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双层鱼菜共生型工厂化循环养殖系统

阅读:952发布:2020-12-03

专利汇可以提供双层鱼菜共生型工厂化循环养殖系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种双层 鱼菜共生 型工厂化 循环 水 养殖系统,其包括上下双层设置的喜水 植物 种植装置和鲟鱼养殖装置,在所述鲟鱼养殖装置与喜水植物种植装置的一侧设置微滤装置、 生物 滤器,另一侧设置水质调配池,所述鲟鱼养殖装置输出的水经管道依次进入所述微滤装置及生物滤器,再进入所述喜水植物种植装置,由所述喜水植物种植装置输出的水进入所述水质调配池后,再循环回送至所述鲟鱼养殖装置,形成一个封闭的循环系统。所述养殖系统中还包括养殖系统排污处理装置,所述排污处理装置包括有分别与鲟鱼养殖装置、微滤装置、生物滤器底部连通的 污泥 池,以及与所述污泥池连通的稳定塘和与所述稳定塘连接的 沼气池 。,下面是双层鱼菜共生型工厂化循环养殖系统专利的具体信息内容。

1.一种双层鱼菜共生型工厂化循环养殖系统,其特征在于,其包括上下双层设置的喜水植物种植装置和鲟鱼养殖装置,在所述鲟鱼养殖装置与喜水植物种植装置的一侧设置微滤装置、生物滤器,另一侧设置水质调配池,所述鲟鱼养殖装置输出的水经管道依次进入所述微滤装置及生物滤器,再进入所述喜水植物种植装置,由所述喜水植物种植装置输出的水进入所述水质调配池后,再循环回送至所述鲟鱼养殖装置,形成一个封闭的循环系统。
2.根据权利要求1所述的双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统,其特征在于,所述双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统还包括养殖系统排污处理装置,所述排污处理装置包括分别与所述鲟鱼养殖装置、微滤装置、生物滤器底部连通的污泥池,及与所述污泥池连通的稳定塘。
3.根据权利要求1所述的双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统,其特征在于,所述鲟鱼养殖装置包括有苗种孵化养殖装置、幼鲟养殖装置和成鲟养殖装置。
4.根据权利要求3所述的双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统,其特征在于,所述双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统还包括分别往所述苗种孵化养殖装置、幼鲟养殖装置、成鲟养殖装置及生物滤器中输入气的供氧装置。
5.根据权利要求3所述的双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统,其特征在于,所述苗种孵化养殖装置采用底部和四壁的光滑度都非常高的亚克浴缸作为池体,两个池体为一组设在一砖砌壳体内,在所述壳体内、所述池体的底部设有给水管道和排水管道,所述给水管道从所述池体底部延伸至所述池体一端上方,采用瀑布式给水,所述排水管道延伸至所述池体另一端上沿,与池体上设置的溢水孔连通,溢水孔前端设有防逃网,同时池体内设置有水位调节装置。
6.根据权利要求3所述的双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统,其特征在于,所述幼鲟养殖装置包括多个椭圆形池体,每个椭圆形池体的一端与给水管连通,另一端与排水管和排污管连通,所述排水管通过三堰结构与椭圆形池体内部连通,实现排水;排污管与椭圆形池体底部的排污口连通,用于排出清洗椭圆形池体的污水和污泥。
