專利名稱：一種養殖海水處理系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于水處理技術領域，具體涉及一種應用于工廠化海水養殖的給水處理系統。
背景技術：
海洋環境污染、海水水質惡化已威脅到海水養殖產業。工廠化海水養殖在很大程度上可規避由此對魚類產生的危害，這主要得益于其給水處理系統對海水水質的控制。工廠化海水養殖給水系統的取水點大多設在臨近海岸。由于，近海海域受沿岸人為活動影響明顯，陸源污染物大量排放、港口污染物排放以及溢油污染等導致水質波動較大，部分海域 “赤潮”頻發，造成海水處理難度加大。目前，工廠化海水養殖給水處理系統，一般包括沉淀池、機械過濾設備(如(砂濾、 陶瓷過濾、布袋過濾等)、臭氧滅菌裝置和氣石增氧裝置，對原海水進行澄清、過濾、滅菌、增氧以滿足工業化養殖水的要求。但機械過濾產水受水源水影響明顯，水質波動較大，細菌、 病毒等微生物較難去除，尤其對弧菌控制效果差；臭氧滅菌雖在海水養殖生產中普遍采用， 但一旦海水中天然有機物含量過高，經臭氧消毒后的海水將產生三鹵甲烷等副產物，造成魚蝦等中毒，因此，需要嚴格控制臭氧投放量、消毒時間和布氣頭孔徑，同時要保證海水中臭氧降解完全后流入養殖池，采用臭氧滅菌裝置，其工藝條件要求高；采用氣石作為終端向水體輸送氧氣，技術雖然簡單，但是氧氣利用率較低，且在養殖水體內分布不均勻，很難實現養殖海水高溶解氧。鑒于機械過濾設備存在的問題，目前膜技術正逐漸被引入養殖海水處理中，主要集中在單一膜過濾效果的研究，如張國亮等(膜集成技術在海水養殖中的應用與探索.海洋通報，2001，20 (3) 72-75)采用聚砜、醋酸纖維素超濾膜對模擬海水養殖污水進行處理， 考察膜過濾過程對模擬水樣中微生物去除效果，結果大腸桿菌去除率達到100%，細菌去除率大于90% ；但僅有膜過濾還不能確保優質、穩定的工廠化養殖海水供給，且上述研究所用膜材料的耐污染性不高。因此需要在現有技術基礎上進行有機集成、并創新，研發一種高效、易操作的養殖海水處理系統。
實用新型內容本實用新型克服上述不足，提供一種具有結構簡單、容易控制、抗污染、出水水質優良等特點的工業化養殖海水處理系統。一種養殖海水處理系統，包括海水泵、預處理單元、膜過濾單元及紫外滅菌單元， 所述的預處理單元為格柵、籃式過濾器、疊片過濾器、砂濾器、精密過濾器的一種或幾種過濾器的組合，還進一步包括膜法無泡充氧單元、供氧設備和加藥設備，所述海水泵通過管道依次與預處理單元和所述膜過濾單元的入口連接，所述膜過濾單元的出口通過管道依次與管道式液體輸送泵和膜法無泡充氧單元的液相入口連接，所述供氧設備通過管道與所述膜法無泡充氧單元的氣相入口連接，所述膜法無泡充氧單元的液相出口通過管道與所述紫外滅菌單元的入口相連，所述紫外滅菌單元的出口通過滅菌水管道連接到養殖池，所述加藥設備的出口通過管道與滅菌水管道連接，所述膜過濾單元為錯流式微濾、超濾或浸沒式膜過濾，所述膜法無泡充氧單元中的膜接觸器組件由疏水性中空纖維膜制成。本實用新型水處理系統所述的一個優選實施方式中，膜過濾單元為浸沒式膜過濾單元，浸沒式膜過濾單元具有原水水質適應性強，系統操作壓力低、能耗低等優點，較適宜水處理量較大的工程；在本實施方式中，本實用新型的水處理系統的浸沒式膜過濾單元還進一步包括底部的曝氣設備及排污口，還可以進一步設置有膜清洗裝置。其中前期預處理單元優選格柵、籃式過濾器和疊片過濾器的一種或幾種組合；所述浸沒式膜過濾單元的膜組件優選由聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)中空纖維或平板膜制成。