一种连续流式生物絮凝水处理反应器及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及循环水养殖水处理领域，尤其涉及的是一种连续流式生物絮凝水处理 反应器及其方法。
【背景技术】
[0002] 循环水养殖方式能够节水、节地，实现全年的高密度集约化养殖。但是水产动物的 蛋白需求明显高于哺乳动物，仅约20-30%的投喂蛋白质被转化成鱼获物，大部分N元素不 能被利用而存在于养殖水体中，一般养殖水体中的碳氮比（C/N)低于4. 0。循环水养殖用水 通常首先通过固液分离机去除大部分的悬浮颗粒物，然后使用硝化反应器将水体中的氨氮 通过自养硝化细菌的硝化作用转变亚硝氮，直至硝态氮，但是固液分离需要消耗大量能源 和排除大量废水，目前开发的固液分离机大多性能不够稳定，而且养殖水体硝氮过高也会 对鱼类的福利产生负面影响。通常，当硝态氮高于l〇〇mg/L就要适当换水，闭合式循环水养 殖系统日换水率小于5 %，半闭合循环水养殖系统日换水率为5-15 %。
[0003] 此外，每生产Ikg鲜鱼需消耗l-3kg干饲料。全球大约1/3的鱼粉产量被用作鱼 类饲料原料，生产Ikg罗非鱼大约需要消耗I. 41kg野生鱼资源（鲜重），每生产Ikg海产肉 食性鱼类大约消耗5. 16kg野生鱼资源，可是野生鱼资源是有限的，饲料短缺被认为是水产 养殖可持续发展的主要限制因素之一。
[0004] 研宄者根据异养细菌生长代谢需求特征，提出将养殖水体中的C/N提高到15以 上，促进异养细菌的生长繁殖，形成微生物絮凝体，而异养微生物的同化作用可以快速去除 水体中的氨氮，并将其转化为可被鱼虾摄食的微生物有机氮，从而高效地控制水质和提高 饲料利用率。并且，相关研宄者成功将硝态氮作为生物絮凝反应器的底物，实现了硝态氮的 去除和生物絮凝体的生产。研宄表明，絮体可以直接被水产动物摄食，或者作为饲料中鱼粉 的替代品。絮体的粗蛋白含量一般为20-60 %，粗脂肪含量为1-5 %，能量20-25) kj/g，可以 部分满足养殖对象的营养需求；絮凝体中含有的其他物质对水产养殖也具有重要意义，比 如短链脂肪酸、聚β轻丁酸（P〇ly -|3Hiydroxybutyrate，PHB)和某些生物未知因子等。
【发明内容】
[0005] 本发明提出一种循环水养殖用水处理的连续流式生物絮凝反应器，同步去除循环 水养殖用水中悬浮固体颗粒物、氨氮、亚硝氮和硝氮等污染物，剩余的生物絮凝体可作为水 产饲料蛋白源。
[0006] 本发明采用如下技术方案：
[0007] -种连续流式生物絮凝水处理反应器，包含一圆柱形筒体，圆柱形筒体内部设置 中隔板（5)将圆柱形筒体分为体积比I : 1的左右两部分，一部分为反应区（6)，另一部分 为沉淀区（7);反应区（6)上部设置进水口（2)，通过进水口（2)通入待处理的污水，沉淀区 (7)上部设置出水口（4)，处理后的水从出水口排出，中隔板正中央设有一个流水孔（10)， 使反应区和沉淀区中的混合液可以充分流通；中隔板（5)下部和反应器底部保持一定空隙 作为回泥口（12);在沉淀区（7)的底部设置一个倾斜的导泥板（11)，将沉淀区内的沉淀物 通过回泥口（12)重新导流进入反应区（6)参与反应，反应区（6)底部设有一曝气盘（13)， 通过顶部空气入口（1)向曝气盘（13)导入空气，对反应区搅拌、曝气、增氧。
[0008] 所述的水处理反应器中，所述反应器由一台离心泵（15)提供进水，离心泵（15)进 水管与水产养殖污水出水口连接，离心泵（15)出水管分为两路支管，一路支管连接反应区 (6)的进水口，另一路支管直接接回循环水养殖单元入水口，两路支管均设有流量计及水流 量调节的阀门（9)。
[0009] 所述的水处理反应器中，所述反应区底部设有一个排泥口（14)，在生物絮凝体达 到一定量时打开排泥口收集多余的生物絮体，用作水产养殖动物的饵料。
