公布日：2023.06.27
申請(qǐng)日：2023.01.10
分類(lèi)號(hào)：C02F3/32(2023.01)I;C02F7/00(2006.01)I;A01K63/04(2006.01)I;C02F103/20(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多通道漁業(yè)養(yǎng)殖廢水原位處理及在線(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)，包括主體單元；主體單元包括與第一漁業(yè)養(yǎng)殖塘連接、上游的第一模塊化單元和與第二漁業(yè)養(yǎng)殖塘連接、下游的第二模塊化單元；第一模塊化單元和第二模塊化單元之間設(shè)與水位線(xiàn)和底部均保持距離的魚(yú)類(lèi)洄游折流板，第一模塊化單元出水端側(cè)壁、魚(yú)類(lèi)洄游折流板和第二模塊化單元進(jìn)水端側(cè)壁構(gòu)成魚(yú)類(lèi)洄游區(qū)；魚(yú)類(lèi)洄游折流板上方設(shè)固定器，固定器連接可調(diào)節(jié)擋板，可調(diào)節(jié)擋板有三個(gè)檔位，第一檔位可調(diào)節(jié)擋板自由端與第一模塊化單元出水端側(cè)壁頂端連接，第二檔位可調(diào)節(jié)擋板自由端與魚(yú)類(lèi)洄游折流板頂端連接，第三檔位可調(diào)節(jié)擋板自由端與第二模塊化單元進(jìn)水端側(cè)壁頂端連接。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種多通道漁業(yè)養(yǎng)殖廢水原位處理及在線(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)于兩個(gè)漁業(yè)養(yǎng)殖塘之間的主體單元；主體單元包括與第一漁業(yè)養(yǎng)殖塘連接、位于上游的第一模塊化單元和與第二漁業(yè)養(yǎng)殖塘連接、位于下游的第二模塊化單元；主體單元內(nèi)位于第一模塊化單元和第二模塊化單元之間設(shè)有與水位線(xiàn)和主體單元底部均保持一定距離的魚(yú)類(lèi)洄游折流板，第一模塊化單元出水端側(cè)壁、魚(yú)類(lèi)洄游折流板和第二模塊化單元進(jìn)水端側(cè)壁構(gòu)成魚(yú)類(lèi)洄游區(qū)；魚(yú)類(lèi)洄游折流板的上方設(shè)有固定器，固定器上連接一可調(diào)節(jié)擋板，可調(diào)節(jié)擋板具有三個(gè)檔位，其中第一檔位可調(diào)節(jié)擋板的自由端與第一模塊化單元出水端側(cè)壁頂端連接，第二檔位可調(diào)節(jié)擋板的自由端與魚(yú)類(lèi)洄游折流板頂端連接，第三檔位可調(diào)節(jié)擋板的自由端與第二模塊化單元進(jìn)水端側(cè)壁頂端連接；第一模塊化單元和第二模塊化單元內(nèi)均設(shè)有曝氣裝置、上層固定穿孔板、下層支撐穿孔板和多個(gè)折流擋板；上層固定穿孔板和下層支撐穿孔板之間設(shè)有多孔材料；第一模塊化單元與第一漁業(yè)養(yǎng)殖塘連接的進(jìn)水端頂部、第二模塊化單元與第二漁業(yè)養(yǎng)殖塘連接的出水端頂部以及每個(gè)折流擋板的頂部均設(shè)有升降式擋板；第一模塊化單元和第二模塊化單元內(nèi)沿水流方向的奇數(shù)塊折流擋板底部、第一模塊化單元出水端側(cè)壁底部以及第二模塊化單元進(jìn)水端側(cè)壁底部和出水端側(cè)壁底部均設(shè)置過(guò)水網(wǎng)格；第二模塊化單元進(jìn)水端側(cè)壁底部和出水端側(cè)壁底部的過(guò)水網(wǎng)格均帶有升降式擋板，用于允許或阻止對(duì)應(yīng)過(guò)水網(wǎng)格過(guò)水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道漁業(yè)養(yǎng)殖廢水原位處理及在線(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，主體單元為長(zhǎng)方形的地上或半地埋的一組或多組串聯(lián)、并聯(lián)或者混合的連接方式呈現(xiàn)；主體單元長(zhǎng)寬高比例為1-6:1-3:0.6-3，且高不超過(guò)3m，材質(zhì)為混凝土、磚混、不銹鋼、碳鋼、玻璃鋼中的一種或多種的組合，建造方式為土建、預(yù)置構(gòu)件、模塊化整體成型中的一種或多種的混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