在另一個實施方式中，膜過濾單元為錯流式膜過濾單元，該過濾單元適宜水處理量較小的工程。在該技術方案中，所述水處理系統的膜過濾單元還進一步包括膜清洗裝置， 過濾膜組件優選由聚丙烯腈(PAN)、聚砜(PQ、PVDF, PTFE中空纖維或卷式膜制成，更加優選PS、PVDF中空纖維膜，孔徑范圍優選0. 01-1. 0 μ m ；前期預處理單元優選格柵、籃式過濾器、疊片過濾器、砂濾器和精密過濾器中一種或幾種的組合。所述的膜法無泡充氧單元，疏水性中空纖維膜優選由聚丙烯(PP)、PVDF, PTFE以及合金膜制成，更加優選pp、PVDF及其合金膜。本實用新型還進一步配以PLC集成自動控制系統，形成工藝與設備的自動控制。 所述的PLC集成自動控制系統，可通過壓力信號反饋或時間設定，自動控制清洗時間、清洗頻率，實現預處理單元和膜過濾單元的自動清洗；根據膜接觸器氣液壓力差，自動控制充氧量，獲得所需的產水溶解氧含量；控制整個設備的起停。本實用新型的膜法工廠化養殖海水處理系統與現有技術相比的有益效果是(1)將膜過濾與傳統機械過濾設備組合使用，能夠有效的去除海水中的微小懸浮物、大分子有機物、大分子膠體、濁度、致病菌、病毒微生物等，可保證優質而穩定的出水水質；(2)該實用新型采用的預處理和膜過濾單元可實現自動物理、化學清洗，及時恢復性能；(3)本實用新型優選方案中的浸沒式膜過濾系統便于實現工程化應用，處理水量較大的原海水及養殖海水廢水，可簡化預處理工藝，降低水處理成本；(4)經本實用新型的膜法無泡充氧單元充氧后海水溶解氧濃度高且穩定，有利于實現高密度海水養殖；(5)本實用新型可實現人工控制海水水質，可提高養殖的防病效果，減少用藥污染；(6)本實用新型優選實施例加設PLC自動控制系統，使本實用新型易于實現自動化、且占地面積小。
圖1為本實用新型養殖海水處理系統結構示意圖；圖2為本實用新型一種實施方式養殖海水處理系統結構示意圖；圖中1海水泵，2預處理單元，21籃式過濾器，22疊片過濾器，3膜過濾單元，31膜組件，32曝氣設備，33膜過濾單元排污口，4膜法無泡充氧單元，41供氧設備，5紫外滅菌單元，6滅菌水管道7加藥設備，8養殖池，9管道式液體輸送泵
具體實施方式
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型養殖海水處理系統作進一步說明本實用新型膜法工廠化養殖海水處理系統，包括海水泵1、預處理單元2、膜過濾單元3、膜法無泡充氧單元4、紫外滅菌單元5、供氧設備41、加藥設備7及管道。如圖1所示，海水泵1與預處理單元2相連，預處理單元2的出口與膜過濾單元3的入口通過管道連接，所述膜過濾單元3的出口通過管道式液體輸送泵9及管道與膜法無泡充氧單元4的液相入口連接，所述膜法無泡充氧單元4的氣相入口通過管道連接至供氧設備41，所述膜法無泡充氧單元4的液相出口與紫外滅菌單元5入口相連，所述紫外滅菌單元5出口通過滅菌水管道6與養殖池8連接，加藥設備7通過管道連接到滅菌管道6。本實用新型工作原理簡述如下原海水經格柵過濾后通過海水泵1抽提并加壓注入到預處理單元2進行預處理去除海水中大顆粒物質，預處理后海水經管道進入膜過濾單元3進行膜過濾，過濾后的海水經管道式液體輸送泵9及管道輸送至膜法無泡充氧單元4充氧以及紫外滅菌單元5滅菌，出水經滅菌水管道6時經由其上設置的加藥設備7調節pH值至養殖標準后，導入養殖池8內。其中，在本實用新型處理系統中，所述的預處理單元2可根據處理水質的情況選擇相應的過濾設備，優選籃式過濾器、疊片過濾器、砂濾器、精密過濾器的一種或幾種過濾器的組合，所述膜法無泡充氧單元4采用疏水性中空纖維膜接觸器，其膜接觸組件優選由PP、 PVDF.PTFE以及合金膜構成，更加優選PP、PVDF及其合金膜；所述紫外滅菌單元5優選過流式紫外滅菌器。