一种水体协同净化方法及系统与流程

本技术涉及水产养殖水体处理及生态净化，更具体的说是涉及一种水体协同净化方法及系统。

背景技术：

1、在藻类负荷较高的养殖水体或者生态水体中，滤食性贝类能够通过滤水摄食降低水体中的悬浮藻类含量。贝类滤食后，部分藻细胞随黏液性物质、未消化物或者排出物形成能够沉降的颗粒。与自由藻细胞相比，该类颗粒便于通过沉降方式从运行水体中分离，因此可以与植物根区、微生物处理等水质净化单元配合形成多级水体处理过程。

2、但是，贝类排出的含藻颗粒并非在整个承接周期内始终保持相同的结构稳定性。颗粒进入承接支路、受到循环回液扰动、发生承接盒切换或者持续停留后，包裹结构可能逐渐松散，使其中仍具有活性的目标藻细胞重新进入外部液相。若仅按照固定时间排放沉积物，或者仅依据单一位置的藻细胞浓度判断是否需要清理，难以区分目标藻变化来源于贝类滤食供水侧的新输入、颗粒沉积区的内源回释，还是植物根区回液侧的异常变化。

3、同时，当颗粒承接容器需要更换时，空置容器直接接入运行液路容易产生快速进液、气体排出及压力变化；若封闭动作发生在颗粒仍通过的区域，也可能直接挤压或扰动颗粒。为了维持贝类连续滤食供水而简单保持所有循环液路运行，又可能在颗粒临近失稳时继续向沉积区域传递主动液流。因此，有必要针对当前贝类养殖位置实际形成的目标藻包裹颗粒建立可重复获得的失稳边界，并将该边界与颗粒承接空间、根区循环、来源识别及承接盒切换过程建立直接控制关系。

技术实现思路

1、本技术要解决的技术问题在于：针对同一贝类养殖位置不同时段形成的目标藻包裹颗粒稳定性存在差异，以及颗粒承接、植物根区循环和承接盒切换过程中液流作用可能引起活性目标藻细胞回释的问题，建立与当前同源颗粒相对应的失稳回释判据，在保留颗粒上部液相参与植物根区处理的同时，将颗粒本体维持于独立承接路径，并在颗粒进入整体失稳之前完成后续颗粒切换、残余颗粒沉降、清液区域封闭和第一承接盒整体移出。本技术的具体技术方案如下：

2、一种水体协同净化方法，包括：

3、对同一贝类养殖位置同一时段排出的目标藻包裹颗粒进行完整对照、扰动对照和停留对照，结合目标藻细胞活性确定扰动回释条件和停留回释条件，得到同源失稳回释判据；

4、根据所述同源失稳回释判据，通过与贝类滤食供水路径分隔的第一承接支路将所述目标藻包裹颗粒导入第一承接盒，在颗粒沉积区上方形成覆盖封闭位置的清液封口带，得到分层承接状态；

5、根据所述分层承接状态，在与所述第一承接盒上部连通的液相缓冲腔和植物根区之间建立取液和回液对应同一液相缓冲腔的根区闭合循环，结合所述同源失稳回释判据及目标藻细胞出现顺序确定颗粒失稳状态；

6、根据所述颗粒失稳状态，在整体失稳前暂停所述根区闭合循环，将后续目标藻包裹颗粒切换至预充液并完成压力平衡的第二承接盒，待所述第一承接支路内残余的目标藻包裹颗粒沉降后，在所述清液封口带分别封闭所述第一承接盒及其连接通道，并整体移出所述第一承接盒。

7、具体的，得到同源失稳回释判据，包括：

8、采集所述贝类养殖位置的背景水样，将同一时段排出的目标藻包裹颗粒分为第一对照样本、第二对照样本和第三对照样本；

9、对所述第一对照样本进行即时静置观察，得到完整参照状态；对所述第二对照样本施加横向水流扰动、循环回液扰动及承接切换扰动，得到扰动回释状态；对所述第三对照样本进行持续静置观察，得到停留回释状态；

10、根据所述背景水样与所述完整参照状态确定目标藻细胞的背景变化，结合所述扰动回释状态、所述停留回释状态和目标藻细胞活性，分别确定所述扰动回释条件和所述停留回释条件，得到所述同源失稳回释判据。

