公布日：2023.11.10
申請日：2023.08.14
分類號：C02F9/00(2023.01)I;A01K63/00(2017.01)I;A01K63/04(2006.01)I;A01G31/06(2006.01)I;A01G31/02(2006.01)I;A01G9/24(2006.01)I;A01G25/00(2006.01)I;
C02F1/00(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N;C02F3/32(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N;C02F3/02(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F103/20(2006.01)N
摘要
本申請涉及自清潔魚類養殖污水處理系統，屬于污水處理領域，其包括：跑道池；循環水處理單元，用于將污水凈化至適于蔬菜生長；立體種植單元，設在跑道池頂部，用于種植蔬菜；回流渠，回流渠設置有紫外線殺菌裝置，回流渠側壁設置有回水管，回水管另一端連接在種植單元；污水處理單元，用于將污水凈化至適于植物生長；肥水儲存池，用于儲存污水處理單元凈化后的肥水；集污池，用于儲存經污水處理單元過濾出的大顆粒有機物。本申請具有既能實現向島內養殖人員供給足量的蔬菜，又能實現對魚類養殖污水中營養物質進行充分利用，進而減少污水中資源的浪費的效果。
權利要求書
1.自清潔魚類養殖污水處理系統，其特征在于：包括：跑道池(1)，用于供魚類生活，所述跑道池(1)底部傾斜設置，跑道池(1)尾部設置有錐形集污凹槽(12)；回水渠(13)，設置在跑道池(1)的尾部，并且所述回水渠(13)沿其自身長度方向傾斜設置；循環水處理單元(2)，設置在回水渠(13)尾部，用于將養殖污水凈化至適于蔬菜生長；立體種植單元(4)，包括支撐架(41)，所述支撐架(41)架設在跑道池(1)頂部，支撐架(41)上設置有水培槽(411)，所述水培槽(411)用于種植蔬菜；泵池(24)，設置在循環水處理單元(2)的尾部，用于暫時儲存經循環水處理單元(2)凈化后的水，所述泵池(24)側壁固設有提升泵(422)，提升泵(422)用于將泵池(24)內的水運送至立體種植單元(4)內；回流渠(46)，回流渠(46)設置在泵池(24)尾部，所述回流渠(46)設置有紫外線殺菌裝置，回流渠(46)側壁設置有回水管(45)，回水管(45)另一端連接在立體種植單元(4)；污水處理單元(3)，設置在回水渠(13)的尾部且埋于地下，用于將污水凈化至適于蔬菜生長；肥水儲存池(36)，設置在污水處理單元(3)的尾部并且埋于地下，用于儲存污水處理單元(3)凈化后的肥水，并為溫室大棚以及綠化灌溉系統提供水源；集污池(32)，設置在污水處理單元(3)的頭部，用于儲存經污水處理單元(3)過濾出的大顆粒有機物，并為溫室大棚提供肥料。
2.根據權利要求1所述的自清潔魚類養殖污水處理系統，其特征在于：所述循環水處理單元(2)包括：微濾機池(21)，設置在回水渠(13)的尾部，內部設置有微濾機本體(211)，微濾機本體(211)的進水口處設置有連接管(212)，連接管(212)的另一端連接在回水渠(13)側壁，連接管(212)上設置有抽水泵；移動床生物膜凈化池(23)，設置在微濾機池(21)與泵池(24)之間。
