本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種生物膜培養(yǎng)裝置。
背景技術(shù):
目前,我國(guó)面臨的問(wèn)題是水資源的匱乏,區(qū)域分配不均,土地鹽堿化程度不斷加劇,大量宜漁鹽堿水土資源長(zhǎng)期處于荒廢狀態(tài),被人們可直接利用的好水缺乏,多的是不能直接利用的鹽堿水。隨著漁業(yè)在我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展中占有越來(lái)越重要的地位,漁業(yè)生產(chǎn)可利用資源日益萎縮、水產(chǎn)品的社會(huì)需求不斷增加,迫切需要突破鹽堿領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)“瓶頸”,加大鹽堿水域資源漁業(yè)的開發(fā)力度,發(fā)展鹽堿漁業(yè)生產(chǎn)新領(lǐng)域,以解決一部分鹽堿水的利用問(wèn)題,合理有效地利用自然鹽堿水資源,也是農(nóng)業(yè)綜合治理鹽堿地的重要途徑。
隨著鹽堿水魚類養(yǎng)殖研究的不斷深入,以現(xiàn)有工廠化封閉循環(huán)養(yǎng)殖技術(shù)、水處理技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)為基礎(chǔ),進(jìn)行必要養(yǎng)殖設(shè)施的改進(jìn)與更新,在鹽堿水域組建工廠化循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng),根據(jù)鹽堿水養(yǎng)殖的實(shí)際情況設(shè)計(jì)紫外線消毒裝置、水力懸浮物過(guò)濾裝置、生物處理裝置與工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)相連接,進(jìn)行養(yǎng)殖水體過(guò)濾、消毒及生物處理,利用生物濾器的硝化與反硝化作用處理氨氮、有機(jī)物,以及進(jìn)行ph值的有效調(diào)節(jié),回水進(jìn)入沉淀池,進(jìn)行沉性物質(zhì)的處理與ph值測(cè)定,通過(guò)鹽堿水的補(bǔ)充進(jìn)行ph值的調(diào)節(jié),達(dá)到養(yǎng)殖所需指標(biāo)。生物濾器作為鹽堿水工廠化水處理系統(tǒng)的核心單元,利用其填料載體表面生物膜的硝化作用,有效降解養(yǎng)殖水體中對(duì)魚類有害的氨氮、硝酸鹽、亞硝酸氮等,所以培養(yǎng)生物載體上的生物膜是水處理中的關(guān)鍵技術(shù)。
生物濾器中的載體濾床具有懸浮物過(guò)濾與生物處理的雙重作用,在養(yǎng)殖過(guò)程中水體中懸浮物、有機(jī)物等不斷增多,使養(yǎng)殖水體指標(biāo)變壞,增加了生物過(guò)濾器中生物載體濾床的負(fù)荷與反沖次數(shù)。反沖對(duì)載體上的生物膜具有破壞作用,生物膜損壞嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響生物的硝化與反硝化過(guò)程,同時(shí)就會(huì)減少水體中酸性物質(zhì)的產(chǎn)生量,影響?zhàn)B殖水體ph值的降低,對(duì)鹽堿水在工廠化中的應(yīng)用產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。所以生物膜在載體上的生長(zhǎng)牢固程度與存活時(shí)間,對(duì)生物濾器生物處理的效果具有重要的作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有生物膜培養(yǎng)裝置中生物膜的掛膜時(shí)間長(zhǎng)及生物膜易損壞的問(wèn)題,而提供一種鹽堿水魚類養(yǎng)殖中的生物膜培養(yǎng)系統(tǒng)。
