本發(fā)明涉及一種跑道式海水人工濕地凈化系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

1、我國(guó)海水養(yǎng)殖發(fā)展迅速，2019年中國(guó)海水養(yǎng)殖面積1992.18千公頃、產(chǎn)量2065.33萬(wàn)噸，無(wú)論從養(yǎng)殖面積還是產(chǎn)量，中國(guó)已經(jīng)成為海水養(yǎng)殖第一大國(guó)。

2、海水養(yǎng)殖尾水中的殘留餌料、養(yǎng)殖體排泄物、水生生物殘骸等引發(fā)水體中有機(jī)碎屑、化學(xué)需氧量和氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量過(guò)高，導(dǎo)致養(yǎng)殖水域環(huán)境惡化，赤潮頻發(fā)，制約水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色健康發(fā)展。

3、目前我國(guó)養(yǎng)殖尾水治理處于起步階段，在局部地區(qū)開(kāi)展尾水治理試點(diǎn)，主要原因在于海水養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)不夠成熟等。人工濕地技術(shù)是20世紀(jì)70-80年代發(fā)展起來(lái)的新型水處理工藝，一些浮水或沉水性植物以及處于水飽和狀態(tài)的鹽質(zhì)層和生物組成的復(fù)合體，在濕地生態(tài)系統(tǒng)中，存在一系列的生物、物理、化學(xué)過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化，是一種同時(shí)具有環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益的水處理技術(shù)。

4、目前，人工濕地處理技術(shù)在淡水系統(tǒng)中有較多應(yīng)用，但在海水系統(tǒng)中進(jìn)展緩慢，亟需得到解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)背景技術(shù)，本發(fā)明目的在于提供一種能夠應(yīng)用于海水尾水處理的體統(tǒng)和方法。

2、第一方面，提出一種跑道式海水人工濕地凈化系統(tǒng)，包括尾水收集模塊和凈化池。

3、所述尾水收集模塊將養(yǎng)殖池塘尾水輸送到凈化池。所述尾水收集模塊通過(guò)尾水輸送組件將養(yǎng)殖池塘尾水輸送到凈化池；所述尾水輸送組件包括尾水提升泵和輸送管道；尾水處理區(qū)(即凈化池)面積為養(yǎng)殖總面積的10-20％。

4、所述凈化池包括按照預(yù)設(shè)順序依次串聯(lián)的魚(yú)類(lèi)跑道、貝類(lèi)凈化跑道、生態(tài)浮床跑道、牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道、復(fù)合基質(zhì)濕地跑道和凈水區(qū)。

5、其中，所述魚(yú)類(lèi)跑道、貝類(lèi)凈化跑道、生態(tài)浮床跑道和復(fù)合基質(zhì)濕地跑道為平流式水流。

6、所述牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道為潛流式水流。

7、處理尾水時(shí)，尾水進(jìn)入魚(yú)類(lèi)跑道，水流為平流式，大部分殘餌將被雜食性魚(yú)類(lèi)攝食利用，接著進(jìn)入貝類(lèi)凈化跑道，水流為平流式，殘余有機(jī)碎屑被濾食性貝類(lèi)濾食，接著進(jìn)入生態(tài)浮床跑道，水流為平流式，大部分懸浮物被浮床植物過(guò)濾、吸附，部分營(yíng)養(yǎng)鹽吸收利用，接著進(jìn)入牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道，水流為潛流式，有機(jī)顆粒物被牡蠣殼基質(zhì)人工濕地吸附，部分營(yíng)養(yǎng)鹽再次被浮床植物吸收利用，接著進(jìn)入復(fù)合基質(zhì)濕地跑道，水流為平流式，有機(jī)顆粒物被復(fù)合基質(zhì)人工濕地過(guò)濾、吸附，部分營(yíng)養(yǎng)鹽再次被吸收利用，最后進(jìn)入凈水區(qū)，成為可循環(huán)利用或滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)要求的水。

8、所述魚(yú)類(lèi)跑道、所述貝類(lèi)凈化跑道、所述生態(tài)浮床跑道、所述牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道、所述復(fù)合基質(zhì)濕地跑道和所述凈水區(qū)位于同一平面，且所述魚(yú)類(lèi)跑道、貝類(lèi)凈化跑道、生態(tài)浮床跑道、牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道、復(fù)合基質(zhì)濕地跑道和凈水區(qū)采用迂回布置。迂回布置方式能夠減小凈化池的占地面積，且提高凈化池的利用率，同時(shí)，迂回方式，還能夠減緩水流速度，保證各個(gè)跑道對(duì)尾水能夠充分處理。

