一種循環水產養殖工藝及系統的制作方法

本發明涉及水產養殖領域，具體涉及一種循環水產養殖工藝及系統。

背景技術：

為提高生產效益和實現環保，循環水產養殖系統應運而生，主要工藝包括機械過濾、生物處理、增氧、消毒等。國內智能化控制應用程度不高，工藝中機械設備應用情況也不理想，水質得不到良好控制時往往采用藥物控制，使得藥物殘留超標，引發食品安全問題。國際多采用智能化控制，整個工藝全部機械化，引入國內使用，除設備投資及運營費用高昂外，管理費用也較高；有的工藝中還結合水培生產蔬菜，但是在國內市場達不到相應的銷售價格而不能得到良好的推廣與應用。針對上述問題，開發一種適合我國國情的循環水產養殖系統勢在必行。

技術實現要素：

本發明的目的是針對上述現有技術中的不足，提供一種循環水產養殖工藝及系統。

根據本發明的第一方面，提供一種循環水產養殖系統(裝置)，包括養殖單元、過濾單元、生物反應單元、脫氣單元、植物凈化單元、增氧消毒單元、給排水單元以及智能控制單元；所述養殖單元、過濾單元、生物反應單元、脫氣單元、植物凈化單元、增氧消毒單元通過給排水單元的管路依次連接形成循環系統；其中，

所述養殖單元包括養殖池，養殖池設有進水裝置、底排水和上排水，底排水和上排水連接給排水單元的排水管道，養殖池底部設置加溫裝置；

所述過濾單元包括微濾機，與養殖池的排水管道連接；

所述生物反應單元包括生物反應池、氣浮系統、微納米氣泡生物增氧裝置；

所述脫氣單元包括脫氣池，脫氣池中設置有介質和曝氣盤；

所述植物凈化單元包括水培和基質培兩部分，水培植物凈化單元設置在脫氣單元與增氧消毒單元之間，接收來自脫氣單元的水體進行凈化；基質培植物凈化單元設置在過濾單元與水培植物凈化單元之間，接收來自過濾單元的水體進行凈化。

所述增氧消毒單元包括集水池，所述集水池包括獨立的a池、b池和c池并順次相連；a池與植物凈化單元相連，c池與養殖池相連；a池設置微納米臭氧氣泡水產消毒裝置和紫外線消毒器，b池設置臭氧去除裝置，c池設置微納米氣泡水產增氧裝置；

所述智能控制單元包括軟件控制程序、pc終端、plc控制箱和電控柜。

進一步地，還包括降解單元，接收來自微濾機過濾后含顆粒物的污水，所述降解單元包括沉淀池和降解池。

進一步地，還包括濕地凈化單元，所述濕地凈化單元接收來自降解單元的水體，所述濕地為潛流型，包括基質、濕地植物和微生物。

進一步地，還包括自動投飼機，與養殖池連接，包括控制器、驅動系統、儲料罐和投喂器。

進一步地，還包括自動收獲分級單元，與養殖池連接，包括自動收獲機、分級篩選機和鮮儲箱，所述自動收獲機包括控制器、動力泵和魚水輸送軟管。

根據本發明的第二方面，提供一種循環水產養殖工藝(方法)，包括以下步驟：

(1)將養殖池、微濾機、生物反應單元、植物凈化單元、集水池通過給排水管路連接成循環回路；其中在生物反應單元中設置微納米氣泡生物增氧裝置；集水池包括獨立的a池、b池和c池并順次相連；a池與植物凈化單元相連，c池與養殖池相連；a池設置微納米臭氧氣泡水產消毒裝置和紫外線消毒器，b池設置臭氧去除裝置，c池設置微納米氣泡水產增氧裝置；

(2)向養殖池中投入水產苗種，通過設置在養殖池底部的加熱裝置控制水溫；通過自動投飼機自動向養殖池中投放飼料和益生菌；

(3)將養殖池中的水抽到微濾機中進行過濾，過濾后不含顆粒物的水體一部分進入生物反應單元進行反應，反應后的水體經脫氣單元脫氣后進入水培植物凈化單元進行凈化，另一部分進入基質培植物凈化單元進行凈化后再進入水培植物凈化單元進行凈化；

