CN220703455U - 一种工厂化养殖的循环水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种工厂化养殖的循环水系统，通过第一分离组件对养殖池废水进行第一次固液分离，净水回到养殖池，而尾水排入第二分离组件进行二次固液分离，得到的清水进入生化处理模块进行消毒净化，得到的净化水送入供水模块以备再次注入养殖池中，而二次固液分离得到的废水以及消毒净化过程中得到的泡沫则排入集污模块，从而对废水进行有效的消毒净化并从新循环使用，节约水资源。且巧妙的对各模块之间的高度设计，进而使得整个水循环的主要动力通过各模块之间的水位差来实现水流的推动，极大的降低了水循环中的耗能，从而有效降低了养殖成本。

Description

一种工厂化养殖的循环水系统

技术领域

本实用新型涉及水循环技术领域，特别涉及一种工厂化养殖的循环水系统。

背景技术

现在的工厂化养殖，具有养殖密度高、占地少、受自然环境影响小、节约水资源、对生态环境无污染、病虫害少、高投入高产出等优点。然而，由于其养殖密度高，鱼在吃食后排出大量的粪便，导致水质恶化较快，如果养殖水体得不到快速净化，鱼就会得病或死亡。

例如，CN110679534A公开了一种高密度循环水养殖处理系统，该系统包括紫外线杀菌器、旋流过滤器、恒温机、制氧机、溶氧锥、滚筒微滤机、溶氧泵、平衡池、脱气泵、循环泵、蛋白质分离器、臭氧机、设备风机、生物过滤器和脱气杀菌处理器，设备繁多，购置成本高，此外该系统自投入使用后一直持续运行，而且满负荷运行，在鱼喂食前以及夜间，鱼的排泄量少，水体中污染物较少，若全天满负荷运行，能耗相当高，养殖户的经济效益大打折扣甚至出现亏损的局面，从而导致循环水养殖一直得不到大规模的推广和普及。

有鉴于此，如何减少工业化养殖的水循环所需的能耗为本领域需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种工厂化养殖的循环水系统。

本实用新型要解决的是现有的水循环系统耗能高的问题。

为了解决上述问题，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种工厂化养殖的循环水系统，包括：

养殖池，所述养殖池底部设置有集污盘，所述集污盘开设有排污口；

第一分离组件，所述第一分离组件与所述排污口相连，所述第一分离组件对所述养殖池排出的废水进行一次固液分离，得到净水与尾水，所述净水重新排入所述养殖池；

第二分离组件，所述第二分离组件与所述第一分离组件相连，从所述第一分离组件排出的尾水进入所述第二分离组件，经过第二分离组件的二次固液分离，得到清水与污水；所述第二分离组件的顶端低于所述养殖池的水位高度；

生化处理模块，所述生化处理模块与所述第二分离组件相连，所述第二分离组件排出的清水进入所述生化处理模块进行生化处理后，得到净化水与泡沫；所述生化处理模块的进水口低于所述第二分离组件的出水口；

供水模块，所述供水模块连接于所述生化处理模块与所述养殖池之间，所述供水模块用于收集所述生化处理模块排出的净化水、并向所述养殖池供水；所述供水模块的进水口低于所述生化处理模块的水位，所述供水模块的出水口高于所述养殖池的进水口；

集污模块，所述集污模块分别与所述第二分离组件及所述生化处理模块相连通，所述第二分离组件排出的污水及生化处理模块排出的泡沫均排入所述集污模块。

与现有技术相比，本实用新型技术方案及其有益效果如下：

(1)本实用新型的养殖池的废水经过第一分离组件的一次固液分离，净水回到养殖池，而尾水排入第二分离组件进行二次固液分离，得到的清水进入生化处理模块进行消毒净化，得到的净化水送入供水模块以备再次注入养殖池中，而二次固液分离得到的废水以及消毒净化过程中得到的泡沫则排入集污模块，从而对废水进行有效的消毒净化并从新循环使用，节约水资源。且，第二分离组件的顶端低于养殖池的水位高度，所述生化处理模块的进水口低于第二分离组件的出水口，供水模块的进水口低于生化处理模块的水位，供水模块的出水口高于养殖池的进水口，进而使得整个水循环的主要动力通过各模块之间的水位差来实现水流的推动，极大的降低了水循环中的耗能，从而有效降低了养殖成本。

