專(zhuān)利名稱(chēng)：沖擊式一體化脫氮生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種同時(shí)去除海、淡水養(yǎng)殖水體中氨、亞硝酸鹽和硝酸鹽的生物反應(yīng)器。具體涉及一種沖擊式一體化脫氮生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
水資源短缺、環(huán)境污染和盲目追求產(chǎn)量，造成漁場(chǎng)老化，水環(huán)境質(zhì)量衰退，甚至魚(yú)病蔓延，嚴(yán)重影響了水產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。近年來(lái)，工廠化封閉式循環(huán)水養(yǎng)魚(yú)，作為現(xiàn)代化養(yǎng)魚(yú)科技、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主要形式受到了越來(lái)越多的重視。在這一領(lǐng)域中高新技術(shù)的研究、引入、和應(yīng)用情況，在某種程度上標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家養(yǎng)魚(yú)技術(shù)水平，某些發(fā)達(dá)國(guó)家已在這一領(lǐng)域搶占制高點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、商品化，其中的水處理技術(shù)工程與控制系統(tǒng)研究也更加深入。魚(yú)類(lèi)的排泄物主要是氨類(lèi)，氨對(duì)魚(yú)類(lèi)具有較高的毒性，在濃度為0. 5mg/L的時(shí)候即可對(duì)養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)產(chǎn)生明顯的毒性作用。氨在富氧環(huán)境中，在硝化細(xì)菌的作用下可轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成硝酸鹽。但是亞硝酸鹽對(duì)魚(yú)類(lèi)和其他水生生物同樣具有很強(qiáng)的毒性，在 0. 05mg/L的時(shí)候即可對(duì)造成養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)中毒。硝酸鹽毒性較弱，但是當(dāng)濃度增加至400mg/L 時(shí)，也會(huì)對(duì)魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)產(chǎn)生顯著的抑制作用，同時(shí)降低魚(yú)類(lèi)地免疫力，造成魚(yú)病高發(fā)。目前對(duì)養(yǎng)殖水體中氨和亞硝酸鹽的去除主要依靠生物濾器，而常用的生物過(guò)濾方法如普通生物濾池、生物滾筒、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、活性污泥法等存在著占地面積大、易阻塞或生物膜活性較差等不足，同時(shí)在系統(tǒng)管理上，技術(shù)要求較高，凈化效果不穩(wěn)定，開(kāi)發(fā)推廣受到限制。流化床生物濾器是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的高技術(shù)，它利用了固體流化技術(shù)和微小顆粒具有巨大表面積的原理和特點(diǎn)，集中了滴濾器和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，生物膜高度集中，濃度高， 傳質(zhì)好凈化效率高，負(fù)荷率和轉(zhuǎn)化率能提高2 4倍，但是流化床生物濾器本身也有能耗高、耗氧高的問(wèn)題，并且無(wú)法去除水體中的硝酸鹽。高效的硝化作用在去除水中的氨和亞硝酸鹽的同時(shí)，也會(huì)造成水體中硝酸鹽的累積，而且硝化生物濾器的效率越高，水體中硝酸鹽的累積速度就越快。養(yǎng)殖水體中硝酸鹽去除的主要途徑有通過(guò)厭氧菌實(shí)現(xiàn)的反硝化反應(yīng)和換水。在觀賞魚(yú)養(yǎng)殖等小規(guī)模養(yǎng)殖中，可以通過(guò)厚沙式生物過(guò)濾來(lái)制造厭氧區(qū)，實(shí)現(xiàn)反硝化作用；或者利用微流式反硝化濾器，依靠外加碳源來(lái)培養(yǎng)厭氧菌，實(shí)現(xiàn)反硝化作用。