公布日：2023.11.10
申请日：2023.08.14
分类号：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
本申请涉及自清洁鱼类养殖污水处理系统，属于污水处理领域，其包括：跑道池；循环水处理单元，用于将污水净化至适于蔬菜生长；立体种植单元，设在跑道池顶部，用于种植蔬菜；回流渠，回流渠设置有紫外线杀菌装置，回流渠侧壁设置有回水管，回水管另一端连接在种植单元；污水处理单元，用于将污水净化至适于植物生长；肥水储存池，用于储存污水处理单元净化后的肥水；集污池，用于储存经污水处理单元过滤出的大颗粒有机物。本申请具有既能实现向岛内养殖人员供给足量的蔬菜，又能实现对鱼类养殖污水中营养物质进行充分利用，进而减少污水中资源的浪费的效果。
权利要求书
1.自清洁鱼类养殖污水处理系统，其特征在于：包括：跑道池(1)，用于供鱼类生活，所述跑道池(1)底部倾斜设置，跑道池(1)尾部设置有锥形集污凹槽(12)；回水渠(13)，设置在跑道池(1)的尾部，并且所述回水渠(13)沿其自身长度方向倾斜设置；循环水处理单元(2)，设置在回水渠(13)尾部，用于将养殖污水净化至适于蔬菜生长；立体种植单元(4)，包括支撑架(41)，所述支撑架(41)架设在跑道池(1)顶部，支撑架(41)上设置有水培槽(411)，所述水培槽(411)用于种植蔬菜；泵池(24)，设置在循环水处理单元(2)的尾部，用于暂时储存经循环水处理单元(2)净化后的水，所述泵池(24)侧壁固设有提升泵(422)，提升泵(422)用于将泵池(24)内的水运送至立体种植单元(4)内；回流渠(46)，回流渠(46)设置在泵池(24)尾部，所述回流渠(46)设置有紫外线杀菌装置，回流渠(46)侧壁设置有回水管(45)，回水管(45)另一端连接在立体种植单元(4)；污水处理单元(3)，设置在回水渠(13)的尾部且埋于地下，用于将污水净化至适于蔬菜生长；肥水储存池(36)，设置在污水处理单元(3)的尾部并且埋于地下，用于储存污水处理单元(3)净化后的肥水，并为温室大棚以及绿化灌溉系统提供水源；集污池(32)，设置在污水处理单元(3)的头部，用于储存经污水处理单元(3)过滤出的大颗粒有机物，并为温室大棚提供肥料。
2.根据权利要求1所述的自清洁鱼类养殖污水处理系统，其特征在于：所述循环水处理单元(2)包括：微滤机池(21)，设置在回水渠(13)的尾部，内部设置有微滤机本体(211)，微滤机本体(211)的进水口处设置有连接管(212)，连接管(212)的另一端连接在回水渠(13)侧壁，连接管(212)上设置有抽水泵；移动床生物膜净化池(23)，设置在微滤机池(21)与泵池(24)之间。
3.根据权利要求1所述的自清洁鱼类养殖污水处理系统，其特征在于：所述立体种植单元(4)还包括：头部蓄水箱(42)，设置在支撑架(41)的头部，且高度高于支撑架(41)，所述头部蓄水箱(42)设置有水培输水管(421)，水培输水管(421)端部与泵池(24)连接，提升泵(422)设置在水培输水管(421)上，所述头部蓄水箱(42)侧壁设置有水培连接管(212)一，水培连接管(212)一端部与水培槽(411)连接，水培连接管(212)一上设置有水流调节阀一；尾部蓄水箱(43)，设置在支撑架(41)的尾部，且高度低于支撑架(41)，所述尾部蓄水箱(43)设置有水培连接管(212)二，水培连接管(212)二上设置有水流调节阀二，水培连接管(212)二端部与水培槽(411)连接，所述尾部蓄水箱(43)侧壁设置有循环水管(44)，循环水管(44)上设置有抽水设备，循环水管(44)端部与头部蓄水箱(42)连接；所述回水管(45)端部与头部蓄水箱(42)侧壁连接，回水管(45)上设置有放水阀。
