技术领域
本实用新型涉及生物水污染治理技术领域，具体而言，涉及一种基于贝类养殖的水处理装置及其系统。
背景技术
面大量广的农村面源污染，基本以餐饮废水、生活废水、畜禽养殖废水等为主，主要成份为生物质有机物，属于富营养化污染，与传统养殖水环境近似，与工业废水有本质区别。
已有的水治理方法基本分为物理法、化学法以及生物法。富营养化水污染适合采用生物法处理，目前市场上的水治理生物法相对结构简单，人力操作的成分居多。研究发现，很多水产生物如贝类有很好的净水作用，如何在水产养殖的基础上来净化水体成为人们关注的焦点。
目前利于水产养殖来净化水体的方法还存在很多不足之处：例如在利用河蚌养殖来净化水体的过程中，因一般受污染水体的湖底沉积物淤泥较厚，而河蚌在自然水域只能栖息在较粘性的稀土中生存，直接把河蚌投放到淤泥中会导致河蚌被“淤泥淹死”，成活率极低，导致河蚌的治水效果有限。因河蚌栖息在湖底水温较低，水温低蚌的滤食量下降，同时浮游植物具有昼夜上下垂直迁移的习性，白天水温上升而藻却处于水面上层，河蚌在底层难以达到理想的治水效果。如用传统的河蚌挂养模式导致大量白色浮球、绿色饮料瓶等污染飘浮物遮盖在美丽的湖面上，导致水面风景差，该传统饲养方法除了导致湖面大量污染物漂浮之外，还导致湖面难以行船。
现有技术结构简单、操作繁杂而且由于没有综合考虑调节实际遇到的各种情况导致治理效果欠佳或者并没有达到最佳治理效果。此外，类似的生物治理技术没有考虑到生物的成活以及持续治理，在一定程度上解决了一定的污染，但治理的延续性不佳，能解决短期残留但不能进行长期的治理。
有鉴于此，特提出本实用新型。
实用新型内容
本实用新型的目的之一在于提供一种基于贝类养殖的水处理装置，该装置利用了高密度贝类治水的功能，通过升降管的升降可使贝类在预定水位进行滤食清水，缓解了由于浮游动植物的昼夜上下垂直迁移习性而造成的治水效果不佳的问题，同时通过配合进料管能够在不污染水体的前提下，解决了贝类的喂食问题，使水体能够得到持续性的治理。
本实用新型的目的之二在于提供一种包括上述基于贝类养殖的水处理装置的水处理系统，具有与上述水处理装置相同的优势。
为了实现本实用新型的上述目的，特采用以下技术方案：
一种基于贝类养殖的水处理装置，包括：两端封闭的漂浮管、升降管和进料管；
所述漂浮管能够定位在水体的预设水位；所述升降管用于通入气体或水体，所述进料管用于输送物料；所述升降管与所述进料管互相绑定；
所述升降管和/或所述进料管上设置有浮力件，所述浮力件能够使注水后的所述升降管和进料管刚好下沉；
所述升降管和/或所述进料管通过连杆与所述漂浮管连接，使所述升降管充气或充水后所述升降管与所述进料管能够绕所述漂浮管上下摆动；
所述进料管连有寄养盒，用于对寄养盒内的贝类进行喂养。
优选地，在本实用新型技术方案的基础上，水体底部设置有两个固定桩，两个所述固定桩通过连接绳分别与所述漂浮管的两端连接，使所述漂浮管能够漂浮在水体的预设水位。
优选地，在本实用新型技术方案的基础上，所述进料管通过两个连杆与所述漂浮管连接，所述连杆端部分别通过抱箍套设于所述进料管与所述漂浮管的两端。
进一步，在本实用新型技术方案的基础上，所述抱箍两侧的所述进料管与所述漂浮管的管体上套设有锁箍；
所述锁箍与所述抱箍之间的距离为0.5～3cm。
优选地，在本实用新型技术方案的基础上，所述浮力件为浮球。
进一步，在本实用新型技术方案的基础上，所述进料管与所述寄养盒之间通过连接管相连；所述寄养盒中设有对接嘴。
一种包括上述的基于贝类养殖的水处理装置的水处理系统。
进一步，在本实用新型技术方案的基础上，所述水处理系统还包括：空气压缩机和水泵；
所述空气压缩机和所述水泵分别独立地与所述升降管连通。