道漁業(yè)養(yǎng)殖廢水原位處理及在線(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)水網(wǎng)格材質(zhì)為亞克力、玻璃鋼、碳鋼板材中的一種或幾種的組合，并開(kāi)有直徑為10～30mm的圓孔，開(kāi)孔率為40％～70％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道漁業(yè)養(yǎng)殖廢水原位處理及在線(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，各模塊化單元內(nèi)的上層固定穿孔板和下層支撐穿孔板所夾區(qū)域不小于其所在模塊化單元總體容積的1/3；上層固定穿孔板和下層支撐穿孔板材質(zhì)為碳鋼、玻璃鋼、鋁合金中的一種或幾種的組合；上層固定穿孔板頂面比主體單元進(jìn)水處的第一塊升降式擋板底端低20cm以上；下層支撐穿孔板底面比過(guò)水網(wǎng)格頂端高10cm以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道漁業(yè)養(yǎng)殖廢水原位處理及在線(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，第一模塊化單元的上層固定穿孔板上方設(shè)有水生植物；水生植物為美人蕉、菖蒲、鳶尾、風(fēng)車(chē)草、再力花、花葉蘆竹、香根草、千屈菜、苦草、菹草、眼子菜、黑藻、金魚(yú)藻中的一種或幾種的組合；水生植物種植密度為挺水植物9～15株/m2，沉水植物30～120叢/m2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道漁業(yè)養(yǎng)殖廢水原位處理及在線(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，多孔材料為火山巖、沸石、陶粒、生物炭、竹纖維中的一種或幾種的組合；第二模塊化單元內(nèi)位于折流擋板頂部升降式擋板上方設(shè)有強(qiáng)化處理材料；強(qiáng)化處理材料為聚氨酯、輕質(zhì)陶粒漂浮模塊、無(wú)紡布、石墨烯光催化網(wǎng)中的一種或幾種的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道漁業(yè)養(yǎng)殖廢水原位處理及在線(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，曝氣裝置包括潛水風(fēng)機(jī)以及曝氣管或曝氣盤(pán)；潛水風(fēng)機(jī)固定在對(duì)應(yīng)模塊化單元底部，功率范圍為0.75-20kW，流量為0.5-15m3/min，為交流電或太陽(yáng)能供電方式的一種或兩種的組合；曝氣管或曝氣盤(pán)設(shè)置在下層支撐穿孔板上或下方；曝氣管兩端堵頭，中間部分斜向上45°每隔20-50mm均勻開(kāi)孔；曝氣盤(pán)設(shè)置數(shù)量為9個(gè)/m2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道漁業(yè)養(yǎng)殖廢水原位處理及在線(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，第一模塊化單元和第二模塊化單元內(nèi)底部分別設(shè)有第一沉積槽和第二沉積槽，第一沉積槽和第二沉積槽上均設(shè)有沉積網(wǎng)，第一沉積槽和第二沉積槽通過(guò)連通管連接，第二沉積槽的出口端設(shè)置沉積物提升管閥；第一沉積槽、第二沉積槽為安裝于對(duì)應(yīng)模塊化單元底部的具有一定腔室體積且內(nèi)部有承重支撐的構(gòu)筑物，其材質(zhì)為磚砌、不銹鋼、碳鋼中的一種或幾種的組合；沉積網(wǎng)為嵌合在第一沉積槽、第二沉積槽表面且具有一定開(kāi)孔密度的面板，面板的開(kāi)孔直徑范圍為2-8mm，材質(zhì)為鐵絲、不銹鋼、PVC中的一種或幾種的組合；連通管管徑不小于20mm，材質(zhì)為PVC、不銹鋼、鋁合金中的一種或幾種的組合；沉積物提升管閥通過(guò)彎頭和管網(wǎng)的連接向上固定于主體單元或漁業(yè)養(yǎng)殖塘水面以上，便于將沉積物定期抽吸清理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道漁業(yè)養(yǎng)殖廢水原位處理及在線(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