【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于淡水养殖废水处理，尤其涉及一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖系统和方法。
技术介绍
1、近年来，菌胶团（zoogloea）作为一种新型的环境生物技术，受到了极高的关注。在污水处理领域，该技术通过短暂的沉淀时间快速选择沉降速度较快的微生物聚合体，促进活性污泥形成致密的聚合物。在同一反应器中利用重力沉降实现固液分离，使得泥水分离更加高效，无需额外的过滤步骤。这不仅显著减少了污水处理厂的占地规模，而且可以省去传统的二沉池，具有显著的节地优势。
2、在污水处理过程中，活性污泥中的微生物依赖曝气系统提供的氧气，能够快速降解或转化溶解在污水中的污染物质。这一方式使得微生物得以利用污染物质，从而实现快速高效的污水净化效果。相比于自然界中需要4至6周才能完成的自然净化过程，在污水处理厂中借助颗粒菌胶团，仅需4至6小时即可完成相同的净化任务。这一显著的时间缩短极大地提升了污水处理效率。
3、已有大量研究在高浓度、高碳氮比污水（化学需氧量cod高达1400mg·l-1，c/n比高达10-20）条件下成功培养出了颗粒菌胶团，丰富了对污泥颗粒化形成过程、特性及性能的认识。近年来，国内外学者在序批式反应器（sbr）中对低碳氮比污水（cod约500mg·l-1，c/n比约5-10）条件下颗粒菌胶团的培养和运行进行了尝试。例如，在荷兰garmerwolde污水厂，序批式反应器（sbr，sequencingbatchreactor）模式使用生活污水（进水cod平均506mg·l-1，进水c/n比平均为7-9）培养出的颗粒
4、生物絮团技术（biofloctechnology，bft）也是近年来的一个研究热点，其技术要点是向养殖水体中添加碳源，调整养殖水体的碳氮比，通过原位培养异养微生物，充分发挥其同化作用，达到去除养殖水体中的无机氮（氨氮、亚硝态氮、硝态氮）的目的，在此过程中，粪便、食物残渣和有机碎屑等物质会絮凝形成颗粒物质，这些颗粒物质可以被养殖生物摄食，从而实现蛋白质的二次利用，最终达到调控水质的目的。但是，当前生物絮团技术存在若干缺点。首先，该技术对碳氮比的控制要求极其精确，这给管理带来了很大的挑战。如果碳源添加不当，容易引发微生物群落的失衡，从而对水质产生不利影响。此外，长期添加碳源不仅复杂了操作流程，还显著增加了养殖成本。因此，生物絮团技术在实际应用中面临管理复杂、成本高昂等问题，这些问题限制了其在大规模养殖中的推广和应用。这也表明，开发一种更高效、成本更低、管理更简便的微生物菌群聚集物养殖方法具有重要的现实意义。
5、循环水养殖系统（recirculatingaquaculturesystem,ras）是一种高效的水产养殖方式，通过水体的重复利用和过滤净化，减少水资源的消耗和环境污染。它的核心原理是将养殖水经过一系列处理步骤，如固体过滤、生物过滤、紫外线消毒和氧气补充后，再次回到养殖池中使用。且由于水质易于控制，能实现高密度养殖，增加产量。但是，目前若是搭建一套完整的循环水养殖系统，首先需要较复杂的设备和基础设施，如过滤系统、加氧设备、加热或冷却装置等，因此初始建设成本较高。其次由于需要保持水质稳定，系统中需要持续运行的设备较多，包括泵、过滤器、消毒设备等，导致能源消耗和维护费用较高。并且ras对水质的控制和管理要求严格，需要专业的操作技能和知识，养殖者必须具备丰富的水质管理经验。同时设备维护复杂，系统的过滤器、生物滤池、加氧设备等都需要定期清理和维护，维护成本高且如果设备出现故障，可能会影响整个养殖系统的运行。最后还存在生物安全风险，由于水体在系统内循环，病原体可能在系统中快速传播，若病菌无法及时消除，可能引发严重的病害。因此，系统需要严格的消毒和病害防控措施。
6、综上，在水产养殖循环水系统中由于养殖废水中的有毒物质（如铵和亚硝酸盐）浓度较低，如何高效去除这些污染物对于维持鱼类生产的健康和可持续发展至关重要。因此，现亟需提供一种能有效降低水产养殖中有毒铵、亚硝酸盐及难以去除的硝酸盐浓度的高效循环水养殖系统和方法。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术提出了一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖系统和方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术技术方案之一：
4、一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖系统，包括：
5、水产养殖设备，包括养殖圆桶；
6、硝化反硝化设备，包括反应器和活性污泥单元，所述活性污泥单元位于所述反应器内部；所述活性污泥单元为颗粒菌胶团；
