CN102972329A

CN102972329A - 一体化室内生态循环水养殖系统

Info

Publication number: CN102972329A
Application number: CN2012105308679A
Authority: CN
Inventors: 李谷
Original assignee: Yangtze River Fisheries Research Institute CAFS
Current assignee: Yangtze River Fisheries Research Institute CAFS
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2013-03-20

Abstract

本发明涉及一种一体化室内生态循环水养殖系统，属鱼类养殖水体生物净化技术领域。该系统包括塑料大棚、沉淀池、沼气池、生物滤池A、生物滤池B、生物滤池C、蓄水池、养殖池A、养殖池B、养殖池C、养殖池D和养殖池E，沉淀池、各物滤池、蓄水池、各养殖池分别呈对称状在塑料大棚内一字排列。沉淀池、各物滤池、蓄水池、各养殖池的两侧依次设置有收水主管、回流管和曝气主管。该系统的养殖水通过自动收集、沉淀和水生植物及填充基质过滤吸收转化等多级处理后，进入蓄水池复氧、消毒、再通过潜水泵提升到各养殖池内进行循环利用，从而降低了室内工厂化养殖生产成本，在我国缺水地区开展高密度养殖具有很好的推广应用前景。

Description

一体化室内生态循环水养殖系统

技术领域

本发明涉及一种一体化室内生态循环水养殖系统，属鱼类养殖水体生物净化技术领域。

背景技术

鱼类室内工厂化养殖，特别是名优鱼类的室内工厂化养殖，是现在鱼类高效养殖的趋势。室内工厂化养殖具有对养殖环境因子，如水温、溶氧、光照、投饲、消毒、杀菌、吸污、分选、起捕、废水处理及应急发电等进行全部或部分人工控制，并使其最优化，使鱼类在最佳的理化环境中生长，实现优质高效，产品像工业品一样，全年均衡上市。

但室内工厂化养殖属于高投入、高产出、高风险的产业，投资大、管理严格、技术性强，适合于资金雄厚、技术力量强、管理经验丰富的企业生产，而且最关键的问题，也是最难解决、最棘手的问题就是养殖水体的处理和净化问题。因为养殖过程中，残饵、鱼类代谢产物使水质恶化，其中包括氨氮、尿素、粪便有机物、以及其它新陈代谢产生的废物。有机物质会进一步降解产生氨氮、亚硝氮和硝氮。在闭合循环系统中，这些物质使pH降低，耗尽溶解氧，增加混浊度，降低水质对养殖鱼类的可适应性；养殖集约化程度越高，这些影响就越大。一个系统中废物产生的量是基于养殖品种及其生长阶段、系统中的生物量以及投喂给鱼的饲料的质和量。水质恶化的速度和程度可以通过适当的水处理手段来进行调控。为了解决室内工厂化养殖的水体处理问题，人们也做了大量的工作，想了很多办法。目前循环水养殖水质控制中可能用到的手段，包括了物理法如固液分离、泡沫分离、温度调控、气液混合等、化学法如臭氧消毒及氧化、紫外消毒、离子交换、物化吸附等、生物法如各种类型硝化/反硝化生物过滤工器、藻类/大型水生植物等过程。另外，每日的部分补水(换水)是必须的，以控制硝氮，去除污染物质，以及补充矿物质和微量元素。完全100%循环的系统目前还很罕见，因为在接近100%的循环率时，技术和管理难度都在增加，直接提高了生产成本，极大限制该技术在中国等发展中国家的应用。实践证明，直接从国外引进先进技术和装备用于我国工厂化循环水养殖，特别在淡水养殖方面都因为养殖成本太高和鱼价相对便宜而难以为继。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种在室内工厂化养殖生产过程中，养殖水体通过自动收集、初级沉淀，以及水生植物及富含微生物滤料过滤吸收转化等多级处理后，进入蓄水池复氧、消毒、再通过水泵提升到鱼池内进行循环利用，从而降低室内工厂化养殖生产成本、提高室内工厂化养殖生产效率的一体化室内生态循环水养殖系统。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的：

