CN102067824B - 一种封闭循环海水对虾池塘养殖系统 - Google Patents

Abstract

本发明系对虾养殖技术，一种封闭循环海水对虾池塘养殖系统，依次包括①养殖塘为方形或圆形，单塘面积0.4-0.6h m²，由2-3个虾塘组成，塘深2-2.2m，水深1.6-1.8m；②竖流沉淀塘为圆形或方形切圆角池型，周边内壁(2)向上倾斜，上边缘设置环形出水槽(1)，出水管(8)，中心底部设置集泥坑(5)，由排泥管(4)接至池外，集泥坑(5)上方设中心管(3)由支架(6)支撑固定在沉淀塘中心底部位置，中心管(3)下部设有反射板(7)，从池外接入的进水管(10)伸入中心管(3)下部；沉淀塘深2.5-3m，水深2-2.5m；③贝藻综合处理塘水深1.6-1.8m，塘中吊养滤食贝类和藻类；④人工红树林湿地的水力停留12-24h。本发明能使对虾养殖过程中产生的污染物质全面有效去除，构造简单，去除效率高，占地面积小，有利于节能减排。

Description

一种封闭循环海水对虾池塘养殖系统

技术领域

本发明系对虾养殖领域，具体是涉及用封闭循环海水对虾池塘养殖的一种系统配置结构。

背景技术

近年来，我国华南沿海集约化对虾养殖业迅速发展，池塘养殖面积维持在较高水平。对虾养殖过程中会产生大量的污染物如：颗粒悬浮物、水生浮游性动植物和氮磷等溶解性营养盐，以及养虾过程中所使用的各种难降解的抗生素、中草药等复杂有机物和重金属消毒剂的残留物等。由于目前多采用传统的养殖模式，养虾废水几乎未经处理就直接排入周边海域，大大超过海域的自净能力，加速了周边海域的富营养化，严重时甚至引发赤潮。这种养殖模式已经制约了对虾养殖业的可持续发展。

针对这一问题，多位学者对此进行了研究和探索，构建了不同的养殖模式以降低对虾养殖过程中产生的污染。其中主要的模式：一是采用混养模式，将对虾与其他食性和生态位互补的两种或多种养殖生物以一定比例放养在同一池塘中，如：毛玉泽、王吉桥等构建虾藻混养模式，在虾塘中养殖江蓠、石莼等大型藻类来吸收水中N、P等溶解盐；周毅、王俊等构建了虾贝混养模式，利用牡蛎、扇贝等贝类的滤食作用去除水中的悬浮物、微藻和细菌；冯翠梅、田相利等构建了虾、贝、藻混养的养殖模式；彭友桂、黄凤莲等构建红树林-对虾一种种植-养殖耦合系统。该模式使得养殖水体中各种天然饵料和人工饲料都能较为充分的利用，提高了虾池中物质和能量的利用率。二是对虾采用单养模式，对养殖过程中产生的废水通过构建简单的沉淀处理塘进行沉淀处理后排放，排放废水从沉淀塘一端进入，经较长时间沉淀后从另一端排出入海。三是对虾采用单养模式，对养殖过程中产生的废水进行综合处理，如申玉春，叶富良等构建了一种虾-鱼-贝-藻多元养殖及水质生物调控系统，将虾塘排放废水依次经鱼、贝、藻类净化吸收后再次进入虾塘，实现水的循环利用。以上研究均取得一定成果，为我国对虾养殖系统的构建和发展起到了一定积极作用。

现有的混养模式，将两种或多种生物混养在同一水体中，会带来养殖生物在生存空间和溶解氧上的直接竞争；贝类和鱼类的排泄物还会增加水中的氨氮和悬浮物浓度等，以及带来各种疾病预防的困难；塘中各种生物混杂在一起，导致各生物收获时带来不便等问题；混养模式在虾池换水时，仍会有大量沉积在池底的污染物排出，而无法得到有效处理，排放废水仍对环境带来一定污染。对虾采用单养模式，将排放废水进行塘外处理，仅采用沉淀处理，无法去除废水中的难以沉淀的悬浮物、微藻和溶解性氮磷等营养盐等物质且存在沉淀塘占地面积大，效率低等问题；如采用虾-鱼-贝-藻等养殖模式，将贝藻处理分离，会导致处理区占地面积过大，导致经济效益较高的对虾养殖区面积较小，进而影响了养殖的经济效益。此外，以上养殖模式无法去除水中残留的各种难降解的抗生素、中草药等复杂有机物和重金属消毒剂的残留物等。