(2)本实用新型的第一分离组件及第二分离组件进行集污的过程，仅溶气泵为额外的动力源，其余水流流动的动力通过水位的液压差提供，依靠重力沉降杂质，降低能耗。

(3)本实用新型的泡沫分离器通过两级分离清水中的泡沫，可以起到更好地泡沫分离效果，使得经过分离器处理的清水泡沫更少，同时残留臭氧接近于0。

(4)本实用新型的三相流化床将脏水导通至内腔体的底部，同时在内腔体的底部设置有生化过滤颗粒，再向内腔体底部充气(氧气)，使得脏水和生化过滤颗粒在气流的带动下上升，在上升的过程以及失去上升气流托举以后的下降过程中发生化学反应，从而有效的实现脱硝脱氨，经过脱硝脱氨与固液分离后的干净水流则排出外壳体，而参与化学反应的生化过滤颗粒重新回到内腔体底部进行下一次循环，结构简单、各功能部件高效配合。

(5)本实用新型的生化固定床，床体没设置有若干的毛刷，毛刷的比表面积大，可以很好的附着硝化菌，从而对三相内循环流化床排出的水流再次进行脱硝处理，同时毛刷有效的吸附阻拦漂浮物，吸附杂质。

(6)本实用新型的供水模块，采用平衡池生化固定床流出的净化水进行收集存储，聚集到一定的量后，再打开水泵一次性抽取至蓄水池，而水泵无需持续运转，从而对水泵起到保护及节约能耗。

(7)本水循环系统高效处理养殖水体且水体循环仅需格处理模块之间的微小水位差提供水流流动动力，因而能耗低，极大地降低养殖成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种工厂化养殖的循环水系统的工艺流程图；

图2是本实用新型实施例提供的第一分离组件的结构图；

图3是本实用新型实施例提供的溶气泵与竖管的装配关系图；

图4是本实用新型实施例提供的第二分离组件的结构图；

图5是本实用新型实施例提供的泡沫分离器的结构图；

图6是本实用新型实施例提供的三相内循环流化床的结构图；

图7是本实用新型实施例提供的生化固定床的结构图；

图8是本实用新型实施例提供的各模块的水位对比图。

图示说明：

养殖池-10；集污盘-11；排污口-12；表面集污组件-13；

沉降管-21；四通管-22；竖管-23；尾水管-24；排水管-25；横向管-251；竖向管-252；溶气泵-26；三通管-27；

竖流沉淀器-30，竖流沉淀器进水口-31；竖流沉淀器出水口-32；竖流沉淀器尾水口-33，排污管-34；

泡沫分离器-40；消毒管-41；臭氧分解管-42；臭氧气泡输入机构-43；空气泡输入机构-44；泡沫收集杯-45；进水口-46；出水口-47；

三相内循环流化床-50；外壳体-51；内罩体-52；内腔体-521；分隔板-53；生化过滤颗粒-54；进水件-55；供气件-56；

生化固定床-60，床体-61；毛刷-62；固定床进水口-63；固定床出水口-64。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1，一种工厂化养殖的循环水系统，包括养殖池10、第一分离组件、第二分离组件、生化处理模块、供水模块、集污模块。养殖池10底部设置有集污盘11，集污盘11开设有排污口12。第一分离组件与排污口12相连，第一分离组件对养殖池10排出的废水进行一次固液分离，得到净水与尾水，净水重新排入养殖池10。第二分离组件与第一分离组件相连，从第一分离组件排出的尾水进入第二分离组件，经过第二分离组件的二次固液分离，得到清水(相对于废水而言清洁一些)与废水。生化处理模块与第二分离组件相连，第二分离组件排出的清水进入生化处理模块进行生化处理后，得到净化水与泡沫。集污模块分别与第二分离组件及生化处理模块相连通，第二分离组件排出的污水及生化处理模块排出的泡沫均排入集污模块。供水模块连接于生化处理模块与养殖池10之间，供水模块用于收集生化处理模块排出的净化水、并向养殖池10供水。