7、增氧设备，包括增氧机和微孔曝气系统；
8、其中，所述水产养殖设备的底部与所述反应器底部通过水泵进行管路连通；
9、所述水产养殖设备的顶部与所述反应器通过设置电磁阀的管路进行连通。
10、有益效果：本专利技术不仅简化了循环水养殖系统的设备和基础设施（只需增氧机、序批式反应器、养殖圆桶即可），还降低了运营成本；且颗粒菌胶团驯化成功后出水水质稳定，无需额外管理调控；设备维护高效，无需消毒，只需简单的清洗和擦拭；此外，由于只利用养殖品种的沉积物进行培养颗粒菌胶团，且没有外来水体的灌注，整套循环水养殖系统基本没有致病菌侵扰的风险。
11、优选的，所述养殖圆桶中养殖的鱼的种类为草鱼。
12、优选的，所述反应器的高径比为＞4。
13、优选的，所述反应器的内部设置有搅拌器，以确保反应器中良好的混合和剪切力。
14、进一步，所述反应器设置有定时控制器精确控制反应过程。
15、优选的，所述反应器内部底层处设置有微孔曝气系统，其中该微孔曝本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖系统，其特征在于，该高效循环水养殖系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖系统，其特征在于，所述反应器内部设置有搅拌器。
3.根据权利要求2所述的一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖系统，其特征在于，所述反应器的高径比为＞4。
4.根据权利要求1所述的一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖系统，其特征在于，所述反应器内部底层处设置有微孔曝气系统，所述增氧机通过所述微孔曝气系统向所述反应器中进行曝气。
5.一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖方法，其特征在于，利用权利要求1-4任一项所述的高效循环水养殖系统，以15min进水、180min好氧曝气、30min静置和厌氧反应、以及15min排水作为一个完整的运行周期，运行过程包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖方法，其特征在于，在运行初期，向养殖圆桶中加入碳源，直至养殖圆桶中的碳氮比>6，COD＞400，TN＞60时，停止加入。
7.根据权利要求5所
8.根据权利要求7所述的一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖方法，其特征在于，所述闷曝时间为2-3天；所述静沉时间为1-1.5小时。
9.根据权利要求7所述的一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖方法，其特征在于，每个周期中引入过程的进水量比上个周期进水量增加1-2L，直到达到反应器90%的有效容积；每个周期中的闷曝时间比上个周期缩短12h。
10.根据权利要求5所述的一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖方法，其特征在于，在运行期间，颗粒菌胶团的污泥停留时间为30天。
...【技术特征摘要】
1.一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖系统，其特征在于，该高效循环水养殖系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖系统，其特征在于，所述反应器内部设置有搅拌器。
3.根据权利要求2所述的一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖系统，其特征在于，所述反应器的高径比为＞4。
4.根据权利要求1所述的一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖系统，其特征在于，所述反应器内部底层处设置有微孔曝气系统，所述增氧机通过所述微孔曝气系统向所述反应器中进行曝气。
5.一种利用颗粒菌胶团构建高效循环水养殖方法，其特征在于，利用权利要求1-4任一项所述的高效循环水养殖系统，以15min进水、180min好氧曝气、30min静置和厌氧反应、以及15min排水作为一个完整的运行周期，运行过程包括以下步骤：
6.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢文平，卢俊达，谢骏，王广军，龚望宝，李志斐，张凯，夏耘，田晶晶，李红燕，
申请(专利权)人：中国水产科学研究院珠江水产研究所，
类型：发明
国别省市：
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