进一步，在本实用新型技术方案的基础上，所述水处理系统还包括：供料系统；
所述供料系统包括配料池、储料罐、压力罐、输料管网和中央控制器；
所述配料池通过提升泵与所述储料罐相连，所述储料罐通过压力泵和所述压力罐与所述输料管网相连，所述输料管网与所述进料管连通；
所述中央控制器分别与所述配料池、所述提升泵、所述储料罐、所述压力泵和所述压力罐电连接，以控制所述配料池进行配料，控制所述提升泵将所述配料池中的物料提升至所述储料罐，并控制将所述储料罐中的物料通过所述压力泵和所述压力罐输送到所述输料管网的管道内。
进一步，在本实用新型技术方案的基础上，所述输料管网的管道上设有水流开关和电磁阀；
所述中央控制器分别与所述水流开关和所述电磁阀电连接；
所述水流开关将所述输料管网管道的水流信息转换为电信号传递给所述中央控制器，所述中央控制器根据所述电信号控制所述电磁阀的开启与闭合。
与已有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
(1)本实用新型提供的基于贝类养殖的水处理装置采用悬浮式、能够自动升降的挂养装置，本装置可绑定贝类在装置上，通过对升降管的充气与注水实现自动升降的功能，通过自动升降使得贝类可以追逐藻类在预定水位进行滤食清水，达到有效治水的目的。通过此装置系统借助贝类的滤食功能能够充分吸纳水中浮游动植物，做到净化水体的功能。
(2)本实用新型的挂养方式是一种悬浮式挂养，且管路不会漂浮在水面，避免了现有技术中用饮料瓶挂养方式导致饮料瓶污染鱼池或水面的问题发生，绿色环保，另外，因为装置和贝类寄养盒体都是悬浮在水中，并位于预设的水位下，这就使鱼池的水面可以使船只通行。
(3)本实用新型通过配合进料管给寄养盒中的贝类喂食，投喂食物通过寄养盒中的管道直接输送到贝类口腔内，能够与水体零接触，贝类喝的是“脏水”吐得却是“纯净水”，通过循环进食和滤水，实现水体交换，可滤食2000目以上的有机碎屑、细菌及水体藻类。在不污染水体的前提下，通过投喂让贝类在得到有限能量补充后，充分、持续发挥净化水体的功能，使水体能够得到持续性的治理。
(4)通过采用本实用新型装置及系统养殖贝类，能够提供一种高效处理生物质有机废水的方法，具有处理量大、成本低、易操作、省管理、效果久的特点，适用于大中小型富营养水体的修复、景观湖水体净化、内湖与河流水体的净化，适应范围广，大可净化万亩以上水域小可处理亩以下单位的水体。通过采用本实用新型装置及系统能快速去除水体中的氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐、总氮、总磷和化学需氧量。此外，贝类对水体和河道底泥中的铝、铬等重金属有毒有害物质也有很强的吸收固化作用，是环境修复和优选品种。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一种实施方式的基于贝类养殖的水处理装置的结构示意图；
图2为图1中P处局部放大图；
图3为本实用新型供料系统的结构示意图；
图4为本实用新型另一种实施方式的基于贝类养殖的水处理装置的结构示意图。
图标：100-漂浮管；200-升降管；300-进料管；400-连杆；500-寄养盒；210-浮球；110-固定桩；120-连接绳；410-抱箍；420-锁箍；510-连接管；520-对接嘴；600-配料池；610-储料罐；611-提升泵；612-压力泵；620-压力罐；710-水流开关；720-电磁阀；800-空气压缩机；900-水泵。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种基于贝类养殖的水处理装置，其中：图1为本实用新型第一种实施方式的基于贝类养殖的水处理装置的结构示意图。