4.根据权利要求1所述的自清洁鱼类养殖污水处理系统，其特征在于：所述污水处理单元(3)包括：全自动净化池(31)，设置有进水管一(311)，进水管一(311)端部与回水渠(13)连接，所述集污池(32)设置在全自动净化池(31)的底部，所述全自动净化池(31)底部设置有连通管道(322)，连通管道(322)延伸至集污池(32)内，所述全自动净化池(31)内设置有微滤机，连通管道(322)与微滤机的固体出料口连接；烘干机(321)，设置在集污池(32)内，连通管道(322)与烘干机(321)的进料口连接；一级净化池(34)，设置在全自动净化池(31)的尾部，所述一级净化池(34)设置有进水管二(341)，进水管二(341)端部与全自动净化池(31)连接，一级净化池(34)内设置有曝气管一(342)；二级净化池(35)，头部与一级净化池(34)尾部连接并连通，尾部与肥水储存池(36)连接并连通，所述二级净化池(35)内设置有曝气管二(352)。
5.根据权利要求1所述的自清洁鱼类养殖污水处理系统，其特征在于：还包括自清洁单元(6)，所述自清洁单元(6)包括：清洁水箱(61)，所述清洁水箱(61)设置有供水管道(62)，供水管道(62)端部与供水渠(47)连接并连通，供水管道(62)上设置有供水泵；冲洗管道一(63)，沿回水渠(13)的长度方向设置，冲洗管道一(63)端部设置有为冲洗管道一(63)供水的输水泵；冲洗装置(5)，沿冲洗管道一(63)的长度方向设置，所述冲洗装置(5)端部滑移连接在回水渠(13)侧壁，并沿回水渠(13)的长度方向滑移，冲洗装置(5)用于清洁回水渠(13)内壁；高压水管，设置在冲洗管道一(63)和冲洗装置(5)之间，所述高压水管上设置有高压水泵，高压水泵用于为水增压，并使高压水从冲洗装置(5)喷出；冲洗管道二，一端与清洁水箱(61)连接并连通，另一端连接在微滤机本体(211)上的自动冲洗装置(5)，所述冲洗管道二用于将清洁水箱(61)内的水运送至自动冲洗装置(5)内。
6.根据权利要求5所述的自清洁鱼类养殖污水处理系统，其特征在于：所述冲洗装置(5)包括：喷水管道(51)，与高压水管连接并连通，沿所述喷水管道(51)的轴向开设有出水口(52)；前部喷嘴(53)，相对于回水渠(13)底壁倾斜设置，连接在喷水管道(51)上的出水口(52)处；后部喷嘴(54)，相对于回水渠(13)底壁倾斜设置，且与前部喷嘴(53)倾斜方向相反，连接在喷水管道(51)上的出水口(52)处；电磁阀，设置在喷水管道(51)上的出水口(52)处，用于控制高压水的流向。
7.根据权利要求5所述的自清洁鱼类养殖污水处理系统，其特征在于：所述自清洁单元(6)还包括保温层，包裹在冲洗管道一(63)外部，用于对冲洗管道一(63)内部的水保温；所述清洁水箱(61)埋于地下。
8.根据权利要求5所述的自清洁鱼类养殖污水处理系统，其特征在于：所述高压水管包括：硬管部分，硬管部分一端与冲洗管道一(63)连接并连通，高压水泵设置在硬管部分上，所述高压水泵与回水渠(13)侧壁固接；软管部分，软管部分一端与硬管部分连接并连通，软管部分另一端与冲洗装置(5)连接并连通，所述软管部分设置为可伸缩软管。
发明内容