本發(fā)明鹽堿水魚類養(yǎng)殖中的生物膜培養(yǎng)系統(tǒng)由固定生物床培養(yǎng)池和移動(dòng)生物床培養(yǎng)池組成,其中固定生物床培養(yǎng)池包括固定床進(jìn)水管、環(huán)形出水管道、固定床反沖進(jìn)水管、環(huán)形反沖管、不銹鋼網(wǎng)、溢流管、反沖排污管、排污管開關(guān)環(huán)、反沖污水出水管和培養(yǎng)池回水管,在固定生物床培養(yǎng)池的池面上鋪設(shè)有不銹鋼網(wǎng),在固定生物床培養(yǎng)池的中部設(shè)置有環(huán)形反沖管,環(huán)形反沖管與固定床反沖進(jìn)水管相連通,在環(huán)形反沖管的管道外壁上開有出水孔形成水平噴水、向上噴水和向下噴水,在環(huán)形反沖管的下部設(shè)置有環(huán)形出水管道,環(huán)形出水管道與固定床進(jìn)水管相連通,環(huán)形反沖管與環(huán)形出水管道同軸布置,在環(huán)形出水管道的管道外壁開有出水孔形成水平噴水和向上噴水;
在固定生物床培養(yǎng)池的池底中心處豎立有溢流管,溢流管頂部的管口作為溢流口高于不銹鋼網(wǎng),溢流管底部的管口與固定生物床培養(yǎng)池的出水口相通,在溢流管內(nèi)同軸套有反沖排污管,在溢流管與反沖排污管之間設(shè)置有排污管開關(guān)環(huán),排污管開關(guān)環(huán)固設(shè)在溢流管的管內(nèi)壁上并位于環(huán)形出水管道所處水平面的下方,位于排污管開關(guān)環(huán)下方的溢流管的管壁上開有多個(gè)生物載體過(guò)濾孔,固定生物床培養(yǎng)池的出水口垂直向下與反沖污水出水管相連通,培養(yǎng)池回水管的一端與反沖污水出水管相連通,培養(yǎng)池回水管的另一端與鹽堿水魚類養(yǎng)殖中的工廠化循環(huán)水相連通。
本發(fā)明固定生物床培養(yǎng)池中載體表面生物的培養(yǎng)是浮性濾料載體隨著池中水面上升不斷上升,由于池頂部設(shè)有不銹鋼濾網(wǎng),生物載體在濾網(wǎng)下方緊密排列在一起。水體從池底通過(guò)載體之間的縫隙到達(dá)池頂溢出,靠水體中的懸浮物及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流動(dòng)到載體的表面進(jìn)行介質(zhì)交換,完成固定生物床中濾料載體表面生物細(xì)菌的培養(yǎng)。反沖洗固定生物床時(shí)沖擊載體表面的生物體,由于水流的刺激作用使生物體在載體上產(chǎn)生自主生存的能力,不斷生成新的不同個(gè)體,直到生成硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌生物膜。
本發(fā)明通過(guò)水流不斷刺激生物膜培養(yǎng),加快了生物膜的培養(yǎng),生物膜的培養(yǎng)時(shí)間為25~30天,相對(duì)于常規(guī)流水生物膜培養(yǎng)縮短了30%~40%的生物膜培養(yǎng)時(shí)間,并提高了生物膜的附著質(zhì)量,載體上附著的生物膜牢固度可耐0.5~0.7mpa水壓的沖擊,減少反沖時(shí)生物膜的破壞,保證生物濾器中生物膜生物處理效果。而用常規(guī)方法培養(yǎng)的生物膜多數(shù)在反沖時(shí)因不耐水壓沖擊,有大量生物膜損壞,因修復(fù)生物膜需很長(zhǎng)時(shí)間,會(huì)直接影響生物處理量及處理效果。
本發(fā)明提高了東北地區(qū)高堿型鹽堿水養(yǎng)殖的生物處理效果,實(shí)現(xiàn)工廠化養(yǎng)殖水體氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽等有機(jī)物的有效去除,減少了懸浮物氨化產(chǎn)生氨氮與分解過(guò)程消耗水中的溶氧的機(jī)會(huì),從而使生物膜充分發(fā)揮作用;達(dá)到鹽堿水養(yǎng)殖水體ph值的有效控制與懸浮物的過(guò)濾,解決了利用鹽堿水進(jìn)行工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的技術(shù)問(wèn)題,完善鹽堿水循環(huán)養(yǎng)殖應(yīng)用系統(tǒng),使工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖在東北高堿型鹽堿水域得到應(yīng)用,開辟鹽堿漁業(yè)生產(chǎn)新領(lǐng)域,促進(jìn)我國(guó)漁業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。