养殖池10的废水经过第一分离组件的一次固液分离，净水回到养殖池10，而尾水排入第二分离组件进行二次固液分离，得到的清水进入生化处理模块进行消毒净化，得到的净化水送入供水模块以备再次注入养殖池10中，而二次固液分离得到的废水以及消毒净化过程中得到的泡沫则排入集污模块，从而对废水进行有效的消毒净化并从新循环使用，节约水资源。且，第二分离组件的顶端低于养殖池10的水位高度，所述生化处理模块的进水口低于第二分离组件的出水口，供水模块的进水口低于生化处理模块的水位，供水模块的出水口高于养殖池10的进水口，进而使得整个水循环的主要动力通过各模块之间的水位差来实现水流的推动，极大的降低了水循环中的耗能，从而有效降低了养殖成本。

参阅图2及图3，第一分离组件包括与排污口12相连的沉降管21、连接于沉降管21远离排污口12的一端的四通管22、连接于四通管22的上端口的竖管23、连接于四通管22的下端口的尾水管24、以及连接于四通管22的侧边端口的排水管25；竖管23的水流通过溶气泵26导通至养殖池10。

养殖池10中的残饵及动物粪便等杂质沉淀后，通过池底部的集污盘11，排入沉降管21。沉降管21直径比较大，管中水流速控制小于0.3米/秒，以利于杂质沉降。水流流经沉降管21的途中，比水重的杂质逐渐沉淀到管底流动，比水轻的杂质在管上部流动。进入四通管22时，比水重的杂质下沉至尾水管24，比水轻的杂质上浮到竖管23上端。水流到达竖管23上端时，通过溶气泵26重新回到养殖池10。尾水管24中比水重的杂质，流经竖流沉淀器30，竖流沉淀器30的底部阀门常开，收集的杂质能及时排出，减少杂质和水接触的时间，以减少杂质溶解量。整个集污过程仅溶气泵26为额外的动力源，其余水流流动的动力通过水位的液压差提供，依靠重力沉降杂质，降低能耗。

排水管25的排水管包括横向管251和竖向管252，横向管251与22四通管相连，横向管251的水平高度低于沉降管21的出水口，横向管251与竖向管252为可拆洗连接。当需要清洗养殖池时，将竖向管252从横向管251上拆离，以使得从沉降管21流出的水流从竖向管252与横向管251的连接处排出。

本实施例中，溶气泵26的进水端还连通有三通管27的一端，三通管27的另两端分别导通空气供应端与纯氧/臭氧/氮气等供应端、且均设置有阀门，打开不同的阀门则可以加入不同的气体。

参阅图4，第二分离组件包括竖流沉淀器30，竖流沉淀器进水口31与尾水管24相连，杂质含量高的尾水进入竖流沉淀器31，经过竖流沉淀器的二次固液分离，水质较为好的部分水流从竖流沉淀器出水口32流出至生化处理模块，而经过竖流沉淀器分离出来的固定杂质则竖流沉淀器尾水口33排出，竖流沉淀器尾水口33设置为常开，以便沉淀的杂质能及时排出，以减少杂质和水接触的时间，减少溶解量。竖流沉降器尾水口33接排污泥管34，排污管34翻转向上后有二处出口，较低出口有一手动阀，常态关闭，只在清洗排污泥时开启；另一上位出口，常开，配合水位调整，使分离排污泥的作用连续运行，污泥排入集污模块。

参阅图5，生化处理模块包括泡沫分离器40及生化床。泡沫分离器40包括消毒管41和臭氧分解管42,消毒管41和臭氧分解管42的底部相连通；消毒管41的底部设有臭氧气泡输入机构43，臭氧分解管42的底部设置有空气泡输入机构44，消毒管41和臭氧分解管42的顶部均设有泡沫收集腔，消毒管41的顶部设置有进水口46，且高度低于泡沫收集腔，泡沫收集腔连接有排污管，用于排出泡沫；臭氧分解管42设置有出水口47，且低于泡沫收集腔。