现有对虾养殖模式存在着如下困难需要解决：采用混养模式导致对虾养殖过程中管理困难，且无法避免虾塘换水或收虾时，排放废水中含有的高浓度污染物无法去除的问题。沉淀塘池型构造简单，对水中悬浮物去除效率低且占地面积大等问题。虾塘排放废水处理组合设施占地面积大，处理效率低的问题。排放废水中所含氮磷等营养盐和水本身无法资源化利用的问题。排放废水中的所含养虾过程中所使用的各种难降解的抗生素、中草药等复杂有机物和重金属消毒剂的残留物等无法有效去除问题。

总之，对虾养殖排放废水的处理是系统构建的关键，既要合理高效，又要建设和运行成本低，占地面积小，符合我国的国情。

发明内容

本发明拟提供海水对虾池塘养殖的一种系统配置结构，能克服上述缺点，达到全面有效去除排放废水中高浓度污染物，沉淀塘池型构造简单，对水中悬浮物去除效率高，占地面积小，实现废水中氮磷等营养盐的资源化利用和水的循环利用，使对虾池塘养殖业保持环保可持续发展，并且有利于节能减排。本发明的目的由以下技术方案予以实现。

一种封闭循环海水对虾池塘养殖系统，其特征在于：所述养殖系统依次包括对虾养殖塘、竖流沉淀塘、贝藻综合处理塘和人工红树林湿地；

所述养殖塘为方形或圆形池型，单塘面积0.4-0.6h m²，由2-3个虾塘组成，塘深2-2.2m，塘中水深1.6-1.8m；

所述竖流沉淀塘为圆形或方形切圆角池型，周边内壁2向上倾斜，上边缘设置环形出水槽，出水管，中心底部设置下凹集泥坑，由排泥管接至池外，集泥坑上方设中心管由支架支撑固定在沉淀塘中心底部位置，中心管下部设有反射板，从池外接入的进水管伸入中心管下部；沉淀塘深2.5-3m，水深2-2.5m；

所述贝藻综合处理塘的水深1.6-1.8m，塘中吊养滤食贝类和藻类；

所述人工红树林湿地的水力停留时间为12-24h。

进一步，所述沉淀塘内壁及环形出水槽为混凝土结构，池底为塑胶膜。

进一步，所述人工红树林湿地种植树种为海桑或桐花树，种植密度为1-2棵/m²。

进一步，设置配备消毒设施和增氧机的预处理塘，为养殖系统提供进水、用水。

采用本技术方案，提供了一种由对虾养殖塘-竖流沉淀塘-贝藻综合处理塘-人工红树林湿地组成的养殖系统，该封闭循环水池塘养殖系统由对虾养殖塘、竖流沉淀塘、贝藻综合处理塘、人工红树林湿地、预处理塘以及进排水系统等组成。对虾养殖塘排放的废水中经过竖流沉淀塘沉淀、贝藻协同净化、人工红树林湿地深度净化处理之后，水中的污染物得以有效去除，重新提升回流至对虾养殖塘中，实现水的循环利用。在此过程中，将原本对环境产生污染的悬浮物和氮磷等营养盐重新被贝藻和人工红树林湿地等利用，并可通过贝藻和红树的收获产生经济价值，变废为宝；废水中含有的抗生素和重金属离子也在沉淀作用和人工红树林湿地的吸收降解作用下得以去除，实现了水的循环利用。另外，对沉淀池和贝藻塘中沉淀的底泥定期回收，晒干后可作为种植作物肥料。该养殖模式具有环保、高效且易于推广的特点，非常适合我国华南亚热带、热带沿海地区对虾养殖。有利于促进海水池塘对虾养殖业的可持续发展。