9、所述生態(tài)浮床跑道的水面布設(shè)海馬齒生態(tài)浮床；其中，海馬齒用于過(guò)濾和吸附懸浮物和營(yíng)養(yǎng)鹽。

10、所述牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道的下層鋪設(shè)牡蠣殼層，牡蠣殼層上種植海馬齒；所述的復(fù)合基質(zhì)濕地跑道內(nèi)從下往上鋪設(shè)牡蠣殼、珊瑚石及細(xì)砂。

11、優(yōu)選的，所述魚(yú)類(lèi)跑道和貝類(lèi)凈化跑道之間通過(guò)第一導(dǎo)流板阻隔。

12、所述第一導(dǎo)流板的上部設(shè)有第一導(dǎo)流孔，所述魚(yú)類(lèi)跑道的水通過(guò)所述第一導(dǎo)流孔流到貝類(lèi)凈化跑道。通過(guò)第一導(dǎo)流板，能夠?qū)Ⅳ~(yú)類(lèi)跑道和貝類(lèi)凈化跑道明顯劃分開(kāi)，且起到減緩水流作用。

13、優(yōu)選的，所述生態(tài)浮床跑道和牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道之間通過(guò)第二導(dǎo)流板阻隔。

14、所述第二導(dǎo)流板的下部設(shè)有第二導(dǎo)流孔，所述第二導(dǎo)流孔的高度低于所述牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道內(nèi)的濕地高度。

15、通過(guò)所述第二導(dǎo)流板，能夠?qū)⑸鷳B(tài)浮床跑道和牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道明顯劃分開(kāi)來(lái)，且通過(guò)第二導(dǎo)流孔，所述生態(tài)浮床跑道的水潛流到所述牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道的下部，再流到牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道的上部時(shí)，有機(jī)顆粒物被牡蠣殼基質(zhì)人工濕地吸附。

16、優(yōu)選的，所述牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道和復(fù)合基質(zhì)濕地跑道之間設(shè)有緩沖區(qū)，以減緩從牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道到復(fù)合基質(zhì)濕地跑道的水流速度。

17、優(yōu)選的，所述牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道和緩沖區(qū)之間設(shè)有第三導(dǎo)流板。所述第三導(dǎo)流板的中部設(shè)有第三導(dǎo)流孔，所述牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道的水通過(guò)第三導(dǎo)流孔流到所述緩沖區(qū)內(nèi)。

18、所述緩沖區(qū)和復(fù)合基質(zhì)濕地跑道之間設(shè)有第四導(dǎo)流板，所述緩沖區(qū)的水通過(guò)第四導(dǎo)流板溢流到所述復(fù)合基質(zhì)濕地跑道內(nèi)。

19、優(yōu)選的，所述凈水區(qū)為潛流式水流，這樣，所述復(fù)合基質(zhì)濕地跑道內(nèi)的水從上往下，有機(jī)顆粒物先經(jīng)過(guò)所述復(fù)合基質(zhì)濕地跑道的吸收，再進(jìn)入凈水區(qū)

20、所述復(fù)合基質(zhì)濕地跑道和凈水區(qū)之間設(shè)有第五導(dǎo)流板。所述第五導(dǎo)流板的下部設(shè)有第五導(dǎo)流孔，所述第五導(dǎo)流孔的高度低于所述復(fù)合基質(zhì)濕地跑道的濕地高度。

21、優(yōu)選的，所述生態(tài)浮床跑道的的下層鋪設(shè)牡蠣殼層，牡蠣殼層上種植海馬齒；所述的復(fù)合基質(zhì)濕地跑道內(nèi)從下往上鋪設(shè)牡蠣殼、珊瑚石及細(xì)砂。

22、通過(guò)利用海馬齒，解決現(xiàn)有海水尾數(shù)處理過(guò)程中，篩選適宜處理海水養(yǎng)殖尾水的人工濕地修復(fù)植物非常困難、含鹽尾水處理工藝不成熟的問(wèn)題。

23、優(yōu)選的，所述尾水輸送組件包括尾水提升泵和輸送管道，且所述凈水區(qū)的出水口連接養(yǎng)殖池的進(jìn)水口。

24、所述凈水區(qū)設(shè)置曝氣管和曝氣機(jī)，通過(guò)曝氣機(jī)提高水的含氧量，更適合循環(huán)利用。

25、第二方面，提出一種跑道式海水人工濕地凈化方法，篩選海馬齒作為海水尾水處理的人工濕地修復(fù)植物，包括設(shè)置依次的魚(yú)類(lèi)跑道、貝類(lèi)凈化跑道、生態(tài)浮床跑道、牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道、復(fù)合基質(zhì)濕地跑道和凈水區(qū)。其中，所述魚(yú)類(lèi)跑道、貝類(lèi)凈化跑道和生態(tài)浮床跑道采用平流式水流。所述牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道為潛流式水流。