11、具体的，根据所述同源失稳回释判据得到分层承接状态，包括：

12、根据所述扰动回释条件和所述目标藻包裹颗粒的下落轨迹，使所述第一承接支路与所述贝类滤食供水路径分隔，形成源位承接状态；

13、根据所述源位承接状态，将所述目标藻包裹颗粒导入所述第一承接盒，并根据目标藻包裹颗粒的沉降位置确定所述颗粒沉积区的最高活动位置；

14、根据所述最高活动位置和所述第一承接盒的封闭位置形成所述清液封口带，并使所述第一承接盒上部与所述液相缓冲腔偏置连通，得到所述分层承接状态。

15、具体的，根据所述最高活动位置和所述第一承接盒的封闭位置形成所述清液封口带，并使所述第一承接盒上部与所述液相缓冲腔偏置连通，包括：

16、根据所述目标藻包裹颗粒的沉降位置及沉积后的顶部活动范围，确定所述颗粒沉积区的最高活动位置；

17、在所述最高活动位置上方保留覆盖所述第一承接盒及其连接通道封闭位置的清液区域，形成所述清液封口带；

18、根据所述清液封口带的位置，将所述第一承接盒与所述液相缓冲腔的连通位置设置于所述清液封口带上方，并使所述连通位置偏离所述目标藻包裹颗粒的下落轨迹。

19、具体的，根据所述分层承接状态建立根区闭合循环，并确定颗粒失稳状态，包括：

20、根据所述分层承接状态，在所述液相缓冲腔内确定相互分隔的循环取液位置和循环回液位置，得到液相流动状态；

21、根据所述液相流动状态，将所述液相缓冲腔内的液体输送至植物根区，并将处理后的液体经所述循环回液位置回送至所述液相缓冲腔，得到所述根区闭合循环；

22、根据所述扰动回释条件调整所述循环回液位置的回液方向，使回液避开所述颗粒沉积区，并结合不同位置的目标藻细胞出现顺序确定所述颗粒失稳状态。

23、具体的，结合不同位置的目标藻细胞出现顺序确定所述颗粒失稳状态，包括：

24、获取所述贝类滤食供水路径、所述颗粒沉积区上方、所述循环取液位置和所述循环回液位置的目标藻细胞变化，分别得到第一目标藻状态、第二目标藻状态、第三目标藻状态和第四目标藻状态；

25、根据所述第一目标藻状态、所述第二目标藻状态、所述第三目标藻状态和所述第四目标藻状态中的目标藻细胞出现顺序，确定所述回释来源状态；

26、当所述第一目标藻状态保持背景状态，且所述第二目标藻状态中的目标藻细胞先于所述第三目标藻状态出现时，确定所述回释来源状态为内源回释状态；

27、当所述第一目标藻状态中的目标藻细胞先于所述第二目标藻状态出现时，确定所述回释来源状态为外源输入状态；

28、当所述第四目标藻状态中的目标藻细胞先于所述第三目标藻状态出现，且所述第二目标藻状态保持背景状态时，确定所述回释来源状态为根区回液异常状态；

29、根据所述回释来源状态，结合所述目标藻包裹颗粒的停留状态和所述清液封口带的位置变化，确定所述颗粒失稳状态。

30、具体的，根据所述回释来源状态，结合所述目标藻包裹颗粒的停留状态和所述清液封口带的位置变化，确定所述颗粒失稳状态，包括：

31、根据最早进入所述第一承接盒的目标藻包裹颗粒的停留状态和所述停留回释条件，确定目标藻细胞首次回释之前的承接切换时点；

32、根据所述颗粒沉积区的最高活动位置与所述清液封口带之间的位置变化，确定封口保护状态；

33、当达到所述承接切换时点，或者所述封口保护状态表征所述最高活动位置到达所述清液封口带的边界，或者所述回释来源状态为所述内源回释状态时，将所述颗粒失稳状态由稳定承接状态转换为预移出状态。