对虾养殖初期所需用水从自然海域取得，经预处理塘沉淀、杀毒、曝气处理后进入本系统中的对虾养殖塘、竖流沉淀塘、贝藻综合处理塘、人工红树林湿地等，采用一次注满的形式。对虾养殖过程中产生的悬浮颗粒物、微藻、氮磷等营养盐以及残余的抗生素和重金属离子等污染物，随着虾塘换水从虾塘中央的出水管路排出。1.排放废水首先进入竖流沉淀塘，通过沉淀去除水中较易沉淀的悬浮颗粒物以及部分氮磷等营养盐。2.经过竖流沉淀塘净化的废水进入贝藻塘，通过贝类的滤食作用去除水中不宜沉淀的悬浮颗粒物和微藻等；通过大型藻类的吸收作用去除水中的溶解的氮磷等营养盐。3.经过贝藻塘处理后的废水进入人工红树林湿地，通过人工红树林湿地错综复杂的根系所构建的基质-微生物-植物复合系统的来有效降解水中的抗生素并促进重金属离子的沉淀。4.经过以上系统净化的废水，水中的污染物得以全面有效的去除，经泵提升后，通过进水渠进入预处理塘，在此经沉淀、消毒、增氧后，进入对虾养殖塘，实现了水的循环利用。除了在养殖期间，需要补充因蒸发或渗漏造成流失的水分外，不需外界补水。

本发明的优点和有益效果：

目前海水对虾池塘养殖在我国华南沿海水产养殖中占有重要地位。若采用本专利技术，可实现对虾用水的封闭循环利用，可极大减少以往养殖排放废水对海洋所带来的各种悬浮物、氮磷等营养盐、抗生素和重金属的污染，并减少了对自然海域海水的依赖，进而有利于减少对虾养殖过程中传染病和病毒的污染事件的发生。具体的优点体现在：

1.针对对虾养殖排放废水中的不同污染物的特点，采取综合工艺实现了对污染物的全面有效去除。对悬浮物主要采取沉淀、贝类滤食以及红树林网捕进行去除；对溶解性氮磷营养盐采取了大型海藻吸收以及人工红树林湿地吸收沉淀去除；对残留的抗生素等难分解的有机物和重金属离子等污染物采取人工红树林湿地降解和促进沉淀进行去除。

2.将竖流沉淀塘引入池塘对虾养殖排放废水的处理中，解决了以往沉淀池构造过于简单，对悬浮颗粒物去除效率不高且占地面积大的问题。

3.将贝藻塘合建在一起，并采取吊养方式，构建立体净化体系，充分利用二者协同作用去除污染物。解决了以往将贝类处理塘和藻类处理塘分建，所带来占地面积大处理效率低的问题。

4.实现了养殖水的循环利用，并充分利用不同生态位上的经济动植物对废水中污染物质吸收利用，转化为贝、藻、红树等经济动植物，实现了废物的资源化。

5.构建人工红树林湿地系统，利用其强大的降解能力，分解废水中的所含的各种难降解的抗生素、中草药等复杂有机物和重金属消毒剂。解决以往排放废水中此类物质无法有效去除的问题。