竖流沉淀器的出水口排出的清水从泡沫分离器40的进水口46进入消毒管41中，臭氧气泡输入机构43工作抽入臭氧和空气的干净水流进入到消毒管41内，绵密的富含臭氧的水流充分与消毒管41内的清水混合，即可进行消毒，(此时由于气泡密度轻向上飘起，进而可以带动清水中的泡沫被带起，送入到消毒管41上的泡沫收集腔，随着收集腔逐渐被填充满，泡沫只能被挤入到泡沫收集杯45中后经排污管排出)，

养殖池10排出的污水通入消毒管41中，此时臭氧气泡输入机构43工作抽入混合臭氧和空气的干净水流进入到消毒管41内，绵密的富含臭氧的水流充分与消毒管41内的污水混合，即可进行消毒，(此时由于气泡密度轻向上飘起，进而可以带动污水中的泡沫被带起，送入到消毒管41上的泡沫收集腔，随着收集腔逐渐被填充满，泡沫只能被挤入到泡沫收集杯45中后经排污管排出至集污模块)。消毒之后的污水经弧形连接部进入到臭氧分解管42中，在臭氧分解管42通过空气泡输入机构44抽入富含空气泡的水流，水流中的气泡充分与清水接触，可将消毒后清水中残留未分解的臭氧分解，减少了清水中的臭氧残留(同时上升的气泡可以进一步带走水流中剩余泡沫浮起，使其集中于臭氧分解管42的泡沫收集腔内，泡沫逐渐堆积超过收集腔的存储量，泡沫会被挤入其中的泡沫收集杯45，后经排污管排出至集污模块)，进而避免臭氧杀死后续流化床内的消化菌。两级分离清水中的泡沫，可以起到更好地泡沫分离效果，使得经过分离器处理的清水泡沫更少，同时残留臭氧接近于0。

本实施例中，养殖池10的顶端侧边还设置有表面集污组件13，用于控制养殖池10的水位高度以及排出养殖池10表面的泡沫杂质，而表面集污组件13的出水口与泡沫分离器40的进水口导通。

参阅图6，生化床包括三相内循环流化床50，三相内循环流化床50包括上端设有开口的外壳体51、设置于外壳体51内的内罩体52、环设于内罩体52上端部周侧的分隔板53、导通内罩体52的进水件55及供气件56。本实施例的供气件56可以采用溶气泵。

分隔板53的上端部高于述外壳体51的开口，分隔板53的下端部低于内罩体52的上端部；内罩体52的顶端与底端均与外壳体51导通；内罩体52的底部设置有生化过滤颗粒54，进水件55及供气件56的出口均伸入生化过滤颗粒54之间，泡沫分离器40的出水口与三相内循环流化床50的进水件55相连。其中，生化过滤颗粒54上附着有消化菌、亚硝酸菌、硝酸菌及脱硝菌。

经过臭氧杀菌以及泡沫分离后的清水从泡沫分离器40排出、由供水件从外界导入进内腔体521中生化过滤颗粒54堆积区域，同时供气件56导通气体供应端，将所需气体导入至内腔体521中生化过滤颗粒54堆积区域。本实施例中，导入气体为氧气或含氧较高的空气。

当供气件56进行供气时，产生向上的气流，上升的气流带动生化过滤颗粒54随着水流在内腔体521中上升，内腔体521底部和中部(A区)的水流因溶入了较多氧气，为富氧区，产生如下的化学反应：第一步，有机物进行分解，消化菌参与，产生二氧化碳，溶于水中形成碳酸，从而降低水流的酸碱度，H₂O+CO₂→H₂CO₃；第二步，氨气与氧气反应得到水和亚硝酸根，亚硝酸菌参与，4NH₃+7O₂→4NO₂+6H₂O；第三步，亚硝酸根与氧气反应得到硝酸根，硝酸菌参与，2NO₂+O₂→2NO₃。