(4)經水培植物凈化單元凈化后的水體進入集水池，進行微納米臭氧氣泡水消毒、紫外線消毒、調節ph后，再經微納米氣泡水增氧后返回到養殖池中；

(5)采用自動收獲分級單元收獲養殖池中的水產，收獲后經過分級篩選機，不同規格的水產進入相應的鮮儲箱，重量不達標的水產將被放回養殖池再飼養一段時間。

進一步地，將微濾機過濾后收集的含顆粒物污水進行沉淀，上層污水進入濕地凈化單元，經過濕地凈化有效降低了氨氮離子濃度，凈化后的水體重新循環利用或作為灌溉水源使用；下層沉淀物進入降解池中降解，在降解池中設置蚯蚓和微生物以降解顆粒物轉化成有機肥。

進一步地，新水補給通過集水池進行微納米臭氧氣泡水消毒、紫外線消毒、調節ph、微納米氣泡水增氧后再進入養殖池。

進一步地，通過智能控制單元自動控制循環回路中的給排水、溫度、ph、增氧、消毒、投飼。

本發明的有益效果是：養殖池便于安裝、拆卸移動和重復利用，便于排污清理及獨立控制溫度；微納米氣泡曝氣技術增氧效果好，提高微生物的細胞生物活性，提高養殖密度；微納米臭氧氣泡和紫外線協同消毒效果提高，減少用藥，保證食品安全；自動收獲分級系統，避免損傷感染；給排水、溫度、ph、增氧、消毒、投飼實現自動化，節約勞動力；污水處理后可用于灌溉或進入系統循環利用，污泥變為有機肥料，形成封閉式生態鏈，實現零排放，節水、節能、環保。

附圖說明

圖1是本發明的工藝流程圖；

圖2是本發明的系統示意圖；

圖3是本發明的生物反應單元和脫氣單元示意圖；

圖4是本發明的水培植物凈化單元示意圖；

圖5是本發明的基質培植物凈化單元示意圖；

圖6是本發明的集水池示意圖；

圖7是本發明的智能控制單元示意圖。

其中，1-養殖池，2-微濾機，3-生物反應池，4-脫氣池，5-水培植物凈化單元，6-基質培植物凈化單元，7-集水池，8-沉淀池，9-降解池，10-濕地凈化單元，11-水泵，12-自動投飼機，13-自動收獲分級系統，14-加熱裝置，15-微納米氣泡生物增氧裝置，16-氣浮系統，17-微納米臭氧氣泡水產消毒裝置，18-紫外線消毒器，19-臭氧去除裝置，20-微納米氣泡水產增氧裝置，21-臭氧在線監測儀，22-溶解氧在線監測儀，23-ph在線監測儀，24-溫度在線監測儀，25-新水補給單元，26-曝氣盤，27-微納米氣泡曝氣器，28-懸浮式填料，29-固定式填料，30-介質，31-硬質海綿介質，32-定植板，33-定植孔，34-定值綿，35-植物，36-水培槽，37-陶粒基質，38-牡蠣殼，39-智能控制單元，40-給排水單元，41-節水灌溉單元。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。若未特別指明，實施例中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段，所用原料均為市售商品。

實施例：循環水養魚工藝及系統

循環水養殖工藝及系統分別如圖1和圖2所示，該系統包括養殖池1、微濾機2、生物反應池3、脫氣池4、水培植物凈化單元5、基質培植物凈化單元6、集水池7、沉淀池8、降解池9、濕地凈化單元10、水泵11、自動投飼機12、自動收獲分級單元13、新水補給單元25、智能控制單元39、給排水單元40、節水灌溉單元41。所述養殖池1、微濾機2、生物反應池3、脫氣池4、水培植物凈化單元5、基質培植物凈化單元6、集水池7和水泵11通過給排水單元40的管路連接形成封閉回路系統。