6.实现了对虾养殖用水的零排放。与传统养殖模式，极大降低了对虾养殖过程中排放的污染物，对减少对海洋污染和促进对虾养殖业可持续发展具有重要作用。

7.该工艺技术简单，建设和运行成本低符合节能环保的要求，可以在亚热带和热带沿海对虾养殖场快速大量推广。

8.具有一定的可控行，可以根据处理用水的要求，对净化塘中净化藻类和贝类密度以及水力停留时间进行调整，以满足不同的处理要求。

9.养殖的大型藻类和贝类可以定期回收，具有显著的经济效益。

10.有利于恢复日益萎缩的红树林湿地面积，积极利用在生态环保方面的积极作用。

总而言之，本发明较之现有技术，具有突出的优越特点和显著有益的效果，具有很好的推广应用前景。

附图说明

图1是本发明封闭循环海水对虾池塘养殖系统的配置流程框图；

图2是本发明封闭循环海水对虾池塘养殖系统的一种实施方式，竖流沉淀池的结构主视图；

图3是图2的俯视图。

图中，1是出水槽、2是内壁、3是中心管、4是排泥管、5是集泥坑、6是支架、7是反射板、8是出水管、9是池底、10是进水管。

具体实施方式

以下结合附图进一步详细说明本发明的结构。

一种封闭循环海水对虾池塘养殖系统，其特征在于：所述养殖系统依次包括养殖塘、竖流沉淀塘、贝藻综合处理塘和人工红树林湿地；

所述养殖塘为方形或圆形池型，单塘面积0.4-0.6h m²，由2-3个虾塘组成，塘深2-2.2m，塘中水深1.6-1.8m；

所述竖流沉淀塘为圆形或方形切圆角池型，周边内壁2向上倾斜，上边缘设置环形出水槽1，出水管8，中心底部设置下凹集泥坑5，由排泥管4接至池外，集泥坑5上方由支架6支撑固定一上下开口的中心管3，中心管3下方设置一锥形的反射板7，从池外接入的进水管10伸入中心管3下部；沉淀塘深2.5-3m，有效水深2-2.5m；

所述贝藻综合处理塘的水深1.6-1.8m，塘中吊养滤食贝类和藻类；

所述人工红树林湿地的水力停留时间为12-24h。

所述沉淀塘内壁2及环形出水槽1为混凝土结构，池底9为塑胶膜。

所述人工红树林湿地种植树种为海桑或桐花树，种植密度为1-2棵/m²。

设置配备消毒设施和增氧机的预处理塘，为养殖系统提供进水、用水。

本发明更适宜于在亚热带、热带华南沿海地区的海水对虾池塘养殖。

本发明的封闭循环水养殖系统内设置对虾养殖塘、竖流流沉淀池、贝藻综合处理塘、人工红树林湿地、进排水系统对虾养殖塘排放的废水经过竖流沉淀塘处理后进入贝藻塘，经贝藻协同净化后，进入人工红树林湿地进行深度处理，然后再经曝气、消毒后用泵提水经进水渠注入对虾养殖塘。

1.对虾养殖塘

对虾养殖塘是系统养殖主体，采用方形或圆形池型，单塘面积在0.4-0.6h m²，由2-3个虾塘组成，塘深约2-2.2m左右，塘中水深控制在1.6-1.8m左右。采用水泥护坡或塑胶膜护坡，池底铺设塑胶膜防渗，池底坡降约0.5％，向中央排水口倾斜，中央设置集泥坑和排水结构。在养殖池塘中周边设置一定数目水车式增氧机，利用增氧过程中增氧机叶轮的旋转搅动，使虾池水旋转起来，促使水中的悬浮物质和污染物向塘中心的排水口附近集中。

2.竖流沉淀塘

如图2、3所示，为了来降低建造成本，可利用现有沉淀处理塘或养殖塘，将其改造为圆形或方形切圆角池型；沉淀池深约2.5-3m，有效水深可保持在2-2.5m；对沉淀塘周边内壁进行混凝土浇灌硬化，池底采用塑胶膜进行防水处理；池子周边设置环形出水槽，出水堰采用混凝土浇灌而成；池子中央底部设置集泥坑，上部设置中心管，进水管伸入中心管中；塘底设置集泥管，定期将沉淀污泥排出。

虾塘排放的废水经过进水管进入竖流沉淀塘中的中心筒中，污水在中心管内流速一般不大于20mm/s，中心管下口设置反射板，板地面距泥面不宜小于0.35m，水流自反射板四周流出后均匀分布于整个池中，并以上升流速缓慢自下而上流动，在此过程中，对虾放废水中颗粒较大的会直接沉淀，破碎的细小颗粒则可能会向上运动。这样池中颗粒存在着相反方向的运动，上升颗粒与下降颗粒以及上升颗粒之间、下降颗粒之间由于相互接触碰撞等，使颗粒直径逐渐增大，有利于颗粒的沉淀，另一方面，絮凝后的颗粒物会在水中形成絮凝颗粒层可以网捕拦截水中的待沉颗粒。

3.贝藻综合处理塘

塘中水深约1.6-1.8m，通过在塘中吊养滤食贝类和藻类，构建立体净化体系，利用二者的协同作用净化废水。利用滤食贝类去除水中的难以沉淀去除的悬浮物和微藻；利用大型藻类的吸收作用去除水中溶解在水中的氮磷等营养盐。贝类滤食水中的悬浮物和微藻，提高了水中的可见度，有利于藻类的生长；而贝类释放出的氨氮等对自身有毒物质可直接被大型藻类作为营养盐吸收，同时大型藻类还增加水中溶氧，供贝类呼吸。由此，贝藻塘可充分发挥贝藻的协同净化作用，并可大大减少处理塘占地面积。

