專利名稱：一種養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于工廠化海水養(yǎng)殖的給水處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
海洋環(huán)境污染、海水水質(zhì)惡化已威脅到海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)。工廠化海水養(yǎng)殖在很大程度上可規(guī)避由此對(duì)魚類產(chǎn)生的危害，這主要得益于其給水處理系統(tǒng)對(duì)海水水質(zhì)的控制。工廠化海水養(yǎng)殖給水系統(tǒng)的取水點(diǎn)大多設(shè)在臨近海岸。由于，近海海域受沿岸人為活動(dòng)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(dǎo)致水質(zhì)波動(dòng)較大，部分海域 “赤潮”頻發(fā)，造成海水處理難度加大。目前，工廠化海水養(yǎng)殖給水處理系統(tǒng)，一般包括沉淀池、機(jī)械過濾設(shè)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(duì)原海水進(jìn)行澄清、過濾、滅菌、增氧以滿足工業(yè)化養(yǎng)殖水的要求。但機(jī)械過濾產(chǎn)水受水源水影響明顯，水質(zhì)波動(dòng)較大，細(xì)菌、 病毒等微生物較難去除，尤其對(duì)弧菌控制效果差；臭氧滅菌雖在海水養(yǎng)殖生產(chǎn)中普遍采用， 但一旦海水中天然有機(jī)物含量過高，經(jīng)臭氧消毒后的海水將產(chǎn)生三鹵甲烷等副產(chǎn)物，造成魚蝦等中毒，因此，需要嚴(yán)格控制臭氧投放量、消毒時(shí)間和布?xì)忸^孔徑，同時(shí)要保證海水中臭氧降解完全后流入養(yǎng)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(shù)雖然簡(jiǎn)單，但是氧氣利用率較低，且在養(yǎng)殖水體內(nèi)分布不均勻，很難實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖海水高溶解氧。鑒于機(jī)械過濾設(shè)備存在的問題，目前膜技術(shù)正逐漸被引入養(yǎng)殖海水處理中，主要集中在單一膜過濾效果的研究，如張國(guó)亮等(膜集成技術(shù)在海水養(yǎng)殖中的應(yīng)用與探索.海洋通報(bào)，2001，20 (3) 72-75)采用聚砜、醋酸纖維素超濾膜對(duì)模擬海水養(yǎng)殖污水進(jìn)行處理， 考察膜過濾過程對(duì)模擬水樣中微生物去除效果，結(jié)果大腸桿菌去除率達(dá)到100%，細(xì)菌去除率大于90% ；但僅有膜過濾還不能確保優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的工廠化養(yǎng)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(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行有機(jī)集成、并創(chuàng)新，研發(fā)一種高效、易操作的養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型克服上述不足，提供一種具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易控制、抗污染、出水水質(zhì)優(yōu)良等特點(diǎn)的工業(yè)化養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)。一種養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)，包括海水泵、預(yù)處理單元、膜過濾單元及紫外滅菌單元， 所述的預(yù)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(jìn)一步包括膜法無泡充氧單元、供氧設(shè)備和加藥設(shè)備，所述海水泵通過管道依次與預(yù)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(shè)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(yǎng)殖池，所述加藥設(shè)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(cuò)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(shí)用新型水處理系統(tǒng)所述的一個(gè)優(yōu)選實(shí)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(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，系統(tǒng)操作壓力低、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，較適宜水處理量較大的工程；在本實(shí)施方式中，本實(shí)用新型的水處理系統(tǒng)的浸沒式膜過濾單元還進(jìn)一步包括底部的曝氣設(shè)備及排污口，還可以進(jìn)一步設(shè)置有膜清洗裝置。其中前期預(yù)處理單元優(yōu)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(yōu)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(gè)實(shí)施方式中，膜過濾單元為錯(cuò)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(shù)方案中，所述水處理系統(tǒng)的膜過濾單元還進(jìn)一步包括膜清洗裝置， 過濾膜組件優(yōu)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(yōu)選PS、PVDF中空纖維膜，孔徑范圍優(yōu)選0. 01-1. 0 μ m ；前期預(yù)處理單元優(yōu)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(yōu)選由聚丙烯(PP)、PVDF, PTFE以及合金膜制成，更加優(yōu)選pp、PVDF及其合金膜。本實(shí)用新型還進(jìn)一步配以PLC集成自動(dòng)控制系統(tǒng)，形成工藝與設(shè)備的自動(dòng)控制。 所述的PLC集成自動(dòng)控制系統(tǒng)，可通過壓力信號(hào)反饋或時(shí)間設(shè)定，自動(dòng)控制清洗時(shí)間、清洗頻率，實(shí)現(xiàn)預(yù)處理單元和膜過濾單元的自動(dòng)清洗；根據(jù)膜接觸器氣液壓力差，自動(dòng)控制充氧量，獲得所需的產(chǎn)水溶解氧含量；控制整個(gè)設(shè)備的起停。