本發(fā)明涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理，特別涉及一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
1、目前，水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢水很多都是不經(jīng)處理就外排的，一季養(yǎng)殖完成后，廢水直排后，通過曬塘及對塘底底泥固化處理后，再引入干凈水進(jìn)入下一個養(yǎng)殖循環(huán)。用這種方式養(yǎng)殖，不僅是污染水沒有經(jīng)過處理，而且經(jīng)過污染水養(yǎng)殖的魚類水產(chǎn)品，會在一定程度上影響魚類水產(chǎn)品的口味等品質(zhì)，嚴(yán)重的還可能造成魚類疾病甚至死亡。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，少部分集中養(yǎng)殖區(qū)，可能會進(jìn)行一些曝氣增加水中氧氣含量，或者通過少量水流通減輕水體靜止水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。但是，這些措施都不能針對養(yǎng)殖廢水的特點(diǎn)，提供有效的污染負(fù)荷削減，故對減輕環(huán)境污染、改善水質(zhì)、提高水產(chǎn)品質(zhì)的意義不大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、(一)解決的技術(shù)問題
2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理系統(tǒng)及方法，通過系統(tǒng)的整體運(yùn)作持續(xù)減輕養(yǎng)殖過程中的污染負(fù)荷，解決了水產(chǎn)養(yǎng)殖中在循環(huán)水不中斷情況下保證水質(zhì)，對污染水進(jìn)行處理，可持續(xù)滿足養(yǎng)殖需求的技術(shù)問題。
3、(二)技術(shù)方案
4、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
5、一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括四個相互串聯(lián)的治理區(qū)域，從左到右依次分別是濕地凈化區(qū)、立體生態(tài)凈化區(qū)、膜生物處理區(qū)和生態(tài)涵養(yǎng)凈化區(qū)；
6、所述濕地凈化區(qū)包括進(jìn)水擋板和出水擋板，所述進(jìn)水擋板和出水擋板之間的區(qū)域充填著生物濾料，所述生物濾料之上設(shè)置著若干個第一區(qū)域挺水植物，所述進(jìn)水擋板的下方開設(shè)有下進(jìn)水孔，所述出水擋板的上方開設(shè)有上出水孔；
7、所述立體生態(tài)凈化區(qū)包括浮在水面上的浮管，所述浮管組成的長方形區(qū)域內(nèi)設(shè)置有浮生植物托網(wǎng)，所述浮生植物托網(wǎng)內(nèi)設(shè)置著若干個第二區(qū)域浮生植物，所述浮管組成的長方形區(qū)域的左右兩側(cè)對稱設(shè)置有微生物掛膜；
8、所述膜生物處理區(qū)，包括mabr膜曝氣生物膜反應(yīng)器，所述mabr膜曝氣生物膜反應(yīng)器下方設(shè)置著第三區(qū)域沉水植物；
9、所述生態(tài)涵養(yǎng)凈化區(qū)，包括設(shè)置在外圍的第四區(qū)域挺水植物，所述第四區(qū)域挺水植物的中間區(qū)域設(shè)置有第四區(qū)域沉水植物。
10、進(jìn)一步地，所述濕地凈化區(qū)通過所述生物濾料的吸附、水中微生物附著繁殖分解、所述第一區(qū)域挺水植物的根系吸收分解作用，通過厭氧消化降解污染物；所述生物濾料為多孔生物濾料。
11、進(jìn)一步地，所述立體生態(tài)凈化區(qū)通過所述第二區(qū)域浮生植物的根系吸收分解、微生物掛膜附著繁殖分解、進(jìn)一步通過植物根系吸收分解及微生物掛膜附著繁殖分解污染物。
12、進(jìn)一步地，所述膜生物處理區(qū)通過所述mabr膜曝氣生物膜反應(yīng)器進(jìn)行納米曝氣，提供好氧環(huán)境，通過微生物及所述第三區(qū)域沉水植物進(jìn)一步強(qiáng)化分解污染物。
13、進(jìn)一步地，所述生態(tài)涵養(yǎng)凈化區(qū)通過所述第四區(qū)域挺水植物和所述第四區(qū)域沉水植物進(jìn)一步凈化水質(zhì)，提升水體透明度以及生態(tài)友好性。
14、整個s1-s4四個步驟的處理過程無需添加化學(xué)藥劑，系統(tǒng)能耗集中于納米曝氣環(huán)節(jié)，噸水電耗≤0.15kwh。
15、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了如下技術(shù)方案：
16、一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理方法，用于使用上述的一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理系統(tǒng)，包括以下步驟：
17、s1.濕地厭氧凈化處理：將含有污染物的廢水通過下進(jìn)水孔均勻布水導(dǎo)入濕地凈化區(qū)內(nèi)，使廢水依次經(jīng)過生物濾料進(jìn)行物理吸附、水中厭氧微生物分解及第一區(qū)域挺水植物根系吸收，去除懸浮物、硝態(tài)氮和化學(xué)需氧量；
18、s2.立體生態(tài)兼氧處理：將濕地凈化區(qū)出水通過上出水孔引入立體生態(tài)凈化區(qū)內(nèi)，經(jīng)過第二區(qū)域浮生植物的根系吸收和微生物掛膜的降解污染物，通過水面植物生長覆蓋以形成兼氧環(huán)境，進(jìn)一步消減氮、磷及有機(jī)污染物；
19、s3.膜生物好氧處理：通過mabr膜曝氣生物膜反應(yīng)器的納米曝氣裝置向水體供氧，結(jié)合第三區(qū)域沉水植物凈化作用，在好氧環(huán)境下強(qiáng)化分解氨氮和化學(xué)需氧量；
20、s4.生態(tài)涵養(yǎng)凈化處理：將處理水繼續(xù)導(dǎo)入生態(tài)涵養(yǎng)凈化區(qū)，通過第四區(qū)域挺水植物與第四區(qū)域沉水植物的生態(tài)協(xié)同作用提升水質(zhì)透明度以及生態(tài)友好性，最終回用于養(yǎng)殖系統(tǒng)。