4.人工红树林湿地

人工红树林湿地水力停留时间控制在12-24h。构建树种可选用较适合我国华南沿海气候的红树树种如海桑或桐花树幼苗等构建人工红树林湿地，种植密度约1-2棵/m²。人工构建的红树林湿地在经过1-2年的发育后，通过红树植物错综复杂的根系构建的基质-微生物-植物复杂的生态系统日趋成熟，系统中种类特别繁多的底栖生物可对废水中含有的一些难降解的持久性有机物如诺氟沙星、恶喹酸、甲氧苄啶和磺胺甲恶唑等抗生素和中草药，逐步分解进行去除。人工红树林湿地通过根系和微生物所创造的较为酸性的土壤，使其对虾塘养殖过程中所使用的重金属盐类化合物具有较强的吸附去除作用。另外，通过红树林系统的吸收、降解、土壤吸附网捕等手段可进一步去除水中氮磷等营养盐以及有机物等。

5.预处理塘

预处理塘主要用来对进入对虾养殖系统的水进行预处理并起到蓄水池的作用。可随时补充新鲜水源调节水质，补充因蒸发及渗漏所损失的水量。并配有消毒设施和增氧机，可对进水进行消毒和增氧。

6.进水及水循环系统

养殖用水在养殖前，通过外海高潮期经进水渠进入预处理池，经过沉淀、消毒后注入对虾养殖塘、贝藻综合处理塘和人工红树林湿地。对虾养殖过程中，投放虾苗后的20-30d内，基本不换水，仅根据水量蒸发或渗漏等情况适量补充少量水。此后，在养殖过程中可根据虾池水质情况进行不间断换水，每10-15d约换水10-30％，平均每天换水1-3％。排放废水经过竖流沉淀塘、贝藻综合处理塘、人工红树林湿地、预处理池后重新进入对虾养殖池。基本原则是养殖前期换水量较少，养殖中后期随着对虾的生长，投放饵料的增多，虾塘水质逐步富营养化，换水的次数和水量也在逐步加大。虾塘中的水经养殖塘中间排水口排出后，以及经竖流沉淀塘、贝藻综合处理塘、人工红树林湿地处理后，经进水渠进入预处理塘，再次经消毒曝气后由泵提升至对虾养殖塘，实现了水的循环利用。

在养殖期间，不与外界进行换水，根据需要，仅补充因蒸发或渗漏造成流失的水分。

Claims (4)

1.一种封闭循环海水对虾池塘养殖系统，其特征在于：所述养殖系统依次包括养殖塘、竖流沉淀塘、贝藻综合处理塘和人工红树林湿地；

所述养殖塘为方形或圆形池型，单塘面积0.4-0.6h m²，由2-3个虾塘组成，塘深2-2.2m，塘中水深1.6-1.8m；

所述竖流沉淀塘为圆形或方形切圆角池型，周边内壁(2)向上倾斜，上边缘设置环形出水槽(1)，出水管(8)，中心底部设置下凹集泥坑(5)，由排泥管(4)接至池外，集泥坑(5)上方设中心管(3)由支架(6)支撑固定在沉淀塘中心底部位置，中心管(3)下部设有反射板(7)，从池外接入的进水管(10)伸入中心管(3)下部；沉淀塘深2.5-3m，水深2-2.5m；所述贝藻综合处理塘的水深1.6-1.8m，塘中吊养滤食贝类和藻类；

所述人工红树林湿地的水力停留时间为12-24h。

2.根据权利要求1所述封闭循环海水对虾池塘养殖系统，其特征在于所述沉淀塘内壁(2)及环形出水槽(1)为混凝土结构，池底(9)为塑胶膜。

3.根据权利要求1所述封闭循环海水对虾池塘养殖系统，其特征在于所述人工红树林湿地种植树种为海桑或桐花树，种植密度为1-2棵/m²。

4.根据权利要求1所述封闭循环海水对虾池塘养殖系统，其特征在于设置配备消毒设施和增氧机的预处理塘，为养殖系统提供进水、用水。

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