專利名稱：水族箱的水處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種將水處理技術應用于觀賞魚水族箱的裝置，更具體地 說，它涉及一種水族箱的水處理裝置。
背景技術：
隨著我國經濟的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高，水族產業(yè)蓬勃發(fā)展，水 族箱已經成為眾多的休閑娛樂場所必不可少的裝飾品，并逐步走進了千家萬戶。 與此同時，水族產業(yè)飛速的發(fā)展，必然帶動著一系列水族產品研制的熱潮。如 今，國內的一些研制水族設備的企業(yè)，比如著名的佳寶集團和創(chuàng)星集團，每年 投入的科研經費就達千萬，產品收益也很可觀。安裝于水族箱內的各式水族箱 過濾器(沉水式，內置式，外置式，滴流式)、自動溫控加熱器、溫度計、照明 燈、可調流量的空氣泵等水族設備，能促進水族箱內的水環(huán)境長期保持一個良 好的狀態(tài)。
我國大部分水族箱的水處理系統(tǒng)采用的都是物理過濾—生化過濾—活性碳 吸附過濾的水處理過程。而且水處理系統(tǒng)和水族箱是分置的。在這樣的水處理 系統(tǒng)中，對于水質的改善最為明顯的即為物理過濾，此過程需要在過濾器內填 裝過濾海綿，使其有效的攔截水族箱中的水中大顆粒食物殘渣和魚類的代謝廢 物，使水中無明顯懸浮物存在，讓水變得清澈透明。但這一物理過程的順利實 施是需要頻繁更換或清洗過濾海綿才能夠達到的。因為水中的這些固體廢物會 很快阻塞海綿，使過濾海綿的滲透能力幾乎減弱為零。這就是所說的傳統(tǒng)水族 箱水處理裝置存在著濾料使用周期短，易堵塞的問題。這就嚴重影響了物理過 濾的效果，從而使懸浮物得不到有效去除并且水頭損失增大，同時動力費用也 增加，影響整個水族箱的美觀及魚類的生存環(huán)境。另外，水處理裝置獨立于水 族箱，連接管路長，輸送功率大，動力消耗大。
發(fā)明內容
本實用新型所要解決的技術問題是克服了現(xiàn)有技術存在的問題，提供了 一 種首先能夠有效地進行物理攔截的同時又進行生物降解的第二步為硝化細菌硝 化處理的與第三步再進行活性炭吸附的水族箱的水處理裝置。
為解決上述技術問題，本實用新型是采用如下技術方案實現(xiàn)的水族箱與 水族箱的水處理裝置做成一體的，位于水族箱一端的水處理裝置主要由自下而 上地設置的物理攔截并生物降解反應器、生化處理反應器、，活性炭吸附反應器 與一個和三個反應器只隔一層玻璃隔4反的沉淀池組成。
三個反應器是在—個玻璃箱內用相同的便于拆裝清洗和更換濾料的三塊帶
3孔的玻璃隔板隔離而成，在處于中間位置的玻璃隔板與生化處理反應器之間的 下面設置一層生化海綿。在物理攔截并生物降解反應器和沉淀池的下方分別設 置1個排出污泥用的排泥孔，物理攔截并生物降解反應器的下方與水族箱中的 潛水泵的進水管接通，在沉淀池內并靠近三個反應器的位置垂直設置一個用于 改變水流方向的擋流^1。
技術方案中所述的在水族箱的水處理裝置的物理攔截并生物降解反應器內 裝有可在反應器內懸浮移動的生化球，生化處理反應器內裝有為硝化細菌提供 一個繁衍場所的陶瓷環(huán)，活性炭吸附反應器內裝有用于除去水中的污染物、脫
色、過濾凈化液體的活性炭；技術方案中所述的位于水族箱的一端并和水族箱 做成一體的水處理裝置是指水族箱的水處理裝置能夠設置在水族箱的左端或 者是右端，兩者之間只隔一層水族箱的玻璃箱壁，水族箱的水處理裝置和水族 箱四壁、箱底與中間隔板皆用玻璃做制作，特別是將水族箱和水族箱的水處理 裝置連成一體的前后玻璃箱壁和玻璃箱底皆采用整塊玻璃。 與現(xiàn)有技術相比本實用新型的有益效果是
1. 節(jié)能傳統(tǒng)的水族箱一般需要配制一個外置過濾桶，來凈化水質，其功 率約為10W至35W不等。而本實用新型只需采用一個3. 5W的創(chuàng)星ATMAN至尊 PH-300潛水泵就可以達到同樣的效果，節(jié)能3至IO倍不等。
2. 經濟購置一套傳統(tǒng)的水族箱(尺寸100cmx 30cmx 60cm，包括一個外置 過濾桶)價格在500元至1000元不等，而制作該實用新型的所用費用，價格在 500以內。