附圖說(shuō)明
圖1是固定生物床培養(yǎng)池的結(jié)構(gòu)示意圖,其中箭頭處代表水位線;
圖2是移動(dòng)生物床培養(yǎng)池的結(jié)構(gòu)示意圖,其中箭頭處代表水位線。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式一:本實(shí)施方式鹽堿水魚類養(yǎng)殖中的生物膜培養(yǎng)系統(tǒng)由固定生物床培養(yǎng)池a和移動(dòng)生物床培養(yǎng)池b組成,其中固定生物床培養(yǎng)池a包括固定床進(jìn)水管1、環(huán)形出水管道2、固定床反沖進(jìn)水管3、環(huán)形反沖管4、不銹鋼網(wǎng)5、溢流管6、反沖排污管7、排污管開關(guān)環(huán)8、反沖污水出水管9和培養(yǎng)池回水管10,在固定生物床培養(yǎng)池a的池面上鋪設(shè)有不銹鋼網(wǎng)5,在固定生物床培養(yǎng)池a的中部設(shè)置有環(huán)形反沖管4,環(huán)形反沖管4與固定床反沖進(jìn)水管3相連通,在環(huán)形反沖管4的管道外壁上開有出水孔形成水平噴水、向上噴水和向下噴水,在環(huán)形反沖管4的下部設(shè)置有環(huán)形出水管道2,環(huán)形出水管道2與固定床進(jìn)水管1相連通,環(huán)形反沖管4與環(huán)形出水管道2同軸布置,在環(huán)形出水管道2的管道外壁開有出水孔形成水平噴水和向上噴水;
在固定生物床培養(yǎng)池a的池底中心處豎立有溢流管6,溢流管6頂部的管口作為溢流口高于不銹鋼網(wǎng)5,溢流管6底部的管口與固定生物床培養(yǎng)池a的出水口相通,在溢流管6內(nèi)同軸套有反沖排污管7,在溢流管6與反沖排污管7之間設(shè)置有排污管開關(guān)環(huán)8,排污管開關(guān)環(huán)8固設(shè)在溢流管6的管內(nèi)壁上并位于環(huán)形出水管道2所處水平面的下方,位于排污管開關(guān)環(huán)8下方的溢流管6的管壁上開有多個(gè)生物載體過(guò)濾孔,固定生物床培養(yǎng)池a的出水口垂直向下與反沖污水出水管9相連通,培養(yǎng)池回水管10的一端與反沖污水出水管9相連通,培養(yǎng)池回水管10的另一端與鹽堿水魚類養(yǎng)殖中的工廠化循環(huán)水相連通。
本實(shí)施方式所述的固定生物床培養(yǎng)池a與移動(dòng)生物床培養(yǎng)池b分別與鹽堿水魚類養(yǎng)殖系統(tǒng)中的魚類養(yǎng)殖池相連通。
具體實(shí)施方式二:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是所述的移動(dòng)生物床培養(yǎng)池b包括培養(yǎng)池循環(huán)水進(jìn)水管20、第一環(huán)形噴水管道21、第二環(huán)形噴水管道22、過(guò)濾溢流罩23、反沖污水管24和回水管25,在移動(dòng)生物床培養(yǎng)池b內(nèi)的上部設(shè)置有第一環(huán)形噴水管道21,在第一環(huán)形噴水管道21的管道外壁開有出水孔形成水平噴水和向下噴水,在第一環(huán)形噴水管道21下方設(shè)置有第二環(huán)形噴水管道22,第二環(huán)形噴水管道22的管道外壁開有出水孔形成水平噴水、向上噴水和向下噴水,第一環(huán)形噴水管道21和第二環(huán)形噴水管道22同軸設(shè)置,第一環(huán)形噴水管道21和第二環(huán)形噴水管道22均與培養(yǎng)池循環(huán)水進(jìn)水管20相連通,在移動(dòng)生物床培養(yǎng)池b的池底中心處開有出水口,過(guò)濾溢流罩23罩設(shè)在池底的出水口處,移動(dòng)生物床培養(yǎng)池b的出水口垂直向下與反沖污水管24相連通,回水管25的一端與反沖污水管24相連通,回水管25的另一端與鹽堿水魚類養(yǎng)殖中的工廠化循環(huán)水相連通。