为了既能实现向岛内养殖人员供给足量的蔬菜，又能实现对鱼类养殖污水中营养物质进行充分利用，进而减少污水中资源的浪费，本申请提供自清洁鱼类养殖污水处理系统。
本申请提供的自清洁鱼类养殖污水处理系统采用如下的技术方案：自清洁鱼类养殖污水处理系统，包括：跑道池，用于供鱼类生活，所述跑道池底部倾斜设置，跑道池尾部设置有锥形凹槽；回水渠，设置在跑道池的尾部，并且所述回水渠沿其自身长度方向倾斜设置；循环水处理单元，设置在回水渠尾部，用于将污水净化至适于蔬菜生长；立体种植单元，包括支撑架，所述支撑架架设在跑道池顶部，支撑架上设置有水培槽，所述水培槽用于种植蔬菜；泵池，设置在循环水处理单元的尾部，用于暂时储存经循环水处理单元净化后的水，所述泵池侧壁固设有提升泵，提升泵用于将泵池内的水运送至立体种植单元内；回流渠，回流渠设置在泵池尾部，所述回流渠设置有紫外线杀菌装置，回流渠侧壁设置有回水管，回水管另一端连接在立体种植单元；污水处理单元，设置在回水渠的尾部且埋于地下，用于将污水净化至适于蔬菜生长；肥水储存池，设置在污水处理单元的尾部并且埋于地下，用于储存污水处理单元净化后的肥水，并为温室大棚以及绿化灌溉系统提供水源；集污池，设置在污水处理单元的头部，用于储存经污水处理单元过滤出的大颗粒有机物，并为温室大棚提供肥料。
通过采用上述技术方案，对鱼类养殖污水进行处理时，鱼类养殖污水首先沿跑道池的倾斜方向流动至回水渠内，并在经过锥形凹槽时经过沉淀分层将大颗粒污染物留在锥形凹槽内部，从而实现养殖污水的初步过滤。经过初步过滤后的污水沿回水渠的倾斜方向运动至循环水处理单元内，污水在循环水处理单元内进行深度净化至适于蔬菜生长，经过深度净化的污水暂时储存至泵池内，然后通过提升泵将泵池内的水运送至立体种植单元内，用于水培。
经过循环水处理单元处理后的污水含有适量的营养物质，适用于蔬菜的水培，可以实现对鱼类养殖污水中营养物质进行利用。并且特别是在人工造岛等不便于运输蔬菜等农产品的地区进行鱼类养殖，需要解决的不仅仅是养殖污水随意排放导致的生态环境破坏的问题，还需要解决如何向岛内工作人员供给蔬菜等农产品的问题。上述技术方案利用养殖尾水进行蔬菜养殖可以解决人工造岛上蔬菜供给的问题。
经过水培槽净化后的净水通过回水管流入回流渠内，并通过回流渠内的紫外线杀菌装置对流入回流渠内的净水进行杀菌消毒，使水质更加适宜鱼类生活，杀菌后的水流回至跑道池内，进而实现养殖污水的循环利用。
另外，每次对养殖污水进行循环净化处理时，都会有少部分养殖污水沿回水渠流入污水处理单元，在污水处理单元内进行污水净化，至水质适于蔬菜生长。并在净化过程中，将过滤出的大颗粒有机物储存在集污池内，将净化后的肥水储存在地下肥水储存池内。地下肥水储存池利用地热对肥水进行保温，保温的肥水为温室大棚内的蔬菜以及绿化灌溉系统提供水源，进而在冬季依然能够为养殖人员提供充足的蔬菜以及满足绿化需求。并且集污池内存储的大颗粒残饵、粪便等高营养有机废物，经堆肥后作为灌溉的有机肥料，以实现对污水中的营养物质进行充分利用。
综上，上述养殖污水处理系统，在基本实现“养殖污水零排放”的基础上，实现淡水的循环利用，节约淡水资源；并且利用污水中的营养物质进行蔬菜种植，既能实现对污水中营养物质进行充分利用，同时又能解决养殖人员的蔬菜供给问题，减少对外部物流的依赖。另外，在对蔬菜种植问题的处理上，充分考虑气候因素的影响，对污水进行分类处理，采用地下肥水储存池对冬季的灌溉水进行保存保温，以为冬季蔬菜灌溉提供水源，进而减少对气候的依赖，在冬季依旧保证养殖人员的蔬菜供给。进而实现对鱼类养殖污水中营养物质进行充分、合理利用，减少污水中资源的浪费，具有优良的污水处理效果。