如图1所示，该基于贝类养殖的水处理装置包括：两端封闭的漂浮管100、升降管200和进料管300；漂浮管100能够定位在水体的预设水位；升降管200用于通入气体或水体，进料管300用于输送物料；升降管200与进料管300互相绑定；升降管200和/或进料管300上设置有浮力件，浮力件能够使注水后的升降管200刚好下沉；升降管200和/或进料管300通过连杆400与漂浮管100连接，使升降管200充气或充水后升降管200与进料管300能够绕漂浮管100上下摆动；进料管300连有寄养盒500，用于对寄养盒500内的贝类进行喂养。
这个装置能够针对所有具有闭合功能的贝类而设计，通过具有闭合功能贝类本身的滤水特性来对水体进行净化。典型但非限制性的贝类包括：海水贝类、河蚌，如：三角帆蚌、褶纹冠蚌、无齿蚌等。优选河蚌。
漂浮管100能够定位在水体的预设水位，漂浮管100可以通过固定方式(如机械固定)定位于水体的预设水位，也可以通过其他方式使漂浮管100漂浮定位于水体的预设水位。预设水位为计划升降管200最高所能达到的水体上层预设水位与升降管200最低所能达到的水体底层预设水位的中间水位，也可以位于水体的中间部位。
漂浮管100可以为实心管也可以为空心管，漂浮管100取预设长度值，当为空心管时，将漂浮管100的两端封闭；将漂浮管100定位于水体的预设水位，升降管200捆绑着进料管300，进料管300与寄养盒500连通，为寄养盒500中的贝类喂料。
升降管200与进料管300的绑定方式可以采用常规方式进行，优选地，通过塑料织带进行绑定。
升降管200和/或进料管300上设置有浮力件，优选在升降管200上设置有浮力件，根据寄养盒500上的贝类重量在升降管200上绑上浮力件。浮力件是指能够提供浮力的物件，如浮球或浮子，优选浮球210。以浮球210为例，说明本实用新型的调试方法：浮球210的数量要控制在升降管200注水后浮球210的浮力刚好支撑不住升降管200而沉入池底。操作时可先把升降管200注水，然后捆绑足够支撑贝类的浮球210，待在寄养盒500上放满贝类后再逐一剪去捆绑的浮球210，直到剪去的浮球210刚好看到升降管200下沉，就立即停止剪球，调试就完成了，这时只要对升降管200充气贝类就会漂浮回水面，等到贝类体重长到超出调试的负荷值时，再适当加浮球210即可修正负荷值。
升降管200和/或进料管300通过连杆400与漂浮管100连接，优选进料管300通过连杆400与漂浮管100连接，使升降管200充气或充水后升降管200与进料管300能够绕漂浮管100上下摆动。
通过漂浮管100的定位，保持漂浮管100位置不变，升降管200与进料管300能够通过连杆400以漂浮管100为轴转动，从而使升降管200与进料管300带着贝类围绕漂浮管100做上下摆动升降运动。当升降管200充气后，升降管200与进料管300带着贝类在浮力的作用下漂浮升至升降管200所能达到最高位置，即预设水体上层水层；而当升降管200充水后，升降管200与进料管300带着贝类在重力的作用下降至升降管200所能达到最低位置，即水体底层水层。
连杆400的尺寸根据处理水体的水深和计划最高升降高度计算，连杆400尺寸＝(水深-计划最高升降高度)/2，即漂浮管100定位于一定水位，由于连杆400如同摆臂围绕漂浮管100(以漂浮管100为轴)转动以实现贝类的升降，因此通过漂浮管100所在水位和连杆400尺寸能够达到计划所能达到的最高升降高度。