该一体化室内生态循环水养殖系统，包括塑料大棚、沉淀池、沼气池、生物滤池A、生物滤池B、生物滤池C、蓄水池、养殖池A、养殖池B、养殖池C、养殖池D和养殖池E，其特征在于：沉淀池、生物滤池A、生物滤池B、生物滤池C、蓄水池、养殖池A、养殖池B、养殖池C、养殖池D和养殖池E分别呈对称状在塑料大棚内一字排列，沉淀池一侧设置有沼气池，沉淀池内设置有过滤网，沉淀池底部装有排污管，沼气池通过排污管与沉淀池连通；过滤网一端的沉淀池池壁上设置有溢流孔，生物滤池A通过溢流孔与沉淀池连通；生物滤池A、生物滤池B和生物滤池C内分别设置有防渗层，防渗层上通过填充基质种植有耐水植物，生物滤池A和生物滤池B的底部分别铺设有收水管A和收水管B，生物滤池A和生物滤池B通过收水管A和收水管B连通；生物滤池B内的收水管B上方设置有收水管C，生物滤池B通过收水管C与生物滤池C连通；生物滤池C底部设置有溢流管，生物滤池C通过溢流管与蓄水池连通；蓄水池底部设置有潜水泵，潜水泵上设置有抽水管，抽水管分别与养殖池A、养殖池B、养殖池C、养殖池D和养殖池E连通。生物滤池A、生物滤池B、生物滤池C和蓄水池的底部分别纵向铺设有微孔曝气管。

所述的养殖池A、养殖池B、养殖池C、养殖池D和养殖池E内分别设置有水位控制溢流管和微孔曝气盘；养殖池A、养殖池B、养殖池C、养殖池D和养殖池E的底部分别设置有排水管。

所述的生物滤池A、生物滤池B、生物滤池C、蓄水池、养殖池A、养殖池B、养殖池C、养殖池D、养殖池E的两侧依次设置有收水主管、回流管和曝气主管；收水主管和回流管的一端与沉淀池连通，收水主管和回流管的另一端分别与水位控制溢流管和排水管连通；曝气主管的一端分别通过连通管与微孔曝气管和微孔曝气盘连通，曝气主管的另一端端头设置有旋涡式风机；所述对称状设置养殖池A、养殖池B、养殖池C、养殖池D和养殖池E之间设置有补水管，补水管一端分别与养殖池A、养殖池B、养殖池C、养殖池D和养殖池E连通，补水管另一端与补水源连通。

所述的连通管上设置有单向阀。

所述的收水管A、收水管B、收水管C的圆周上分别设置有进水孔；

所述的填充基质为多孔陶粒，填充基质铺设厚度为80cm-100cm，

所述的耐水植物为美人蕉、鸢尾、花叶芦竹、芦苇或旱伞草。

所述的排污管上装有排污泵。

为表明本发明在实际应用中的效果，下面通过试验加以说明：

1．系统运行

生物滤池的水力负荷为6.6 m/d，蓄水池置潜水泵（功率2.2 kW），流量为33 m³/h，潜水泵将水通过水管泵入各养殖池，每池进水水量保持平衡，水交换率为5次/日。

2．鲟鱼放养

养殖品种为杂交鲟（达氏鳇Huso dauricus♀×史氏鲟Acipenser schrenckii♂），鱼种平均体重302.8±50.1g。鲟鱼放养密度设平均为18尾/m²。由于杂交鲟最适生活水温在14-26℃间，夏季高温季节，通过覆盖遮阳网与加注井水加以调控。冬季利用塑料大棚进行保温，水温可以维持在10℃以上。饲料投喂方式，每天按早中晚投喂三次，平均日投饵率为1.0-1.5%，根据水质、温度与鱼的摄食情况略作调整。

3．水样采集与分析

2010年1月到2010年7月底，水样采集频率为每月2-3次，共16次。采样点依次设置在沉淀池（生物滤池进水）、生物滤池出水及各养殖池。水样快速采集于1L的聚乙烯瓶中，送至试验室分析。每日用便携式水质分析仪对鱼池水温、pH和溶解氧等基本水质参数进行在线分析；杂交鲟体重每月称量一次，了解鲟鱼生长状况。

4．试验结果

在6.6 m/d高水力负荷条件下，养殖废水经生物滤池处理后，生物滤池系统对废水中NH₄ ⁺-N、NO₃ ^--N、NO₂ ^--N、TN、TP和COD_Mn的去除率分别为46.12%、38.03%、71.84%、21.28%、52.60%和33.65%。湿地出水NH₄ ⁺-N、NO₃ ^--N、NO₂ ^--N、TN、TP和COD_M的浓度分别为1.30 mg/L、0.68 mg/L、0.03 mg/L、5.30 mg/L、0.59 mg/L和7.06 mg/L，生物滤池出水水质基本满足鲟鱼养殖用水要求。同时发现在对湿地基质通风强化的条件下，对废水中NH₄ ⁺-N、NO₃ ^--N、NO₂ ^--N、TN、TP和COD_Mn的去除率分别提高9.02%、24.19%、4.33%、7.47%、7.49%和15.24%以上。

试验养殖杂交鲟的成活率达93.3%，特定生长率为0.74，饵料系数为1.30；单位水体产量达到23 Kg/m³；生产1kg鲟鱼耗电6.84 kWh，耗水3.77 m³。