21、進(jìn)一步地，所述s1步驟中，第一區(qū)域挺水植物為美人蕉、香蒲或菖蒲，其填料層高度為0.8-1.2米；
22、進(jìn)一步地，所述s2步驟中，第二區(qū)域浮生植物為水葫蘆、狐尾藻或銅錢草，微生物掛膜為聚乙烯或聚丙烯網(wǎng)狀材料。
23、進(jìn)一步地，所述s3步驟中，所述納米曝氣裝置的曝氣量為0.5-1.0l/min·m2，曝氣供氧效率是一般曝氣設(shè)備的3～4倍，mabr膜表面生物膜厚度為0.5-2.0mm。
24、進(jìn)一步地，所述s4步驟中，所述第四區(qū)域挺水植物的種植密度為8-12株/m2，第四區(qū)域沉水植物的覆蓋率為30％-50％。
25、(三)有益效果
26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理系統(tǒng)及方法，具備以下有益效果：
27、1.該系統(tǒng)通過濕地凈化區(qū)→立體生態(tài)區(qū)→膜生物處理區(qū)→生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的四級串聯(lián)處理，形成閉環(huán)水循環(huán)體系。測試數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)全流程處理后水體氨氮去除率達(dá)92％，總磷去除率87％，溶解氧維持在5mg/l以上。特有的mabr膜曝氣技術(shù)使水體循環(huán)利用率提升至85％，較傳統(tǒng)系統(tǒng)節(jié)水30％。
28、2.該系統(tǒng)采用重力流設(shè)計(jì)(能耗降低40％)結(jié)合納米曝氣技術(shù)(能耗僅為傳統(tǒng)曝氣的1/5)。光伏驅(qū)動的水泵年耗電量不超過1500度，co2減排量達(dá)2.3噸/年。微生物掛膜技術(shù)替代了60％的機(jī)械過濾設(shè)備，進(jìn)一步降低能耗。
29、3.該系統(tǒng)采用的生物濾料(使用壽命5年以上)與自平衡生態(tài)群落構(gòu)成穩(wěn)定凈化體系，僅需季度性檢查浮管陣列和膜組件。物聯(lián)網(wǎng)傳感器實(shí)時監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)，故障率低于0.5次/年，較傳統(tǒng)系統(tǒng)減少80％維護(hù)工時。
30、4.該系統(tǒng)采用的生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)種植茭白(畝產(chǎn)800kg)與水芹(年產(chǎn)4茬)，按當(dāng)前市場價格計(jì)算，每1000m2處理系統(tǒng)可產(chǎn)生年收益1.2-1.8萬元。同時形成的水生植物群落為12種本地魚類提供產(chǎn)卵場，生物多樣性指數(shù)提升2.3倍。
1.一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括四個相互串聯(lián)的治理區(qū)域，從左到右依次分別是濕地凈化區(qū)(1)、立體生態(tài)凈化區(qū)(2)、膜生物處理區(qū)(3)和生態(tài)涵養(yǎng)凈化區(qū)(4)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理系統(tǒng)，其特征在于：所述濕地凈化區(qū)(1)通過所述生物濾料(103)的吸附、水中微生物附著繁殖分解、所述第一區(qū)域挺水植物(104)的根系吸收分解作用，通過厭氧消化降解污染物；所述生物濾料(103)為多孔生物濾料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理系統(tǒng)，其特征在于：所述立體生態(tài)凈化區(qū)(2)通過所述第二區(qū)域浮生植物(203)的根系吸收分解、微生物掛膜附著繁殖分解、進(jìn)一步通過植物根系吸收分解及微生物掛膜附著繁殖分解污染物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理系統(tǒng)，其特征在于：所述膜生物處理區(qū)(3)通過所述mabr膜曝氣生物膜反應(yīng)器(301)進(jìn)行納米曝氣，提供好氧環(huán)境，通過微生物及所述第三區(qū)域沉水植物(302)進(jìn)一步強(qiáng)化分解污染物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理系統(tǒng)，其特征在于：所述生態(tài)涵養(yǎng)凈化區(qū)(4)通過所述第四區(qū)域挺水植物(401)和所述第四區(qū)域沉水植物(402)進(jìn)一步凈化水質(zhì)，提升水體透明度以及生態(tài)友好性。
6.一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理方法，用于使用權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理系統(tǒng)，其特征在于：包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理方法，其特征在于：所述s1步驟中，第一區(qū)域挺水植物(104)為美人蕉、香蒲或菖蒲，其填料層高度為0.8-1.2米。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理方法，其特征在于：所述s2步驟中，第二區(qū)域浮生植物(203)為水葫蘆、狐尾藻或銅錢草，微生物掛膜(204)為聚乙烯或聚丙烯網(wǎng)狀材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理方法，其特征在于：所述s3步驟中，所述納米曝氣裝置的曝氣量為0.5-1.0l/min·m2，曝氣供氧效率是一般曝氣設(shè)備的3～4倍，mabr膜表面生物膜厚度為0.5-2.0mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水節(jié)能減碳異位處理方法，其特征在于：所述s4步驟中，所述第四區(qū)域挺水植物(401)的種植密度為8-12株/m2，第四區(qū)域沉水植物(402)的覆蓋率為30％-50％。