本發(fā)明涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域，具體涉及一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖工藝及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

為提高生產(chǎn)效益和實(shí)現(xiàn)環(huán)保，循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，主要工藝包括機(jī)械過濾、生物處理、增氧、消毒等。國內(nèi)智能化控制應(yīng)用程度不高，工藝中機(jī)械設(shè)備應(yīng)用情況也不理想，水質(zhì)得不到良好控制時(shí)往往采用藥物控制，使得藥物殘留超標(biāo)，引發(fā)食品安全問題。國際多采用智能化控制，整個(gè)工藝全部機(jī)械化，引入國內(nèi)使用，除設(shè)備投資及運(yùn)營費(fèi)用高昂外，管理費(fèi)用也較高；有的工藝中還結(jié)合水培生產(chǎn)蔬菜，但是在國內(nèi)市場(chǎng)達(dá)不到相應(yīng)的銷售價(jià)格而不能得到良好的推廣與應(yīng)用。針對(duì)上述問題，開發(fā)一種適合我國國情的循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)勢(shì)在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖工藝及系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)(裝置)，包括養(yǎng)殖單元、過濾單元、生物反應(yīng)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(yǎng)殖單元、過濾單元、生物反應(yīng)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(huán)系統(tǒng)；其中，

所述養(yǎng)殖單元包括養(yǎng)殖池，養(yǎng)殖池設(shè)有進(jìn)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(yǎng)殖池底部設(shè)置加溫裝置；

所述過濾單元包括微濾機(jī)，與養(yǎng)殖池的排水管道連接；

所述生物反應(yīng)單元包括生物反應(yīng)池、氣浮系統(tǒng)、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(shè)置有介質(zhì)和曝氣盤；

所述植物凈化單元包括水培和基質(zhì)培兩部分，水培植物凈化單元設(shè)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(jìn)行凈化；基質(zhì)培植物凈化單元設(shè)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(jìn)行凈化。

所述增氧消毒單元包括集水池，所述集水池包括獨(dú)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(yǎng)殖池相連；a池設(shè)置微納米臭氧氣泡水產(chǎn)消毒裝置和紫外線消毒器，b池設(shè)置臭氧去除裝置，c池設(shè)置微納米氣泡水產(chǎn)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(jìn)一步地，還包括降解單元，接收來自微濾機(jī)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(jìn)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(zhì)、濕地植物和微生物。

進(jìn)一步地，還包括自動(dòng)投飼機(jī)，與養(yǎng)殖池連接，包括控制器、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、儲(chǔ)料罐和投喂器。

進(jìn)一步地，還包括自動(dòng)收獲分級(jí)單元，與養(yǎng)殖池連接，包括自動(dòng)收獲機(jī)、分級(jí)篩選機(jī)和鮮儲(chǔ)箱，所述自動(dòng)收獲機(jī)包括控制器、動(dòng)力泵和魚水輸送軟管。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種循環(huán)水產(chǎn)養(yǎng)殖工藝(方法)，包括以下步驟：

(1)將養(yǎng)殖池、微濾機(jī)、生物反應(yīng)單元、植物凈化單元、集水池通過給排水管路連接成循環(huán)回路；其中在生物反應(yīng)單元中設(shè)置微納米氣泡生物增氧裝置；集水池包括獨(dú)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(yǎng)殖池相連；a池設(shè)置微納米臭氧氣泡水產(chǎn)消毒裝置和紫外線消毒器，b池設(shè)置臭氧去除裝置，c池設(shè)置微納米氣泡水產(chǎn)增氧裝置；

(2)向養(yǎng)殖池中投入水產(chǎn)苗種，通過設(shè)置在養(yǎng)殖池底部的加熱裝置控制水溫；通過自動(dòng)投飼機(jī)自動(dòng)向養(yǎng)殖池中投放飼料和益生菌；

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

(4)經(jīng)水培植物凈化單元凈化后的水體進(jìn)入集水池，進(jìn)行微納米臭氧氣泡水消毒、紫外線消毒、調(diào)節(jié)ph后，再經(jīng)微納米氣泡水增氧后返回到養(yǎng)殖池中；

