括气管(7)和平行铺设于所述生物膜反应器(2)底部的多个底部曝气管(7)，各所述底部曝气管(7)上沿轴向设有多个曝气孔，所述气管(7)插入所述生物膜反应器(2)内、且与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贤，李雪莹，马晓娜，李军，吴乐乐，王雨浓，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37