[發明專利]水產養殖廢水處理過程資源化產飼料蛋白的裝置和方法

有效

• 申請號: 201010228583.5
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN101904547A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 徐向陽;阮赟杰;朱亮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A23N17/00
• 分類號: A23N17/00;A23K1/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發明涉及水產養殖水處理技術，尤其涉及一種工廠化循環水養殖系統去除氨氮過程及利用其生產飼料蛋白的方法和裝置。

背景技術

工廠化循環水養殖系統因具有資源節約、環境友好的特點，已成為世界范圍內大力推崇發展的水產養殖模式。傳統循環水養殖系統的核心處理技術主要為生物過濾，即通過硝化-反硝化處理單元將養殖水體中的主要污染物氨氮通過硝化(公式1，2)及反硝化作用(公式3)轉變為氮氣逸出系統，其化學簡式

NH₃+CO₂+1.5O₂→NO^2-+H₂O+H⁺

NO^2-+CO₂+0.5O₂→NO^3-

NO₃^-+有機碳→N₂↑

然而在實際的生產實踐中，上述方法仍然面臨如下弊端：(1)由于工廠化循環水養殖系統水體有機負荷低，自身有機物濃度難以滿足完全異養反硝化的需要，脫氮效率有限，因此需要人為提供有機碳源。但若添加液體碳源，則因養殖水質狀況不同而難以準確計量添加量，從而面臨有機物過量造成的水質波動及反應衍生副產物的風險，且裝置配置及工況運行要求均較高，不適宜養殖水體處理。若采用可降解聚合物如PBS(poly-butylene-succinate，聚丁二酸丁二醇酯)等作為固體碳源，雖然避免了液體碳源添加的計量問題，但仍然存在成本高、碳源釋放效率低等問題，從而制約了系統的反硝化效率。此外，若采用完全的自養反硝化(如硫自養反硝化)進行脫氮，則因為該反應會大量積累副產物硫酸鹽，極易誘導養殖系統內大量增殖硫酸鹽還原菌將其轉變為硫化氫，從而對養殖對象造成毒害。(2)養殖系統在不同養殖周期內水質存在波動，其脫氮單元在非正常運行工況下易產生N₂O等脫氮副產物污染環境，有悖于工廠化循環水養殖系統“環境友好”的基本特點。(3)養殖周期內未被同化吸收的氮素通過上述途徑轉變為氣態產物去除，失去了被養殖對象再次利用的機會，造成系統整體營養鹽同化利用效率低。(4)上述硝化-反硝化過程一般通過配置生物濾器，濾料極易受水中固體顆粒及老化脫落生物膜的影響發生淤積堵塞，并且去除速率受限傳質，從而影響系統整體的單位體積負荷性能與運行穩定性。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種水產養殖廢水處理過程資源化產飼料蛋白的裝置和方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種水產養殖廢水處理過程資源化產飼料蛋白的裝置，它包括：鼓風機、計量泵、進水管、導氣管、反應室、第一電磁閥、上部排水管、上部排泥管、第二電磁閥、盤型布氣器、第三電磁閥、下部排水管、第四電磁閥、下部排泥管、資源化回收室、可編程控制器、裝置支撐架。鼓風機與導氣管連接，導氣管在反應室頂部中心位置垂直向下插入，進水管與計量泵連接后與反應室的底部室壁垂直連接，進水管在反應室中心部分向下彎曲，上部排水管與反應室中部壁垂直連接。上部排泥管在資源化回收室的頂部中心位置垂直向下插入，下部排水管與資源化回收室的底部室壁垂直連接，下部排泥管與資源化回收室底部中心位置垂直向下連接。上部排水管、上部排泥管、下部排水管、下部排泥管分別與電磁閥第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥相連接。第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、鼓風機、計量泵分別與可編程控制器相連接。

一種應用上述裝置資源化產飼料蛋白的方法，該方法包括以下步驟：

(1)裝置強化培養與啟動過程：以水產養殖底泥為接種源，在裝置中培養可快速利用廢水中氮素用于自身合成的異養微生物。

(2)裝置調試與生產過程：通過序批式運行模式及相關參數調整“淘汰”硝化細菌并促使異養細菌形成結構緊密、沉降性好的絮體顆粒。

(3)絮體飼料蛋白收獲過程：通過重力沉降分離收獲后，經簡單風干處理即得可用于養殖對象飼料替代蛋白源。