34、具体的，暂停所述根区闭合循环，并将后续目标藻包裹颗粒切换至第二承接盒，包括：

35、根据所述颗粒失稳状态暂停所述根区闭合循环，并保持所述贝类滤食供水路径连通，得到液路隔离状态；

36、根据所述液路隔离状态，将与所述液相缓冲腔同源的清液预充至所述第二承接盒，排出所述第二承接盒内的气体，并使所述第二承接盒与所述液相缓冲腔完成压力平衡，得到等压承接状态；

37、根据所述等压承接状态，在相邻目标藻包裹颗粒之间的清液间隔内，将后续目标藻包裹颗粒切换至所述第二承接盒，得到所述承接切换状态。

38、具体的，分别封闭所述第一承接盒及其连接通道，并整体移出所述第一承接盒，包括：

39、根据所述承接切换状态，使所述第一承接支路内残余的目标藻包裹颗粒沉降至所述颗粒沉积区，得到无颗粒封口状态；

40、根据所述无颗粒封口状态，在所述清液封口带内依次关闭所述连接通道和所述第一承接盒，得到密封承接状态；

41、将处于所述密封承接状态的第一承接盒整体移出，并在所述第二承接盒形成分层承接状态后恢复所述根区闭合循环；

42、根据移出后的第一承接盒内目标藻包裹颗粒的完整性，修正所述同源失稳回释判据。

43、一种水体协同净化系统，用于实现所述的一种水体协同净化方法，包括同源识别组件、源位承接组件、根区循环组件和承接切换组件；

44、所述同源识别组件对同一贝类养殖位置同一时段排出的目标藻包裹颗粒进行完整对照、扰动对照和停留对照，并结合目标藻细胞活性确定同源失稳回释判据；

45、所述源位承接组件包括与贝类滤食供水路径分隔的第一承接支路、连接通道及第一承接盒，所述第一承接盒通过所述连接通道与所述第一承接支路连通，所述第一承接盒的颗粒沉积区上方形成覆盖封闭位置的清液封口带；

46、所述根区循环组件包括与所述第一承接盒上部连通的液相缓冲腔及植物根区，所述液相缓冲腔与所述植物根区之间形成取液和回液对应同一液相缓冲腔的根区闭合循环；

47、所述承接切换组件与所述同源识别组件及所述根区循环组件连接，包括第二承接盒、分流组件、第一封闭件及第二封闭件，所述分流组件与所述第一承接支路上游及所述第二承接盒连通，所述第一封闭件和所述第二封闭件分别对应所述连接通道和所述第一承接盒的封闭位置；

48、所述承接切换组件根据所述同源失稳回释判据和目标藻细胞出现顺序确定颗粒失稳状态，暂停所述根区闭合循环，通过所述分流组件将后续目标藻包裹颗粒切换至预充液并完成压力平衡的第二承接盒，并在所述第一承接支路内残余的目标藻包裹颗粒沉降后，通过所述第一封闭件和所述第二封闭件分别封闭所述连接通道和所述第一承接盒。

49、本技术的有益效果：采用同一贝类养殖位置同一时段形成的目标藻包裹颗粒进行完整对照、扰动对照和停留对照，并将目标藻细胞活性纳入有效回释判断，使横向水流、循环回液、承接切换和持续停留对应的稳定边界均来自当前同源颗粒的实际状态；通过将颗粒承接路径与贝类滤食供水路径分隔，在第一承接盒内形成颗粒沉积区和覆盖封闭位置的清液封口带，并使上部液相与液相缓冲腔偏置连通，根区循环能够在不直接冲击颗粒沉积区的条件下运行。贝类滤食供水路径、颗粒沉积区上方、循环取液位置和循环回液位置的目标藻细胞出现顺序进一步用于区分内源回释、外源输入和根区回液异常，降低单一浓度变化造成的来源误判。当停留时间、封口保护空间或者目标藻传播来源中的任一条件表明第一承接盒需要预移出时，根区闭合循环先行暂停，第二承接盒采用同源清液预充并完成排气和压力平衡，在相邻目标藻包裹颗粒之间的清液间隔内完成承接切换；第一承接支路残余颗粒完成沉降后，连接通道和第一承接盒在清液封口带内依次封闭并整体移出；能够在维持贝类滤食供水连续的同时，减少承接盒更换产生的附加液流和封闭动作对颗粒的直接扰动，并利用移出颗粒的实际完整性对后续同源失稳回释判据进行边界内修正。