5．结论

一体化室内生态循环水养殖系统设施简单，但处理效率高效，水循环利用率达到94%以上，提高了水资源利用率，在养殖过程中未出现鱼病现象，单位产量能耗较低，因此该系统具有投资少、能耗低、生产安全、管理方便等特点，实现了健康养殖、资源节约、环境友好的目的，特别在我国缺水地区开展高密度养殖具有很好的推广应用前景。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

1、该一体化室内生态循环水养殖系统水质净化单元由多级生物滤池组成，系统整体净化功能强，出水水质好。

2、系统单位面积产量在陆基水产养殖当中，比池塘养殖高30倍以上；

3、水资源循环利用，养殖废物零排放，具有明显的生态环境效益；

4、系统运行管理方便，养殖环境可控，特别在缺水地区具有很强的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明的截面结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图。

图中：1、塑料大棚，2、沉淀池，3、沼气池，4、生物滤池A，5、生物滤池B，6、生物滤池C，7、蓄水池，8、养殖池A，9、养殖池B，10、养殖池C，11、养殖池D，12、养殖池E，13、过滤网，14、排污管，15、溢流孔，16、防渗层，17、填充基质，18、耐水植物，19、收水管A，20、收水管B，21、收水管C，22、溢流管，23、潜水泵，24、抽水管，25、水位控制溢流管，26、微孔曝气管，27、微孔曝气盘，28、排水管，29、收水主管，30、回流管，31、曝气主管，32、连通管，33、单向阀，34、旋涡式风机，35、补水管，36、排污泵。

具体实施方式

该一体化室内生态循环水养殖系统包括塑料大棚1、沉淀池2、沼气池3、生物滤池A4、生物滤池B5、生物滤池C6、蓄水池7、养殖池A8、养殖池B9、养殖池C10、养殖池D11和养殖池E12。

沉淀池2、生物滤池A4、生物滤池B5、生物滤池C6、蓄水池7、养殖池A8、养殖池B9、养殖池C10、养殖池D11和养殖池E12分别呈对称状在塑料大棚1内一字排列。对称的沉淀池2、生物滤池A4、生物滤池B5、生物滤池C6、蓄水池7、养殖池A8、养殖池B9、养殖池C10、养殖池D11和养殖池E12相互之间连通。沉淀池2一侧设置有沼气池3，沉淀池2内设置有过滤网13，沉淀池2底部装有排污管14，排污管14上设置有排污泵36，沼气池3通过排污管14与沉淀池2连通。

过滤网13一端的沉淀池2池壁上设置有溢流孔15，生物滤池A4通过溢流孔15与沉淀池2连通。

生物滤池A4、生物滤池B5和生物滤池C6内分别设置有防渗层16，防渗层16上通过填充基质17种植有耐水植物18，填充基质17为多孔陶粒，填充基质17铺设厚度为80cm-100cm。耐水植物18为美人蕉、鸢尾、花叶芦竹、芦苇或旱伞草。

生物滤池A4和生物滤池B5的底部分别铺设有收水管A19和收水管B20，生物滤池A4和生物滤池B5通过收水管A19和收水管B20连通。

生物滤池B5内的收水管B20上方设置有收水管C21，生物滤池B5通过收水管C21与生物滤池C6连通。收水管A19、收水管B20、收水管C21的圆周上分别设置有进水孔。

生物滤池C6底部设置有溢流管22，生物滤池C6通过溢流管22与蓄水池7连通；蓄水池7底部设置有潜水泵23，潜水泵23上设置有抽水管24，抽水管24分别与养殖池A8、养殖池B9、养殖池C10、养殖池D11和养殖池E12连通。生物滤池A4、生物滤池B5、生物滤池C6和蓄水池7的底部分别纵向铺设有微孔曝气管26。

养殖池A8、养殖池B9、养殖池C10、养殖池D11和养殖池E12内分别设置有水位控制溢流管25和微孔曝气盘27。养殖池A8、养殖池B9、养殖池C10、养殖池D11和养殖池E12的底部分别设置有排水管28。

生物滤池A4、生物滤池B5、生物滤池C6、蓄水池7、养殖池A8、养殖池B9、养殖池C10、养殖池D11、养殖池E12的两侧依次设置有收水主管29、回流管30和曝气主管31 ；收水主管29和回流管30的一端与沉淀池2连通，收水主管29和回流管30的另一端分别与水位控制溢流管25和排水管28连通。曝气主管31的一端分别通过连通管32与微孔曝气管26和微孔曝气盘27连通，连通管32上设置有单向阀33；曝气主管31的另一端端头设置有旋涡式风机34。

对称状设置的养殖池A8、养殖池B9、养殖池C10、养殖池D11和养殖池E12之间设置有补水管35，补水管35一端分别与养殖池A8、养殖池B9、养殖池C10、养殖池D11、养殖池E12连通，补水管35另一端与补水源连通。