进行水处理时，白天对升降管200充气，使升降管200和进料管300能够漂浮在水体上层预设水层，寄养盒500内的贝类能够滤食水体上层的浮游动植物；晚上对升降管200注水，使升降管200和进料管300能够沉入水体底层预设水层，寄养盒500内的贝类能够滤食水体底层的浮游动植物。本实用新型根据浮游动植物的昼夜上下垂直迁移习性而设计，通过对升降管200的充气和充水实现贝类的上升和下降，从而使贝类能够充分的接触浮游动植物而充分发挥滤水功能。
目前面源污染会造成水体富营养，水体的氨氮、总磷超标导致水体藻类繁殖过剩，藻类都喜好阳光白天随温度阳光栖息在水体上层，晚上随水温下降沉入湖底，由于浮游动植物具有昼夜上下垂直迁移的习性，本实用新型提供的基于贝类养殖的水处理装置采用悬浮式、能够自动升降的挂养装置，本装置通过对升降管200的充气与注水实现自动升降的功能，通过自动升降使得贝类可以追逐藻类在预定水位进行滤食清水，达到有效治水的目的。
传统养殖贝类在水体投放有机肥后限制了养殖密度，因肥料投放到水体导致肥料继续在水体发酵，发酵会耗去水体大量氧份，而且投放有机肥会繁殖出大量的藻类，反而是污染了水体。传统养殖先把水体搞肥，再让贝类去净化是起不到作用的，只是浪费了人力物力，这无疑是在做水体的“破坏性试验”，最终导致传统养殖只能局限于1000只左右/亩的养殖密度，否则会导致水体大量蓝藻的爆发。本实用新型缓解了这个问题，通过配合进料管300给寄养盒500中的贝类喂食，投喂食物能够与水体零接触，修复还原了水体回归到自然状态，水体溶解氧达到9mg/L以上，而通过零投放换回的氧份充分保障了超传统养殖养5倍以上密度贝类的需氧量，能够进行贝类的高密度养殖，通过贝类的循环进食和滤水，实现水体交换，可滤食有机碎屑、细菌及水体藻类，在不污染水体的前提下，通过投喂让贝类在得到有限能量补充后，充分、持续发挥净化水体的功能，使水体能够得到持续性的治理。
在一种优选的实施方式中，水体底部设置有两个固定桩110，两个固定桩110通过连接绳120分别与漂浮管100的两端连接，使漂浮管100能够漂浮在水体的预设水位。
优选地，漂浮管100为PVC管。
漂浮管100取预设长度值，并将漂浮管100的两端封闭，两个固定桩110通过连接绳120分别与漂浮管100的两端连接，且固定桩110固定在池底的预设位置，拉紧连接绳120把漂浮管100直立漂浮在水层的中间部位。
在预设漂浮管100的尺寸时，保证漂浮管100的浮力大于升降管200的浮力，这样能够保证当升降管200与进料管300带着贝类上升或下降时漂浮管100位置不发生明显变化，较为固定。
固定桩110固定在池底，通过固定桩110和连接绳120使漂浮管100定位在水体的预设水位，这种定位方式操作方便、容易控制。
在一种优选的实施方式中，如图2所示，进料管300通过两个连杆400与漂浮管100连接，连杆400端部分别通过抱箍410套设于进料管300与漂浮管100的两端。
连杆400的两头各连有一对抱箍环，抱箍环分别套设于进料管300与漂浮管100的两端，即进料管300和漂浮管100两端套有抱箍410，进料管300和漂浮管100同一端的两个抱箍410之间通过连杆400相连，实现连杆400与进料管300和漂浮管100之间的转动。采用抱箍410的方式方便操作，在水体中能够稳定运转，实现升降管200与进料管300的上升和下降。
在一种优选的实施方式中，抱箍410两侧的进料管300与漂浮管100的管体上套设有锁箍420；锁箍420与抱箍410之间的距离为0.5～3cm，优选1cm。
抱箍410与锁箍420中间留一定的间隙，能够使抱箍410能在抱箍410外侧的两个锁箍420之间充分做上下摆臂动作。