7.根据权利要求3所述的双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统,其特征在于,所述成鲟养殖装置包括有多个成鲟养殖池,所述每个成鲟养殖池为呈外方内圆的池体,该池体中间是作为养殖区的直边圆角池体,在所述直边圆角池体外的四个方形角落形成四个角池,分别为第一、第二、第三、第四角池,在所述第一角池与所述第二角池的中间设置与给水管道连通并能沿所述角池弧边池壁切线方向为所述直边圆角池体给水的给水口,所述第三、第四角池的内壁底部设置与所述直边圆角池体连通的排水孔,在所述排水孔处设置防止鲟鱼逃出的防逃网,同时所述第三、第四角池的外壁上沿设置三角堰排水结构;所述第一、第二角池的内壁底部分别设置与所述直边圆角池体连通的通孔,在所述通孔处设置防逃网,并在所述第一、第二角池内置入能够增加所述直边圆角池体内水体含氧量的充氧装置。
8.根据权利要求1所述的双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统,其特征在于,所述喜水植物种植装置包括池体以及置入所述池体内的多带孔浮板,在所述池体的内底部铺设一层不规则的具有吸附能力并能为微生物提供较大着床面积的填料,所述带孔浮板平铺于所述池体内水面上,在所述每块浮板上设置多个竖向截面呈梯形的用于栽培植物的孔。
9.根据权利要求1所述的双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统,其特征在于,所述水质调配池在池体内依次区分成进水缓冲区、紫外线消毒区、水温调控区和出水池四个区域,在所述紫外线消毒区内置入能使水体全部流经的紫外线消毒模块,该紫外线消毒模块为浸入式紫外线消毒器,由多根紫外灯管石英套管体灯架、胶模座和防水电缆组成,每根紫外灯管内置在一根单独的所述石英套管内,所述石英套管一端为闭口端,另一端由所述紫外灯管密封结构密封同时与所述防水电缆连接后固定在所述钢体灯架上,所述石英套管的闭口端通过所述硅胶模座固定在所述钢体灯架上;在所述水温调控区内置入能够进行冷热交换的水管,在所述水温调控区和出水池之间设置能够使水以漫流方式进入所述出水池的挡水墙,所述出水池连接与所述鲟鱼养殖系统连通的给水管。
10.根据权利要求1所述的双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统,其特征在于,所述生物滤器包括一个池体,在所述池体内部由隔墙分隔成两个以上的依次连通的区域,在每个区域内填置用于微生物着床的生物载体,并在两相邻区域之间形成水流上下往复流动的路径,使水流上下折返地流经每个区域内的生物载体,利用所述生物载体上附着的微生物对流经的水体进行生物处理。

说明书全文

技术领域

发明关于一种鲟鱼养殖系统,更具体地说,关于一种双层鱼菜共生型的鲟鱼养殖系统,该系统呈工厂化循环运行模式。

背景技术

鲟鱼属于底栖鱼类,对温度和溶解的要求都很高,而目前鲟鱼养殖大都采用天然水域养殖和开放式工厂化养殖模式,天然水域养殖和开放式工厂化养殖模式存在生产过程受环境影响大,不易人工控制,水资源浪费严重等问题,而且养殖废水的任意排放导致纳污水体污染严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能充分考虑鲟鱼生长特性,同时能充分利用水资源的双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统
本发明中的双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统包括上下双层设置的喜水植物种植装置和鲟鱼养殖装置,在所述鲟鱼养殖装置与喜水植物种植装置的一侧设置微滤装置、生物滤器,另一侧设置水质调配池,所述鲟鱼养殖装置输出的水经管道依次进入所述微滤装置及生物滤器,再进入所述喜水植物种植装置,由所述喜水植物种植装置输出的水进入所述水质调配池后,再循环回送至所述鲟鱼养殖装置,形成一个封闭的循环系统。
双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统还包括养殖系统排污处理装置,所述养殖系统排污处理装置包括分别与所述鲟鱼养殖装置、微滤装置、生物滤器底部连通的污泥池,以及与所述污泥池连通的稳定塘。
所述鲟鱼养殖装置包括有苗种孵化养殖装置、幼鲟养殖装置和成鲟养殖装置。