所述的養殖池1采用玻璃鋼、水泥預制板或pp板拼接，養殖池1設有進水裝置、底排水和上排水，池體為正n邊形(n≥6)或圓形，池底呈錐形，池底中心設置排水孔，排水孔上方設置水位調節管，底排水和上排水連接給排水單元40的排水管道；養殖池1底部設置加溫裝置14。這樣設置的有益效果是：養殖池便于安裝、拆卸移動和重復利用；進水裝置使水進入養魚池以一定的流速噴出，在正多邊形養魚池形成漩渦流動，一方面便于顆粒雜質沉積到錐形池底利于排放，另一方面魚類等逆流游動更易于呼吸氧氣；養殖池隨著邊數增多，相鄰兩壁的角度增大，一方面流速增大，另一方面角落存留的顆粒物更容易清理；底排水利于糞便殘餌等顆粒物沉積排放，上排水利于懸浮雜質的排放；各養殖池根據品種可以獨立調節溫度；投放益生菌，調節水質。

所述的微濾機2采用轉鼓式微濾機，微孔篩網50-120微米，過濾的顆粒物通過給排水單元管道收集后進一步處理，轉鼓式微濾機設置有自動淋洗裝置。這樣設置的有益效果是：經轉鼓式微濾機過濾后，顆粒物分離徹底，自動淋洗裝置及時清潔微孔篩網，避免堵塞。

還參見圖3，所述的生物反應池3與水泵11相連，生物反應池3與脫氣池4鄰接。經微濾機2過濾后不含顆粒物的水體進入生物反應池3進行凈化。生物反應池3中設置有懸浮式填料28和固定式填料29兩部分，微納米氣泡生物增氧裝置15和氣浮系統16與生物反應池3連接，微納米氣泡曝氣器27、曝氣盤26均設置在懸浮式填料28單元。氣浮系統16與曝氣盤26相連，使懸浮式填料28始終翻滾懸浮于水中，并具有一定的增氧作用。微納米氣泡生物增氧裝置15與微納米氣泡曝氣器27相連，曝氣產生微納米氣泡進行增氧，溶解氧10-20mg/l。這樣設置的有益效果是：在常規曝氣基礎上增加微納米氣泡增氧技術，微納米氣泡比表面積大、氣體溶解效率高，為微生物提供充足的溶解氧、促進細胞生物活性。

脫氣池4中設置有介質30和曝氣盤26，其中曝氣盤26與氣浮系統16連接。這樣設置的有益效果是：經生物反應單元處理的水體流經介質30進行切割，再經曝氣盤26鼓風吹脫，迫使co2和h2s等不利氣體逸出。

參見圖4和圖5，植物凈化單元包括水培和基質培兩部分，基質培植物凈化單元6與水泵11相連，接收來自過濾單元的水體進行凈化，主要包括水培槽36、陶粒基質37、凈化植物35。水培植物凈化單元5接收來自脫氣池4和基質培植物凈化單元6的水體進行凈化，主要包括水培槽36、定植板32、硬質海綿介質31、定植孔33、定植綿34和凈化植物35，硬質海綿介質31設置于定植槽36中并避開定植孔33，便于微生物附著繁殖。所述凈化植物35包括但不限于：水芹、水雍菜、生菜、香蒲、美人蕉、大薸、鳳眼蓮、金魚藻。這樣設置的有益效果是：基質培植物凈化單元具有生物反應單元功能，可減輕生物反應單元的負載；植物吸收水體中富含的氮磷等營養元素，微生物在硬質海綿介質和陶粒基質繁殖并凈化水質；同時收獲蔬菜可以增加經濟效益。