(5)采用自動(dòng)收獲分級(jí)單元收獲養(yǎng)殖池中的水產(chǎn)，收獲后經(jīng)過分級(jí)篩選機(jī)，不同規(guī)格的水產(chǎn)進(jìn)入相應(yīng)的鮮儲(chǔ)箱，重量不達(dá)標(biāo)的水產(chǎn)將被放回養(yǎng)殖池再飼養(yǎng)一段時(shí)間。

進(jìn)一步地，將微濾機(jī)過濾后收集的含顆粒物污水進(jìn)行沉淀，上層污水進(jìn)入濕地凈化單元，經(jīng)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(huán)利用或作為灌溉水源使用；下層沉淀物進(jìn)入降解池中降解，在降解池中設(shè)置蚯蚓和微生物以降解顆粒物轉(zhuǎn)化成有機(jī)肥。

進(jìn)一步地，新水補(bǔ)給通過集水池進(jìn)行微納米臭氧氣泡水消毒、紫外線消毒、調(diào)節(jié)ph、微納米氣泡水增氧后再進(jìn)入養(yǎng)殖池。

進(jìn)一步地，通過智能控制單元自動(dòng)控制循環(huán)回路中的給排水、溫度、ph、增氧、消毒、投飼。

本發(fā)明的有益效果是：養(yǎng)殖池便于安裝、拆卸移動(dòng)和重復(fù)利用，便于排污清理及獨(dú)立控制溫度；微納米氣泡曝氣技術(shù)增氧效果好，提高微生物的細(xì)胞生物活性，提高養(yǎng)殖密度；微納米臭氧氣泡和紫外線協(xié)同消毒效果提高，減少用藥，保證食品安全；自動(dòng)收獲分級(jí)系統(tǒng)，避免損傷感染；給排水、溫度、ph、增氧、消毒、投飼實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，節(jié)約勞動(dòng)力；污水處理后可用于灌溉或進(jìn)入系統(tǒng)循環(huán)利用，污泥變?yōu)橛袡C(jī)肥料，形成封閉式生態(tài)鏈，實(shí)現(xiàn)零排放，節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖；

圖3是本發(fā)明的生物反應(yīng)單元和脫氣單元示意圖；

圖4是本發(fā)明的水培植物凈化單元示意圖；

圖5是本發(fā)明的基質(zhì)培植物凈化單元示意圖；

圖6是本發(fā)明的集水池示意圖；

圖7是本發(fā)明的智能控制單元示意圖。

其中，1-養(yǎng)殖池，2-微濾機(jī)，3-生物反應(yīng)池，4-脫氣池，5-水培植物凈化單元，6-基質(zhì)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(dòng)投飼機(jī)，13-自動(dòng)收獲分級(jí)系統(tǒng)，14-加熱裝置，15-微納米氣泡生物增氧裝置，16-氣浮系統(tǒng)，17-微納米臭氧氣泡水產(chǎn)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(chǎn)增氧裝置，21-臭氧在線監(jiān)測(cè)儀，22-溶解氧在線監(jiān)測(cè)儀，23-ph在線監(jiān)測(cè)儀，24-溫度在線監(jiān)測(cè)儀，25-新水補(bǔ)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(zhì)，31-硬質(zhì)海綿介質(zhì)，32-定植板，33-定植孔，34-定值綿，35-植物，36-水培槽，37-陶?；|(zhì)，38-牡蠣殼，39-智能控制單元，40-給排水單元，41-節(jié)水灌溉單元。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所用原料均為市售商品。

實(shí)施例：循環(huán)水養(yǎng)魚工藝及系統(tǒng)