水流在气流的带动下，逐渐来到内罩体52的顶部，从顶部冒出来到B区，并被源源不断上升的水流朝内罩体52的边缘推动，直至失去上升气流的带动，生化过滤颗粒54开始下沉，来到贫氧降流区C区，水流转折往上来到固液分离区D区，从外壳体51的开口处流出，而固态物持续下降，本实施例中，外壳体51上端部设置有三角堰。因B区和C区无供氧，而生物好氧，因此硝酸根与有机碳发生脱硝反应，脱硝菌参与，2NO₃+有机碳→N₂↑+3CO₂↑，形成氮气排出容置腔，实现脱氨脱硝。而生化过滤颗粒54则从C去沉降至外壳体51的底部，并通过外壳体51的底部与内罩体52的下端部之间的间隙，回到生化过滤颗粒54堆积区域，完成一次循环，可以理解都是外壳体51的底部与内罩体52的下端部之间的间隙大于生化过滤颗粒54的外径。

参阅图7，生化床还包括生化固定床60，生化固定床60包括床体61及竖直设置于床体61内腔中的若干毛刷62，床体61上设置有进水口及出水口。当经过三相内循环流化床50脱硝脱氨的水流从进水口进入床体61，经过毛刷62吸附阻拦漂浮物，吸附杂质，进一步的净化提高水质；同时，毛刷62的比表面积较大，可以有效的附着较多硝化菌，进一步的对水流进行脱硝。固定床进水口63及固定床出水口64的设置可灵活多变从而使得经过生化固定床60的水流可以有多种流向，例如上进下出、或下进上出，为了水流能够尽可能的流过更多毛刷62，本实施例的生化固定床进水口63与固定床出水口64为对角线设置，固定床进水口63位于床体61侧壁上端，出水口位于床体61侧壁下端，且位于床体61对角线上。

参阅图8，从生化固定床60流出的净化水进入供水模块，具体的，供水模块包括平衡池与恒温蓄水池，平衡池的入水口与生化固定床60的出水口64相连，平衡池与恒温蓄水池通过水泵相连，恒温蓄水池的出水口高于养殖池10的进水口，不难理解的是，只要平衡池水位高度低于生化固定床60的水位高度，则净水水就会从生化固定床60源源不断的送入平衡池，而平衡池的水平高度远低于蓄水池，因此，采用平衡池生化固定床60流出的净化水进行收集存储，聚集到一定的量后，再打开水泵一次性抽取至蓄水池，而水泵无需持续运转，从而对水泵起到保护及节约能耗。本实施例中，在蓄水池的出水口还设置有溶气泵，以便调整送入养殖池10的水流的含氧量。

具体的是，在循环的过程中，蓄水池的出水口高于养殖池10的顶端，养殖池10的水位高度高于竖流沉淀器的出水口高度，竖流沉淀器的出水口高度高于泡沫分离器40的进水口，泡沫分离器40的出水口高于三相内循环生化床的水位(三相内循环生化床的出水口)，三相内循环生化床的出水口高于生化固定床60的进水口，生化固定床60的水位高于平衡池的水位。

本水循环系统高效处理养殖水体且水体循环仅需格处理模块之间的微小水位差提供水流流动动力，因而能耗低，极大地降低养殖成本。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种工厂化养殖的循环水系统，其特征在于，包括：

养殖池，所述养殖池底部设置有集污盘，所述集污盘开设有排污口；

第一分离组件，所述第一分离组件与所述排污口相连，所述第一分离组件对所述养殖池排出的废水进行一次固液分离，得到净水与尾水，所述净水重新排入所述养殖池；

第二分离组件，所述第二分离组件与所述第一分离组件相连，从所述第一分离组件排出的尾水进入所述第二分离组件，经过第二分离组件的二次固液分离，得到清水与污水；所述第二分离组件的顶端低于所述养殖池的水位高度；

