[发明专利]工厂化循环水鱼类养殖脱氮零排放系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种工厂化循环水鱼类养殖脱氮零排放系统。

背景技术

在工厂化循环水养殖系统中，鱼类所食饵料的70%-80%通过腮的扩散、离子交换以代谢产物或残饵（主要为有机物和氨氮）的形式排入水中。这些物质在微生物的作用下，会生成“三氮”，即：氨态氮、亚硝酸氮和硝酸态氮。“三氮”对鱼类造成多方面危害，还会引起鱼体色泽和肉质下降。

在溶氧不足的时候，反硝化菌以有机碳化合物如甲醇、乙酸等为电子供体，硝酸态氮或亚硝态氮为电子受体，将硝酸盐或亚硝酸盐还原成一氧化二氮或氮气的过程，即反硝化作用。目前常用的方法是在生物滤器上附着生物膜进行脱氮。无论是滴流式生物滤、淹没式生物滤、生物转盘和生物转筒等固定床生物滤器，还是在高速水流和气流或机械搅拌作用下生物膜载体呈不断运动的生物流化床，都应进行生物滤器的培养及驯化，才能放养生物。由于细菌的生长率比较低，要形成一层将载体完全包裹的成熟生物膜所需的时间很长。更重要的是，反硝化脱氮所需的大多数反硝化细菌都在溶氧为0.5mg/L时才能正常地进行反硝化作用，而养殖水体是富氧水体，溶氧大约为4-6mg/L。有科学家试图在养殖废水进入反硝化系统前将溶氧降到较低的水平。例如，通过不断向水体吹脱氮气的方法来去除水中的溶解氧；通过适当地延长水力停留时间造成局部厌氧环境。但是，这两种方法都造成了成本的升高。

鱼菜耦合技术是在鱼类养殖水体循环系统中串联栽培管、盘、槽、钵和基质等，进行无土栽培蔬菜或其它植物（如观赏植物和药用植物）。不仅能直接吸收“三氮”，达到净水的目的；还能获得第二产出，是目前解决循环中养殖系统中氮循环的最有效和关键的技术，具有良好的生态效应。然而，在高密度循环水养鱼中，循环水中“三氮”（N的总含量）上升很快，仅靠植物吸收，需要很大的蔬菜栽培面积。蔬菜进入营养生长期后，其营养吸收的有效范围将大大超出鱼对氨氮、亚硝酸盐和其它营养物质的忍受程度；换句话说，采用循环水养鱼水质标准的水体直接作为蔬菜培养液，蔬菜生长缓慢、营养严重不足，产量很低，吸收“三氮”效率也很低。因此，如何解决水培系统植物营养生长需要的浓度与循环水养鱼水体不平衡的矛盾，是目前需要亟待解决的技术瓶颈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种设计合理、高效环保的工厂化循环水鱼类养殖脱氮零排放系统。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种工厂化循环水鱼类养殖脱氮零排放系统，包括用以高密度养殖鱼类的养殖池，所述养殖池上方搭建有植物种植结构，所述养殖池连接至初步过滤装置，所述初步过滤装置一路连接至调节水池，所述初步过滤装置的另一路连接至污泥池，所述调节水池的处理前端连接至电迁移装置，所述电迁移装置的碱性端连接至前端膜浓缩装置，所述前端膜浓缩装置的高浓度端连接至植物培养液贮池，所述前端膜浓缩装置的低浓度端返回至电迁移装置的酸性端，所述电迁移装置的酸性端连接至末端膜浓缩装置，所述末端膜浓缩装置的低浓度端连接至调节水池的处理后端，所述末端膜浓缩装置的高浓度端连接至污泥池，所述调节水池的处理后端连接至养殖池。

优选的，所述电迁移装置包含与所述调节水池的处理前端依次连接的压力泵、MBR超滤装置以及双极膜电渗析装置，所述MBR超滤装置的清水端连接至双极膜电渗析装置、所述MBR超滤装置的污水端连接至污泥池。

优选的，所述调节水池的处理前端高于处理后端，且所述调节水池的处理前端和处理后端之间的中间隔墙上设有若干带有电磁阀的溢流口，所述调节水池的处理前端设置有氨氮测试仪，所述若干电磁阀与所述氨氮测试仪相连接。

优选的，所述污泥池设置在所述植物培养液贮池旁侧，且所述污泥池高于植物培养液贮池，所述污泥池经设置在其顶部的溢流口与植物培养液贮池相连接，所述污泥池的底部连接有污泥脱水机，所述污泥脱水机的出水端连接至植物培养液贮池、所述污泥脱水机的料渣端外接至有机肥工厂。

优选的，所述养殖池的底部设置有用以排出带着鱼粪和残饵的污水的自清洗防水锤气动排水阀和水位自动调节阀。

优选的，所述初步过滤装置包含与养殖池底部连接的集水池、与集水池连接的石英砂过滤器。

优选的，所述调节水池的处理后端与养殖池之间设置有供水泵、纯氧机以及管道混合器。

优选的，所述前端膜浓缩装置采用RO膜分离脱氮装置，所述末端膜浓缩装置采用RO膜分离装置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：