3.根據權利要求1所述的自清潔魚類養殖污水處理系統，其特征在于：所述立體種植單元(4)還包括：頭部蓄水箱(42)，設置在支撐架(41)的頭部，且高度高于支撐架(41)，所述頭部蓄水箱(42)設置有水培輸水管(421)，水培輸水管(421)端部與泵池(24)連接，提升泵(422)設置在水培輸水管(421)上，所述頭部蓄水箱(42)側壁設置有水培連接管(212)一，水培連接管(212)一端部與水培槽(411)連接，水培連接管(212)一上設置有水流調節閥一；尾部蓄水箱(43)，設置在支撐架(41)的尾部，且高度低于支撐架(41)，所述尾部蓄水箱(43)設置有水培連接管(212)二，水培連接管(212)二上設置有水流調節閥二，水培連接管(212)二端部與水培槽(411)連接，所述尾部蓄水箱(43)側壁設置有循環水管(44)，循環水管(44)上設置有抽水設備，循環水管(44)端部與頭部蓄水箱(42)連接；所述回水管(45)端部與頭部蓄水箱(42)側壁連接，回水管(45)上設置有放水閥。
4.根據權利要求1所述的自清潔魚類養殖污水處理系統，其特征在于：所述污水處理單元(3)包括：全自動凈化池(31)，設置有進水管一(311)，進水管一(311)端部與回水渠(13)連接，所述集污池(32)設置在全自動凈化池(31)的底部，所述全自動凈化池(31)底部設置有連通管道(322)，連通管道(322)延伸至集污池(32)內，所述全自動凈化池(31)內設置有微濾機，連通管道(322)與微濾機的固體出料口連接；烘干機(321)，設置在集污池(32)內，連通管道(322)與烘干機(321)的進料口連接；一級凈化池(34)，設置在全自動凈化池(31)的尾部，所述一級凈化池(34)設置有進水管二(341)，進水管二(341)端部與全自動凈化池(31)連接，一級凈化池(34)內設置有曝氣管一(342)；二級凈化池(35)，頭部與一級凈化池(34)尾部連接并連通，尾部與肥水儲存池(36)連接并連通，所述二級凈化池(35)內設置有曝氣管二(352)。
5.根據權利要求1所述的自清潔魚類養殖污水處理系統，其特征在于：還包括自清潔單元(6)，所述自清潔單元(6)包括：清潔水箱(61)，所述清潔水箱(61)設置有供水管道(62)，供水管道(62)端部與供水渠(47)連接并連通，供水管道(62)上設置有供水泵；沖洗管道一(63)，沿回水渠(13)的長度方向設置，沖洗管道一(63)端部設置有為沖洗管道一(63)供水的輸水泵；沖洗裝置(5)，沿沖洗管道一(63)的長度方向設置，所述沖洗裝置(5)端部滑移連接在回水渠(13)側壁，并沿回水渠(13)的長度方向滑移，沖洗裝置(5)用于清潔回水渠(13)內壁；高壓水管，設置在沖洗管道一(63)和沖洗裝置(5)之間，所述高壓水管上設置有高壓水泵，高壓水泵用于為水增壓，并使高壓水從沖洗裝置(5)噴出；沖洗管道二，一端與清潔水箱(61)連接并連通，另一端連接在微濾機本體(211)上的自動沖洗裝置(5)，所述沖洗管道二用于將清潔水箱(61)內的水運送至自動沖洗裝置(5)內。
6.根據權利要求5所述的自清潔魚類養殖污水處理系統，其特征在于：所述沖洗裝置(5)包括：噴水管道(51)，與高壓水管連接并連通，沿所述噴水管道(51)的軸向開設有出水口(52)；前部噴嘴(53)，相對于回水渠(13)底壁傾斜設置，連接在噴水管道(51)上的出水口(52)處；后部噴嘴(54)，相對于回水渠(13)底壁傾斜設置，且與前部噴嘴(53)傾斜方向相反，連接在噴水管道(51)上的出水口(52)處；電磁閥，設置在噴水管道(51)上的出水口(52)處，用于控制高壓水的流向。
7.根據權利要求5所述的自清潔魚類養殖污水處理系統，其特征在于：所述自清潔單元(6)還包括保溫層，包裹在沖洗管道一(63)外部，用于對沖洗管道一(63)內部的水保溫；所述清潔水箱(61)埋于地下。