所述双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统还包括有分别往所述苗种孵化养殖装置、幼鲟养殖装置、成鲟养殖装置及生物滤器中输入氧气的供氧装置。
所述苗种孵化养殖装置采用底部和四壁的光滑度都非常高的亚克浴缸作为池体,两个池体为一组设在一砖砌壳体内,在所述壳体内、所述池体的底部设有给水管道和排水管道,所述给水管道从所述池体底部延伸至所述池体一端上方,采用瀑布式给水,所述排水管道延伸至所述池体另一端上沿,与池体上设置的溢水孔连通,溢水孔前端设有防逃网,同时池体内设置有水位调节装置。
所述幼鲟养殖装置包括多个椭圆形池体,每个椭圆形池体的一端与给水管连通,另一端与排水管和排污管连通,所述排水管通过三堰结构与椭圆形池体内部连通,实现排水;排污管与椭圆形池体底部的排污口连通,用于排出清洗椭圆形池体的污水和污泥。
所述成鲟养殖装置包括有多个成鲟养殖池,所述每个成鲟养殖池为呈外方内圆的池体,该池体中间是作为养殖区的直边圆角池体,在所述直边圆角池体外的四个方形角落形成四个角池,分别为第一、第二、第三、第四角池,在所述第一角池与所述第二角池的中间设置与给水管道连通并能沿所述角池弧边池壁切线方向为所述直边圆角池体给水的给水口,所述第三、第四角池的内壁底部设置与所述直边圆角池体连通的排水孔,在所述排水孔处设置防止鲟鱼逃出的防逃网,同时所述第三、第四角池的外壁上沿设置三角堰排水结构;所述第一、第二角池的内壁底部分别设置与所述直边圆角池体连通的通孔,在所述通孔处设置防逃网,并在所述第一、第二角池内置入能够增加所述直边圆角池体内水体含氧量的充氧装置。
所述喜水植物种植装置包括池体以及置入所述池体内的多带孔浮板,在所述池体的内底部铺设一层不规则的具有吸附能力并能为微生物提供较大着床面积的填料,所述带孔浮板平铺于所述池体内水面上,在所述每块浮板上设置多个竖向截面呈梯形的用于栽培植物的孔。
所述水质调配池在池体内依次区分成进水缓冲区、紫外线消毒区、水温调控区和出水池四个区域,在所述紫外线消毒区内置入能使水体全部流经的紫外线消毒模块,该紫外线消毒模块为浸入式紫外线消毒器,由多根紫外灯管石英套管体灯架、胶模座和防水电缆组成,每根紫外灯管内置在一根单独的所述石英套管内,所述石英套管一端为闭口端,另一端由所述紫外灯管密封结构密封同时与所述防水电缆连接后固定在所述钢体灯架上,所述石英套管的闭口端通过所述硅胶模座固定在所述钢体灯架上;在所述水温调控区内置入能够进行冷热交换的水管,在所述水温调控区和出水池之间设置能够使水以漫流方式进入所述出水池的挡水墙,所述出水池连接与所述鲟鱼养殖系统连通的给水管。
所述生物滤器包括一个池体,在所述池体内部由隔墙分隔成两个以上的依次连通的区域,在每个区域内填置用于微生物着床的生物载体,并在两相邻区域之间形成水流上下往复流动的路径,使水流上下折返地流经每个区域内的生物载体,利用所述生物载体上附着的微生物对流经的水体进行生物处理。
本发明中的双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统采用双层结构的车间充分考虑了鲟鱼的生长特点,使光线不直接照射养殖水体,为鲟鱼的生长营造良好的环境。双层结构还具有保温的效果,夏季的强光热能部分被二层种植的水生植物吸收,加上楼板及水处理设施将热量遮挡隔离在鱼池以上;冬季利用楼板及楼层有限高度,将大地热量密封在有限的空间内,克服了高架空屋面过量大、散热快、不保温等缺点。双层结构的保温特点,大大降低了维持车间温度的能耗和运行成本,使成鲟养殖装置内水体的温度维持在18-22℃的良好环境,最大限度地促进鲟鱼的健康快速生长。
附图说明
图1为本发明中养殖系统的工艺流程图
图2为本发明中养殖系统的结构示意图;
图3为本发明中苗种孵化养殖装置的俯视图;
图4为图3中苗种孵化养殖装置沿A-A线的剖视示意图;
图5为图3中苗种孵化养殖装置沿B-B线的剖视示意图;
图6为本发明中幼鲟养殖装置的俯视示意图;
图7为图6中幼鲟养殖装置沿C-C线的剖视示意图;
图8为图6中幼鲟养殖装置沿D-D线的剖视示意图;
图9为本发明中成鲟养殖装置的俯视示意图;