可选的，所述循环水处理单元包括：微滤机池，设置在回水渠的尾部，内部设置有微滤机本体，微滤机本体的进水口处设置有连接管，连接管的另一端连接在回水渠侧壁，连接管上设置有抽水泵；移动床生物膜净化池，设置在微滤机池与泵池之间。
通过采用上述技术方案，回水渠内的污水沿连接管进入微滤机池内，在微滤机池内首先对回水渠内的污水进行初步的固液分离，经过初步过滤的污水，流入移动床生物膜净化池，生物膜净化池内的多孔环形填料，用于微生物附着生长，将水体中悬浮的有机废弃物分解为小分子有机物和无机盐等，供植物生长吸收。经过净化的水，再流入泵池内储存，以为后续水培蔬菜提供水源。
可选的，所述立体种植单元还包括：头部蓄水箱，设置在支撑架的头部，且高度高于支撑架，所述头部蓄水箱设置有水培输水管，水培输水管端部与泵池连接，提升泵设置在水培输水管上，所述头部蓄水箱侧壁设置有水培连接管一，水培连接管一端部与水培槽连接，水培连接管一上设置有水流调节阀一；尾部蓄水箱，设置在支撑架的尾部，且高度低于支撑架，所述尾部蓄水箱设置有水培连接管二，水培连接管二上设置有水流调节阀二，水培连接管二端部与水培槽连接，所述尾部蓄水箱侧壁设置有循环水管，循环水管上设置有抽水设备，循环水管端部与头部蓄水箱连接；所述回水管端部与头部蓄水箱侧壁连接，回水管上设置有放水阀。
通过采用上述技术方案，首先提升泵将泵池内的水抽取到头部蓄水箱内暂存，然后通过水自身的重力，使种植水沿水培连接管一进入水培槽内，为蔬菜生长提供营养物质。另外由于水自身的重力，水培槽内的水沿水培连接管二流入尾部蓄水箱内暂存。
与此同时，使用抽水设备，将尾部蓄水箱内的水抽回至头部蓄水箱内，从而使水培槽内的水为流动态，一方面，流动的水流可以带走废物和提供氧气，有利于蔬菜的生长和发育；另一方面，还可以帮助根系吸收养分，促进植物生长。
之后，通过打开放水阀，使净化水沿回水管流入回水渠内。
可选的，所述污水处理单元包括：全自动净化池，设置有进水管一，进水管一端部与回水渠连接，所述集污池设置在全自动净化池的底部，所述全自动净化池底部设置有连通管道，连通管道延伸至集污池内，所述全自动净化池内设置有微滤机，连通管道与微滤机的固体出料口连接；烘干机，设置在集污池内，连通管道与烘干机的进料口连接；一级净化池，设置在全自动净化池的尾部，所述一级净化池设置有进水管二，进水管二端部与全自动净化池连接，一级净化池内设置有曝气管一；二级净化池，头部与一级净化池尾部连接并连通，尾部与肥水储存池连接并连通，所述二级净化池内设置有曝气管二。
通过采用上述技术方案，回水渠内的水沿进水管一进入全自动净化池内，并通过池内的微滤机，使污水初步实现固液分离，并将污水中的大颗粒有机物（主要为残饵、鱼粪便）通过连通管道进入集污池内的烘干机中，使用烘干机对大颗粒有机物进行烘干处理，处理掉大颗粒有机物中多余的水分，烘干完成后的大颗粒有机物储存在集污池内进行堆肥处理，生成的肥料用于后续温室大棚内蔬菜的种植，为蔬菜生长提供养分，进而实现污水中营养物质的充分利用。
经微滤机过滤后的污水，沿进水管二进入一级净化池内，在一级净化池内处理后，再流动到二级净化池内。其中曝气管一和曝气管二均用于向污水内提供氧气，促进生物菌群的生长和代谢，从而加速污水的降解的净化；另外，曝气管还可以在水中形成一定的水流动态，保持污水中的有机物质和淤泥的悬浮状态，增加了微生物与有机物质之间的接触面积，从而提高了处理效率。