26、本發(fā)明提出的跑道式海水人工濕地凈化系統(tǒng)具有以下有點(diǎn)：

27、1、依次設(shè)置各種尾水處理跑道，且不同的跑道，對(duì)應(yīng)的水流方式存在不同，能夠有針對(duì)性地，且有效地處理尾水中的殘餌、有機(jī)碎屑、懸浮物、有機(jī)顆粒物等；

28、2、通過(guò)將各個(gè)跑道迂回布置，能夠有效提高凈化池的利用率，且有效減緩各個(gè)跑道的水流，增加尾水的處理時(shí)間，提高處理效果；

29、3、篩選海馬齒作為海水尾水處理的人工濕地修復(fù)植物，其根須能夠有效過(guò)濾和吸附懸浮物和營(yíng)養(yǎng)鹽。

技術(shù)特征：

1.一種跑道式海水人工濕地凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述跑道式海水人工濕地凈化系統(tǒng)包括尾水收集模塊和凈化池；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跑道式海水人工濕地凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述魚(yú)類(lèi)跑道和貝類(lèi)凈化跑道之間通過(guò)第一導(dǎo)流板阻隔；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跑道式海水人工濕地凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述生態(tài)浮床跑道和牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道之間通過(guò)第二導(dǎo)流板阻隔；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跑道式海水人工濕地凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道和復(fù)合基質(zhì)濕地跑道之間設(shè)有緩沖區(qū)，所述牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道和緩沖區(qū)之間設(shè)有第三導(dǎo)流板；所述第三導(dǎo)流板的中部設(shè)有第三導(dǎo)流孔，所述牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道的水通過(guò)第三導(dǎo)流孔流到所述緩沖區(qū)內(nèi)；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跑道式海水人工濕地凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述凈水區(qū)為潛流式水流；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跑道式海水人工濕地凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述尾水收集模塊通過(guò)尾水輸送組件將養(yǎng)殖池塘尾水輸送到凈化池；所述尾水輸送組件包括尾水提升泵和輸送管道，所述凈水區(qū)設(shè)置曝氣管和曝氣機(jī)，所述凈水區(qū)的出水口連接養(yǎng)殖池的進(jìn)水口。

7.一種跑道式海水人工濕地凈化方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的跑道式人工濕地凈化系統(tǒng)，在魚(yú)類(lèi)跑道內(nèi)投放雜食性魚(yú)類(lèi)，在貝類(lèi)凈化跑道內(nèi)投放濾食性貝類(lèi)，在生態(tài)浮床跑道上種植耐鹽植物，在牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道的下層鋪設(shè)牡蠣殼層，牡蠣殼層上種植耐鹽植物，在復(fù)合基質(zhì)濕地跑道內(nèi)從下往上鋪設(shè)牡蠣殼、珊瑚石及細(xì)砂。

8.如權(quán)利要求7所述的跑道式海水人工濕地凈化方法，其特征在于，所述的雜食性魚(yú)類(lèi)為籃子魚(yú)，投放密度為1～2kg/m3；所述的濾食性貝類(lèi)為牡蠣；所述的耐鹽植物為海馬齒。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出的一種跑道式海水人工濕地凈化系統(tǒng)和方法，其中，所述系統(tǒng)包括尾水收集模塊和凈化池。所述凈化池包括魚(yú)類(lèi)跑道、貝類(lèi)凈化跑道、生態(tài)浮床跑道、牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道、復(fù)合基質(zhì)濕地跑道和凈水區(qū)。處理尾水時(shí)，殘餌在魚(yú)類(lèi)跑道被雜食性魚(yú)類(lèi)攝食，進(jìn)入貝類(lèi)凈化跑道，有機(jī)碎屑被濾食性貝類(lèi)濾食，進(jìn)入生態(tài)浮床跑道，懸浮物被浮床植物過(guò)濾、吸附，部分營(yíng)養(yǎng)鹽吸收利用，進(jìn)入牡蠣殼基質(zhì)濕地跑道，有機(jī)顆粒物被人工濕地吸附，部分營(yíng)養(yǎng)鹽再次被吸收利用，進(jìn)入復(fù)合基質(zhì)濕地跑道，有機(jī)顆粒物被人工濕地過(guò)濾、吸附，部分營(yíng)養(yǎng)鹽再次被吸收利用，最后進(jìn)入凈水區(qū)，實(shí)現(xiàn)海水養(yǎng)殖尾水的有效凈化。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭惠東,林永青,羅冬蓮,楊芳,鄭盛華,王雪玲,姜雙城,陳小紅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：福建省水產(chǎn)研究所（福建水產(chǎn)病害防治中心）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6