本實(shí)用新型的膜法工廠化養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是(1)將膜過濾與傳統(tǒng)機(jī)械過濾設(shè)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(jī)物、大分子膠體、濁度、致病菌、病毒微生物等，可保證優(yōu)質(zhì)而穩(wěn)定的出水水質(zhì)；(2)該實(shí)用新型采用的預(yù)處理和膜過濾單元可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)物理、化學(xué)清洗，及時(shí)恢復(fù)性能；(3)本實(shí)用新型優(yōu)選方案中的浸沒式膜過濾系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用，處理水量較大的原海水及養(yǎng)殖海水廢水，可簡(jiǎn)化預(yù)處理工藝，降低水處理成本；(4)經(jīng)本實(shí)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(wěn)定，有利于實(shí)現(xiàn)高密度海水養(yǎng)殖；(5)本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)人工控制海水水質(zhì)，可提高養(yǎng)殖的防病效果，減少用藥污染；(6)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例加設(shè)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，使本實(shí)用新型易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、且占地面積小。

圖1為本實(shí)用新型養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1海水泵，2預(yù)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(shè)備，33膜過濾單元排污口，4膜法無泡充氧單元，41供氧設(shè)備，5紫外滅菌單元，6滅菌水管道7加藥設(shè)備，8養(yǎng)殖池，9管道式液體輸送泵
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)作進(jìn)一步說明本實(shí)用新型膜法工廠化養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)，包括海水泵1、預(yù)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(shè)備41、加藥設(shè)備7及管道。如圖1所示，海水泵1與預(yù)處理單元2相連，預(yù)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(shè)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(yǎng)殖池8連接，加藥設(shè)備7通過管道連接到滅菌管道6。本實(shí)用新型工作原理簡(jiǎn)述如下原海水經(jīng)格柵過濾后通過海水泵1抽提并加壓注入到預(yù)處理單元2進(jìn)行預(yù)處理去除海水中大顆粒物質(zhì)，預(yù)處理后海水經(jīng)管道進(jìn)入膜過濾單元3進(jìn)行膜過濾，過濾后的海水經(jīng)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(jīng)滅菌水管道6時(shí)經(jīng)由其上設(shè)置的加藥設(shè)備7調(diào)節(jié)pH值至養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)后，導(dǎo)入養(yǎng)殖池8內(nèi)。其中，在本實(shí)用新型處理系統(tǒng)中，所述的預(yù)處理單元2可根據(jù)處理水質(zhì)的情況選擇相應(yīng)的過濾設(shè)備，優(yōu)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(yōu)選由PP、 PVDF.PTFE以及合金膜構(gòu)成，更加優(yōu)選PP、PVDF及其合金膜；所述紫外滅菌單元5優(yōu)選過流式紫外滅菌器。如圖2所述為一種浸沒式膜過濾養(yǎng)殖水處理系統(tǒng)，本實(shí)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(tǒng)的區(qū)別僅在于本實(shí)施例中預(yù)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(chǎn)水注入膜過濾單元池體內(nèi)，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(shè)置有曝氣設(shè)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(yōu)選抗污能力強(qiáng)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(jìn)一步增加過濾膜使用效率及使用壽命。本實(shí)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(jìn)水，經(jīng)本實(shí)施例浸沒式膜法養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)處理后，出水濁度0. 15NTU, pH值8. 17，溶解氧30. 49mg/L，細(xì)菌總數(shù)為0，出水水質(zhì)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)工藝處理水質(zhì)。對(duì)于水處理量較小的工程，多采用錯(cuò)流過濾形式膜過濾單元，這種應(yīng)用形式的預(yù)處理單元優(yōu)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(yōu)選聚PAN、PS、PVDF, PTFE中空纖維或卷式膜，更加優(yōu)選PS、PVDF中空纖維膜，孔徑范圍優(yōu)選 0. 01-1. 0 μ m ；在膜過濾單元中優(yōu)選設(shè)置有自動(dòng)清洗系統(tǒng)，以提高膜組件的使用效率。本實(shí)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(jīng)本工藝處理后出水濁度0. 03NTU, pH值8. 21，溶解氧31. ^mg/L，細(xì)菌總數(shù)為0。本實(shí)用新型養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)所用的組成設(shè)備，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，因此為了提高本系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，本實(shí)用新型養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)還可以進(jìn)一步包括PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)、管路和閥門等，形成工藝與設(shè)備的自動(dòng)控制。