一种水产养殖尾水处理方法及多级生态塘

技术领域

本发明涉及生态修复工程技术领域，尤其涉及一种水产养殖尾水处理方法及多级生态塘。

背景技术

随着我国经济快速发展和社会生活水平的提高，水产品的需求量逐渐增大，水产养殖产业得到不断发展，但是随之而来的养殖尾水污染越发严重，尾水中存在着大量的死亡有机体、鱼类的排泄物以及残存饵料的分解物，这些有机物分解会产生有机物、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、磷等污染物，不仅恶化养殖水域环境，而且会污染到周边水域环境，导致水质恶化，因此养殖尾水的处理迫在眉睫。

国内常见的水产养殖方式为池塘低密度养殖和设施高密度养殖，常见的尾水处理工艺有生态塘净化系统、成套设施净化设备和湿地净化系统。其中，生态塘净化系统是目前养殖尾水处理的主要形式之一，主要包括沉淀、氧化、吸附、过滤等基本功能，结合养殖场的现状将部分池塘进行改造以后具备净化功能，具有成本低及操作简便的优势，但是受到尾水不规律排放的影响，水质稳定性较差；成套设施净化设备的基本净化原理类似，但是专业性更高，操作技术更加细化，具有净化效果稳定和占用面积小的特点，由于建设和运行的成本较高，一般适用于高密度高附加值的养殖场；湿地净化系统是一种较为复杂的多功能生态系统，其利用微生物、填料和植物的共同作用，通过生物降解、化学吸附、物理过滤等多种方式进行水质净化，净化效果明显，出水较为稳定，尤其是对养殖尾水中的氮磷元素具有较强的去除效果，但是存在建设成本较高，后期运行管理要求较高，容易出现堵塞等问题。

根据农业部门相关的推广技术材料来看，生态塘净化技术是目前主要的应用技术，使用受限较小，建设和运行成本较低，现场改造简单，可利用周边的沟渠、河道和废气荒地，建设周期短，可以在养殖间隙进行。但是，由于养殖尾水存在排水量不稳定，污染物浓度不稳定，导致生态塘出水稳定性较差，尤其是总氮指标波动明显，因此，如何提高脱氮效率和提高出水稳定性是养殖尾水生态塘需要迫切解决的关键性问题。

为此，本申请人经过有益的探索和研究，找到了解决上述问题的方法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于：针对现有技术的不足而提供一种提高脱氮效率和出水稳定性的水产养殖尾水处理方法。

本发明所要解决的技术问题之二在于：提供一种实现上述水产养殖尾水处理方法的多级生态塘。

作为本发明第一方面的一种水产养殖尾水处理方法，包括以下步骤：

步骤S10，对养殖尾水进行沉淀处理，并利用生物栅填料对沉淀后的养殖尾水进行吸附处理和反硝化处理，以利用养殖尾水原水中的可溶性碳源进行一次脱氮处理；

步骤S20，利用复合微生物菌群对步骤S10处理得到的养殖尾水进行净化处理，并对净化处理后的养殖尾水进行曝气处理和生物栅填料处理，以提高有机物、氨氮的去除效果；

步骤S30，利用固相碳源填料对步骤S20处理得到的养殖尾水进行吸附处理和二次脱氮处理，并利用沉水植物对养殖尾水进行深度净化处理，得到清洁水体。

在本发明的一个优选实施例中，养殖尾水在所述步骤S10中的停留时间为0.5天～1天，养殖尾水在所述步骤S20中的停留时间为0.8天～1.4天，养殖尾水在所述步骤S30中的停留时间为5天～7天。

作为本发明第二方面的一种实现上述水产养殖尾水处理方法的多级生态塘，包括沿进水方向间隔构筑的沉淀塘、接触氧化塘以及生态塘，所述沉淀塘用于对养殖尾水进行沉淀处理，并利用生物栅填料对沉淀后的养殖尾水进行吸附处理和反硝化处理，所述接触氧化塘用于利用复合微生物菌群对所述沉淀塘处理得到的养殖尾水进行净化处理，并对净化处理后的养殖尾水进行曝气处理和生物栅填料处理，所述生态塘用于利用固相碳源填料对所述接触氧化塘处理得到的养殖尾水进行吸附处理和二次脱氮处理，并利用沉水植物对养殖尾水进行深度净化处理，得到清洁水体。