8.根據權利要求5所述的自清潔魚類養殖污水處理系統，其特征在于：所述高壓水管包括：硬管部分，硬管部分一端與沖洗管道一(63)連接并連通，高壓水泵設置在硬管部分上，所述高壓水泵與回水渠(13)側壁固接；軟管部分，軟管部分一端與硬管部分連接并連通，軟管部分另一端與沖洗裝置(5)連接并連通，所述軟管部分設置為可伸縮軟管。
發明內容
為了既能實現向島內養殖人員供給足量的蔬菜，又能實現對魚類養殖污水中營養物質進行充分利用，進而減少污水中資源的浪費，本申請提供自清潔魚類養殖污水處理系統。
本申請提供的自清潔魚類養殖污水處理系統采用如下的技術方案：自清潔魚類養殖污水處理系統，包括：跑道池，用于供魚類生活，所述跑道池底部傾斜設置，跑道池尾部設置有錐形凹槽；回水渠，設置在跑道池的尾部，并且所述回水渠沿其自身長度方向傾斜設置；循環水處理單元，設置在回水渠尾部，用于將污水凈化至適于蔬菜生長；立體種植單元，包括支撐架，所述支撐架架設在跑道池頂部，支撐架上設置有水培槽，所述水培槽用于種植蔬菜；泵池，設置在循環水處理單元的尾部，用于暫時儲存經循環水處理單元凈化后的水，所述泵池側壁固設有提升泵，提升泵用于將泵池內的水運送至立體種植單元內；回流渠，回流渠設置在泵池尾部，所述回流渠設置有紫外線殺菌裝置，回流渠側壁設置有回水管，回水管另一端連接在立體種植單元；污水處理單元，設置在回水渠的尾部且埋于地下，用于將污水凈化至適于蔬菜生長；肥水儲存池，設置在污水處理單元的尾部并且埋于地下，用于儲存污水處理單元凈化后的肥水，并為溫室大棚以及綠化灌溉系統提供水源；集污池，設置在污水處理單元的頭部，用于儲存經污水處理單元過濾出的大顆粒有機物，并為溫室大棚提供肥料。
通過采用上述技術方案，對魚類養殖污水進行處理時，魚類養殖污水首先沿跑道池的傾斜方向流動至回水渠內，并在經過錐形凹槽時經過沉淀分層將大顆粒污染物留在錐形凹槽內部，從而實現養殖污水的初步過濾。經過初步過濾后的污水沿回水渠的傾斜方向運動至循環水處理單元內，污水在循環水處理單元內進行深度凈化至適于蔬菜生長，經過深度凈化的污水暫時儲存至泵池內，然后通過提升泵將泵池內的水運送至立體種植單元內，用于水培。
經過循環水處理單元處理后的污水含有適量的營養物質，適用于蔬菜的水培，可以實現對魚類養殖污水中營養物質進行利用。并且特別是在人工造島等不便于運輸蔬菜等農產品的地區進行魚類養殖，需要解決的不僅僅是養殖污水隨意排放導致的生態環境破壞的問題，還需要解決如何向島內工作人員供給蔬菜等農產品的問題。上述技術方案利用養殖尾水進行蔬菜養殖可以解決人工造島上蔬菜供給的問題。
經過水培槽凈化后的凈水通過回水管流入回流渠內，并通過回流渠內的紫外線殺菌裝置對流入回流渠內的凈水進行殺菌消毒，使水質更加適宜魚類生活，殺菌后的水流回至跑道池內，進而實現養殖污水的循環利用。
另外，每次對養殖污水進行循環凈化處理時，都會有少部分養殖污水沿回水渠流入污水處理單元，在污水處理單元內進行污水凈化，至水質適于蔬菜生長。并在凈化過程中，將過濾出的大顆粒有機物儲存在集污池內，將凈化后的肥水儲存在地下肥水儲存池內。地下肥水儲存池利用地熱對肥水進行保溫，保溫的肥水為溫室大棚內的蔬菜以及綠化灌溉系統提供水源，進而在冬季依然能夠為養殖人員提供充足的蔬菜以及滿足綠化需求。并且集污池內存儲的大顆粒殘餌、糞便等高營養有機廢物，經堆肥后作為灌溉的有機肥料，以實現對污水中的營養物質進行充分利用。
