申請日2016.07.21
公開(公告)日2017.01.04
IPC分類號C02F3/32
摘要
本實用新型提供一種串聯(lián)式養(yǎng)殖廢水植物凈化再生利用系統(tǒng)，包括人工過濾收納區(qū)、植物初級消納區(qū)、植物次級凈化區(qū)、植物適生鍛煉區(qū);所述人工過濾收納區(qū)、所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)、所述植物適生鍛煉區(qū)按順序由高到低呈階梯式排列。本實用新型通過設置植物初級消納區(qū)、植物次級凈化區(qū)、植物適生鍛煉區(qū)分別用于種植浮水和沉水植物水葫蘆、狐尾藻、浮萍;并通過潛水泵和PE管增加池內(nèi)的含氧量對養(yǎng)殖廢水進行安全凈化，還利用系統(tǒng)內(nèi)梯式逐級自然流動為單元，將養(yǎng)殖廢水及時進行源頭處理。同時，本實用新型采用水泥池或者無滴膜池、格柵、潛水泵、PE管和濾網(wǎng)等設施養(yǎng)殖水生植物，基礎牢固，適于規(guī)模化養(yǎng)殖場應用推廣。
權(quán)利要求書
1.一種串聯(lián)式養(yǎng)殖廢水植物凈化再生利用系統(tǒng)，其特征在于：所述串聯(lián)式養(yǎng)殖廢水植物凈化再生利用系統(tǒng)包括人工過濾收納區(qū)、植物初級消納區(qū)、植物次級凈化區(qū)、植物適生鍛煉區(qū);所述人工過濾收納區(qū)、所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)、所述植物適生鍛煉區(qū)按順序由高到低呈階梯式排列，并且能夠容納養(yǎng)殖廢水;所述人工過濾收納區(qū)、所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)、所述植物適生鍛煉區(qū)的側(cè)壁上開設有出水口;所述出水口設置有過濾網(wǎng)和排水管，所述排水管上設置有閥門，所述人工過濾收納區(qū)、所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)、所述植物適生鍛煉區(qū)的過濾網(wǎng)分別連通所在的區(qū)與排水管;
所述人工過濾收納區(qū)內(nèi)設置有深水區(qū)和淺水區(qū)，所述深水區(qū)比所述淺水區(qū)深，所述人工過濾收納區(qū)開設有入水口，所述入水口設置有格柵，所述深水區(qū)和淺水區(qū)之間也設置有所述格柵;所述人工過濾收納區(qū)的排水管設置在所述淺水區(qū)側(cè)，能夠?qū)⑺鋈斯み^濾收納區(qū)的水引入所述植物初級消納區(qū);
所述植物初級消納區(qū)內(nèi)設置有圍欄、PE管、潛水泵，用于養(yǎng)殖水葫蘆;所述圍欄高于水面，防止水葫蘆蔓延;所述植物初級消納區(qū)的PE管上開設有連通所述植物初級消納區(qū)的PE管內(nèi)外的通孔，并且與所述植物初級消納區(qū)的潛水泵的出水管連通;所述植物初級消納區(qū)的排水管能夠?qū)⑺鲋参锍跫壪{區(qū)的水引入所述植物次級凈化區(qū);
所述植物次級凈化區(qū)內(nèi)設置PE管、潛水泵，用于養(yǎng)殖狐尾藻;所述植物次級凈化區(qū)的底板鋪設有泥土;所述植物次級凈化區(qū)的PE管上開設有連通所述植物次級凈化區(qū)的PE管內(nèi)外的通孔，并且與所述植物次級凈化區(qū)的潛水泵的出水管連通;所述植物次級凈化區(qū)的排水管能夠?qū)⑺鲋参锎渭墐艋瘏^(qū)的排水管引入所述植物適生鍛煉區(qū);
所述植物適生鍛煉區(qū)內(nèi)用于養(yǎng)殖浮萍;所述植物適生鍛煉區(qū)的底板上覆蓋有泥土;所述植物適生鍛煉區(qū)的排水管能夠?qū)⑺鲋参镞m生鍛煉區(qū)的水引入灌溉地。
2.如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式養(yǎng)殖廢水植物凈化再生利用系統(tǒng)，其特征在于：所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)分別在側(cè)壁內(nèi)側(cè)環(huán)繞設置所述PE管。
3.如權(quán)利要求2所述的串聯(lián)式養(yǎng)殖廢水植物凈化再生利用系統(tǒng)，其特征在于：所述PE管沿軸向每隔30cm開設有所述通孔，所述通孔的孔徑為5mm。
4.如權(quán)利要求3所述的串聯(lián)式養(yǎng)殖廢水植物凈化再生利用系統(tǒng)，其特征在于：所述PE管外包裹有30～40目不銹鋼網(wǎng)紗。