图10为图9中成鲟养殖装置沿E-E线的剖视示意图;
图11为图9中成鲟养殖装置沿F-F线的剖视示意图;
图12为本发明中三角堰结构的结构示意图;
图13为本发明成鲟养殖装置的控制放大剖视示意图;
图14为本发明中微滤装置的安装示意图;
图15为本发明中生物滤器的俯视示意图;
图16为图15中生物滤器沿G-G线的剖视示意图;
图17为图15中生物滤器沿H-H线的剖视示意图;
图18为本发明中喜水植物种植装置的部分立体示意图;
图19为喜水植物种植装置中浮板的剖视示意图;
图20为本发明中水质调配池的结构示意图;
图21为本发明中紫外线消毒模块的安装示意图;
图22为本发明中紫外线消毒模块的放大结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明中的具体实施例作进一步详细说明。
如图1和图2所示,本发明中的双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统包括有呈上下双层设置的喜水植物种植装置1和鲟鱼养殖装置2,设在鲟鱼养殖装置2和喜水植物种植装置1一侧边或中间位置由管道与喜水植物种植装置1和鲟鱼养殖装置2连通的微滤装置4、生物滤器3,以及设置在喜水植物种植装置1和鲟鱼养殖装置2另一侧边经由管道连通的水质调配池5。其中鲟鱼养殖装置2输出的水经管道依次进入微滤装置4及生物滤器3,由微滤装置4对水进行过滤,再进一步利用生物滤器3对水进行生物处理,经生物滤器3对养殖废水处理后进入喜水植物种植装置1,用于喜水植物的种植,并利用喜水植物种植装置1中种植的喜水植物充分吸收循环水中累积的营养盐,对水质进行有效处理。由喜水植物种植装置1输出的水进入水质调配池5,将水质调配成适合鲟鱼养殖的水质后输入鲟鱼养殖装置2,形成一个封闭的循环。
本发明中的双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统还包括有养殖系统排污处理装置,用于处理鲟鱼养殖装置2、微滤装置4、生物滤器3排放的污水和污泥,该养殖系统排污处理装置包括有依次连通的污泥池10、稳定塘9及沼气池8,其中污泥池10经管道分别连接鲟鱼养殖装置2、微滤装置4、生物滤器3底部的集污井,导出鲟鱼养殖装置2、微滤装置4、生物滤器3排放的污水及污泥。鲟鱼养殖装置2和生物滤器3均连接供氧系统6,分别提供鲟鱼养殖和微生物新陈代谢所需的氧气。
本发明中的双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统由自动监控系统7进行监控与控制,由于自动监控系统7属于控制软件,在整个系统工作流程及条件下都能实施,因此对自动监控系统不再详细描述。
如图2所示,本发明中的喜水植物种植装置1和鲟鱼养殖装置2呈立体空间结构设置,其中喜水植物种植装置1位于上层空间,鲟鱼养殖装置2位于下层空间,与喜水植物种植装置1和鲟鱼养殖装置2管道连通的微滤装置4、生物滤器3及水质调配池5则根据空间大小进行分布,可以设置在喜水植物种植装置1和鲟鱼养殖装置2上下结构的侧边,也可以设在蔬菜种植装置1和鲟鱼养殖装置2的上下层之间。
鲟鱼养殖装置2根据鲟鱼的生长特性,由三部分组成,分别是苗种孵化养殖装置20、幼鲟养殖装置21和成鲟养殖装置22。
刚孵化出的仔鲟,对水质和用于养殖的池体内表面的光洁度要求非常高,为此,本发明中的苗种孵化养殖装置20采用四壁光滑度都非常高的亚克力浴缸(也叫苗种培育池),将两个池体200为一组设置(当然也可以单独一个设置,也可以是两个以上设置),在池体四周用砖砌成壳体,如图3至图5所示,并将给水管道201和排水管道202置于池体200底部的砖砌壳体,当然,砖砌壳体也可以由其他材料制成,如金属等。如图4和图5所示,给水管道201从池体200底部延伸至池体200一端上方,采用瀑布式给水,排水管道202延伸至池体200另一端上沿,与池体200上设置的漫水孔204连通,漫水孔204前端设有防逃网203,同时在池体200内设置有水位调节装置205。