在本发明的一个优选实施例中，所述沉淀塘包括：

沉淀塘体；

铺设在所述沉淀塘体的前侧地面上的用于将养殖尾水引流至所述沉淀塘体内的进水管；

至少一漂浮在所述沉淀塘体的前端区域的水面上的第一生态浮岛结构；以及

填充在所述沉淀塘体的后端区域的塘底上的第一生物栅填料。

在本发明的一个优选实施例中，所述沉淀塘体呈前深后浅结构，其深水区域的深度大于3m。

在本发明的一个优选实施例中，所述接触氧化塘包括：

接触氧化塘体；

设置在所述接触氧化塘体的前端区域的塘底上的用于将复合微生物菌群缓慢释放至水体中的缓释微生物载体结构；

填充在所述接触氧化塘体的中部区域的塘底上的第二生物栅填料；

若干沿进水方向间隔设置在所述接触氧化塘体的中部区域的塘底上的微孔曝气盘；

设置在所述接触氧化塘体的侧方地面上的曝气机；以及

进气管，所述进气管的一端与所述曝气机的出气口连接，其另一端分别与每一微孔曝气盘的进气口连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述生态塘包括：

生态塘体；

至少一漂浮在所述生态塘体的前端区域的水面上的第二生态浮岛结构；

悬挂在每一第二生态浮岛结构下方的固体碳源填料；

种植在所述生态塘体的中部区域的塘底上的沉水植物；以及

构筑在所述生态塘体的后端区域塘底上的出水井，所述出水井上设置有排水管。

由于采用了如上技术方案，本发明的有益效果在于：

1、建设成本低，可利用周边的沟渠、河道和废弃荒地，可以充分利用养殖场周边的空间；

2、建设周期短，施工期1个月左右，可以在养殖间隙期进行；

3、工艺简单，后续运维操作简便，部分水生植物的收割可以结合还田或者作为鱼饲料进行消纳处理，部分材料，比如固相反硝化填料为农业废弃物，就地取材方便，总体运行电耗省，绿色节能；

4、出水效果稳定，对于进水水量和水质不稳定的情况有较强的缓冲能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的多级生态塘的结构示意图。

图2是本发明的沉淀塘的结构示意图。

图3是本发明的接触氧化塘的结构示意图。

图4是本发明的生态塘的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明的水产养殖尾水处理方法，包括以下步骤：

步骤S10，对养殖尾水进行沉淀处理，并利用生物栅填料对沉淀后的养殖尾水进行吸附处理和反硝化处理，以利用养殖尾水原水中的可溶性碳源进行一次脱氮处理。养殖尾水在步骤S10中的停留时间为0.5天～1天。

步骤S20，利用复合微生物菌群对步骤S10处理得到的养殖尾水进行净化处理，并对净化处理后的养殖尾水进行曝气处理和生物栅填料处理，以提高有机物、氨氮的去除效果。养殖尾水在所述步骤S20中的停留时间为0.8天～1.4天。

步骤S30，利用固相碳源填料对步骤S20处理得到的养殖尾水进行吸附处理和二次脱氮处理，并利用沉水植物对养殖尾水进行深度净化处理，得到清洁水体。养殖尾水在所述步骤S30中的停留时间为5天～7天。

本发明通过在步骤S10和步骤S30中增加反硝化处理工艺，提高脱氮效率，同时在步骤S20中利用复合微生物菌群对养殖尾水进行净化，提高净化效率，在步骤S30进行深度处理，提高出水稳定性。

参见图1，图中给出的是一种实现上述水产养殖尾水处理方法的多级生态塘，包括沿进水方向间隔构筑的沉淀塘100、接触氧化塘200以及生态塘300。

沉淀塘100用于对养殖尾水进行沉淀处理，并利用生物栅填料对沉淀后的养殖尾水进行吸附处理和反硝化处理。具体地，参见图2，沉淀塘100包括沉淀塘体110、进水管120、两个生态浮岛结构130以及生物栅填料140。沉淀塘体110呈前深后浅结构，其深水区域的深度大于3m，营造缺氧的环境。进水管120铺设在沉淀塘体110的前侧地面上，其用于将养殖尾水引流至沉淀塘体110内。两个生态浮岛结构130间隔漂浮在沉淀塘体110的前端区域的水面上，起到一定的根系吸附和遮光效果，吸附养殖尾水中含有大量的饲料残留物质。当然，生态浮岛结构130并不局限于本实施例中的数量，其可根据吸附和遮光要求而设置。生物栅填料140填充在沉淀塘体110的后端区域的塘底上。生物栅填料140优选地采用生物绳填料，材质为亲水性聚丙烯纤维。一方面通过生物栅填料140吸附加强沉淀效果，一方面通过界面反硝化作用，利用原水中的可溶性碳源进行一次脱氮，沉淀塘100的停留时间为0.5天～1天。