3. 水處理效果好經過水質分析實驗證明，裝置運行10天后，COD小于 等于10mg/1,凱氏氮小于0. 5 mg/1,硝酸鹽(以N計)小于8 mg/1,亞硝酸鹽 (以N計)小于0. 06 mg/1。以上重要水質指標均符合《中華人民共和國國家標 準地面水環(huán)境質量標準》中規(guī)定的I類水(水質最好，可做水源地)的標準。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明


圖1是本實用新型所述的水族箱的水處理裝置結構原理示意圖； 圖2是本實用新型所述的水族箱的水處理裝置第一個實施例的結構示意圖 的主^L圖3是在圖2中I一I位置的剖視圖； 圖4是玻璃隔板具體結構的主視圖5是本實用新型所述的水族箱的水處理裝置第一個實施例的結構示意圖 的俯視圖中l(wèi).活性炭，2.玻璃隔板，3.陶瓷環(huán)，4.生化海綿，5.生化球.，6.上 行水流，7.,潛水泵，8.進水管，9.排泥孔，10.擋流板，11.齒形出水堰？ A.物理攔截并生物降解反應器，B.生化處理反應器，C.活性炭吸附反應器，D.沉淀池。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作詳細的描述
參閱
圖1至圖4，針對傳統(tǒng)的水族箱存在的問題。結合常規(guī)水處理技術， 本實用新型按著采用物理攔截并生物降解^硝化細菌硝化處理—活性炭吸附的 水處理流程設計了水族箱和水處理裝置一體化的水族箱的水處理裝置。
水族箱和水族箱的水處理裝置是^f故成一體的，水處理裝置既可以設置在水 族箱的左端，也可以設置在水族箱的右端(實施方式中所提到的是設置在水族 箱的左端)。右邊大的長方形箱體是水族箱(魚缸)，左邊小的長方形箱體是水 處理裝置的箱體。大小箱體皆用玻璃板粘接而成。兩者之間只隔一層水族箱的
玻璃箱壁，水處理裝置的箱體和水族箱四壁、箱底皆用玻璃制作，特別是將水 族箱和水處理裝置的箱體連成一體的前后玻璃箱壁和玻璃箱底皆采用整塊玻璃
(當然能夠用分體玻璃再固定成一體也成)。在水處理裝置的箱體中垂直安裝一 中間玻璃隔板，上(前)面為沉淀池D,下(后)面為水處理裝置三個反應器 的位置，在這個位置上自下而上地設置物理攔截并生物降解反應器A、生化處 理反應器B和活性炭吸附反應器C。也可以說三個反應器是在一個玻璃箱內用 相同的便于拆裝清洗和更換濾料的三塊帶孔的玻璃隔板2隔離而成，在物理攔 截并生物降解反應器A與生化處理反應器B之間的玻璃隔板2的下面放置一層 生化海綿4。物理攔截并生物降解反應器A內裝有可在反應器內懸浮移動的生 化球，生化處理反應器B內裝有為硝化細菌提供一個繁衍場所的陶瓷環(huán)，活性 炭吸附反應器C內裝有用于除去水中的污染物、脫色、過濾凈化液體的活性炭。 在物理攔截并生物降解反應器A和沉淀池D的下方分別設置1個排出污泥用的 排泥孔9。物理攔截并生物降解反應器A的下方與水族箱中的潛水泵7的進水 管8接通，即需要過濾的水只能通過潛水泵7首先泵入水處理裝置中的物理攔 截并生物降解反應器A的下方，然后依次經過生化處理反應器B和活性炭吸附 反應器C。在沉淀池D內并靠近三個反應器的位置垂直設置一個用于改變水流 運動方向的擋流板10。在沉淀池D的上方即沉淀池D與水族箱(魚缸)相鄰的 玻璃箱壁的上邊設置有齒形出水堰11,處理后的水將由齒形出水堰11返回魚 釭主體。 實施例
1. 水族箱(魚缸)主體部分
魚缸主體長I^900mtn，寬B=300mm,有效水深h-450腿，超高100mm,總高度 H=450+150=600mm。
水族箱設計有效容積(加水體積)V=L*B*h=900mm x 300mm x 450mm=0. 1215m3。