述的多通道漁業(yè)養(yǎng)殖廢水原位處理及在線(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)還帶有自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)；自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)包括水質(zhì)水量傳感器和數(shù)據(jù)分析及控制系統(tǒng)；水質(zhì)水量傳感器分別設(shè)置在主體單元的進(jìn)水和出水處，通過(guò)進(jìn)水和出水的水質(zhì)水量實(shí)時(shí)感知，為數(shù)據(jù)分析及控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)便于形成運(yùn)行工況的自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)控；水質(zhì)水量傳感器根據(jù)水質(zhì)目標(biāo)要求和處理對(duì)象研判需要配置流量、溫度、pH、電導(dǎo)率、ORP、SS、DO、COD、氨氮、溶解性磷傳感器中的一種或幾種的組合；數(shù)據(jù)分析及控制系統(tǒng)基于水質(zhì)水量傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的水質(zhì)和水量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過(guò)進(jìn)水實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、基于水質(zhì)目標(biāo)預(yù)設(shè)的進(jìn)出水去除率范圍、基于大數(shù)據(jù)分析結(jié)果或模型自學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行工況目標(biāo)導(dǎo)向的自動(dòng)調(diào)控。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)本領(lǐng)域傳統(tǒng)技術(shù)如“三池兩壩”模式存在的不足，如水質(zhì)處理效果有待提升、占用養(yǎng)殖水體面積導(dǎo)致養(yǎng)殖量下降等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種多通道漁業(yè)養(yǎng)殖廢水原位處理及在線(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)，以抗堵塞人工濕地為技術(shù)主體，可集成傳感器、智控系統(tǒng)等，從而可通過(guò)大數(shù)據(jù)分析及目標(biāo)要求自動(dòng)控制，提升了養(yǎng)殖廢水的原位處理效率及確保了水循環(huán)，同步實(shí)現(xiàn)了魚(yú)類(lèi)的不同洄游通道與處理要求的耦合，有效減少了因濕地堵塞而造成了運(yùn)行維護(hù)等投資成本。
一種多通道漁業(yè)養(yǎng)殖廢水原位處理及在線(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)，包括設(shè)于兩個(gè)漁業(yè)養(yǎng)殖塘之間的主體單元；
主體單元包括與第一漁業(yè)養(yǎng)殖塘連接、位于上游的第一模塊化單元和與第二漁業(yè)養(yǎng)殖塘連接、位于下游的第二模塊化單元；
主體單元內(nèi)位于第一模塊化單元和第二模塊化單元之間設(shè)有與水位線(xiàn)和主體單元底部均保持一定距離的魚(yú)類(lèi)洄游折流板，第一模塊化單元出水端側(cè)壁、魚(yú)類(lèi)洄游折流板和第二模塊化單元進(jìn)水端側(cè)壁構(gòu)成魚(yú)類(lèi)洄游區(qū)；魚(yú)類(lèi)洄游折流板的上方設(shè)有固定器，固定器上連接一可調(diào)節(jié)擋板，可調(diào)節(jié)擋板具有三個(gè)檔位，其中第一檔位可調(diào)節(jié)擋板的自由端與第一模塊化單元出水端側(cè)壁頂端連接，第二檔位可調(diào)節(jié)擋板的自由端與魚(yú)類(lèi)洄游折流板頂端連接，第三檔位可調(diào)節(jié)擋板的自由端與第二模塊化單元進(jìn)水端側(cè)壁頂端連接；
第一模塊化單元和第二模塊化單元內(nèi)均設(shè)有曝氣裝置、上層固定穿孔板、下層支撐穿孔板和多個(gè)折流擋板；上層固定穿孔板和下層支撐穿孔板之間設(shè)有多孔材料；
