公布日：2023.06.27
申請日：2023.01.10
分類號：C02F3/32(2023.01)I;C02F7/00(2006.01)I;A01K63/04(2006.01)I;C02F103/20(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種多通道漁業養殖廢水原位處理及在線循環系統，包括主體單元；主體單元包括與第一漁業養殖塘連接、上游的第一模塊化單元和與第二漁業養殖塘連接、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與水位線和底部均保持距離的魚類洄游折流板，第一模塊化單元出水端側壁、魚類洄游折流板和第二模塊化單元進水端側壁構成魚類洄游區；魚類洄游折流板上方設固定器，固定器連接可調節擋板，可調節擋板有三個檔位，第一檔位可調節擋板自由端與第一模塊化單元出水端側壁頂端連接，第二檔位可調節擋板自由端與魚類洄游折流板頂端連接，第三檔位可調節擋板自由端與第二模塊化單元進水端側壁頂端連接。
權利要求書
1.一種多通道漁業養殖廢水原位處理及在線循環系統，其特征在于，包括設于兩個漁業養殖塘之間的主體單元；主體單元包括與第一漁業養殖塘連接、位于上游的第一模塊化單元和與第二漁業養殖塘連接、位于下游的第二模塊化單元；主體單元內位于第一模塊化單元和第二模塊化單元之間設有與水位線和主體單元底部均保持一定距離的魚類洄游折流板，第一模塊化單元出水端側壁、魚類洄游折流板和第二模塊化單元進水端側壁構成魚類洄游區；魚類洄游折流板的上方設有固定器，固定器上連接一可調節擋板，可調節擋板具有三個檔位，其中第一檔位可調節擋板的自由端與第一模塊化單元出水端側壁頂端連接，第二檔位可調節擋板的自由端與魚類洄游折流板頂端連接，第三檔位可調節擋板的自由端與第二模塊化單元進水端側壁頂端連接；第一模塊化單元和第二模塊化單元內均設有曝氣裝置、上層固定穿孔板、下層支撐穿孔板和多個折流擋板；上層固定穿孔板和下層支撐穿孔板之間設有多孔材料；第一模塊化單元與第一漁業養殖塘連接的進水端頂部、第二模塊化單元與第二漁業養殖塘連接的出水端頂部以及每個折流擋板的頂部均設有升降式擋板；第一模塊化單元和第二模塊化單元內沿水流方向的奇數塊折流擋板底部、第一模塊化單元出水端側壁底部以及第二模塊化單元進水端側壁底部和出水端側壁底部均設置過水網格；第二模塊化單元進水端側壁底部和出水端側壁底部的過水網格均帶有升降式擋板，用于允許或阻止對應過水網格過水。
2.根據權利要求1所述的多通道漁業養殖廢水原位處理及在線循環系統，其特征在于，主體單元為長方形的地上或半地埋的一組或多組串聯、并聯或者混合的連接方式呈現；主體單元長寬高比例為1-6:1-3:0.6-3，且高不超過3m，材質為混凝土、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、預置構件、模塊化整體成型中的一種或多種的混合。
3.根據權利要求1所述的多通道漁業養殖廢水原位處理及在線循環系統，其特征在于，過水網格材質為亞克力、玻璃鋼、碳鋼板材中的一種或幾種的組合，并開有直徑為10～30mm的圓孔，開孔率為40％～70％。
4.根據權利要求1所述的多通道漁業養殖廢水原位處理及在線循環系統，其特征在于，各模塊化單元內的上層固定穿孔板和下層支撐穿孔板所夾區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水網格頂端高10cm以上。
5.根據權利要求1所述的多通道漁業養殖廢水原位處理及在線循環系統，其特征在于，第一模塊化單元的上層固定穿孔板上方設有水生植物；水生植物為美人蕉、菖蒲、鳶尾、風車草、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.根據權利要求1所述的多通道漁業養殖廢水原位處理及在線循環系統，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；第二模塊化單元內位于折流擋板頂部升降式擋板上方設有強化處理材料；強化處理材料為聚氨酯、輕質陶粒漂浮模塊、無紡布、石墨烯光催化網中的一種或幾種的組合。