循環(huán)水養(yǎng)殖工藝及系統(tǒng)分別如圖1和圖2所示，該系統(tǒng)包括養(yǎng)殖池1、微濾機(jī)2、生物反應(yīng)池3、脫氣池4、水培植物凈化單元5、基質(zhì)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(dòng)投飼機(jī)12、自動(dòng)收獲分級(jí)單元13、新水補(bǔ)給單元25、智能控制單元39、給排水單元40、節(jié)水灌溉單元41。所述養(yǎng)殖池1、微濾機(jī)2、生物反應(yīng)池3、脫氣池4、水培植物凈化單元5、基質(zhì)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(tǒng)。

所述的養(yǎng)殖池1采用玻璃鋼、水泥預(yù)制板或pp板拼接，養(yǎng)殖池1設(shè)有進(jìn)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(shè)置排水孔，排水孔上方設(shè)置水位調(diào)節(jié)管，底排水和上排水連接給排水單元40的排水管道；養(yǎng)殖池1底部設(shè)置加溫裝置14。這樣設(shè)置的有益效果是：養(yǎng)殖池便于安裝、拆卸移動(dòng)和重復(fù)利用；進(jìn)水裝置使水進(jìn)入養(yǎng)魚池以一定的流速噴出，在正多邊形養(yǎng)魚池形成漩渦流動(dòng)，一方面便于顆粒雜質(zhì)沉積到錐形池底利于排放，另一方面魚類等逆流游動(dòng)更易于呼吸氧氣；養(yǎng)殖池隨著邊數(shù)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(zhì)的排放；各養(yǎng)殖池根據(jù)品種可以獨(dú)立調(diào)節(jié)溫度；投放益生菌，調(diào)節(jié)水質(zhì)。

所述的微濾機(jī)2采用轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)，微孔篩網(wǎng)50-120微米，過濾的顆粒物通過給排水單元管道收集后進(jìn)一步處理，轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)設(shè)置有自動(dòng)淋洗裝置。這樣設(shè)置的有益效果是：經(jīng)轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)過濾后，顆粒物分離徹底，自動(dòng)淋洗裝置及時(shí)清潔微孔篩網(wǎng)，避免堵塞。

還參見圖3，所述的生物反應(yīng)池3與水泵11相連，生物反應(yīng)池3與脫氣池4鄰接。經(jīng)微濾機(jī)2過濾后不含顆粒物的水體進(jìn)入生物反應(yīng)池3進(jìn)行凈化。生物反應(yīng)池3中設(shè)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(tǒng)16與生物反應(yīng)池3連接，微納米氣泡曝氣器27、曝氣盤26均設(shè)置在懸浮式填料28單元。氣浮系統(tǒng)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(chǎn)生微納米氣泡進(jìn)行增氧，溶解氧10-20mg/l。這樣設(shè)置的有益效果是：在常規(guī)曝氣基礎(chǔ)上增加微納米氣泡增氧技術(shù)，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(jìn)細(xì)胞生物活性。

脫氣池4中設(shè)置有介質(zhì)30和曝氣盤26，其中曝氣盤26與氣浮系統(tǒng)16連接。這樣設(shè)置的有益效果是：經(jīng)生物反應(yīng)單元處理的水體流經(jīng)介質(zhì)30進(jìn)行切割，再經(jīng)曝氣盤26鼓風(fēng)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(zhì)培兩部分，基質(zhì)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(jìn)行凈化，主要包括水培槽36、陶?；|(zhì)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(zhì)培植物凈化單元6的水體進(jìn)行凈化，主要包括水培槽36、定植板32、硬質(zhì)海綿介質(zhì)31、定植孔33、定植綿34和凈化植物35，硬質(zhì)海綿介質(zhì)31設(shè)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(shè)置的有益效果是：基質(zhì)培植物凈化單元具有生物反應(yīng)單元功能，可減輕生物反應(yīng)單元的負(fù)載；植物吸收水體中富含的氮磷等營養(yǎng)元素，微生物在硬質(zhì)海綿介質(zhì)和陶?；|(zhì)繁殖并凈化水質(zhì)；同時(shí)收獲蔬菜可以增加經(jīng)濟(jì)效益。