在一种优选的实施方式中，进料管300与寄养盒500之间通过连接管510相连；寄养盒500中设有对接嘴520。
通过连接管510使进料管300中的物料能够进入寄养盒500内并通过寄养盒500中的对接嘴520直接对准贝类腮部进行喂料，使喂料更精准。通过该方式能够实现对贝类的有效、精准喂料，物料不与水体接触，直接进入寄养盒500中的贝类口中。
基于贝类养殖的水处理装置通过利用贝类的滤水功能来净化水体，根据浮游动植物的昼夜上下垂直迁移习性而设计，通过对升降管200的充气和充水实现贝类的上升和下降，从而使贝类能够充分的接触浮游动植物而充分发挥滤水功能，同时，该装置同时对贝类进行投喂，能够让贝类在得到有限能量补充后，充分、持续发挥净化水体的功能。此外，该喂食方式与水体零接触，不会重新对水体造成污染，对富营养化水体的净化更加充分、有效，净化效果好。
根据本实用新型的另一个方面，提供了一种水处理系统，该水处理系统包括上述的基于贝类养殖的水处理装置，具有与上述基于贝类养殖的水处理装置相同的优势，再次不再赘述。
在一种优选的实施方式中，水处理系统还包括：空气压缩机和水泵；
空气压缩机和水泵分别独立地与升降管200连通。
分别独立地指空气压缩机与升降管200连通，水泵与升降管200连通，两者互不影响。
优选地，空气压缩机通过管道与升降管200连通，用于向升降管200中充气，水泵通过管道与升降管200连通，用于向升降管200中充水，水和气的开关通过开关阀控制。
在一种优选的实施方式中，如图3所示，水处理系统还包括：供料系统；
供料系统包括配料池600、储料罐610、压力罐620、输料管网和中央控制器；配料池600通过提升泵611与储料罐610相连，储料罐610通过压力泵612和压力罐620与输料管网相连，输料管网与进料管300连通；中央控制器分别与配料池600、提升泵611、储料罐610、压力泵612和压力罐620电连接，以控制配料池600进行配料，控制提升泵611将配料池600中的物料提升至储料罐610，并控制将储料罐610中的物料通过压力泵612和压力罐620输送到输料管网的管道内。
通过控制器分别与配料池600、提升泵611、储料罐610、压力泵612和压力罐620电连接，控制配料池600进行配料，并控制提升泵611将配料池600中的配料提升到储料罐610，以实现将配料池600配好的配料通过储料罐610和压力罐620输送到输料管网的管道内，从而实现对寄养盒500内的贝类进行喂养，达到高产能零排放，这种方式实现了自动化喂养，较人工养殖方式效率更高。
在一种优选的实施方式中，输料管网的管道上设有水流开关710和电磁阀720；中央控制器分别与水流开关710和电磁阀720电连接；水流开关710将输料管网管道的水流信息转换为电信号传递给中央控制器，中央控制器根据电信号控制电磁阀720的开启与闭合。
水流开关710是一种内设有传感器件，能够检测到输料管网的管道上的水流信息的器件。通过水流开关710将水流信息转换为电信号传递给中央控制器，中央控制器根据此电信号与预先设定的输送食料量进行比较，并根据比较结果控制电磁阀720的开启与闭合，实现定量定时地输送食料给输送管网，进而再输送给寄养盒500内的贝类，使喂料过程更加自动化、更加精准，减少物料的浪费和过度喂食。
该水处理系统不仅具有上述基于贝类养殖的水处理装置所具有的优点还具有自动喂料的优点，通过自动配料、输送、控制，能够定量定时输送食料，实现自动化、精准喂料。