如圖2所述為一種浸沒式膜過濾養殖水處理系統，本實施例中，膜過濾單元為浸沒式微濾膜過濾單元，與圖1所述的處理系統的區別僅在于本實施例中預處理單元2為籃式過濾器21和疊片過濾器22的組合，即海水泵1通過管道與籃式過濾器21相連，隨后與所述疊片過濾器22相連，所述疊片過濾器22的出口通過管道與膜過濾單元3相連，將疊片過濾器22產水注入膜過濾單元池體內，膜過濾單元3的池體中安裝有微濾膜組件31，微濾膜組件31下方即浸沒式過濾單元3池體底部還設置有曝氣設備32和V形排污口 33，為了提高膜組件31使用壽命，浸沒式微濾膜組件優選抗污能力強的PVDF、PTFE中空纖維或平板膜，此外，所述浸沒式膜過濾單元3還可以包括膜清洗裝置，以進一步增加過濾膜使用效率及使用壽命。本實施例采用的濾膜為簾式PVDF中空纖維微濾膜，膜孔徑0. 2 μ m，膜法無泡充氧單元4采用膜孔徑為0. 1 μ m的PP疏水中空纖維膜制成的膜接觸器，控制膜法無泡充氧單元的氣液壓力差在0. OlMPa,以渤海原海水為進水，經本實施例浸沒式膜法養殖海水處理系統處理后，出水濁度0. 15NTU, pH值8. 17，溶解氧30. 49mg/L，細菌總數為0，出水水質明顯優于傳統工藝處理水質。對于水處理量較小的工程，多采用錯流過濾形式膜過濾單元，這種應用形式的預處理單元優選格柵、籃式過濾器、疊片過濾器、砂濾器和精密過濾器組合，過濾膜優選聚PAN、PS、PVDF, PTFE中空纖維或卷式膜，更加優選PS、PVDF中空纖維膜，孔徑范圍優選 0. 01-1. 0 μ m ；在膜過濾單元中優選設置有自動清洗系統，以提高膜組件的使用效率。本實施例中采用的膜組件為PVDF中空纖維超濾膜，膜孔徑0. 02 μ m，膜法無泡充氧單元采用
50. Ium PP疏水中空纖維膜，控制膜法無泡充氧單元的氣液壓力差在O.OlMPa，原海水經本工藝處理后出水濁度0. 03NTU, pH值8. 21，溶解氧31. ^mg/L，細菌總數為0。本實用新型養殖海水處理系統所用的組成設備，容易實現自動化控制，因此為了提高本系統的自動化程度，本實用新型養殖海水處理系統還可以進一步包括PLC自動控制系統、管路和閥門等，形成工藝與設備的自動控制。本實用新型養殖海水處理系統的各個單元均可實現自動化控制，易于通過電子元器件的組裝及控制程序的設定，以控制裝置的起、 停，產水量，產水溶解氧和產水PH值，以及預處理單元和膜過濾單元的物理、化學清洗時間、清洗頻率。上述自動控制系統可通過控制膜過濾單元的運行周期、頻率保證膜組件的使用效率和壽命；根據膜法無泡充氧單元的氣液壓力差，自動控制充氧量，獲得所需的產水溶解氧含量；以及通過壓力信號反饋或時間設定，自動控制清洗時間、清洗頻率，實現預處理單元和膜過濾單元的自動清洗。本實用新型可用于處理原海水對養殖池注水和補水，也可用于處理工廠化養殖循環水，可有效去除水中的雜質、病原微生物，產水溶解氧含量高，水質穩定、優質，滿足海水養殖的需要，特別是育苗、珍貴魚種養殖等對水質要求高的情況。用于處理工廠化養殖循環水時，可將此方法與現有的生物膜法循環養殖廢水處理裝置結合使用，將生物膜反應池出水直接注入本實用新型處理系統的膜過濾單元，略去本實用新型中預處理單元，后續處理裝置不變。由于養殖循環廢水低溶解氧、低PH值并附帶傳染性病毒微生物等特點，膜法無泡充氧單元、紫外滅菌單元和加藥設備將在本處理系統中發揮更為重要的作用。以上對本實用新型的描述屬于示意性說明。