2. 水處理裝置部分該部分由三個反應器組成，由下至上容積分別為 V,250mmx 150mm x 150mm=0. 005625 m3， V2=250mmx 150mm x 150mm=0. 005625 in3, V3-250mmx 150mm x 150mm=0. 005625 m3,水處理裝置總容積V-V,+V2+V^0. 005625 m3 +0.005625 m3 +0. 005625 m3 =0. 016875m3。此部分容積約為魚缸容積的0. 14 。 擋流板10與三個反應器的距離為30mm， 沉淀池D的長、寬為250mm、 150mm。3. 連接裝置進水管與出水管皆采用聚氯乙烯管，即PVC管，PVC的本質是一種真空吸 塑膜。選擇硬PVC管，因其不含柔軟劑，因此柔韌性好，易成型，不易脆，無 毒無污染，保存時間長，而且耐腐蝕性強。本裝置所釆用的PVC管的管徑為15ran， 長1200mm。4. 動力裝置潛水泵采用創(chuàng)星ATMAN至尊PH-300潛水泵，電源220V/50Hz，功率5. 5W, 揚程G.8米，流量360L/H,尺寸7x5x4 (長、高、厚，單位厘米)。水力校核PVC進水管內水流流速為9. lm/s。水在三層反應器(由下至 上)的停留時間分別為，61. 3秒，61. 3秒，61. 3秒，總停留時間(理想狀態(tài)下) 為3分4秒。實際填裝濾料后，實測的停留時間為5分鐘。估算缸體內全部水 更新一次的時間為35分42秒。水族箱的水處理裝置的工作原理1.物理攔截并生物降解反應器的工作過程此過程是裝置中最重要的組成部分，也是我們研究和改進的核心。優(yōu)質的 物理過濾效果，可^f吏水中無明顯懸浮物存在，讓水變得清澈透明。以往的物理 過濾主要通過過濾海綿的物理攔截作用去除水中魚類的食物殘渣和代謝廢物等 有機顆粒，這種單純的物理攔截往往在初期是很有效果的，但幾天之后，大量 沉積在過濾海綿上的廢物會降低過濾海綿的滲透性，直至使水幾乎無法滲透。 研究發(fā)現(xiàn)，自然環(huán)境(在水)中存在一些菌類，可以高效快速的降解水中的有 機顆粒廢物，并可以在碳、氮、磷摩爾比小于100: 5: 1的條件下，將多余的 氮轉化為銨。因此(1)首先由可以附著生物膜的生化海綿將水中的魚類糞便、食物殘渣等有 機廢物攔截在第 一個反應器中；(2 )然后同樣也附著了生物膜的生化球在反應器內懸浮移動，降解有機顆 粒物，同時又可以將顆粒有機物中多余的氮轉化為銨，使之成為—F—階段生化處理中硝化細菌的代謝氮源，然后由硝化細菌產生水中藻類和水草所需的硝酸 鹽氮，從而達到一個"綠色環(huán)保"的循環(huán)流程。經物理攔截并生物細菌降解的 共同作用，不僅可以減少清洗和更換過濾海綿的麻煩，而且能夠增強過濾系統(tǒng) 的自動化和處理效果。2. 生化處理反應器的工作過程水中存在著硝化細菌(當然，為了快速增加水中硝化細菌的量可以投放一 些硝化細菌)。而水中存在的有毒物質主要是NH/及NOr，這兩種有毒的物質可 由硝化細菌所消耗，并生成無毒性的N03—， N03 —又是藻類的最佳氮肥，能被水 族箱中的藻類所吸收及同化。如果硝化細菌缺乏，水中的NH/含量將急速增力口， 使魚有致死的危險。這便是大多數(shù)魚類死亡的癥結所在。從池水的生態(tài)學觀點 來說，我們是無法防止NH/的產生的，但是卻可以采用人工強化的方法，設法 提高硝化細菌的數(shù)量。硝化細菌是異養(yǎng)需氧菌，可以在有氧的條件下，以水中 對魚類有害的NH/為氮源，以02為電子受體，通過亞硝化和硝化反應將冊4+轉 化為水草和其它水生植物的代謝氮源一一N03 —，也同時降低了水中BODs等。只 要這類細菌的數(shù)量足夠，它們就會很自然地消耗掉每天產生的冊4+，使NH/不 會在水中大量的累積下來。硝化細菌發(fā)揮作用的關鍵是保證其種群的優(yōu)勢，因此，要為它們塑造一個 理想的繁殖場所。硝化細菌在繁衍過程中，有附著于固定物外表的傾向，若能 在水中安置一些表面積大的多空隙固定物質供其附著，它就能迅速地附著在這 些固定物的表面上，并開始增殖，形成生物膜。然而，要在水族箱中安置固定 物通常是不可行的，理由是這種方式可能會阻礙魚類的活動。比較可行的處理 方式是在水處理裝置中安置陶瓷環(huán)，陶瓷環(huán)這種產品是專門為硝化細菌提供一 個繁衍場所而設計的，它有很大的表面積可供硝化細菌附著。硝化細菌依附在 陶資環(huán)上進行硝化活動，使過濾水中的NH/及N02、皮硝化細菌所消耗。