本實(shí)施方式移動(dòng)生物床培養(yǎng)池中的浮性濾料載體在向下、向上及環(huán)形不同水流的作用下在池中不停移動(dòng),水體全方位與載體接觸后在培養(yǎng)池底部溢出。利用不同速度水流在生物培養(yǎng)過(guò)程中不斷清洗生物濾料載體表面,通過(guò)水流對(duì)剛生長(zhǎng)的生物體進(jìn)行沖擊,刺激生長(zhǎng)的生物體在載體表面應(yīng)激性生長(zhǎng)。生成的生物體由于沖擊不斷更新與生長(zhǎng),使它產(chǎn)生自主生存的能力,不斷生成新的不同個(gè)體,直到生成硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌生物膜。高強(qiáng)度的水體流動(dòng)帶動(dòng)生物載體的移動(dòng),加速了載體表面生物膜的傳質(zhì)作用,有利于亞硝化速率的提高,同時(shí)加快了亞硝化細(xì)菌的培養(yǎng)。
具體實(shí)施方式三:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二不同的是固定生物床培養(yǎng)池a和移動(dòng)生物床培養(yǎng)池b的池體材質(zhì)為鋼筋混凝土或玻璃鋼。
具體實(shí)施方式四:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是固定生物床培養(yǎng)池a中的環(huán)形出水管道2和環(huán)形反沖管4固定在固定培養(yǎng)池支架12上。
具體實(shí)施方式五:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是在固定生物床培養(yǎng)池a中填充有接種有微生物菌種的浮性濾料載體c,固定生物床培養(yǎng)池a中浮性濾料載體c的體積填充率為75%~85%。
本實(shí)施方式所述的微生物菌種為硝化細(xì)菌或反硝化細(xì)菌。
具體實(shí)施方式六:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二不同的是在移動(dòng)生物床培養(yǎng)池b中填充有接種有微生物菌種的浮性濾料載體c,移動(dòng)生物床培養(yǎng)池b中浮性濾料載體c的體積填充率為45%~55%。
本實(shí)施方式所述的微生物菌種為硝化細(xì)菌或反硝化細(xì)菌。
具體實(shí)施方式七:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是固定生物床培養(yǎng)池a中的反沖污水出水管9和培養(yǎng)池回水管10上均設(shè)置有閥門。
具體實(shí)施方式八:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是在固定生物床培養(yǎng)池a的池底還開有強(qiáng)制排污口11。
本實(shí)施方式打開強(qiáng)制排污口能夠強(qiáng)制排出反沖產(chǎn)生的大塊污物。
具體實(shí)施方式九:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二不同的是移動(dòng)生物床培養(yǎng)池b中的反沖污水管24和回水管25上均設(shè)置有閥門。
具體實(shí)施方式十:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二不同的是移動(dòng)生物床培養(yǎng)池b中的第一環(huán)形噴水管道21和第二環(huán)形噴水管道22固定在移動(dòng)培養(yǎng)池支架27上。