生化处理模块，所述生化处理模块与所述第二分离组件相连，所述第二分离组件排出的清水进入所述生化处理模块进行生化处理后，得到净化水与泡沫；所述生化处理模块的进水口低于所述第二分离组件的出水口；

供水模块，所述供水模块连接于所述生化处理模块与所述养殖池之间，所述供水模块用于收集所述生化处理模块排出的净化水、并向所述养殖池供水；所述供水模块的进水口低于所述生化处理模块的水位，所述供水模块的出水口高于所述养殖池的进水口；

集污模块，所述集污模块分别与所述第二分离组件及所述生化处理模块相连通，所述第二分离组件排出的污水及生化处理模块排出的泡沫均排入所述集污模块。

2.根据权利要求1所述的一种工厂化养殖的循环水系统，其特征在于，所述第一分离组件包括与所述排污口相连的沉降管、连接于所述沉降管远离所述排污口的一端的四通管、连接于所述四通管的上端口的竖管、连接于所述四通管的下端口的尾水管、以及连接于所述四通管的侧边端口的排水管；所述竖管的水流通过溶气泵导通至所述养殖池。

3.根据权利要求1所述的一种工厂化养殖的循环水系统，其特征在于，所述第二分离组件包括竖流沉淀器，所述竖流沉淀器进水口流入所述尾水，所述竖流沉淀器的底部与所述集污模块常开导通；所述竖流沉淀器的出水口与所述生化处理模块相连。

4.根据权利要求1所述的一种工厂化养殖的循环水系统，其特征在于，所述生化处理模块包括泡沫分离器及生化床，所述泡沫分离器的进水口与第二分离组件的出水口相连，所述泡沫分离器将清水中的泡沫分离排出，所述泡沫分离器的出水口与所述生化床相连。

5.根据权利要求4所述的一种工厂化养殖的循环水系统，其特征在于，所述泡沫分离器包括消毒管和臭氧分解管,所述消毒管和臭氧分解管的底部相连通；所述消毒管的底部设有臭氧气泡输入机构，所述臭氧分解管的底部设置有空气泡输入机构，所述消毒管和所述臭氧分解管的顶部均设有泡沫收集腔，所述消毒管的顶部设置有进水口，且高度低于所述泡沫收集腔，所述泡沫收集腔连接有泡沫收集杯，所述泡沫收集杯通过管道导通所述集污模块；所述臭氧分解管设置有出水口，且低于所述泡沫收集腔。

6.根据权利要求4所述的一种工厂化养殖的循环水系统，其特征在于，所述生化床包括三相内循环流化床，所述三相内循环流化床包括上端设有开口的外壳体、设置于外壳体内的内罩体、环设于所述内罩体上端部周侧的分隔板、导通内罩体的进水件及供气件；

所述分隔板的上端部高于述外壳体的开口，所述分隔板的下端部低于所述内罩体的上端部；所述内罩体的顶端与底端均与所述外壳体导通；所述内罩体的底部设置有生化过滤颗粒，所述进水件及供气件的出口均伸入所述生化过滤颗粒之间，所述泡沫分离器的出水口与三相内循环流化床的进水件相连。

7.根据权利要求6所述的一种工厂化养殖的循环水系统，其特征在于，所述生化过滤颗粒上附着有消化菌、亚硝酸菌、硝酸菌及脱硝菌。

8.根据权利要求4所述的一种工厂化养殖的循环水系统，其特征在于，所述生化床还包括生化固定床，生化固定床包括床体及竖直设置于所述床体内腔中的若干毛刷，所述床体上端设置有进水口或出水口，所述床体下端设置有出水口或进水口。

9.根据权利要求4所述的一种工厂化养殖的循环水系统，其特征在于，所述进水口与出水口呈对角线设置。

10.根据权利要求1所述的一种工厂化养殖的循环水系统，其特征在于，所述供水模块包括平衡池与恒温蓄水池，所述平衡池的入水口与所述生化处理模块的出水口相连，所述平衡池与恒温蓄水池通过水泵相连，所述恒温蓄水池的出水口高于所述养殖池的进水口。