5.如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式養(yǎng)殖廢水植物凈化再生利用系統(tǒng)，其特征在于：所述人工過濾收納區(qū)、所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)、所述植物適生鍛煉區(qū)為水泥池或者無滴膜池;所述人工過濾收納區(qū)、所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)、所述植物適生鍛煉區(qū)長6m、寬3m，深50～60cm;所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)分別包括四PE管，所述四PE管依次首尾相接成矩形狀，所述深水區(qū)比所述淺水區(qū)深15～20cm。
6.如權(quán)利要求2所述的串聯(lián)式養(yǎng)殖廢水植物凈化再生利用系統(tǒng)，其特征在于：所述人工過濾收納區(qū)、所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)、所述植物適生鍛煉區(qū)的排水管分別距離所在區(qū)的底板15～20cm。
7.如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式養(yǎng)殖廢水植物凈化再生利用系統(tǒng)，其特征在于：所述格柵的間隙為15～30mm，所述濾網(wǎng)為直徑小于10mm的不銹鋼濾網(wǎng)。
8.如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式養(yǎng)殖廢水植物凈化再生利用系統(tǒng)，其特征在于：所述圍欄包括至少三浮漂和至少三尼龍條，至少三所述尼龍條依次首尾相接，所述浮漂分別設置在所述尼龍條的連接處。
9.如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式養(yǎng)殖廢水植物凈化再生利用系統(tǒng)，其特征在于：所述圍欄包括四浮漂和四剛性尼龍條，所述四剛性尼龍條圍成方格狀，所述四剛性尼龍條兩兩之間通過所述浮漂連接。
10.如權(quán)利要求9所述的串聯(lián)式養(yǎng)殖廢水植物凈化再生利用系統(tǒng)，其特征在于：所述圍欄圍成的空間的水平投影面積為所述植物初級消納區(qū)的20%～40%。
說明書
一種串聯(lián)式養(yǎng)殖廢水植物凈化再生利用系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型屬于養(yǎng)殖廢水凈化領(lǐng)域，主要涉及一種串聯(lián)式養(yǎng)殖廢水植物凈化再生利用系統(tǒng)。
背景技術(shù)
集約化禽畜養(yǎng)殖在增加農(nóng)民收入、促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義，但養(yǎng)殖廢水不但含有較高的總氮、總磷、氨氮、硝態(tài)氮等污染物和大量的懸浮物，還含有大腸桿菌、蛔蟲卵等各種有害病原菌。如果養(yǎng)殖廢水未經(jīng)處理直接外排將會污染地表水、土壤和地下水，進而影響農(nóng)村飲水安全;而各種有害病原菌也容易惡化生活和生態(tài)環(huán)境，導致畜禽發(fā)病率和死亡率上升，甚至危及居民的健康。同時，集約化養(yǎng)殖中由于使用大量添加劑的商品飼料，造成禽畜排泄物中含有較高的鎘、鉛、銅、鋅等重金屬，易引發(fā)土壤和水體的重金屬累積和污染。
水作為生態(tài)之基，是人類生存和社會發(fā)展最重要的戰(zhàn)略資源。廢水再生利用指經(jīng)適當處理后并在一定范圍內(nèi)重復利用的水資源。以色列是養(yǎng)殖廢水再生農(nóng)田灌溉利用的典型，污水再生利用率達到75%，有1/3農(nóng)業(yè)灌溉用水使用再生水。美國加州“21世紀水廠”經(jīng)13道工序之后，可達到飲用水標準。新加坡對污水處理能夠滿足全島30%的用水需求。長期以來我國重視水資源開發(fā)，以興建水資源工程來滿足日益增加的農(nóng)業(yè)灌溉用水需求，導致地下水超采，地面下降、水資源日益緊張，我國水資源再生利用起步緩慢，處理規(guī)模小，跟不上農(nóng)業(yè)灌溉用水的日益上漲需求。一方面養(yǎng)殖廢水直排造成江河農(nóng)田污染，另一方面農(nóng)田灌溉水資源日益緊張，由此而引發(fā)的水污染的環(huán)境壓力嚴峻，廢水農(nóng)業(yè)灌溉可持續(xù)問題越發(fā)緊迫。