最终，经过一级净化池和二级净化池净化后符合绿化用水标准的肥水排入肥水储存池内，统一储存，为温室大棚的无土栽培提供营养液，生产有机蔬菜；余水接入绿化灌溉系统后用于花草树木的绿化灌溉。从而进一步对污水进行充分、合理的利用。
可选的，还包括自清洁单元，所述自清洁单元包括：清洁水箱，所述清洁水箱设置有供水管道，供水管道端部与供水渠连接并连通，供水管道上设置有供水泵；冲洗管道一，沿回水渠的长度方向设置，冲洗管道一端部设置有为冲洗管道一供水的输水泵；冲洗装置，沿冲洗管道一的长度方向设置，所述冲洗装置端部滑移连接在回水渠侧壁，并沿回水渠的长度方向滑移，冲洗装置用于清洁回水渠内壁；高压水管，设置在冲洗管道一和冲洗装置之间，所述高压水管上设置有高压水泵，高压水泵用于为水增压，并使高压水从冲洗装置喷出；冲洗管道二，一端与清洁水箱连接并连通，另一端连接在微滤机本体上的自动冲洗装置，所述冲洗管道二用于将清洁水箱内的水运送至自动冲洗装置内。
通过采用上述技术方案，首先，通过供水泵将回水渠内的净水沿供水管道输送至清洁水箱内。之后，通过冲洗管道二向自动冲洗装置内送水，以便于对微滤机本体进行冲洗、清洁。另外，通过输水泵向冲洗管道一内泵水，通过高压水泵为水增压，并使高压水从冲洗装置内喷出，以实现对回水渠内壁的清洁。
由于回水渠设置在靠近养殖池的位置处，因此流入回水渠内的污水中淤泥等杂质的含量较高，需要对回水渠内壁进行清洁，以保持回水渠内壁的洁净。另外，微滤机本体也需要使用自带的自动冲洗装置对其自身进行定时清洁。
使用上述装置对回水渠以及微滤机本体进行冲洗，一方面，可以进一步对污水进行充分、合理利用；另一方面，实现对回水渠的自清洁以及辅助微滤机本体实现微滤机本体的自清洁。
可选的，所述冲洗装置包括：喷水管道，与高压水管连接并连通，沿所述喷水管道的轴向开设有出水口；前部喷嘴，相对于回水渠底壁倾斜设置，连接在喷水管道上的出水口处；后部喷嘴，相对于回水渠底壁倾斜设置，且与前部喷嘴倾斜方向相反，连接在喷水管道上的出水口处；电磁阀，设置在喷水管道上的出水口处，用于控制高压水的流向。
通过采用上述技术方案，由于高压水冲击到回水渠底壁上时，同时会对喷水管道产生反冲力，使得冲洗装置沿回水渠的长度方向运动，扩大冲洗装置的冲洗范围。前部喷嘴和后部喷嘴的倾斜方向相反，通过控制电磁阀，实现高压水从前部喷嘴喷出或是从后部喷嘴喷出。使得冲洗装置沿回水渠的长度方向来回运动，扩大冲洗装置的冲洗范围，便于冲洗装置对回水渠内壁的冲洗。
因此，上述冲洗装置不仅能实现对回水渠池壁的清洁，并且借助高压水的冲力，为冲洗装置的运动提供动力，节约能源消耗。
可选的，所述自清洁单元还包括保温层，包裹在冲洗管道一外部，用于对冲洗管道一内部的水保温；所述清洁水箱埋于地下。
通过采用上述技术方案，利用地热对清洁水箱进行保温，利用保温层对冲洗管道一进行保温，便于使自清洁单元在冬季等温度较低的情况下，依旧可以持续工作。
可选的，所述高压水管包括：硬管部分，硬管部分一端与冲洗管道一连接并连通，高压水泵设置在硬管部分上，所述高压水泵与回水渠侧壁固接；软管部分，软管部分一端与硬管部分连接并连通，软管部分另一端与冲洗装置连接并连通，所述软管部分设置为可伸缩软管。
通过采用上述技术方案，可以实现将高压水泵设置在回水渠侧壁，在冲洗装置沿回水渠的长度方向运动时，相比常规的将高压水泵设置在冲洗装置上，上述技术方案减轻了冲洗装置运动时的阻力。
（发明人：梁涛）