具體實(shí)施方式十一:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是固定生物床培養(yǎng)池a中的固定床反沖進(jìn)水管3中設(shè)置有反沖水泵。
實(shí)施例:本實(shí)施例鹽堿水魚類養(yǎng)殖中的生物膜培養(yǎng)系統(tǒng)由固定生物床培養(yǎng)池a和移動(dòng)生物床培養(yǎng)池b組成,其中固定生物床培養(yǎng)池a包括固定床進(jìn)水管1、環(huán)形出水管道2、固定床反沖進(jìn)水管3、環(huán)形反沖管4、不銹鋼網(wǎng)5、溢流管6、反沖排污管7、排污管開關(guān)環(huán)8、反沖污水出水管9和培養(yǎng)池回水管10,在固定生物床培養(yǎng)池a的池面上鋪設(shè)有不銹鋼網(wǎng)5,在固定生物床培養(yǎng)池a的中部設(shè)置有環(huán)形反沖管4,環(huán)形反沖管4與固定床反沖進(jìn)水管3相連通,在環(huán)形反沖管4的管道外壁上開有出水孔形成水平噴水、向上噴水和向下噴水,在環(huán)形反沖管4的下部設(shè)置有環(huán)形出水管道2,環(huán)形出水管道2與固定床進(jìn)水管1相連通,環(huán)形反沖管4與環(huán)形出水管道2同軸布置,在環(huán)形出水管道2的管道外壁開有出水孔形成水平噴水和向上噴水;
在固定生物床培養(yǎng)池a的池底中心處豎立有溢流管6,溢流管6頂部的管口作為溢流口高于不銹鋼網(wǎng)5,溢流管6底部的管口與固定生物床培養(yǎng)池a的出水口相通,在溢流管6內(nèi)同軸套有反沖排污管7,在溢流管6與反沖排污管7之間設(shè)置有排污管開關(guān)環(huán)8,排污管開關(guān)環(huán)8固設(shè)在溢流管6的管內(nèi)壁上并位于環(huán)形出水管道2所處水平面的下方,位于排污管開關(guān)環(huán)8下方的溢流管6的管壁上開有多個(gè)生物載體過(guò)濾孔,固定生物床培養(yǎng)池a的出水口垂直向下與反沖污水出水管9相連通,培養(yǎng)池回水管10的一端與反沖污水出水管9相連通,培養(yǎng)池回水管10的另一端與鹽堿水魚類養(yǎng)殖中的工廠化循環(huán)水相連通,在固定生物床培養(yǎng)池a的池底還開有強(qiáng)制排污口11;
所述的移動(dòng)生物床培養(yǎng)池b包括培養(yǎng)池循環(huán)水進(jìn)水管20、第一環(huán)形噴水管道21、第二環(huán)形噴水管道22、過(guò)濾溢流罩23、反沖污水管24和回水管25,在移動(dòng)生物床培養(yǎng)池b內(nèi)的上部設(shè)置有第一環(huán)形噴水管道21,在第一環(huán)形噴水管道21的管道外壁開有出水孔形成水平噴水和向下噴水,在第一環(huán)形噴水管道21下方設(shè)置有第二環(huán)形噴水管道22,第二環(huán)形噴水管道22的管道外壁開有出水孔形成水平噴水、向上噴水和向下噴水,第一環(huán)形噴水管道21和第二環(huán)形噴水管道22同軸設(shè)置,第一環(huán)形噴水管道21和第二環(huán)形噴水管道22均與培養(yǎng)池循環(huán)水進(jìn)水管20相連通,在移動(dòng)生物床培養(yǎng)池b的池底中心處開有出水口,過(guò)濾溢流罩23罩設(shè)在池底的出水口處,移動(dòng)生物床培養(yǎng)池b的出水口垂直向下與反沖污水管24相連通,回水管25的一端與反沖污水管24相連通,回水管25的另一端與鹽堿水魚類養(yǎng)殖中的工廠化循環(huán)水相連通,在回水管25上設(shè)置有水位控制管26。