農(nóng)業(yè)不是一個孤立的生產(chǎn)體系，它是一個提供生態(tài)服務和影響氣候變化綜合的生態(tài)系統(tǒng)。盡管養(yǎng)殖污水含有一定養(yǎng)分，但組成成分較復雜，當養(yǎng)殖污水直接灌溉作為一種污水處理方式被應用于農(nóng)田灌溉時，其用量常常會大大超過作物對養(yǎng)分的需要量。長期采用養(yǎng)殖污水直接灌溉將對農(nóng)田的土壤質(zhì)量及生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生潛在的負面影響，但如果處理得當，可以作為農(nóng)田重要的有機肥源也有助于解決農(nóng)業(yè)灌溉水資源緊張狀況。水稻作為世界上重要的三大糧食作物之一，承擔著糧食安全的重任。但水稻耗水和需水量大，是主要消耗農(nóng)田灌溉水的作物，同時稻田也是人類最重要的人工濕地系統(tǒng)之一，能夠?qū)U水進行截留、過濾、滲漏和利用凈化。當前農(nóng)村集約化養(yǎng)殖廢水顯著特征為排放量大，地域分散，集中處理困難。多數(shù)養(yǎng)殖場的養(yǎng)殖廢水直排河流和農(nóng)田，是農(nóng)田污染惡化的重要原因。因此養(yǎng)殖廢水安全凈化再生利用，可在一定程度上緩解農(nóng)業(yè)水資源供需矛盾并在一定程度上避免了原生廢水灌溉對作物土壤和地下水環(huán)境的影響，對減控養(yǎng)殖業(yè)面源污染、緩解農(nóng)田灌溉用水、保護城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境、保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與安全、促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。
傳統(tǒng)養(yǎng)殖廢水處理的方法主要是建立沼氣池，通過厭氧發(fā)酵、結(jié)晶除磷、好氧硝化作用等步驟對禽畜污水處理，此外，還有在養(yǎng)殖場旁邊采用微生物復合系統(tǒng)進行廢水處理，目前人工快速滲濾系統(tǒng)也逐步運用于養(yǎng)殖污水的凈化處理，通過截留、吸附和生物降解等的協(xié)同作用去除污染物，使水質(zhì)得到不同程度的改善。
但是目前現(xiàn)行的廢水處理往往以化學、微生物處理為主的設施較多，不僅初期投入成本高，而且運行期需要不斷持續(xù)投入化學和微生物制劑原材料，維護成本高，凈化效果不明顯，還會導致潛在的次生危害。而現(xiàn)有的污水植物凈化不僅單一，而且也僅停留在去污初級，不能根本解決廢水凈化到農(nóng)田灌溉再生利用，很多集約化養(yǎng)殖企業(yè)由于無法投入廢水處理設施和持續(xù)維護，這是導致未經(jīng)任何處理的養(yǎng)殖廢水偷排、直排繼而污染環(huán)境的主要原因，亟待進行有效安全處理。
實用新型內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種串聯(lián)式養(yǎng)殖廢水植物凈化再生利用系統(tǒng)，既能解決養(yǎng)殖廢水污染凈化問題，又能滿足灌溉水源不足，緩解水資源緊張狀況，系統(tǒng)建設成本低，運行簡便、凈化效果明顯、生態(tài)環(huán)保、經(jīng)濟收益良好，適于規(guī)�；B(yǎng)殖場應用推廣，還能處理城鄉(xiāng)化糞池廢水。
為達到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：一種串聯(lián)式養(yǎng)殖廢水植物凈化再生利用系統(tǒng)，包括人工過濾收納區(qū)、植物初級消納區(qū)、植物次級凈化區(qū)、植物適生鍛煉區(qū);所述人工過濾收納區(qū)、所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)、所述植物適生鍛煉區(qū)按順序由高到低呈階梯式排列，并且能夠容納養(yǎng)殖廢水;所述人工過濾收納區(qū)、所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)、所述植物適生鍛煉區(qū)的側(cè)壁上開設有出水口;所述出水口設置有過濾網(wǎng)和排水管，所述排水管上設置有閥門，所述人工過濾收納區(qū)、所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)、所述植物適生鍛煉區(qū)的過濾網(wǎng)分別連通所在的區(qū)與排水管;所述人工過濾收納區