由于亚克力材料的光洁度高,不易存污,易清洗,在使用过程中不会因破裂形成裂缝,为病毒和细菌生长提供着床而影响苗种的成活率,从而可以保证苗种的成活率达55%-60%。苗种孵化养殖装置中水质控制参数:溶解氧6-8mg/L,pH 7-8,水温18-22℃,进水流量20-30L/min,水流速度不超过0.1m/s。
苗种在养殖30天左右后长成幼鲟,即可转入到幼鲟养殖装置21,如图6至图8所示,幼鲟养殖装置21包括有多个椭圆形池体210,每个椭圆形池体210的一端与给水管211连通,另一端与排水管212和排污管213连通,其中排水管212通过三角堰结构与椭圆形池体210内部连通,实现排水,也就是说排水管212可以设成与微滤装置4连通的集水渠形式。再将排污管213埋设在排水管212内,可以节省布置空间,排污管213与椭圆形池体210底部的集污井连通,用于排出清洗椭圆形池体210的污水或污泥,最终与养殖系统排污处理装置中的污泥池10连通。集污井的结构请见成鲟养殖装置22的结构。在椭圆形池体210内靠近与排水管212、排污管213连通的排水口(即三角堰结构)和排污口前端都设有防逃网203,防止幼鲟随水流逃逸。该幼鲟养殖装置21的水质控制参数:DO 6-8mg/L,PH 7-8,水温18-22℃,进水流量20-30L/min。
幼鲟在幼鲟养殖装置21养殖达一年左右才可转入成鲟养殖装置22,成鲟养殖装置22包括多个并排设置的外方内圆的池体220,该池体220直接建于地表下2.1米的夯实土层上,充分利用地温效应,可缓解池体220内水温温差变化。如图9所示,池体220的中间部位是直边圆角池体221,作为鲟鱼养殖区,在直边圆角池体221外的四个角落设置成四个圆角池,分别为第一、第二、第三、第四角池222、223、224、225,四个角池均呈两直边一弧边的结构。利用该四个角池最大限度地体现池体220水体流动性好、无死角和相比方形池土地利用率高的优点,并且充分利用了角池的空间。在第一角池222与第二角池223的中间设置有与给水管道226连通并能沿角池弧边池壁切线方向进入直边圆角池体221的给水口,如图9所示,使给水沿角池弧边的切线方向进入直边圆角池体221,通过给水的强大压力推动养殖区中水体沿圆周方向流动,为养殖生物营造一个“活水”的生存环境。
如图9和图11所示,在第一角池222与第二角池223内壁的底部设置有与直边圆角池体221连通的通孔227,在该通孔227处固定设置防逃网203,可以防止鲟鱼进入到第一、第二角池222、223中,影响鲟鱼的生长,在第一角池222与第二角池223内置入充氧装置,该充氧装置通过射流(图中未示出)及供氧管228将富氧水注入直边圆角池体221,同时推动水体以顺时针方向旋转流动,射流泵出口方向为池壁切线方向。
如图10和图11所示,池体220的第三角池224和第四角池225用作排水,采用双路排水的方式,具体是在第三角池224和第四角池225的内壁的中下部设计排水孔229,利用排水孔229使第三角池224和第四角池225分别与直边圆角池体221连通,同时在第三角池224和第四角池225的外壁上沿采用三角堰排水结构,如图13所示,当直边圆角池体221中的水进入第三、第四角池224、225后,经由三角堰排水结构排入集水渠,并引入微滤装置4。排水孔229处固定设有防逃网203,可以防止鲟鱼进入到第三、第四角池224、225中。养殖过程中残留的饵料以及鱼粪等大多数物质可以通过排水孔229充分排出。
成鲟养殖装置22在直边圆角池体221的中间设置排污装置,为了便于污物从排污装置排出,成鲟养殖装置22的底部设计成锅形,由四周向中央逐渐倾斜,坡度为4.2%,并在中心位置形成集污井2230,该集污井2230经放空排污管2231与养殖系统排污处理装置中的污泥池10连通,并在集污井2230与放空排污管2231之间设置用于控制排污的控制阀2232,如图12所示,该控制阀2232包括设在放空排污管2231管口的阀座、由牵引绳控制的控制阀盖,以及设在阀座上的橡胶垫。并在集污井2230位于控制阀2232上部设有防止大件物体进入的篦子2233。在实际使用时,由于养殖水体在不断旋转流动中,沉降在池底的污物(残饵和粪便等)就会自动滚向池底中心的集污井2230,打开控制阀2232利用虹吸作用将污物排出,排污时间设置在喂食前一小时,可采用自动、半自动或手动三种形式,可以根据具体情况确定。
