一种循环养殖水体中EHP孢子的分级处理装置及方法与流程

本发明涉及水产养殖水处理，具体涉及一种用于循环养殖水体的虾肝肠胞虫（enterocytozoon hepatopenaei，ehp）孢子的分级处理装置及方法。

背景技术：

1、虾肝肠胞虫（enterocytozoon hepatopenaei，ehp）是一种寄生于虾类肝胰腺组织的微孢子虫病原，其成熟孢子可随病虾排泄物及养殖水体在养殖环境中传播。在循环养殖系统中，养殖水体经处理后重新返回养殖池，当回流水中的ehp相关病原负荷不能得到有效降低时，ehp可随循环水反复进入养殖池，增加养殖对象持续接触病原的风险。

2、现有循环养殖系统通常设置固液分离、微滤、生物处理、蛋白分离、脱气、调温及增氧等水处理单元，并通过平衡池对循环水量及水质条件进行调节。上述处理单元主要用于去除悬浮物、维持水体氮循环以及稳定养殖水质，对于循环水中ehp等病原的专项处理仍存在进一步改进的需要。

3、ehp成熟孢子具有由外孢壁和含几丁质的内孢壁等构成的孢壁结构，其结构稳定性增加了常规水处理条件下快速削减病原负荷的难度，现有ehp防控通常侧重苗种检疫、生物安全管理、环境控制以及化学或生物制剂干预，针对循环养殖回流水实施连续、可工程化病原削减的专用装置仍有进一步改进空间，例如，公开号为cn111616089a的发明专利公开了一种南美白对虾ehp的杀灭方法，其通过精油拌料并配合海盐电解溶液—二氧化氯水剂药浴对ehp进行处理，该方案主要属于养殖对象给药及化学药浴处理路径，与针对循环养殖回流水设置独立后端物理—氧化处理模块的技术路线不同；公开号为cn110156263a的发明专利公开了一种循环水养殖暨尾水处理一体化水处理系统，其中设置有臭氧处理单元和紫外处理单元；公开号为cn103876655a的发明专利公开了一种声光协同臭氧清洗消毒装置，其中前级容器设置低频超声和臭氧处理，后级容器设置紫外处理，其中，cn111616089a虽然涉及ehp处理，但其采用的是养殖对象给药及药浴处理方式；其他上述现有技术主要涉及循环水消毒或超声、臭氧及紫外等处理方式的组合应用，尚未见公开针对循环养殖回流水中ehp孢子进行连续处理，并使低频脉冲超声与臭氧在同一作用区域内处理后再进入物理独立uv-c处理区域的技术方案。

4、因此，针对循环养殖水体中ehp孢子的处理，仍有必要对现有水处理结构及处理方式进行进一步改进，以实现对循环回流水中ehp相关病原负荷的有效削减，并满足循环养殖系统连续运行及工程化应用的需要。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种循环养殖水体中ehp孢子的分级处理装置及方法，通过将低频脉冲超声与臭氧曝气设置于同一有效作用区域内，使臭氧气泡的释放及上升路径与低频脉冲超声作用区域至少部分重合，并在其下游设置与超声作用区域物理独立的uv-c处理单元，以有效降低循环养殖水体中的ehp核酸检测载量。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种循环养殖水体中ehp孢子的分级处理装置，设置于循环养殖系统的回水路径上，其进水端与平衡池连通，出水端经回水管路与养殖池连通，该处理装置包括依次串联的超声-臭氧处理单元和uv-c处理单元，所述超声-臭氧处理单元包括超声-臭氧处理池、多个超声换能器以及臭氧供给组件，多个所述超声换能器固定设置于超声-臭氧处理池的一个或多个侧壁和底部，并通过池壁向处理水体耦合超声，以在超声-臭氧处理池内形成18～25khz的低频脉冲超声作用区域；所述臭氧供给组件包括设置于超声-臭氧处理池外部的臭氧发生器、输气管路以及设置于超声-臭氧处理池下部的气体分散部件，所述气体分散部件设置于低频脉冲超声作用区域内或者位于低频脉冲超声作用区域的下方，使臭氧气泡的释放及上升路径与低频脉冲超声作用区域至少部分重合，且超声-臭氧处理单元内不设置uv-c灯管；所述uv-c处理单元包括与超声-臭氧处理池物理独立并通过水路串联的uv-c处理池、设置于uv-c处理池内的uv-c灯管以及套设于uv-c灯管外部的石英套管，所述uv-c处理单元内不设置超声换能器。