[0010] 所述的水处理反应器中，所述圆柱形筒体高210cm、直径IOOcm ;所述进水口（2) 设在反应区高190cm高处，所述出水口（4)设在沉淀区（7)高180cm处；中隔板（5)为宽 100cm，长195cm的矩形板，其宽度与圆柱形筒体直径相等。
[0011] 所述的水处理反应器中，所述流水孔设置在距反应器底部50cm处，其直径为 IOcm0
[0012] 所述的水处理反应器中，所述中隔板（5)下部和反应器底部保持IOcm的空隙作为 回泥口（12)。
[0013] 所述的水处理反应器中，所述导泥板（11)与圆柱形筒体底部呈30°斜角。
[0014] 所述的水处理反应器中，所述反应区和沉淀区顶盖上各开设有一个直径45cm的 检查口（3)。
[0015] 所述的水处理反应器中，所述曝气盘由一根总长250cm的纳米微管以直径40cm环 绕两周形成。
[0016] 应用上述任一所述水处理反应器的水处理方法，在生物絮凝反应器的反应区（6) 预先填充培养好生物絮凝体，启动絮凝反应，养殖废水经离心泵进入反应区，曝气反应，沉 淀区沉淀后上层洁净水通过出水口重回循环水养殖单元，浑浊反应液沉淀后的絮凝体污泥 经导泥板重回反应区；养殖用水通过生物絮凝反应器处理并实现二次利用。
[0017] 本发明运用生物絮凝反应器处理循环水养殖用水，使用一个水处理单元同步去除 循环水养殖用水中悬浮固体颗粒物、氨氮、亚硝氮和硝氮等污染物，不需要固液分离机，减 少装备投入和减少换水；生物絮凝反应器内多余的絮凝体可用作水产动物的鲜饲料或饲料 原料，实现系统投饲中N的再次利用，节约养殖成本。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明生物絮凝反应器的剖视图；
[0019] 图2为本发明生物絮凝反应器的俯视图；
[0020] 图3为本发明基于生物絮凝反应器的循环水养殖系统侧视图。
[0021] 图中标号的含义为：1.空气入口，2.进水口，3.检查口，4.出水口，5.中隔板， 6.反应区，7.沉淀区，8.流量计，9.阀门，10.流水孔，11.导泥板，12.回泥口，13.曝气盘， 14.排泥口，15.离心泵，16.养殖槽，17.集污槽，18.排污管道，19.阀门，20.缓冲池，21.支 架，22.地面，23.连通管道，24.钢丝隔网。
【具体实施方式】
[0022] 以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
[0023] 参考图1和图2,该生物絮凝反应器包括一高210cm，直径IOOcm的圆柱形筒体，圆 柱形筒体内部设置中隔板5将圆柱形筒体分为体积比I : 1的左右两部分，一部分为反应 区6,另一部分为沉淀区7。反应器6顶部设置进水口 2,进水口 2设在反应区高190cm高 处，沉淀区7设置出水口 4,出水口 4设在沉淀区7高180cm处。中隔板5为宽100cm，长 195cm的矩形板，其宽度与圆柱形筒体直径相等。中隔板正中央距反应器底部50cm处设有 一个直径IOcm的流水孔10,使反应区和沉淀区中的混合液可以充分流通。中隔板5下部和 反应器底部保持IOcm空隙作为回泥口 12。在沉淀区7的底部设置一个倾斜的导泥板11， 将沉淀区内的沉淀物通过回泥口 12重新导流进入反应区6参与反应，导泥板11与圆柱形 筒体底部呈30°斜角。反应区和沉淀区顶盖上各开设有一个直径45cm的检查口 3。用一 根总长250cm的纳米微管以直径40cm环绕两周成曝气盘13,设置在反应区6底部，通过顶 部空气入口 1导入空气，进行搅拌、曝气、增氧。
[0024] 反应器由一台离心泵15(2. 2kW，总流量8m3/h)提供进水，离心泵15进水管与养殖 单元出水口（水产养殖污水）连接，离心泵15出水管分为两