该成鲟养殖池池体220内水质的控制参数:DO 6-8mg/L,pH 7-8,水温18-22℃,进水流量35m3/h。
幼鲟养殖池21和成鲟养殖池22中的三角堰排水结构,如图13所示,由于是现有技术,不再详细描述,三角堰排水结构的优势在于一方面可调控养殖池内的水位高度,另一方面可测量计算流量。
苗种孵化养殖装置20、幼鲟养殖装置21和成鲟养殖装置22呈空间分布,系统运行时通入各自所需的水及氧气。苗种孵化养殖装置20、幼鲟养殖装置21和成鲟养殖装置22均通过上层排水的方式将多余的水排出,其中幼鲟养殖装置21和成鲟养殖装置22排出和水经集水渠汇集后流入微滤装置4,由微滤装置4去除颗粒较大的悬浮颗粒物,再提升进入生物滤器3生物处理。苗种孵化养殖装置20由于苗种培育的特殊性,可以分布在喜水植物种植装置1的同一层,其排出的水直接进入喜水植物种植装置1,而用于苗种孵化养殖装置20的清洗水和污水由管道输送至养殖系统排污处理装置。
本发明中的微滤装置4采用转鼓微滤机,其安装示意图如图14所示,养殖系统排水由排水渠401引入微滤装置4前端,并进入微滤装置4进行物理过滤,微滤装置4由螺旋锥齿轮减速机43带动。养殖废水经物理过滤去除大颗粒悬浮物后,进入出水池402由潜水排污泵305抽送至生物接触氧化池3,微滤装置4和潜水排污泵305均实行自动控制,信号来源于总控制室410,当微滤装置4后端出水池402内水位超过设定水位线404以上,由液位控制器403传输信号至排污泵开关柜405,启动潜水排污泵305,当微滤装置4运行一段时间后,筛网41上截留了大量颗粒物而堵塞网眼,导致出水池内水位下降,当水位低于液位控制器403位置时,液位控制器便会发送信号至排污泵控制柜405,停止潜水排污泵305,同时传送信号于微滤机控制柜406,启动控制微滤装置4反冲洗的管道泵407,通过高压冲洗水管408对微滤装置4进行冲洗,冲洗水源有管道409供给,微滤装置4的冲洗水由冲洗排污管道42排出至养殖系统主排污管进入养殖系统排污处理装置。排污泵开关柜405和微滤机控制柜406电源为380V,统一由养殖车间总配电柜411供给。在转鼓微滤机4中安装有两种孔径的筛网41,分别是50目和200目。因该装置采用市售产品,故不作详细说明。
如图15、16和17所示,生物滤器3的整体结构采用钢筋砼结构,包括有一个池体,池体内底部距离池底一段距离设置承托层31,该承托层31由花篮梁33、承托梁34和格栅梁35组成,并在承托梁34和格栅梁35之间形成有供水流过的格栅孔32。池体内部、承托层31上方由十字形隔墙30分成四个区域,依次为第一区域300、第二区域301、第三区域302和第四区域303,使池体从上往下看的平面呈田字形,如图15所示,与该四个区域对应,在承托层31的下方也由另一十字形隔墙分隔成对应的四个区域。承托层31上下的两个十字形隔板可以是一整体结构,这对本领域的技术人员来说是容易实现的,因此不再另行说明。
如图15和图16所示,在池体的第一区域300的前端设有配水池304,微滤装置4输出的废水由配水池304外的泵305提升到配水池304后,经由挡水板306上和给水渠307两边设置的布水管308向第一区域300内均匀布水。废水进入第一区域300后从上往下流经填置在第一区域300内的第一载体309,由承托层31中的格栅孔32进入第一区域300的底部,在第一区域300承托层31下方通过第一区域300和第二区域301之间的隔墙30底部开设的过水孔310进入第二区域301,如图16所示,在第二区域301内由下向上流经第二区域301内填置的第二载体311,在第二区域301的顶部通过第二区域301和第三区域302之间的隔墙上沿设置的三角堰结构进入第三区域302,进入第三区域302后的水体再由上向下流经第三区域302内填置的第三载体312,在第三区域302的底部进入第四区域303,即由第三区域302与第四区域303之间的隔墙底部开设的过水孔313进入第四区域303,废水进入第四区域303后再由下向上经过第四载体314后由设置在第四区域303上方的收水管315进入收水渠316及蓄水池317,最终由与蓄水池317连通的排水管318排入喜水植物种植装置1,如图1所示。
