一种用于鱼菜共生系统的高效养分循环过滤装置的制作方法

本技术涉及渔菜共生，具体为一种用于鱼菜共生系统的高效养分循环过滤装置。

背景技术：

1、在鱼菜共生系统中，鱼类排泄物所含氨氮等营养物质通过水体循环可为蔬菜种植提供天然肥料，但水质的洁净度和养分转化效率直接影响到系统整体的生态平衡与蔬菜产出效率。因此，在该类系统中，设置有效的水体过滤与养分循环装置成为关键技术环节。

2、现有的鱼菜共生水处理系统普遍存在以下不足：首先，过滤装置结构单一，通常采用简单的沉淀池或砂滤设备，难以高效去除鱼类代谢所产生的大颗粒杂质及悬浮颗粒，易造成水体浑浊。其次，缺乏有效的生物过滤模块，氨氮等有害物质难以通过硝化细菌等微生物稳定降解，从而影响水质安全与蔬菜根系健康。再次，现有系统多未集成自动化控制手段，过滤装置的反冲洗、运行状态检测和水质参数监测依赖人工操作，导致系统维护成本高、响应迟缓，难以实现长期稳定运行。此外，部分过滤装置缺乏结构模块化与分级处理设计，无法针对不同粒径污染物进行精细分级过滤，也难以适应不同规模鱼菜系统的灵活部署与扩展。

3、有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种用于鱼菜共生系统的高效养分循环过滤装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于鱼菜共生系统的养分循环过滤装置，包括壳体、进水模块、多级过滤模块、集水与回流模块和控制模块，其中：所述壳体为模块化结构，设有进水端和出水端；所述进水模块包括导水管和格栅过滤器，所述导水管连接鱼池，所述格栅过滤器用于过滤大颗粒杂质；所述多级过滤模块依次连接设置于所述格栅过滤器下游，包括微气泡曝气筒、生物过滤层、细网过滤层和吸附层；所述微气泡曝气筒内设置喷射机构，用于形成微气泡并提升水体溶氧量；所述生物过滤层内填充生物载体，用于微生物附着并实现氨氮降解；所述细网过滤层用于进一步截留悬浮颗粒；所述吸附层填充活性炭，用于去除残余有害物质；所述集水与回流模块包括虹吸槽、提升泵和出水管，所述虹吸槽位于吸附层下游并连接提升泵，提升泵与出水管连通，所述出水管连接蔬菜根部区域。

3、在一种可能的实施方式中，所述微气泡曝气筒内设有一体式喷射机构，所述喷射机构包括：一个设置于曝气筒底部的旋流喷嘴，所述旋流喷嘴包括螺旋进水通道和轴向出水口，所述螺旋进水通道与所述进水模块连通，用于形成旋转水流；一个设置于旋流喷嘴周侧的环形进气腔，所述进气腔通过多个径向进气孔与所述轴向出水口连通，用于在水流通过时将气体引入形成微气泡。通过所述喷射机构将水流与气体充分混合，可提高溶氧效率并促进悬浮颗粒的聚集沉降。

4、在一种可能的实施方式中，所述生物过滤层中的生物载体为结构定型填料，由多孔蜂窝陶瓷制成，所述蜂窝陶瓷单元体为多孔立方体结构，外部设有横向通孔与纵向通孔，形成交错通道；所述生物过滤层内多个蜂窝陶瓷单元体层叠排列并装填于滤仓内部，所述生物载体表面经亲水处理，用于提供微生物附着界面，增强硝化细菌生长稳定性与氨氮降解效率。

5、在一种可能的实施方式中，所述细网过滤层包括外壳、抽拉式滤网组件及冲洗管路，所述外壳为一设有导轨的密闭滤箱，所述滤网组件包括框架和张紧网布，所述框架两侧设有滑块，滑块与所述导轨配合实现滤网组件的可滑动安装；所述张紧网布固定于框架上，网孔孔径为50微米至200微米，用于拦截悬浮微粒；所述冲洗管路固定设置于所述外壳一侧，并设有喷嘴口，喷嘴朝向所述滤网组件，便于定期进行水力冲洗，减少堵塞并延长使用周期。

6、在一种可能的实施方式中，所述吸附层外部包覆过滤布网，用于防止颗粒物泄出并延长吸附介质更换周期。

7、在一种可能的实施方式中，所述控制模块中的反冲洗阀门设置于微气泡曝气筒与生物过滤层之间的连接管路上，并与控制器信号联动，用于定期排放沉积物。

8、在一种可能的实施方式中，所述提升泵为低扬程型并与水位传感器连接，通过检测种植槽水位变化实现自动启停。

9、在一种可能的实施方式中，所述壳体外壁设置有隔热层和遮光层，用于提高装置的环境适应性，保障内部微生物稳定生长条件。

10、在一种可能的实施方式中，所述控制模块包括设置于进水模块出水端的流量传感器、设置于多级过滤模块中生物过滤层与细网过滤层之间的ph传感器、设置于吸附层出水端的氨氮传感器，以及安装于微气泡曝气筒与生物过滤层连接管路上的反冲洗阀门；各传感器与反冲洗阀门均与控制器电连接，用于实现过滤系统运行状态的实时监测与过滤组件的自动冲洗控制。

11、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

12、本实用新型的用于鱼菜共生系统的养分循环过滤装置，结构上通过模块化壳体集成进水、过滤、集水回流和控制等多个功能单元，在有限空间内实现高效水质处理。其中，多级过滤模块依次设置微气泡曝气筒、生物过滤层、细网过滤层和吸附层，各层功能分工明确，协同提升过滤效率；微气泡曝气筒中设置的一体式喷射机构可增强水气混合效果，提高水体溶氧水平，为后续生物处理创造有利条件；生物过滤层采用结构定型的蜂窝陶瓷作为生物载体，利于微生物稳定附着与氨氮降解；细网过滤层与吸附层进一步完成固液分离与污染物吸附，有效提升出水净化程度。