鹽堿水工廠化水處理系統(tǒng)中的核心處理單元為生物濾器,生物濾器由移動(dòng)床生物濾器和固定床生物濾器組成,將本實(shí)施例生物膜培養(yǎng)系統(tǒng)中固定生物床培養(yǎng)池和移動(dòng)生物床培養(yǎng)池培養(yǎng)得到的浮性濾料載體分別轉(zhuǎn)移到固定生物濾器和移動(dòng)生物濾器中,直接參加鹽堿水循環(huán)水養(yǎng)殖,保證生物膜載體的水體供氧,完成高堿型鹽堿水養(yǎng)殖生物處理中的生物掛膜。
應(yīng)用本實(shí)施例生物膜培養(yǎng)系統(tǒng)進(jìn)行生物掛膜的過(guò)程如下:
一、在浮性濾料載體上接種微生物菌種硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌,將浮性濾料載體分別填充到固定生物床培養(yǎng)池和移動(dòng)生物床培養(yǎng)池中,鹽堿水從固定生物床培養(yǎng)池的環(huán)形出水管道流入固定生物床培養(yǎng)池中,浮性濾料載體緊密排列在不銹鋼網(wǎng)的下方,通過(guò)環(huán)形出水管道向上噴水使水體中的懸浮物及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流動(dòng)到浮性濾料載體表面進(jìn)行介質(zhì)交換,每隔4~10天通過(guò)環(huán)形反沖管的噴水反沖洗浮性濾料載體表面進(jìn)行生物膜培養(yǎng),在固定生物床培養(yǎng)池中得到附著有生物膜的浮性濾料載體;
其中固定床培養(yǎng)池反沖排水過(guò)程如下:首先停止固定床培養(yǎng)池循環(huán)水進(jìn)水,關(guān)閉培養(yǎng)池回水管的閥門,防止反沖時(shí)的水體進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng),打開反沖污水出水管的閥門,拔起反沖排污管到達(dá)排污管開關(guān)環(huán)的位置,使培養(yǎng)池中的水體通過(guò)溢流管下部的過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入反沖污水出水管,排凈培養(yǎng)池中的水體,浮性濾料載體落入池底部,實(shí)現(xiàn)固定床培養(yǎng)池反沖前的排水過(guò)程,打開工廠化循環(huán)水高壓反沖水泵給循環(huán)水進(jìn)水管和反沖進(jìn)水管供水,水體從雙層環(huán)形的水管向四周布置出水口高壓強(qiáng)力噴出,清洗浮性濾料載體層,隨著池中水體的增加,生物載體浮球也不斷上升,通過(guò)這種方式可分層、依次清洗浮性濾料載體層,隨著反沖操作的進(jìn)行,生物載體層與反沖水體上升到(防止生物球漏掉的)不銹鋼網(wǎng),生物球被不銹鋼網(wǎng)攔住,水體通過(guò)不銹鋼網(wǎng)不斷上升到溢流管,使反沖水體通過(guò)溢流管進(jìn)入反沖排污管,打開反沖污水出水管,將溢流到排污管中的污水及時(shí)排出,關(guān)閉工廠化循環(huán)水反沖水泵,停止反沖管進(jìn)水,培養(yǎng)池中水體通過(guò)溢流管下部的濾網(wǎng)進(jìn)入污水出口排出,排凈培養(yǎng)池中的水體,浮性濾料載體層落入池底部,完成固定床培養(yǎng)池反沖過(guò)程;
鹽堿水從培養(yǎng)池循環(huán)水進(jìn)水管流入移動(dòng)生物床培養(yǎng)池中,通過(guò)第一環(huán)形噴水管道和第二環(huán)形噴水管道的噴水使浮性濾料載體在移動(dòng)生物床培養(yǎng)池中不停移動(dòng)進(jìn)行生物膜培養(yǎng),在移動(dòng)生物床培養(yǎng)池中得到附著有生物膜的浮性濾料載體;
二、將固定生物床培養(yǎng)池和移動(dòng)生物床培養(yǎng)池中附著有生物膜的浮性濾料載體分別轉(zhuǎn)移到固定生物濾器和移動(dòng)生物濾器中,直接參加鹽堿水循環(huán)水養(yǎng)殖,保證生物膜載體的水體供氧,完成高堿型鹽堿水養(yǎng)殖生物處理中的生物掛膜。
本實(shí)施例通過(guò)水流不斷刺激生物膜培養(yǎng),加快了生物膜的培養(yǎng),并提高了生物膜的附著質(zhì)量。