承托层31位于池体底部上方1.5米,在承托层31上部放置载体填料,填料高度约3.8m,并不以此为限制。水流向下的区域(第一区域和第三区域区)的填料比表面积略小于水流向上的区域(第二区域和第四区域),有利于载体拦截有机颗粒和池体的清洗。水流向上的第二区域和第四区域的填料比表面积稍大,目的在于增加生物滤器的生物处理能力。
在承托层31的每根承托梁34的下方布设曝气管道,曝气管道上的曝气孔的开口方向向下,将曝气管道隐藏在承托梁34的正下方,并且使曝气孔的开口向下,目的在于防止废水中的颗粒物堵塞曝气孔。系统运行时由风机通过曝气管道向生物滤器内供氧,始终维持生物滤器中水体的溶解氧含量在3mg/L以上,确保硝化反应完全。
如图18和图19所示,喜水植物种植装置1包括池体11,置入池体11内部的多块带孔浮板12,其中:池体11的池底和四周可以用水泥和砖块砌成,也可以由其他材料一体成型。在池体11的内底部铺设一层10厘米厚的不规则填料14,如:石料,在池体11的两端分别设置进水孔和排水孔16,分别经管道与生物滤器3和水质调配池5连通,用于输入或导出池体11内的水。在池体11内部位于两端的排水孔和进水孔处分别设置拦截网(图中未示出)。在池体11内部平铺多块带孔浮板12,每块浮板12之间紧密相连。喜水植物的幼苗15直接移栽在浮板12上。每块浮板12从左到右可以种植各种生长期的植株,浮板12利用浮力和相互之间的压力稳定在池体11内的水面上。利用这种漂浮的方式可以实现植物从始端移动到终端,完成植物的运移任务,无需机械传动,在节省能耗的同时也省去机械传动装置的维护费用,且具有采收方便简单的优点。
每块浮板12上设有32个孔13,孔13的具体数量可以根据浮板2的具体大小来设定。浮板12的材质为聚苯乙烯,上表面为不透水层,孔13位于浮板12上表面的直径为20mm,下表面的直径为10mm,整个孔13呈梯形圆柱体。孔与孔之间的距离为150mm。在孔13内设置有吸水材料,如:海绵,用于提供植物所需的水分及养料。
如图20和图21所示,喜水植物种植装置1输出的水进入水质调配池5,其包括有一个调配池,该调配池由进水缓冲区51、紫外线消毒区52、水温调控区53和出水池54四个区域组成。喜水植物种植装置1及新水补给装置的出水从调配池一侧依次进入进水缓冲区51、紫外线消毒区52、水温调控区53和出水池54。其中:进水缓冲区51在侧壁设有多个均匀分布的进水管510,进水缓冲区51与紫外线消毒区52之间由拦水墙511分隔,在拦水墙511的墙体上开设多个均匀分布的穿孔512,使进水缓冲区51内的水进入紫外线消毒区52后能均匀分布,同时根据喜水植物种植装置1出水的PH值,在进水缓冲区51内补给相应的性物质,调节水体PH值至最佳范围之内。
如图21和图22所示,紫外线消毒区52内设置有紫外线消毒模块520,该紫外线消毒模块520为浸入式紫外线消毒器,将紫外线消毒模块520浸入水中,使池体内的水必须流经紫外线消毒模块520,通过紫外线灯管照射周围的水流实施消毒。紫外线消毒模块520由紫外灯管551、石英套管552、钢体灯架553、硅胶模座554、遮光板555和防水电缆556等组成。每根紫外灯管551内置在一根单独的石英套管552内,石英套管552一端为闭口端,另一端由紫外灯管551密封结构密封同时与防水电缆556连接后固定在钢体灯架553上,石英套管552的闭口端通过硅胶模座554固定在钢体灯架553上,使石英套管552不和钢体灯架553上任何钢体接触。遮光板555置于紫外线消毒模块520的顶部,防止紫外线射到池体外部。
每个消毒模块520共有16支紫外灯管551,分为两列,紫外消毒模块520采用开放式顺流安装方式,即紫外灯管551的排列与水流方向平行。紫外灯管551为低压水蒸汽灯,在使用时紫外灯管551发射出波长约260纳米的紫外线,有效杀灭细菌、病毒和原生物。紫外线消毒模块520具有灭菌效果好、水中无毒残留物、设备简单、安装操作、清洗维护方便等诸多优点。