(qū)內(nèi)設置有深水區(qū)和淺水區(qū)，所述深水區(qū)比所述淺水區(qū)深，所述人工過濾收納區(qū)開設有入水口，所述入水口設置有格柵，所述深水區(qū)和淺水區(qū)之間也設置有所述格柵;所述人工過濾收納區(qū)的排水管設置在所述淺水區(qū)側(cè)，能夠?qū)⑺鋈斯み^濾收納區(qū)的水引入所述植物初級消納區(qū);所述植物初級消納區(qū)內(nèi)設置有圍欄、PE管、潛水泵，用于養(yǎng)殖水葫蘆;所述圍欄高于水面，防止水葫蘆蔓延;所述植物初級消納區(qū)的PE管上開設有連通所述植物初級消納區(qū)的PE管內(nèi)外的通孔，并且與所述植物初級消納區(qū)的潛水泵的出水管連通;所述植物初級消納區(qū)的排水管能夠?qū)⑺鲋参锍跫壪{區(qū)的水引入所述植物次級凈化區(qū);所述植物次級凈化區(qū)內(nèi)設置PE管、潛水泵，用于養(yǎng)殖狐尾藻;所述植物次級凈化區(qū)的底板鋪設有泥土;所述植物次級凈化區(qū)的PE管上開設有連通所述植物次級凈化區(qū)的PE管內(nèi)外的通孔，并且與所述植物次級凈化區(qū)的潛水泵的出水管連通;所述植物次級凈化區(qū)的排水管能夠?qū)⑺鲋参锎渭墐艋瘏^(qū)的排水管引入所述植物適生鍛煉區(qū);所述植物適生鍛煉區(qū)內(nèi)用于養(yǎng)殖浮萍;所述植物適生鍛煉區(qū)的底板上覆蓋有泥土;所述植物適生鍛煉區(qū)的排水管能夠?qū)⑺鲋参镞m生鍛煉區(qū)的水引入灌溉地。
進一步地，所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)分別在側(cè)壁內(nèi)側(cè)環(huán)繞設置所述PE管。
進一步地，所述PE管沿軸向每隔30cm開設有所述通孔，所述通孔的孔徑為5mm。
進一步地，所述PE管外包裹有30～40目不銹鋼網(wǎng)紗。
進一步地，所述人工過濾收納區(qū)、所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)、所述植物適生鍛煉區(qū)為水泥池或者無滴膜池;所述人工過濾收納區(qū)、所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)、所述植物適生鍛煉區(qū)長6m、寬3m，深50～60cm;所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)分別包括四PE管，所述四PE管依次首尾相接成矩形狀，所述深水區(qū)比所述淺水區(qū)深15～20cm。
進一步地，所述人工過濾收納區(qū)、所述植物初級消納區(qū)、所述植物次級凈化區(qū)、所述植物適生鍛煉區(qū)的排水管分別距離所在區(qū)的底板15～20cm。
進一步地，所述格柵的間隙為15～30mm，所述濾網(wǎng)為直徑小于10mm的不銹鋼濾網(wǎng)。
進一步地，所述圍欄包括至少三浮漂和至少三尼龍條，至少三所述尼龍條依次首尾相接，所述浮漂分別設置在所述尼龍條的連接處。
進一步地，所述圍欄包括四浮漂和四剛性尼龍條，所述四剛性尼龍條圍成方格狀，所述四剛性尼龍條兩兩之間通過所述浮漂連接。
進一步地，所述圍欄圍成的空間的水平投影面積為所述植物初級消納區(qū)的20%～40%。
本實用新型具有以下有益效果：
1、植物生態(tài)：本系統(tǒng)通過設置植物初級消納區(qū)、植物次級凈化區(qū)、植物適生鍛煉區(qū)分別用于養(yǎng)殖浮水和沉水植物水葫蘆、狐尾藻、浮萍;并通過潛水泵和PE管增加池內(nèi)的含氧量;利用水葫蘆、狐尾藻、浮萍的高頻自繁和自凈性對養(yǎng)殖廢水進行安全凈化，生態(tài)自然，無副作用，不會產(chǎn)生危害，我國水生植物資源豐富，取材方便，系統(tǒng)產(chǎn)生的富余水生植物，可作為飼料或綠肥進行循環(huán)利用，經(jīng)濟生態(tài)收益良好，本系統(tǒng)對于養(yǎng)殖廢水凈化處理應用潛力巨大。
2、再生利用：利用系統(tǒng)內(nèi)梯式逐級流動為單元，輸入灌溉地，管控合理，將養(yǎng)殖廢水及時進行源頭處理，通過水稻植株營養(yǎng)吸收利用、稻田自然凈化，實現(xiàn)養(yǎng)殖廢水源頭治理，再生安全利用，滿足我國稻田灌溉水源需求，緩解水資源日益緊張狀況。
3、適于推廣：本系統(tǒng)采用水泥池或者無滴膜池、格柵、潛水泵、PE管和濾網(wǎng)等設施養(yǎng)殖水生植物，基礎牢固，實現(xiàn)一次性投資多年使用，運行簡便，維護成本低，安全凈化效果明顯，適于規(guī)�；B(yǎng)殖場應用推廣。