13、此外，装置配备有集水与回流模块，通过虹吸槽与低扬程泵联动运行，实现过滤水回流至种植槽区域，完成养分循环路径；外设控制模块集成流量、ph与氨氮传感器，并联动反冲洗阀门，使得装置具备运行监测与自动维护能力。整体结构紧凑，组合合理，适用于各类中小型鱼菜共生系统场景，可显著提高过滤装置的净化效率、运行稳定性及维护便利性。

1.一种用于鱼菜共生系统的高效养分循环过滤装置，包括壳体（1）、进水模块（2）、多级过滤模块（3）、集水与回流模块（4）和控制模块（5），其特征在于： 所述壳体（1）为模块化结构，设有进水端和出水端； 所述进水模块（2）包括导水管（7）和格栅过滤器（8），所述导水管（7）连接鱼池，所述格栅过滤器（8）用于过滤大颗粒杂质； 所述多级过滤模块（3）依次连接设置于所述格栅过滤器（8）下游，包括微气泡曝气筒（9）、生物过滤层（16）、细网过滤层（18）和吸附层（23）； 所述微气泡曝气筒（9）内设置喷射机构（10），用于形成微气泡并提升水体溶氧量； 所述生物过滤层（16）内填充生物载体（17），用于微生物附着并实现氨氮降解； 所述细网过滤层（18）用于进一步截留悬浮颗粒； 所述吸附层（23）填充活性炭（24），用于去除残余有害物质； 所述集水与回流模块（4）包括虹吸槽（26）、提升泵（27）和出水管（6），所述虹吸槽（26）位于吸附层（23）下游并连接提升泵（27），提升泵（27）与出水管（6）连通，所述出水管（6）连接蔬菜根部区域。

2.根据权利要求1所述的养分循环过滤装置，其特征在于，所述微气泡曝气筒（9）内设有一体式喷射机构（10），所述喷射机构（10）包括： 一个设置于曝气筒（9）底部的旋流喷嘴（11），所述旋流喷嘴（11）包括螺旋进水通道（12）和轴向出水口（13），所述螺旋进水通道（12）与所述进水模块（2）连通，用于形成旋转水流； 一个设置于旋流喷嘴（11）周侧的环形进气腔（14），所述进气腔（14）通过多个径向进气孔（15）与所述轴向出水口（13）连通，用于在水流通过时将气体引入形成微气泡； 通过所述喷射机构（10）将水流与气体充分混合，可提高溶氧效率并促进悬浮颗粒的聚集沉降。

3.根据权利要求1所述的养分循环过滤装置，其特征在于，所述生物过滤层（16）中的生物载体（17）为结构定型填料，由多孔蜂窝陶瓷制成，所述蜂窝陶瓷单元体为多孔立方体结构，外部设有横向通孔与纵向通孔，形成交错通道； 所述生物过滤层（16）内多个蜂窝陶瓷单元体层叠排列并装填于滤仓内部，所述生物载体（17）表面经亲水处理，用于提供微生物附着界面，增强硝化细菌生长稳定性与氨氮降解效率。

4.根据权利要求1所述的养分循环过滤装置，其特征在于，所述细网过滤层（18）包括外壳、抽拉式滤网组件（19）及冲洗管路（21）， 所述外壳为一设有导轨的密闭滤箱，所述滤网组件（19）包括框架和张紧网布（20），所述框架两侧设有滑块，滑块与所述导轨配合实现滤网组件（19）的可滑动安装； 所述张紧网布（20）固定于框架上，网孔孔径为50微米至200微米，用于拦截悬浮微粒； 所述冲洗管路（21）固定设置于所述外壳一侧，并设有喷嘴口（22），喷嘴口（22）朝向所述滤网组件（19），便于定期进行水力冲洗，减少堵塞并延长使用周期。

5.根据权利要求1所述的养分循环过滤装置，其特征在于，所述吸附层（23）外部包覆过滤布网（25），用于防止颗粒物泄出并延长吸附介质更换周期。

6.根据权利要求1所述的养分循环过滤装置，其特征在于，所述控制模块（5）中的反冲洗阀门（32）设置于微气泡曝气筒（9）与生物过滤层（16）之间的连接管路上，并与控制器（33）信号联动，用于定期排放沉积物。

7.根据权利要求1所述的养分循环过滤装置，其特征在于，所述提升泵（27）为低扬程型并与水位传感器（28）连接，通过检测种植槽水位变化实现自动启停。

8.根据权利要求1所述的养分循环过滤装置，其特征在于，所述壳体（1）外壁设置有隔热层（34）和遮光层（35），用于提高装置的环境适应性，保障内部微生物稳定生长条件。

9.根据权利要求1所述的养分循环过滤装置，其特征在于，所述控制模块（5）包括设置于进水模块（2）出水端的流量传感器（29）、设置于多级过滤模块（3）中生物过滤层（16）与细网过滤层（18）之间的ph传感器（30）、设置于吸附层（23）出水端的氨氮传感器（31），以及安装于微气泡曝气筒（9）与生物过滤层（16）连接管路上的反冲洗阀门（32）； 各传感器与反冲洗阀门（32）均与控制器（33）电连接，用于实现过滤系统运行状态的实时监测与过滤组件的自动冲洗控制。