7.根據權利要求1所述的多通道漁業養殖廢水原位處理及在線循環系統，其特征在于，曝氣裝置包括潛水風機以及曝氣管或曝氣盤；潛水風機固定在對應模塊化單元底部，功率范圍為0.75-20kW，流量為0.5-15m3/min，為交流電或太陽能供電方式的一種或兩種的組合；曝氣管或曝氣盤設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均勻開孔；曝氣盤設置數量為9個/m2。
8.根據權利要求1所述的多通道漁業養殖廢水原位處理及在線循環系統，其特征在于，第一模塊化單元和第二模塊化單元內底部分別設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有沉積網，第一沉積槽和第二沉積槽通過連通管連接，第二沉積槽的出口端設置沉積物提升管閥；第一沉積槽、第二沉積槽為安裝于對應模塊化單元底部的具有一定腔室體積且內部有承重支撐的構筑物，其材質為磚砌、不銹鋼、碳鋼中的一種或幾種的組合；沉積網為嵌合在第一沉積槽、第二沉積槽表面且具有一定開孔密度的面板，面板的開孔直徑范圍為2-8mm，材質為鐵絲、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彎頭和管網的連接向上固定于主體單元或漁業養殖塘水面以上，便于將沉積物定期抽吸清理。
9.根據權利要求1所述的多通道漁業養殖廢水原位處理及在線循環系統，其特征在于，所述的多通道漁業養殖廢水原位處理及在線循環系統還帶有自學習控制系統；自學習控制系統包括水質水量傳感器和數據分析及控制系統；水質水量傳感器分別設置在主體單元的進水和出水處，通過進水和出水的水質水量實時感知，為數據分析及控制系統提供數據便于形成運行工況的自動實時調控；水質水量傳感器根據水質目標要求和處理對象研判需要配置流量、溫度、pH、電導率、ORP、SS、DO、COD、氨氮、溶解性磷傳感器中的一種或幾種的組合；數據分析及控制系統基于水質水量傳感器實時監測的水質和水量數據進行分析，通過進水實時監測數據、基于水質目標預設的進出水去除率范圍、基于大數據分析結果或模型自學習實現運行工況目標導向的自動調控。
發明內容
針對本領域傳統技術如“三池兩壩”模式存在的不足，如水質處理效果有待提升、占用養殖水體面積導致養殖量下降等問題，本發明提供了一種多通道漁業養殖廢水原位處理及在線循環系統，以抗堵塞人工濕地為技術主體，可集成傳感器、智控系統等，從而可通過大數據分析及目標要求自動控制，提升了養殖廢水的原位處理效率及確保了水循環，同步實現了魚類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行維護等投資成本。
一種多通道漁業養殖廢水原位處理及在線循環系統，包括設于兩個漁業養殖塘之間的主體單元；
主體單元包括與第一漁業養殖塘連接、位于上游的第一模塊化單元和與第二漁業養殖塘連接、位于下游的第二模塊化單元；
主體單元內位于第一模塊化單元和第二模塊化單元之間設有與水位線和主體單元底部均保持一定距離的魚類洄游折流板，第一模塊化單元出水端側壁、魚類洄游折流板和第二模塊化單元進水端側壁構成魚類洄游區；魚類洄游折流板的上方設有固定器，固定器上連接一可調節擋板，可調節擋板具有三個檔位，其中第一檔位可調節擋板的自由端與第一模塊化單元出水端側壁頂端連接，第二檔位可調節擋板的自由端與魚類洄游折流板頂端連接，第三檔位可調節擋板的自由端與第二模塊化單元進水端側壁頂端連接；
第一模塊化單元和第二模塊化單元內均設有曝氣裝置、上層固定穿孔板、下層支撐穿孔板和多個折流擋板；上層固定穿孔板和下層支撐穿孔板之間設有多孔材料；
第一模塊化單元與第一漁業養殖塘連接的進水端頂部、第二模塊化單元與第二漁業養殖塘連接的出水端頂部以及每個折流擋板的頂部均設有升降式擋板；
第一模塊化單元和第二模塊化單元內沿水流方向的奇數塊折流擋板底部、第一模塊化單元出水端側壁底部以及第二模塊化單元進水端側壁底部和出水端側壁底部均設置過水網格；第二模塊化單元進水端側壁底部和出水端側壁底部的過水網格均帶有升降式擋板，用于允許或阻止對應過水網格過水。
主體單元可以為長方形的地上或半地埋的一組或多組串聯、并聯或者混合的連接方式呈現。
主體單元長寬高比例可以為1-6:1-3:0.6-3，且高不超過3m，材質可以為混凝土、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、預置構件、模塊化整體成型中的一種或多種的混合。
過水網格材質可以為亞克力、玻璃鋼、碳鋼板材中的一種或幾種的組合，并開有直徑為10～30mm的圓孔，開孔率為40％～70％。