參見圖6，經(jīng)植物凈化的水體通過水泵11進(jìn)入集水池7進(jìn)行消毒、增氧及調(diào)節(jié)ph。集水池7包括獨(dú)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(bǔ)給單元25相連，c池與養(yǎng)殖池1相連。a池設(shè)置微納米臭氧氣泡水產(chǎn)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(chǎn)消毒裝置17和微納米氣泡曝氣器27相連，曝氣產(chǎn)生微納米臭氧氣泡水，控制臭氧濃度1-2mg/l，再流經(jīng)紫外線消毒器18協(xié)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(jiān)測(cè)儀21監(jiān)控臭氧濃度小于0.06mg/l。c池設(shè)置微納米氣泡水產(chǎn)增氧裝置20、微納米氣泡曝氣器27、溶解氧在線監(jiān)測(cè)儀22、ph在線監(jiān)測(cè)儀23和牡蠣殼38(或珊瑚骨、火山石)，微納米氣泡水產(chǎn)增氧裝置20和微納米氣泡曝氣器27相連，曝氣產(chǎn)生微納米氣泡進(jìn)行增氧，通過溶解氧在線監(jiān)測(cè)儀22監(jiān)控溶解氧濃度保持在8-10mg/l。這樣設(shè)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(duì)管道有清潔作用；a池經(jīng)過微納米氣泡臭氧和紫外線協(xié)同消毒，殺菌能力增強(qiáng)；b池去除殘余臭氧；c池經(jīng)微納米氣泡增氧，迅速提高水體中溶解氧含量，牡蠣殼調(diào)節(jié)水質(zhì)ph速度快、效率高、安全性極佳，微納米氣泡在ph調(diào)節(jié)時(shí)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(jiān)測(cè)儀、臭氧在線監(jiān)測(cè)儀、溫度在線監(jiān)測(cè)儀、ph在線監(jiān)測(cè)儀、投飼機(jī)控制器等。這樣設(shè)置的有益效果是：系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行，節(jié)約勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制，便于采集數(shù)據(jù)分析。

再參見圖1和圖2，所述降解單元接收來自微濾機(jī)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(shè)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(shè)置了蚯蚓和微生物以降解顆粒物轉(zhuǎn)化成有機(jī)肥。這樣設(shè)置的有益效果是：將顆粒物轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工藝系統(tǒng)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(zhì)、濕地植物、微生物，基質(zhì)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(shè)置的有益效果是：水體經(jīng)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(dòng)投飼機(jī)12包括控制器、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、儲(chǔ)料罐、投喂器。這樣設(shè)置的有益效果是：自動(dòng)投飼機(jī)可節(jié)約勞動(dòng)力，提高效率。

收獲分級(jí)單元13包括自動(dòng)收獲機(jī)、分級(jí)篩選機(jī)和鮮儲(chǔ)箱，所述自動(dòng)收獲機(jī)包括控制器、動(dòng)力泵和魚水輸送軟管。這樣設(shè)置的有益效果是：收獲時(shí)魚隨水流入管道，避免魚受傷感染；收獲后經(jīng)過分級(jí)篩選機(jī)，不同規(guī)格的魚進(jìn)入相應(yīng)的鮮儲(chǔ)箱，重量不達(dá)標(biāo)的魚將被放回養(yǎng)魚池再飼養(yǎng)一段時(shí)間。

給排水單元40包括進(jìn)水管道、排水管道、輸水渠道、電磁閥等，連接系統(tǒng)中各單元進(jìn)行給排水。

節(jié)水灌溉單元41與濕地凈化單元10、集水池c池相連。這樣設(shè)置的有益效果是：經(jīng)濕地凈化后的水體仍含一定營養(yǎng)成分，可作為肥水灌溉作物，減少肥料使用量；經(jīng)消毒、增氧、調(diào)節(jié)ph后的優(yōu)質(zhì)水源用于灌溉，可促進(jìn)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(shí)間，并且微納米氣泡會(huì)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(fù)電荷和強(qiáng)氧化性的自由基等特性。

應(yīng)當(dāng)指出，以上所述具體實(shí)施方式可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。