但由于這兩種濾器共有的厭氧區(qū)難以穩(wěn)定，處理能力較弱等問(wèn)題，難以適應(yīng)大規(guī)模、高密度的工廠化養(yǎng)殖的需求。因此，目前養(yǎng)殖水體中的硝酸鹽控制主要通過(guò)換水實(shí)現(xiàn)。綜合以上，尋求一種能耗低、使用簡(jiǎn)便、成本低廉的并能對(duì)水體中的各種氨氮化合物(包括氨、亞硝酸鹽和硝酸鹽)實(shí)現(xiàn)高效去除的生物反應(yīng)器，在水資源日益短缺、保護(hù)環(huán)境的呼聲日益高漲的今天，對(duì)工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種沖擊式一體化脫氮生物反應(yīng)器，從而包括了去除氨、亞硝酸鹽的流化床生物過(guò)濾部分和去除硝酸鹽的厚沙式生物過(guò)濾部分，能耗低，可以高效的去除養(yǎng)殖水體中的氨、亞硝酸鹽和硝酸鹽，且不用外加碳源，能夠極大的降低換水頻率，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的節(jié)能、節(jié)本和減低維護(hù)強(qiáng)度。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型有如下技術(shù)方案本實(shí)用新型的一種沖擊式一體化脫氮生物反應(yīng)器，包括一組存有若干層沙粒的腔體、設(shè)置于所述腔體上方的布水槽路、設(shè)置于所述腔體上方的出水管路、設(shè)置于所述腔體上部的分水板，所述若干層沙粒位于腔體下部，所述布水槽路和出水管路之間設(shè)有垂直高度差，用于保持水位，并產(chǎn)生所需的沖擊水流，所述分水板平行于所述腔體的垂直軸線，布水槽路和出水管路分別位于分水板兩側(cè)，用于保證水流接觸沙粒層后，其流向改變180度后從出水管路流出，所述分水板在出水管路一側(cè)具有毛刷狀突起，用于阻擋沙粒隨水流流出腔體。其中，所述分水板位于沙粒層上表面，分水板能上下移動(dòng)，用于在改變水流方向的同時(shí)，調(diào)節(jié)水流以合適的流速擾動(dòng)沙粒層表面。其中，所述毛刷狀突起分布于分水板上。其中，所述布水槽路和出水管路設(shè)有垂直高度差，垂直高度差能通過(guò)布水槽路和出水管路的相對(duì)垂直位置變化而調(diào)節(jié)，用于產(chǎn)生足夠的沖擊水流。其中，所述腔體下部鋪有沙粒層。其中，所述腔體一側(cè)設(shè)有透明觀察窗。由于采取了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明的一種沖擊式一體化脫氮生物反應(yīng)器，水體通過(guò)布水槽路進(jìn)入腔體內(nèi)，水體由于重力產(chǎn)生沖擊水流，使腔體內(nèi)的水處于氧飽和狀態(tài)，分水板的毛刷狀突起和沙粒層表層10-15cm為富氧區(qū)，可培養(yǎng)大量的耗氧硝化細(xì)菌，分解水體中的氨和亞硝酸鹽生成硝酸鹽；沙粒層表層10-15cm以下為弱氧區(qū)和厭氧區(qū)，形成厚沙式生物過(guò)濾部分，其中細(xì)菌可進(jìn)行反硝化反應(yīng)，利用硝酸鹽中的氧原子，生成氮?dú)?，從而?shí)現(xiàn)硝酸鹽的去除；脫氮后的水體由排水管路排出，實(shí)現(xiàn)去除養(yǎng)殖水體中的氨、亞硝酸鹽和硝酸鹽。
圖1為本發(fā)明的沖擊式一體化脫氮生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的沖擊式一體化脫氮生物反應(yīng)器的俯視圖。圖3為本發(fā)明的沖擊式一體化脫氮生物反應(yīng)器的透明觀察窗的示意圖。圖中101、腔體；102、分水板；103、砂粒層；104、毛刷狀突起；201、布水槽路； 202、出水管路；301、透明觀察窗。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。參見(jiàn)圖1、圖2、圖3，本實(shí)用新型的一種沖擊式一體化脫氮生物反應(yīng)器，它包括腔體101、布水槽路201、出水管路202 ；布水槽路201和出水管路202設(shè)置在腔體101的上部， 布水槽路201高于出水管路202，在本實(shí)施例中，布水槽路201和出水管路202垂直高度差為 15cm0腔體101中設(shè)有沙粒層103，以提供反硝化細(xì)菌所需要的附著面和厭氧環(huán)境，在本實(shí)施例中，沙粒層103厚度為60cm，沙粒的直徑為0. 2-1. 2mm ；腔體101 —側(cè)設(shè)有透明觀察窗301，以觀察厭氧區(qū)形成狀況，同時(shí)監(jiān)視硫化氫形成層的形成。