一种典型的基于贝类养殖的水处理系统，如图4所示，包括：两端封闭的漂浮管100、升降管200和进料管300；漂浮管100为PVC管，水体底部设置有两个固定桩110，两个固定桩110通过连接绳120分别与漂浮管100的两端连接，使漂浮管100能够漂浮在水体的预设水位；升降管200用于通入气体或水体，进料管300用于输送物料；升降管200与进料管300互相绑定；升降管200上设置有浮力件，浮力件能够使注水后的升降管200刚好下沉；进料管300通过两个连杆400与漂浮管100连接，连杆400端部分别通过抱箍410套设于进料管300与漂浮管100的两端，抱箍410两侧的进料管300与漂浮管100的管体上套设有锁箍420，锁箍420与抱箍410之间的距离为1cm；升降管200连通有空气压缩机800和水泵900，使升降管200充气或充水后升降管200与进料管300能够绕漂浮管100上下摆动；进料管300连有寄养盒500，进料管300与寄养盒500之间通过连接管510相连；寄养盒500中设有对接嘴520，用于对寄养盒500内的贝类进行喂养。
进料管300连通供料系统，供料系统包括：配料池600、储料罐610、压力罐620、输料管网和中央控制器；配料池600通过提升泵611与储料罐610相连，储料罐610通过压力泵612和压力罐620与输料管网相连，输料管网与进料管300连通；中央控制器分别与配料池600、提升泵611、储料罐610、压力泵612和压力罐620电连接，以控制配料池600进行配料，控制提升泵611将配料池600中的物料提升至储料罐610，并控制将储料罐610中的物料通过压力泵612和压力罐620输送到输料管网的管道内。输料管网的管道上设有水流开关710和电磁阀720；中央控制器分别与水流开关710和电磁阀720电连接；水流开关710将输料管网管道的水流信息转换为电信号传递给中央控制器，中央控制器根据电信号控制电磁阀720的开启与闭合。
使用时，漂浮管100取预设长度值，并将漂浮管100的两端封闭；两个固定桩110通过连接绳120分别与漂浮管100的两端连接，且固定桩110固定在池底的预设位置，拉紧连接绳120把漂浮管100直立漂浮在水层的中间部位，升降管200捆绑着进料管300，进料管300和漂浮管100两端套有抱箍410，进料管300和漂浮管100同一端的两个抱箍410之间通过连杆400相连，进料管300管道上留多个奶嘴式插入头子，插入头子便于按插寄养盒500，根据寄养盒500上的贝类重量在升降管200上绑上浮球210，浮球210的数量要控制在升降管200注水后浮球210的浮力刚好支撑不住升降管200而沉入池底。操作时可先把升降管200注水，然后捆绑足够支撑贝类的浮球210，待在寄养盒500上放满贝类后再逐一剪去捆绑的浮球210，就像打手提秤一样，直到剪去的浮球210刚好看到升降管200下沉，就立即停止剪球，升降装置调试就完成了，这时只要对升降管200充气贝类就会漂浮回水面，等到贝类体重长到超出调试的负荷值时，再适当像砝码一样加浮球210即可修正负荷值。在预设漂浮管100尺寸时漂浮管100的浮力大于对应管辖升降管200的浮力。
白天对升降管200充气，使升降管200和进料管300能够漂浮在水体上层预设水层，寄养盒500内的贝类能够滤食水体上层的浮游动植物；晚上对升降管200注水，使升降管200和进料管300能够沉入水体底层预设水层，寄养盒500内的贝类能够滤食水体底层的浮游动植物。
采用该基于贝类养殖的水处理系统处理一处v类富营养水体的鱼池方案：以每亩3000只河蚌密度配置，水温达18度以上后在3个月内即可把v类水降解到四类水，6个月后可把四类水降解到三类水，并一直保持不再反弹。
尽管已用具体实施例来说明和描述本实用新型，然而应意识到，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本实用新型范围内的所有这些变化和修改。