各模塊化單元內的上層固定穿孔板和下層支撐穿孔板所夾區域優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可以為碳鋼、玻璃鋼、鋁合金中的一種或幾種的組合。
優選的，上層固定穿孔板頂面比主體單元進水處的第一塊升降式擋板底端低20cm以上。
優選的，下層支撐穿孔板底面比過水網格頂端高10cm以上。
優選的，第一模塊化單元的上層固定穿孔板上方設有水生植物。
水生植物可以為美人蕉、菖蒲、鳶尾、風車草、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。
優選的，第二模塊化單元內位于折流擋板頂部升降式擋板上方設有強化處理材料。
強化處理材料可以為聚氨酯、輕質陶粒漂浮模塊、無紡布、石墨烯光催化網中的一種或幾種的組合。
曝氣裝置可包括潛水風機以及曝氣管或曝氣盤。
潛水風機可固定在對應模塊化單元底部，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能供電方式的一種或兩種的組合。
曝氣管或曝氣盤可設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均勻開孔。
可選的，曝氣盤設置數量為9個/m2。
優選的，第一模塊化單元和第二模塊化單元內底部分別設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有沉積網，第一沉積槽和第二沉積槽通過連通管連接，第二沉積槽的出口端設置沉積物提升管閥。
第一沉積槽、第二沉積槽可以為安裝于對應模塊化單元底部的具有一定腔室體積且內部有承重支撐的構筑物，其材質可以為磚砌、不銹鋼、碳鋼中的一種或幾種的組合。
沉積網可以為嵌合在第一沉積槽、第二沉積槽表面且具有一定開孔密度的面板，面板的開孔直徑范圍可為2-8mm，材質可以為鐵絲、不銹鋼、PVC中的一種或幾種的組合。
連通管管徑優選不小于20mm，材質可以為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彎頭和管網的連接向上固定于主體單元或漁業養殖塘水面以上，便于將沉積物定期抽吸清理。
優選的，所述的多通道漁業養殖廢水原位處理及在線循環系統還帶有自學習控制系統。
自學習控制系統可包括水質水量傳感器和數據分析及控制系統。
水質水量傳感器可分別設置在主體單元的進水和出水處，可通過進水和出水的水質水量實時感知，為數據分析及控制系統提供數據便于形成運行工況的自動實時調控。
水質水量傳感器可根據水質目標要求和處理對象研判需要配置流量、溫度、pH、電導率、ORP、SS、DO、COD、氨氮、溶解性磷傳感器中的一種或幾種的組合。
數據分析及控制系統可基于水質水量傳感器實時監測的水質和水量數據進行分析，通過進水實時監測數據、基于水質目標預設的進出水去除率范圍、基于大數據分析結果或模型自學習實現運行工況目標導向的自動調控。
本發明的漁業養殖塘與主體單元前后串聯，實現連續進水和魚類等的洄游通道暢通。漁業養殖塘可根據養殖類型以及對養殖水體水質需求人為設定不同的功能區，如對水質要求較低的I型漁業養殖塘和對水質要求較高的II型漁業養殖塘。
本發明構建了一種新型的多通道漁業養殖廢水原位處理及在線循環系統，可高效利用養殖面積獲得更多漁業產量的同時，根據養殖需求和水質目標自動控制實現養殖廢水的處理和循環，節約尾水處理成本和占地。本發明除可應用于漁業養殖廢水處理和循環領域外，還可廣泛用于微污染地表水處理、河湖生態修復等領域。
本發明的主體單元可選自生態塘、生態溝渠、植草溝、表流濕地及緩流河道中的一種或幾種的組合。本發明可廣泛應用于漁業養殖廢水的治理和循環、微污染地表水處理、污水處理廠尾水深度處理、河湖生態修復、生活污水治理等領域。
本發明與現有技術相比，有益效果有：
1)減少了現有模式下污水處理對占地面積的需求，節省了空間，可實現原位處理和循環使用；
2)同步削減抗生素等新污染物，可減少魚病、環境衛生等問題；
3)可根據養殖目標和養殖區域的分區要求實時監測水質、水量濃度并自動選擇工況，節約能耗的同時強化養殖廢水處理；
4)靈活多樣的設置方式，可以單獨使用或者作為后端深度處理工藝，也可以多組平均布置，同步實現養殖廢水治理和循環。
（發明人：孔令為;李凌;成水平;黃丹萍;李思亮;耿莉莉）