本實(shí)用新型養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)的各個(gè)單元均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，易于通過電子元器件的組裝及控制程序的設(shè)定，以控制裝置的起、 停，產(chǎn)水量，產(chǎn)水溶解氧和產(chǎn)水PH值，以及預(yù)處理單元和膜過濾單元的物理、化學(xué)清洗時(shí)間、清洗頻率。上述自動(dòng)控制系統(tǒng)可通過控制膜過濾單元的運(yùn)行周期、頻率保證膜組件的使用效率和壽命；根據(jù)膜法無泡充氧單元的氣液壓力差，自動(dòng)控制充氧量，獲得所需的產(chǎn)水溶解氧含量；以及通過壓力信號(hào)反饋或時(shí)間設(shè)定，自動(dòng)控制清洗時(shí)間、清洗頻率，實(shí)現(xiàn)預(yù)處理單元和膜過濾單元的自動(dòng)清洗。本實(shí)用新型可用于處理原海水對(duì)養(yǎng)殖池注水和補(bǔ)水，也可用于處理工廠化養(yǎng)殖循環(huán)水，可有效去除水中的雜質(zhì)、病原微生物，產(chǎn)水溶解氧含量高，水質(zhì)穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)，滿足海水養(yǎng)殖的需要，特別是育苗、珍貴魚種養(yǎng)殖等對(duì)水質(zhì)要求高的情況。用于處理工廠化養(yǎng)殖循環(huán)水時(shí)，可將此方法與現(xiàn)有的生物膜法循環(huán)養(yǎng)殖廢水處理裝置結(jié)合使用，將生物膜反應(yīng)池出水直接注入本實(shí)用新型處理系統(tǒng)的膜過濾單元，略去本實(shí)用新型中預(yù)處理單元，后續(xù)處理裝置不變。由于養(yǎng)殖循環(huán)廢水低溶解氧、低PH值并附帶傳染性病毒微生物等特點(diǎn)，膜法無泡充氧單元、紫外滅菌單元和加藥設(shè)備將在本處理系統(tǒng)中發(fā)揮更為重要的作用。以上對(duì)本實(shí)用新型的描述屬于示意性說明。對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員，可根據(jù)本實(shí)施方式的描述，對(duì)結(jié)構(gòu)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(shí)用新型的設(shè)計(jì)宗旨，所有顯而易見的改變以及具有等價(jià)代換的相似設(shè)計(jì)，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)，包括海水泵、預(yù)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(shè)備和加藥設(shè)備，所述海水泵通過管道依次與預(yù)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(shè)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(yǎng)殖池，所述加藥設(shè)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(cuò)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(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述膜過濾單元為浸沒式膜過濾單元，所述預(yù)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(jù)權(quán)利要求2所述的養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理單元為籃式過濾器和疊片過濾器的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述浸沒式膜過濾單元的底部還進(jìn)一步設(shè)置有曝氣設(shè)備和排污口。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)，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(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的膜過濾單元為錯(cuò)流式膜過濾單元，所述預(yù)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(jù)權(quán)利要求6所述的養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)，所述錯(cuò)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(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述膜過濾單元內(nèi)設(shè)置有膜清洗裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)，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(jù)權(quán)利要求1所述的養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)還包括PLC集成自動(dòng)控制系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括通過管道依次相串聯(lián)的海水泵、預(yù)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(shè)備和膜法無泡充氧單元的氣相入口連接的供氧設(shè)備，所述加藥設(shè)備設(shè)置在所述紫外滅菌單元與養(yǎng)殖池之間的滅菌水管道上。該系統(tǒng)的膜過濾單元還可進(jìn)一步包括曝氣設(shè)備、排污口、膜清洗設(shè)備及PLC集成自動(dòng)化控制系統(tǒng)的一種或幾種組合。本實(shí)用新型的方法或系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，通過本實(shí)用新型養(yǎng)殖海水處理系統(tǒng)處理原海水或養(yǎng)殖循環(huán)廢水可獲得穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)養(yǎng)殖海水。
文檔編號(hào)C02F1/44GK202201774SQ20112031648
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者關(guān)毅鵬, 劉國(guó)昌, 呂經(jīng)烈, 李曉明, 李雪梅 申請(qǐng)人:國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所