紫外线消毒区52与水温调控区53之间设置有一道横梁521,该横梁521是为满足调配池结构上的要求,由于调配池采用钢砼结构,体积和重量都较大,再加上水体及其他设备,因此根据需求增加横梁521后可以达到增强池体钢度的目的,另在横梁521中设有均匀分布的穿孔522,使消毒处理后的水体可以不受任何影响地进入水温调控区53。
在水温调控区53内直接置入与深井地下水连通的可进行冷热交换的水管530,水管530迂回铺设在水温调控区53内部,水管530与深井地下水(地下水温度常年保持在18.5℃)连通,由深井地下水通过水管530与水温调控区53内的水进行冷热交换,对水温调控区53内的水进行加热或冷却。鲟鱼生长的适宜水温一般在17.5-24.5℃,为保证养殖池水体温度达到鲟鱼生长要求,因不同季节,在温度过高或者过低的情况下利用深井地下水达到调节水体至适应状态,这对本领域的技术人员来说,是容易实现的,因此不另详加说明。在水温调控区53与出水池54之间设置有挡水墙531,水温调控区53中的水可以从挡水墙531的上方以漫流的方式进入出水池54,可以保证调配池中的水位,使进入出水池54内的水质和水量得到调节,最终由与出水池54连接的给水管540分配到鲟鱼养殖装置2苗种孵化养殖装置20、幼鲟养殖装置21和成鲟养殖装置22。
综上所述,本发明中的双层鱼菜共生型工厂化循环水养殖系统具有以下优点:
1、养殖车间主体结构形式采用钢筋混凝土框架结构,分为地下一层,地上一层,可以充分利用地暖效果。双层结构充分利用空间,土地利用率提高35%,节约了宝贵的土地资源,而且双层结构可阻挡太阳光直射进入养殖池体,同时双层结构还具有保温的功能。
2、供氧系统的使用,不仅能提高系统的承载能力,提高成活率、生长率和饵料转化率,还可以提高系统中水质净化的效率。本发明中的供氧系统主要是向鲟鱼养殖装置和生物滤器中供氧,以保证养殖生物的生长和生物滤器的正常运行,养殖系统供氧方式采用富氧水供氧和曝气充氧两种方式协同完成,不仅提高充氧效率,而且能够降低运行成本,生物滤器采用曝气的方式供氧。
3、鲟鱼养殖对水质要求非常苛刻,尤其是氮的浓度,为确保非离子氨浓度在0.02mg/L以下,故本发明将鲟鱼养殖装置分为6个单元,采用并联水处理方式对养殖废水进行处理,摆脱传统的集中水处理的模式。系统设计确保水体在生物滤器中有较长的停留时间(1个小时左右),处理效果好,氨氮去除率达到70%以上。而且系统灵活性高,全自动化控制,操作管理及系统维护时可逐个单元进行,其他单元仍然可运行。即使是在发生水处理事故时,也不会导致整个养殖车间瘫痪。
4、养殖系统采用“污”水分流的排水方式,车间内养殖废水水处理由物理处理、生物处理和人工湿地植物吸收三种处理模式协同完成。物理处理通过微滤设备完成,生物处理是通过生物滤器中载体上负载的生物膜完成的,人工湿地植物吸收是在人工湿地系统中水培喜水植物,利用喜水植物吸收水体中富集的营养盐来净化水质。
5、养殖系统排污进入车间外稳定塘处理系统集中处理,可降低车间内水处理的处理负荷和运行成本。污水经稳定塘处理系统后,部分水体回流至车间内水处理系统,处理后继续使用,稳定塘系统底泥进入沼气池资源再利用。整个生产过程对环境无污染,充分体现清洁生产概念。
6、该系统将人工湿地污水处理系统的理念引进到养殖废水的处理中来,采用先进的深池浮板水培蔬菜技术在车间的二层水培渠内水培喜水植物,并在水培渠底铺设有一层10cm厚的不规则填料(碳酸钙石料),形成填料-微生物-水生植物三种处理方式协同作用的人工湿地系统,该系统充分利用循环水中累积的营养盐(硝酸盐)水培喜水植物,在净化水质的同时创造经济利益和环境效益。
7、在水处理设备和设施后端串联水质调配系统,调配系统主要功能是杀菌消毒、调节温度和调节PH。经调配池后水体中总大肠菌群数小于5000个/L,温度为18-22℃,PH为7-8,在水体回流至养殖系统之前将水质调配到鲟鱼生长的最佳范围之内。
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