綜上，上述養殖污水處理系統，在基本實現“養殖污水零排放”的基礎上，實現淡水的循環利用，節約淡水資源；并且利用污水中的營養物質進行蔬菜種植，既能實現對污水中營養物質進行充分利用，同時又能解決養殖人員的蔬菜供給問題，減少對外部物流的依賴。另外，在對蔬菜種植問題的處理上，充分考慮氣候因素的影響，對污水進行分類處理，采用地下肥水儲存池對冬季的灌溉水進行保存保溫，以為冬季蔬菜灌溉提供水源，進而減少對氣候的依賴，在冬季依舊保證養殖人員的蔬菜供給。進而實現對魚類養殖污水中營養物質進行充分、合理利用，減少污水中資源的浪費，具有優良的污水處理效果。
可選的，所述循環水處理單元包括：微濾機池，設置在回水渠的尾部，內部設置有微濾機本體，微濾機本體的進水口處設置有連接管，連接管的另一端連接在回水渠側壁，連接管上設置有抽水泵；移動床生物膜凈化池，設置在微濾機池與泵池之間。
通過采用上述技術方案，回水渠內的污水沿連接管進入微濾機池內，在微濾機池內首先對回水渠內的污水進行初步的固液分離，經過初步過濾的污水，流入移動床生物膜凈化池，生物膜凈化池內的多孔環形填料，用于微生物附著生長，將水體中懸浮的有機廢棄物分解為小分子有機物和無機鹽等，供植物生長吸收。經過凈化的水，再流入泵池內儲存，以為后續水培蔬菜提供水源。
可選的，所述立體種植單元還包括：頭部蓄水箱，設置在支撐架的頭部，且高度高于支撐架，所述頭部蓄水箱設置有水培輸水管，水培輸水管端部與泵池連接，提升泵設置在水培輸水管上，所述頭部蓄水箱側壁設置有水培連接管一，水培連接管一端部與水培槽連接，水培連接管一上設置有水流調節閥一；尾部蓄水箱，設置在支撐架的尾部，且高度低于支撐架，所述尾部蓄水箱設置有水培連接管二，水培連接管二上設置有水流調節閥二，水培連接管二端部與水培槽連接，所述尾部蓄水箱側壁設置有循環水管，循環水管上設置有抽水設備，循環水管端部與頭部蓄水箱連接；所述回水管端部與頭部蓄水箱側壁連接，回水管上設置有放水閥。
通過采用上述技術方案，首先提升泵將泵池內的水抽取到頭部蓄水箱內暫存，然后通過水自身的重力，使種植水沿水培連接管一進入水培槽內，為蔬菜生長提供營養物質。另外由于水自身的重力，水培槽內的水沿水培連接管二流入尾部蓄水箱內暫存。
與此同時，使用抽水設備，將尾部蓄水箱內的水抽回至頭部蓄水箱內，從而使水培槽內的水為流動態，一方面，流動的水流可以帶走廢物和提供氧氣，有利于蔬菜的生長和發育；另一方面，還可以幫助根系吸收養分，促進植物生長。
之后，通過打開放水閥，使凈化水沿回水管流入回水渠內。
可選的，所述污水處理單元包括：全自動凈化池，設置有進水管一，進水管一端部與回水渠連接，所述集污池設置在全自動凈化池的底部，所述全自動凈化池底部設置有連通管道，連通管道延伸至集污池內，所述全自動凈化池內設置有微濾機，連通管道與微濾機的固體出料口連接；烘干機，設置在集污池內，連通管道與烘干機的進料口連接；一級凈化池，設置在全自動凈化池的尾部，所述一級凈化池設置有進水管二，進水管二端部與全自動凈化池連接，一級凈化池內設置有曝氣管一；二級凈化池，頭部與一級凈化池尾部連接并連通，尾部與肥水儲存池連接并連通，所述二級凈化池內設置有曝氣管二。
通過采用上述技術方案，回水渠內的水沿進水管一進入全自動凈化池內，并通過池內的微濾機，使污水初步實現固液分離，并將污水中的大顆粒有機物（主要為殘餌、魚糞便）通過連通管道進入集污池內的烘干機中，使用烘干機對大顆粒有機物進行烘干處理，處理掉大顆粒有機物中多余的水分，烘干完成后的大顆粒有機物儲存在集污池內進行堆肥處理，生成的肥料用于后續溫室大棚內蔬菜的種植，為蔬菜生長提供養分，進而實現污水中營養物質的充分利用。