接触氧化塘200用于利用复合微生物菌群对沉淀塘100处理得到的养殖尾水进行净化处理，并对净化处理后的养殖尾水进行曝气处理和生物栅填料处理。具体地，参见图3，接触氧化塘200包括接触氧化塘体210、缓释微生物载体结构220、生物栅填料230、四个微孔曝气盘240、曝气机250以及进气管260。缓释微生物载体结构220设置在接触氧化塘体210的前端区域的塘底上，其用于将复合微生物菌群缓慢释放至水体中，提高水体净化效果，同时可缩短微生物培养周期，提高抗污水负荷冲击能力。缓释微生物载体结构220的更换周期约为一年一次。生物栅填料230填充在接触氧化塘体210的中部区域的塘底上。生物栅填料140优选地采用生物绳填料，材质为亲水性聚丙烯纤维。四个微孔曝气盘240沿进水方向间隔设置在接触氧化塘体210的中部区域的塘底上。当然，微孔曝气盘240并不局限于本实施例中的数量，其可根据实际接触氧化要求而设置。曝气机250设置在接触氧化塘体210的侧方地面上。进气管260的一端与曝气机250的出气口连接，其另一端分别与每一微孔曝气盘240的进气口连接。接触氧化塘200的中部区域通过微孔曝气和生物栅填料的接触氧化作用提高有机物、氨氮的去除效果。接触氧化塘200的停留时间0.8～1.4天。

生态塘300用于利用固相碳源填料对接触氧化塘200处理得到的养殖尾水进行吸附处理和二次脱氮处理，并利用沉水植物对养殖尾水进行深度净化处理，得到清洁水体。具体地，参见图4，生态塘300包括生态塘体310、生态浮岛结构320、固体碳源填料330、沉水植物340以及出水井350。生态浮岛结构320漂浮在生态塘体310的前端区域的水面上。当然，生态浮岛结构320并不局限于本实施例中的数量，其可根据具体设计要求而设置。固体碳源填料330悬挂在生态浮岛结构320的下方，其作为缓释碳源和生物载体，起到吸附悬浮物和二次脱氮的作用，固体碳源填料330主要采用农业废弃物，比如玉米棒、木屑等，在农村地区可以就地取材加工。固体碳源填料330的更换周期约为半年一次。沉水植物340种植在生态塘体310的中部区域的塘底上，沉水植物340采用本地物种为主。出水井350构筑在生态塘体310的后端区域塘底上，出水井350上设置有排水管351。建立沉水植物为基础的水生态系统对水体进行深度处理，进行深度处理后进入出水井350内，再通过排水管351排入附近河沟或者生态沟渠，亦可以作为清洁水源回用至养殖场内。生态塘300的停留时间为5～7天。

本发明的多级生态塘的工作过程如下：

养殖尾水通过生态沟渠和管道进行收集并通过进水管120一次提升进入沉淀塘100内，颗粒型污染物在沉淀塘100前端通过重力作用沉降，通过沉淀塘100的后端区域设置的生物栅填料140吸附加强沉淀效果，同时起到通过界面反硝化作用，利用原水的碳源进行一次脱氮；沉淀塘100的出水自流进入接触氧化塘200，接触氧化塘200的前端区域通过缓释微生物载体结构220释放的复合微生物菌群对养殖尾水进行净化处理，提高净化效果，并通过微孔曝气盘240和生物栅填料230的接触氧化作用提高有机物、氨氮的去除效果；接触氧化塘200的出水自流进入生态塘300，生态塘300的前端区域布置的固体碳源填料330作为缓释碳源和生物载体，起到吸附悬浮物和二次脱氮的作用，生态塘300的中部区域构建清水型植物塘，建立沉水植物为基础的水生态系统，进行深度处理后排入附近河沟或者生态沟渠，亦可以作为清洁水源回用至养殖场内。

以下为本发明的一个具体应用实施例：

选取上海市崇明区某水产养殖场建设多级生态塘进行尾水处理，该养殖场虾塘(167.8亩)及蟹塘(70.5亩)，虾塘清塘期为当年11月至来年1月，平时排水不超过10cm；蟹塘清塘期为当年12月至来年2月，平时排水不超过10cm；排水浓度CODmn为8～35mg/L，总磷0.2～0.9mg/L，总氮0.9～7mg/L，养殖初期排水浓度较低，养殖后期和清塘期排水浓度较高。

根据上述排水规律，设计尾水处理量3000m

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。