對于本領域一般技術人員，可根據本實施方式的描述，對結構或布局方式可能做出某些改變，如各單元連接順序或連接形式，只要不脫離本實用新型的設計宗旨，所有顯而易見的改變以及具有等價代換的相似設計，均包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種養殖海水處理系統，包括海水泵、預處理單元、膜過濾單元及紫外滅菌單元，其特征在于，還包括膜法無泡充氧單元、供氧設備和加藥設備，所述海水泵通過管道依次與預處理單元和所述膜過濾單元的入口連接，所述膜過濾單元的出口通過管道依次與管道式液體輸送泵和膜法無泡充氧單元的液相入口連接，所述供氧設備通過管道與所述膜法無泡充氧單元的氣相入口連接，所述膜法無泡充氧單元的液相出口通過管道與所述紫外滅菌單元的入口相連，所述紫外滅菌單元的出口通過滅菌水管道連接到養殖池，所述加藥設備的出口通過管道與滅菌水管道連接，所述膜過濾單元為錯流式微濾、超濾或浸沒式膜過濾，所述膜法無泡充氧單元由疏水性中空纖維膜接觸器構成。
2.根據權利要求1所述的養殖海水處理系統，其特征在于，所述膜過濾單元為浸沒式膜過濾單元，所述預處理單元為格柵、籃式過濾器、疊片過濾器中的一種或幾種的組合。
3.根據權利要求2所述的養殖海水處理系統，其特征在于，所述預處理單元為籃式過濾器和疊片過濾器的組合。
4.根據權利要求2所述的養殖海水處理系統，其特征在于，所述浸沒式膜過濾單元的底部還進一步設置有曝氣設備和排污口。
5.根據權利要求2所述的養殖海水處理系統，其特征在于，所述浸沒式膜過濾單元的膜組件由聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中空纖維或平板膜制成。
6.根據權利要求1所述的養殖海水處理系統，其特征在于，所述的膜過濾單元為錯流式膜過濾單元，所述預處理單元為籃式過濾器、疊片過濾器、砂濾器和精密過濾器的一種或幾種的組合。
7.根據權利要求6所述的養殖海水處理系統，所述錯流式膜過濾單元的過濾膜組件由聚丙烯腈、聚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中空纖維或卷式膜制成。
8.根據權利要求1所述的養殖海水處理系統，其特征在于，所述膜過濾單元內設置有膜清洗裝置。
9.根據權利要求1所述的養殖海水處理系統，其特征在于，所述疏水性中空纖維膜為聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或合金膜。
10.根據權利要求1所述的養殖海水處理系統，其特征在于，所述養殖海水處理系統還包括PLC集成自動控制系統。
專利摘要本實用新型提供了一種養殖海水處理系統，該系統包括通過管道依次相串聯的海水泵、預處理單元、微/超濾膜過濾單元、管道式液體輸送泵、膜法無泡充氧單元、紫外滅菌單元，以及加藥設備和膜法無泡充氧單元的氣相入口連接的供氧設備，所述加藥設備設置在所述紫外滅菌單元與養殖池之間的滅菌水管道上。該系統的膜過濾單元還可進一步包括曝氣設備、排污口、膜清洗設備及PLC集成自動化控制系統的一種或幾種組合。本實用新型的方法或系統操作簡單、容易實現自動化，通過本實用新型養殖海水處理系統處理原海水或養殖循環廢水可獲得穩定、優質養殖海水。
文檔編號C02F1/44GK202201774SQ20112031648
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月26日 優先權日2011年8月26日
發明者關毅鵬, 劉國昌, 呂經烈, 李曉明, 李雪梅 申請人:國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所