[发明专利]浮动式多功能水质净化装置及其应用方法

说明书

本发明属于水产养殖技术领域，具体涉及浮动式多功能水质净化装置及其应用方法。包括浮动式船体、组合式净化水箱、进水系统、出水系统、充气系统和太阳能供电系统；所述组合式净化水箱包括厌氧水箱、好氧水箱和释放水箱，从进水到排水，水流经水箱的次序依次为厌氧水箱、好氧水箱、释放水箱。本发明能够进行脱氮、增氧、循环水、调节碳氮比、施肥和监测池塘水质等多种功能，具有针对性强、操作简便和能够提高水产养殖池塘中氮废物排放量去除效率的特点。

技术领域

本发明属于水产养殖技术领域，具体涉及浮动式多功能水质净化装置及其应用方法。

背景技术

水产动物，如鱼类、虾类和蟹类，在养殖中往往需要大量投喂配合饲料。投喂配合饲料时饲料利用效率较低，如蛋白质利用效率往往不超过45％，因此会产生大量的养殖废物，包括碳、氮、磷等。随着养殖时间的延长，养殖废物在水体中逐渐积累，不仅导致水体富营养化，一些有毒废物，如氨氮、亚硝酸态氮等浓度过高时还会导致养殖动物生长缓慢、病害爆发甚至大量死亡。降低养殖水体中的氮废物积累是水产养殖中的一个重要问题。目前在水产养殖中存在一些去除养殖废物的方法，如在工厂化养殖中通过生物滤器来将水中的氨氮和亚硝酸态氮转化为硝酸态氮；在池塘养殖中通过栽植水生植物和构建人工湿地等方法进行养殖水体的净化。然而，工厂化养殖所使用的生物滤器设施复杂且运行需要大量消耗能量，不适合在池塘养殖中应用；构建人工湿地需要较多的土地面积，成本较高，难以推广应用；栽植水生植物对于去除水体中含氮废物的作用有限。此外，不同养殖池塘中因放养种类、放养密度、饲料投喂量和养殖管理措施不同导致养殖废物产量和在水体中积累程度变化较大。在同一养殖池塘中，不同水平位置和水层的环境状况也存在较大的差异，这些差异和变化反映了养殖池塘水质处理的复杂性。因此，采用常规的固定式的水处理设施难以针对养殖池塘复杂多变的水质环境有效地去除养殖废物。

对水产养殖废物排放量及化学计量学的研究发现，按数量计，养殖废物排放量中，碳的排放量氮的排放量磷的排放量。然而，由于碳废物往往以CO₂的形式扩散到大气中，磷废物主要沉积在池塘底泥中，而氮废物则主要以有机氮和氨氮的形式出现，其向大气扩散和水底沉积的通量有限。因此，随着养殖时间的增加，水体中碳氮比逐渐降低。养殖水体的微生物氮转化和脱氮过程包括在好氧状态下进行的硝化作用和氨氧化作用，以及在厌氧状态下进行的反硝化作用和氨氧化作用。其中，反硝化作用和厌养氨氧化作用是微生物脱氮的重要途径。尽管好养氨氧化作用如硝化作用和厌养氨氧化作用、反硝化作用的原理被广泛应用于各种生物滤器和生物反应器的设计中，但针对水产集约化池塘养殖的有效的微生物脱氮技术尚未成熟。

如申请号为CN201621305615.6的中国实用新型专利所述的一种闭锁式循环水净化系统，包括养殖池、泵压管道、净化装置，其特征在于包括：所述泵压管道包括用于将养殖池中的待处理水抽入净化装置第一泵压管道、将净化装置中处理后的水抽入养殖池的第二泵压管道；所述净化装置依次包括物理过虑部、蛋白质分离部、生物过滤部、脱臭脱色部、酸碱值调节部、水质活化部，所述酸碱值调整部、生物过虑部之间还通过第三泵压管道连接有脱氮部。虽然所提供的水净化系统用于水产养殖池，具有结构简单、便于推广、净化效果强等特点，但是不足之处在于在水质的净化过程中，对水产养殖池塘中氮废物排放量的去除效率较差，难以集约化水产养殖池塘中氮的浓度，进而提高碳氮比，改善养殖环境，提高经济效益。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中，在水产池塘养殖过程中因氮废物积累导致碳氮比下降，导致微生物脱氮作用受阻，以及难以针对养殖池塘复杂多变的水质环境有效地去除养殖废物的问题，提供了一种针对性强、操作简便和能够提高水产养殖池塘中氮废物排放量去除效率的浮动式多功能水质净化装置及其应用方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：