第一模塊化單元與第一漁業(yè)養(yǎng)殖塘連接的進(jìn)水端頂部、第二模塊化單元與第二漁業(yè)養(yǎng)殖塘連接的出水端頂部以及每個(gè)折流擋板的頂部均設(shè)有升降式擋板；
第一模塊化單元和第二模塊化單元內(nèi)沿水流方向的奇數(shù)塊折流擋板底部、第一模塊化單元出水端側(cè)壁底部以及第二模塊化單元進(jìn)水端側(cè)壁底部和出水端側(cè)壁底部均設(shè)置過(guò)水網(wǎng)格；第二模塊化單元進(jìn)水端側(cè)壁底部和出水端側(cè)壁底部的過(guò)水網(wǎng)格均帶有升降式擋板，用于允許或阻止對(duì)應(yīng)過(guò)水網(wǎng)格過(guò)水。
主體單元可以為長(zhǎng)方形的地上或半地埋的一組或多組串聯(lián)、并聯(lián)或者混合的連接方式呈現(xiàn)。
主體單元長(zhǎng)寬高比例可以為1-6:1-3:0.6-3，且高不超過(guò)3m，材質(zhì)可以為混凝土、磚混、不銹鋼、碳鋼、玻璃鋼中的一種或多種的組合，建造方式可以為土建、預(yù)置構(gòu)件、模塊化整體成型中的一種或多種的混合。
過(guò)水網(wǎng)格材質(zhì)可以為亞克力、玻璃鋼、碳鋼板材中的一種或幾種的組合，并開(kāi)有直徑為10～30mm的圓孔，開(kāi)孔率為40％～70％。
各模塊化單元內(nèi)的上層固定穿孔板和下層支撐穿孔板所夾區(qū)域優(yōu)選不小于其所在模塊化單元總體容積的1/3。
上層固定穿孔板和下層支撐穿孔板材質(zhì)可以為碳鋼、玻璃鋼、鋁合金中的一種或幾種的組合。
優(yōu)選的，上層固定穿孔板頂面比主體單元進(jìn)水處的第一塊升降式擋板底端低20cm以上。
優(yōu)選的，下層支撐穿孔板底面比過(guò)水網(wǎng)格頂端高10cm以上。
優(yōu)選的，第一模塊化單元的上層固定穿孔板上方設(shè)有水生植物。
水生植物可以為美人蕉、菖蒲、鳶尾、風(fēng)車(chē)草、再力花、花葉蘆竹、香根草、千屈菜、苦草、菹草、眼子菜、黑藻、金魚(yú)藻中的一種或幾種的組合。
水生植物種植密度可以為挺水植物9～15株/m2，沉水植物30～120叢/m2。
多孔材料可以為火山巖、沸石、陶粒、生物炭、竹纖維中的一種或幾種的組合。
優(yōu)選的，第二模塊化單元內(nèi)位于折流擋板頂部升降式擋板上方設(shè)有強(qiáng)化處理材料。
強(qiáng)化處理材料可以為聚氨酯、輕質(zhì)陶粒漂浮模塊、無(wú)紡布、石墨烯光催化網(wǎng)中的一種或幾種的組合。
曝氣裝置可包括潛水風(fēng)機(jī)以及曝氣管或曝氣盤(pán)。
潛水風(fēng)機(jī)可固定在對(duì)應(yīng)模塊化單元底部，功率范圍可為0.75-20kW，流量可為0.5-15m3/min，可以為交流電或太陽(yáng)能供電方式的一種或兩種的組合。
曝氣管或曝氣盤(pán)可設(shè)置在下層支撐穿孔板上或下方。
可選的，曝氣管兩端堵頭，中間部分斜向上45°每隔20-50mm均勻開(kāi)孔。
可選的，曝氣盤(pán)設(shè)置數(shù)量為9個(gè)/m2。
優(yōu)選的，第一模塊化單元和第二模塊化單元內(nèi)底部分別設(shè)有第一沉積槽和第二沉積槽，第一沉積槽和第二沉積槽上均設(shè)有沉積網(wǎng)，第一沉積槽和第二沉積槽通過(guò)連通管連接，第二沉積槽的出口端設(shè)置沉積物提升管閥。
第一沉積槽、第二沉積槽可以為安裝于對(duì)應(yīng)模塊化單元底部的具有一定腔室體積且內(nèi)部有承重支撐的構(gòu)筑物，其材質(zhì)可以為磚砌、不銹鋼、碳鋼中的一種或幾種的組合。
沉積網(wǎng)可以為嵌合在第一沉積槽、第二沉積槽表面且具有一定開(kāi)孔密度的面板，面板的開(kāi)孔直徑范圍可為2-8mm，材質(zhì)可以為鐵絲、不銹鋼、PVC中的一種或幾種的組合。
連通管管徑優(yōu)選不小于20mm，材質(zhì)可以為PVC、不銹鋼、鋁合金中的一種或幾種的組合。
沉積物提升管閥可通過(guò)彎頭和管網(wǎng)的連接向上固定于主體單元或漁業(yè)養(yǎng)殖塘水面以上，便于將沉積物定期抽吸清理。
優(yōu)選的，所述的多通道漁業(yè)養(yǎng)殖廢水原位處理及在線(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)還帶有自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)。
自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)可包括水質(zhì)水量傳感器和數(shù)據(jù)分析及控制系統(tǒng)。