4、进一步的，所述超声-臭氧处理池的一个或多个侧壁以及底部设置有安装夹层，多个所述超声换能器安装于安装夹层对应位置，以通过超声-臭氧处理池的池壁向处理水体耦合低频超声。

5、进一步的，所述气体分散部件设置于超声-臭氧处理池的下部，使臭氧气泡自下而上进入并穿过低频脉冲超声作用区域。

6、进一步的，所述超声换能器的总额定功率为2.4kw，采用500ms脉冲周期运行，超声占空比为30%～70%。

7、进一步的，所述臭氧发生器的臭氧产生量为50～100g/h，所述uv-c灯管的波长为254nm，标称表面辐照度为8000～12000μw/cm²。

8、进一步的，所述超声-臭氧处理池的运行水量为200l，所述uv-c处理池的运行水量为200l；主循环流量为6m³/h时，所述uv-c处理池的名义水力停留时间为120s，超声-臭氧处理池和uv-c处理池串联部分的名义水力周转时间为240s。

9、进一步的，所述平衡池下游设置两个以上并联处理支路，每一处理支路均依次包括超声-臭氧处理单元和uv-c处理单元，各处理支路经分水管路分配流量，并经汇水管路合流后返回所述养殖池。

10、一种循环养殖水体中ehp孢子的分级处理方法，包括以下步骤：

11、s1、将循环养殖水体导入超声-臭氧处理区域，在超声-臭氧处理区域内同时施加18～25khz低频脉冲超声和臭氧曝气，其中臭氧从低频脉冲超声作用区域内或其下方分散进入水体，使臭氧气泡的释放及上升路径与低频脉冲超声作用区域至少部分重合，使水体在同一作用区域内接受低频脉冲超声和臭氧共同处理；

12、s2、使经步骤s1处理后的水体离开低频脉冲超声作用区域后，进入位于其下游且与低频脉冲超声作用区域物理独立的uv-c处理区域，在uv-c处理区域内不施加超声的条件下接受uv-c辐照；

13、s3、将经uv-c辐照处理后的水体回流至养殖池。

14、进一步的，步骤s1中，所述低频脉冲超声的总额定功率为2.4kw，脉冲周期为500ms，占空比为30%～70%，臭氧产生量为50～100g/h；步骤s2中采用波长为254nm的uv-c光源，所述uv-c光源的标称表面辐照度为8000～12000μw/cm²。

15、进一步的，所述低频脉冲超声的频率为21.5khz，占空比为50%，臭氧产生量为100g/h，超声-臭氧处理区域的运行水量为200l，uv-c处理区域的运行水量为200l，主循环流量为6m³/h，循环处理时间为8min，所述uv-c光源的表面辐照度为12000μw/cm²。

16、与现有技术相比，本发明获得的有益效果如下：

17、本发明采用低频脉冲超声与臭氧同区协同处理、并在其下游设置物理独立且内部不设置超声换能器的uv-c处理单元的分级处理结构，使臭氧气泡的释放及上升路径与低频脉冲超声作用区域至少部分重合，解决了循环养殖水体中ehp孢子难以有效削减、易随回流水反复进入养殖池以及前级超声振动易损伤uv-c灯管和石英套管的问题，实现了对循环养殖水体中ehp核酸检测载量的显著降低，在基准工况下处理8min后ehp核酸检测载量下降率达99.65%、log10下降值达2.453，对ehp孢子杀灭效果明显，并较超声与臭氧分腔布置进一步提高协同处理效果，兼顾了臭氧利用率、uv-c光学组件保护、装置连续运行稳定性和工程适用性。