此工作過程可使7jc質改善，使魚類有更好的生存環(huán)境。在為期4個月的實 驗運行中我們測定，長期穩(wěn)定的運行，在陶瓷環(huán)中還存有少量的反硝化細菌。 其可將硝化過程產生的N(V還原為N2從水中逸出，從而形成一個穩(wěn)定的氮循環(huán) 系統(tǒng)。3. 活性碳吸附反應器的工作過程此處填料為活性炭。活性炭主要用于除去水中的污染物、脫色、過濾凈化 液體等。目前活性炭在水處理在技術中揮著越來越大的作用。本實驗選用以椰 子殼為的原料制造的活性炭，因為在同等條件下，它有著最大的比表面，吸附 水中一些金屬離子和^UI、懸浮物的效果就更好。應用活性炭作為水處理裝置的 末端處理部分，希望能更加提高水處理裝置的處理效果，使水質更加清澈透明。水處理裝置正常工作時，潛水泵7將水族箱(魚缸)中待處理的水泵入水處理裝置中，水流由下至上地流動，當水流由下至上依次流經三個反應器后(水 在三個反應器中的過濾過程前面已分別詳細敘述過，此處不在贅述)，會在活性炭吸附反應器C形成漫溢，最終在擋流板10的作用下水流改變運動方向，下行 進入沉淀池D。設立沉淀池的目的在于，考慮到水經三層反應器處理之后仍有 細小雜質無法去除，在水流擋流板10的作用下下行至沉淀池D的底部時，又會 改變運行方向，繼而向上。在改變方向的過程中，在離心力的作用下，雜質將 會沉淀在沉淀池D的底部，積累一定量之后，打開沉淀池D左下角的排泥口 9， 就可以將沉淀的雜質排走。在沉淀池D中的短暫停留，處理后的水將由齒形出 水堰11返回水族箱(魚缸)的主體。
權利要求1. 一種水族箱的水處理裝置，其特征是位于水族箱的一端并和水族箱做成一體的水處理裝置主要由自下而上地設置的物理攔截并生物降解反應器(A)、生化處理反應器(B)、活性炭吸附反應器(C)與一個和三個反應器只隔一層玻璃隔板的沉淀池(D)組成；三個反應器是在一個玻璃箱內用相同的便于拆裝清洗和更換濾料的三塊帶孔的玻璃隔板(2)隔離而成，在物理攔截并生物降解反應器(A)與生化處理反應器(B)之間的玻璃隔板(2)的下面放置一層生化海綿(4)，在物理攔截并生物降解反應器(A)和沉淀池(D)的下方分別設置1個排出污泥用的排泥孔(9)，物理攔截并生物降解反應器(A)的下方與水族箱中的潛水泵(7)的進水管(8)接通，在沉淀池(D)內并靠近三個反應器的位置垂直設置一個用于改變水流方向的擋流板(10)。
2. 按照權利要求1所述的水族箱的水處理裝置，其特征是物理攔截并生物 降解反應器(A)內裝有可在反應器內懸浮移動的生化球，生化處理反應器(B) 內裝有為硝化細菌提供一個繁衍場所的陶瓷環(huán)，活性炭吸附反應器(C)內裝有 用于除去水中的污染物、脫色、過濾凈化液體的活性炭。
3. 按照權利要求1或2所述的水族箱的水處理裝置，其特征是所述的位于 水族箱的一端并和水族箱做成一體的水處理裝置是指水族箱的水處理裝置能 夠設置在水族箱的左端或者是右端，兩者之間只隔一層水族箱的玻璃箱壁，水 族箱的水處理裝置和水族箱四壁、箱底與中間隔板皆用玻璃制作，特別是將水 族箱和水族箱的水處理裝置連成一體的前后玻璃箱壁和玻璃箱底皆采用整塊玻 璃。
專利摘要本實用新型公開了一種水族箱的水處理裝置?？朔V料使用周期短，易堵塞，連接管路長，動力消耗大的問題。位于水族箱一端并和水族箱做成一體的水處理裝置主要由自下而上設置的裝有可在反應器內懸浮移動的生化球的物理攔截并生物降解反應器、裝有為硝化細菌提供繁衍場所的陶瓷環(huán)的生化處理反應器、主要裝有用于除去水中的污染物、脫色、過濾凈化液體的活性炭的活性炭吸附反應器與一個沉淀池組成。三個反應器是在一個玻璃箱內用用便于拆裝清洗和更換濾料的三塊帶孔的玻璃隔板隔離而成，在物理攔截并生物降解反應器和沉淀池下方各設1排泥孔，物理攔截并生物降解反應器下方與水族箱中潛水泵進水管接通，沉淀池內并靠近三個反應器的位置裝一個擋流板。
文檔編號A01K63/04GK201286292SQ2008200726
公開日2009年8月12日 申請日期2008年10月30日 優(yōu)先權日2008年10月30日
發(fā)明者猛 孫, 張寶鋒, 董莉莉, 黃繼國 申請人:吉林大學