水質(zhì)水量傳感器可分別設(shè)置在主體單元的進(jìn)水和出水處，可通過(guò)進(jìn)水和出水的水質(zhì)水量實(shí)時(shí)感知，為數(shù)據(jù)分析及控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)便于形成運(yùn)行工況的自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)控。
水質(zhì)水量傳感器可根據(jù)水質(zhì)目標(biāo)要求和處理對(duì)象研判需要配置流量、溫度、pH、電導(dǎo)率、ORP、SS、DO、COD、氨氮、溶解性磷傳感器中的一種或幾種的組合。
數(shù)據(jù)分析及控制系統(tǒng)可基于水質(zhì)水量傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的水質(zhì)和水量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過(guò)進(jìn)水實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、基于水質(zhì)目標(biāo)預(yù)設(shè)的進(jìn)出水去除率范圍、基于大數(shù)據(jù)分析結(jié)果或模型自學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行工況目標(biāo)導(dǎo)向的自動(dòng)調(diào)控。
本發(fā)明的漁業(yè)養(yǎng)殖塘與主體單元前后串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)水和魚(yú)類(lèi)等的洄游通道暢通。漁業(yè)養(yǎng)殖塘可根據(jù)養(yǎng)殖類(lèi)型以及對(duì)養(yǎng)殖水體水質(zhì)需求人為設(shè)定不同的功能區(qū)，如對(duì)水質(zhì)要求較低的I型漁業(yè)養(yǎng)殖塘和對(duì)水質(zhì)要求較高的II型漁業(yè)養(yǎng)殖塘。
本發(fā)明構(gòu)建了一種新型的多通道漁業(yè)養(yǎng)殖廢水原位處理及在線(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)，可高效利用養(yǎng)殖面積獲得更多漁業(yè)產(chǎn)量的同時(shí)，根據(jù)養(yǎng)殖需求和水質(zhì)目標(biāo)自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖廢水的處理和循環(huán)，節(jié)約尾水處理成本和占地。本發(fā)明除可應(yīng)用于漁業(yè)養(yǎng)殖廢水處理和循環(huán)領(lǐng)域外，還可廣泛用于微污染地表水處理、河湖生態(tài)修復(fù)等領(lǐng)域。
本發(fā)明的主體單元可選自生態(tài)塘、生態(tài)溝渠、植草溝、表流濕地及緩流河道中的一種或幾種的組合。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于漁業(yè)養(yǎng)殖廢水的治理和循環(huán)、微污染地表水處理、污水處理廠(chǎng)尾水深度處理、河湖生態(tài)修復(fù)、生活污水治理等領(lǐng)域。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果有：
1)減少了現(xiàn)有模式下污水處理對(duì)占地面積的需求，節(jié)省了空間，可實(shí)現(xiàn)原位處理和循環(huán)使用；
2)同步削減抗生素等新污染物，可減少魚(yú)病、環(huán)境衛(wèi)生等問(wèn)題；
3)可根據(jù)養(yǎng)殖目標(biāo)和養(yǎng)殖區(qū)域的分區(qū)要求實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)、水量濃度并自動(dòng)選擇工況，節(jié)約能耗的同時(shí)強(qiáng)化養(yǎng)殖廢水處理；
4)靈活多樣的設(shè)置方式，可以單獨(dú)使用或者作為后端深度處理工藝，也可以多組平均布置，同步實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖廢水治理和循環(huán)。
（發(fā)明人：孔令為;李凌;成水平;黃丹萍;李思亮;耿莉莉）