腔體101中設(shè)有分水板102，在本實(shí)施例中，分水板102位于沙粒層103上方3cm 處，在改變水流方向的同時(shí)，使沙粒層103上部3cm的沙粒處于懸浮狀態(tài)，成為流化床生物過(guò)濾部分；分水板102在出水管202 —側(cè)具有毛刷狀突起104，以阻擋沙粒隨水流流出腔體，在本實(shí)施例中，毛刷狀突起104分布于分水板的90%的面積上，長(zhǎng)度8cm。本實(shí)用新型工作時(shí)，水體通過(guò)管道或渠道自流進(jìn)入布水槽路201，以15cm落差進(jìn)入腔體101，使得水流與空氣充分混合，從而使腔內(nèi)水體富氧；水流下行至沙粒層，在分水板102的作用下，改變方向同時(shí)擾動(dòng)沙粒層103上部3-5cm深度的沙粒；沙粒層103上部沙粒和分水板毛刷結(jié)構(gòu)104上附著的硝化細(xì)菌可利用水中的氧，將水體中的氨和亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽；同時(shí)沙粒層103中10-15cm以下部分因上層活躍的耗氧硝化作用，處于微氧或無(wú)氧狀態(tài)，形成厚沙式生物過(guò)濾部分，其中的厭氧反硝化細(xì)菌可進(jìn)行反硝化作用，將分離、利用硝酸鹽中的氧，同時(shí)產(chǎn)生氮?dú)猓瑢?shí)現(xiàn)對(duì)腔內(nèi)水體的脫氮；脫氮后的水由出水管自由流出。顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。 凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求1.一種沖擊式一體化脫氮生物反應(yīng)器，其特征在于包括一組存有若干層沙粒的腔體、設(shè)置于所述腔體上方的布水槽路、設(shè)置于所述腔體上方的出水管路、設(shè)置于所述腔體上部的分水板，所述若干層沙粒位于腔體下部，所述布水槽路和出水管路之間設(shè)有垂直高度差，用于保持水位，并產(chǎn)生所需的沖擊水流，所述分水板平行于所述腔體的垂直軸線，布水槽路和出水管路分別位于分水板兩側(cè)，用于保證水流接觸沙粒層后，其流向改變180度后從出水管路流出，所述分水板在出水管路一側(cè)具有毛刷狀突起，用于阻擋沙粒隨水流流出腔體。
2.如權(quán)利要求1所述的一種沖擊式一體化脫氮生物反應(yīng)器，其特征在于所述分水板位于沙粒層上表面，分水板能上下移動(dòng)，用于在改變水流方向的同時(shí)，調(diào)節(jié)水流以合適的流速擾動(dòng)沙粒層表面。
3.如權(quán)利要求1所述的一種沖擊式一體化脫氮生物反應(yīng)器，其特征在于所述毛刷狀突起分布于分水板上。
4.如權(quán)利要求1所述的一種沖擊式一體化脫氮生物反應(yīng)器，其特征在于所述布水槽路和出水管路設(shè)有垂直高度差，垂直高度差能通過(guò)布水槽路和出水管路的相對(duì)垂直位置變化而調(diào)節(jié)，用于產(chǎn)生足夠的沖擊水流。
5.如權(quán)利要求1所述的一種沖擊式一體化脫氮生物反應(yīng)器，其特征在于所述腔體下部鋪有沙粒層。
6.如權(quán)利要求1所述的一種沖擊式一體化脫氮生物反應(yīng)器，其特征在于所述腔體一側(cè)設(shè)有透明觀察窗。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種沖擊式一體化脫氮生物反應(yīng)器。包括一組存有若干層沙粒的腔體、設(shè)置于所述腔體上方的布水槽路、設(shè)置于所述腔體上方的出水管路、設(shè)置于所述腔體上部的分水板，所述若干層沙粒位于腔體下部，所述布水槽路和出水管路之間設(shè)有垂直高度差，用于保持水位，并產(chǎn)生所需的沖擊水流，所述分水板平行于所述腔體的垂直軸線，布水槽路和出水管路分別位于分水板兩側(cè)，用于保證水流接觸沙粒層后，其流向改變180度后從出水管路流出，所述分水板在出水管路一側(cè)具有毛刷狀突起，用于阻擋沙粒隨水流流出腔體。本實(shí)用新型能同時(shí)去除海、淡水養(yǎng)殖水體中氨、亞硝酸鹽和硝酸鹽。
文檔編號(hào)C02F3/30GK202144463SQ201120192128
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者林連升, 馬卓君 申請(qǐng)人:中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院