經微濾機過濾后的污水，沿進水管二進入一級凈化池內，在一級凈化池內處理后，再流動到二級凈化池內。其中曝氣管一和曝氣管二均用于向污水內提供氧氣，促進生物菌群的生長和代謝，從而加速污水的降解的凈化；另外，曝氣管還可以在水中形成一定的水流動態，保持污水中的有機物質和淤泥的懸浮狀態，增加了微生物與有機物質之間的接觸面積，從而提高了處理效率。
最終，經過一級凈化池和二級凈化池凈化后符合綠化用水標準的肥水排入肥水儲存池內，統一儲存，為溫室大棚的無土栽培提供營養液，生產有機蔬菜；余水接入綠化灌溉系統后用于花草樹木的綠化灌溉。從而進一步對污水進行充分、合理的利用。
可選的，還包括自清潔單元，所述自清潔單元包括：清潔水箱，所述清潔水箱設置有供水管道，供水管道端部與供水渠連接并連通，供水管道上設置有供水泵；沖洗管道一，沿回水渠的長度方向設置，沖洗管道一端部設置有為沖洗管道一供水的輸水泵；沖洗裝置，沿沖洗管道一的長度方向設置，所述沖洗裝置端部滑移連接在回水渠側壁，并沿回水渠的長度方向滑移，沖洗裝置用于清潔回水渠內壁；高壓水管，設置在沖洗管道一和沖洗裝置之間，所述高壓水管上設置有高壓水泵，高壓水泵用于為水增壓，并使高壓水從沖洗裝置噴出；沖洗管道二，一端與清潔水箱連接并連通，另一端連接在微濾機本體上的自動沖洗裝置，所述沖洗管道二用于將清潔水箱內的水運送至自動沖洗裝置內。
通過采用上述技術方案，首先，通過供水泵將回水渠內的凈水沿供水管道輸送至清潔水箱內。之后，通過沖洗管道二向自動沖洗裝置內送水，以便于對微濾機本體進行沖洗、清潔。另外，通過輸水泵向沖洗管道一內泵水，通過高壓水泵為水增壓，并使高壓水從沖洗裝置內噴出，以實現對回水渠內壁的清潔。
由于回水渠設置在靠近養殖池的位置處，因此流入回水渠內的污水中淤泥等雜質的含量較高，需要對回水渠內壁進行清潔，以保持回水渠內壁的潔凈。另外，微濾機本體也需要使用自帶的自動沖洗裝置對其自身進行定時清潔。
使用上述裝置對回水渠以及微濾機本體進行沖洗，一方面，可以進一步對污水進行充分、合理利用；另一方面，實現對回水渠的自清潔以及輔助微濾機本體實現微濾機本體的自清潔。
可選的，所述沖洗裝置包括：噴水管道，與高壓水管連接并連通，沿所述噴水管道的軸向開設有出水口；前部噴嘴，相對于回水渠底壁傾斜設置，連接在噴水管道上的出水口處；后部噴嘴，相對于回水渠底壁傾斜設置，且與前部噴嘴傾斜方向相反，連接在噴水管道上的出水口處；電磁閥，設置在噴水管道上的出水口處，用于控制高壓水的流向。
通過采用上述技術方案，由于高壓水沖擊到回水渠底壁上時，同時會對噴水管道產生反沖力，使得沖洗裝置沿回水渠的長度方向運動，擴大沖洗裝置的沖洗范圍。前部噴嘴和后部噴嘴的傾斜方向相反，通過控制電磁閥，實現高壓水從前部噴嘴噴出或是從后部噴嘴噴出。使得沖洗裝置沿回水渠的長度方向來回運動，擴大沖洗裝置的沖洗范圍，便于沖洗裝置對回水渠內壁的沖洗。
因此，上述沖洗裝置不僅能實現對回水渠池壁的清潔，并且借助高壓水的沖力，為沖洗裝置的運動提供動力，節約能源消耗。
可選的，所述自清潔單元還包括保溫層，包裹在沖洗管道一外部，用于對沖洗管道一內部的水保溫；所述清潔水箱埋于地下。
通過采用上述技術方案，利用地熱對清潔水箱進行保溫，利用保溫層對沖洗管道一進行保溫，便于使自清潔單元在冬季等溫度較低的情況下，依舊可以持續工作。
可選的，所述高壓水管包括：硬管部分，硬管部分一端與沖洗管道一連接并連通，高壓水泵設置在硬管部分上，所述高壓水泵與回水渠側壁固接；軟管部分，軟管部分一端與硬管部分連接并連通，軟管部分另一端與沖洗裝置連接并連通，所述軟管部分設置為可伸縮軟管。
通過采用上述技術方案，可以實現將高壓水泵設置在回水渠側壁，在沖洗裝置沿回水渠的長度方向運動時，相比常規的將高壓水泵設置在沖洗裝置上，上述技術方案減輕了沖洗裝置運動時的阻力。
（發明人：梁濤）