參見圖6，經植物凈化的水體通過水泵11進入集水池7進行消毒、增氧及調節ph。集水池7包括獨立的a池、b池和c池并順次相連，a池與水培植物凈化單元5和新水補給單元25相連，c池與養殖池1相連。a池設置微納米臭氧氣泡水產消毒裝置17、微納米氣泡曝氣器27和紫外線消毒器18，微納米臭氧氣泡水產消毒裝置17和微納米氣泡曝氣器27相連，曝氣產生微納米臭氧氣泡水，控制臭氧濃度1-2mg/l，再流經紫外線消毒器18協同消毒。b池均勻布置臭氧去除裝置19，將消毒后殘余的臭氧去除，通過臭氧在線監測儀21監控臭氧濃度小于0.06mg/l。c池設置微納米氣泡水產增氧裝置20、微納米氣泡曝氣器27、溶解氧在線監測儀22、ph在線監測儀23和牡蠣殼38(或珊瑚骨、火山石)，微納米氣泡水產增氧裝置20和微納米氣泡曝氣器27相連，曝氣產生微納米氣泡進行增氧，通過溶解氧在線監測儀22監控溶解氧濃度保持在8-10mg/l。這樣設置的有益效果是：微納米氣泡比表面積大、氣體溶解效率高、氣泡具有緩釋效果、表面帶電，微納米氣泡可以氧化去除金屬離子，并對管道有清潔作用；a池經過微納米氣泡臭氧和紫外線協同消毒，殺菌能力增強；b池去除殘余臭氧；c池經微納米氣泡增氧，迅速提高水體中溶解氧含量，牡蠣殼調節水質ph速度快、效率高、安全性極佳，微納米氣泡在ph調節時具有良好的輔助混勻效果以及清潔牡蠣殼的作用。

參見圖7，智能控制單元39包括軟件控制程序、pc終端、plc控制箱、電控柜、給排水控制器、溶解氧在線監測儀、臭氧在線監測儀、溫度在線監測儀、ph在線監測儀、投飼機控制器等。這樣設置的有益效果是：系統自動化運行，節約勞動力，實現遠程監測和控制，便于采集數據分析。

再參見圖1和圖2，所述降解單元接收來自微濾機過濾后含顆粒物的污水，包括沉淀池8和降解池9，沉淀池8為圓形錐底并設置排污泵；排污泵將顆粒污泥排放到降解池9；降解池9中設置了蚯蚓和微生物以降解顆粒物轉化成有機肥。這樣設置的有益效果是：將顆粒物轉化為有機肥，實現整個工藝系統零排放。

濕地凈化單元10接收來自降解單元的水體，所述濕地為潛流型，包括基質、濕地植物、微生物，基質材料由下到上分別為礫石層、煤灰渣層、沙粒層，濕地植物包括但不限于蘆葦、香蒲、美人蕉、大薸、水雍菜、鳳眼蓮、金魚藻。這樣設置的有益效果是：水體經過濕地凈化有效降低了氨氮等離子濃度，凈化后的水體可以作為灌溉水源使用。

自動投飼機12包括控制器、驅動系統、儲料罐、投喂器。這樣設置的有益效果是：自動投飼機可節約勞動力，提高效率。

收獲分級單元13包括自動收獲機、分級篩選機和鮮儲箱，所述自動收獲機包括控制器、動力泵和魚水輸送軟管。這樣設置的有益效果是：收獲時魚隨水流入管道，避免魚受傷感染；收獲后經過分級篩選機，不同規格的魚進入相應的鮮儲箱，重量不達標的魚將被放回養魚池再飼養一段時間。

給排水單元40包括進水管道、排水管道、輸水渠道、電磁閥等，連接系統中各單元進行給排水。

節水灌溉單元41與濕地凈化單元10、集水池c池相連。這樣設置的有益效果是：經濕地凈化后的水體仍含一定營養成分，可作為肥水灌溉作物，減少肥料使用量；經消毒、增氧、調節ph后的優質水源用于灌溉，可促進生長。

本文中，微納米氣泡是指直徑小于或等于50μm的極端微小的氣泡，與普通的微小氣泡相比，其在水中上升緩慢，能夠在水中停留更長的時間，并且微納米氣泡會自我壓縮，溶解在水中，所以其在水中具有很高的溶解度。微納米氣泡具備自增壓，帶負電荷和強氧化性的自由基等特性。

應當指出，以上所述具體實施方式可以使本領域的技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發明要求保護的范圍。