本发明的养殖池A8、养殖池B9、养殖池C10、养殖池D11和养殖池E12内分别设置的水位控制溢流管25，用于控制各养殖池中的水位，使其始终处于设定高度。养殖过程中，利用养殖池A8、养殖池B9、养殖池C10、养殖池D11和养殖池E12与沉淀池2之间的水位落差，使多余的水量由水位控制溢流管25进入收水主管29，流至沉淀池2内，通过控制各养殖池中的水位，可达到养殖水快速循环的目的。

本发明在工作过程中，经沉淀池2沉淀、过滤后的初级净化水通过溢流孔15进入到生物滤池A4内，初级净化水在生物滤池A4内垂直下行通过进水孔进入到收水管A19。在这一过程中，初级净化水在生物滤池A4内的填充基质17吸附、过滤和耐水植物18广泛附着的微生物吸收、降解等物理、化学和生物学过程得到进一步净化。由于收水管A19与生物滤池B5内的收水管B20连通，进一步净化的水流在生物滤池B5内垂直上行，通过收水管C21溢流进入生物滤池C6，在这一过程中，进一步净化的水流在生物滤池B5内，通过填充基质17和耐水植物18广泛附着的微生物吸附、吸收、降解等得以深度净化。

在生物滤池C6内，水流再一次通过填充基质17和耐水植物18净化后通过溢流管22进入蓄水池7，从而完成养殖废水的净化过程。蓄水池7内的净化水由潜水泵23泵入各养殖池。

养殖过程中各养殖池产生的鱼类粪便等沉积物，通过排水管28和回流管30进入沉淀池2，经沉淀池2沉淀后通过排污管14和排污泵36进入沼气池3。

本发明通过旋涡式风机34、曝气主管31和微孔曝气管26可随时对各生物滤池和蓄水池7进行曝气，以提高废水中NH₄ ⁺-N、NO₃ ^--N、NO₂ ^--N、TN、TP和COD_Mn的去除率，增加蓄水池7中水的含氧量。通过旋涡式风机34、曝气主管31和微孔曝气盘27，可随时对各养殖池进行补氧，以提高养殖成活率。

该一体化室内生态循环水养殖系统有利于缩短养殖周期、减少饲料消耗、节省人力、降低成本，大幅度提高了单位面积产量。本发明的生物滤池是循环水养殖系统的核心,它决定着整个养殖系统的水质状况和生产能力。是一种低成本的生态净水方法，可以达到实现高密度水产养殖目的。

Claims

1.一种一体化室内生态循环水养殖系统，包括塑料大棚（1）、沉淀池（2）、沼气池（3）、生物滤池A（4）、生物滤池B（5）、生物滤池C（6）、蓄水池（7）、养殖池A（8）、养殖池B（9）、养殖池C（10）、养殖池D（11）和养殖池E（12），其特征在于：沉淀池（2）、生物滤池A（4）、生物滤池B（5）、生物滤池C（6）、蓄水池（7）、养殖池A（8）、养殖池B（9）、养殖池C（10）、养殖池D（11）和养殖池E（12）分别呈对称状在塑料大棚（1）内一字排列，沉淀池（2）一侧设置有沼气池（3），沉淀池（2）内设置有过滤网（13），沉淀池（2）底部装有排污管（14），沼气池（3）通过排污管（14）与沉淀池（2）连通；过滤网（13）一端的沉淀池（2）池壁上设置有溢流孔（15），生物滤池A（4）通过溢流孔（15）与沉淀池（2）连通；生物滤池A（4）、生物滤池B（5）、生物滤池C（6）内分别设置有防渗层（16），防渗层（16）上通过填充基质（17）种植有耐水植物（18），生物滤池A（4）和生物滤池B（5）的底部分别铺设有收水管A（19）和收水管B（20），生物滤池A（4）和生物滤池B（5）通过收水管A（19）和收水管B（20）连通；生物滤池B（5）内的收水管B（20）上方设置有收水管C（21），生物滤池B（5）通过收水管C（21）与生物滤池C（6）连通；生物滤池C（6）底部设置有溢流管（22），生物滤池C（6）通过溢流管（22）与蓄水池（7）连通；蓄水池（7）底部设置有潜水泵（23），潜水泵（23）上设置有抽水管（24），抽水管（24）分别与养殖池A（8）、养殖池B（9）、养殖池C（10）、养殖池D（11）和养殖池E（12）连通；生物滤池A（4）、生物滤池B（5）、生物滤池C（6）、蓄水池（7）的底部分别纵向铺设有微孔曝气管（26）；养殖池A（8）、养殖池B（9）、养殖池C（10）、养殖池D（11）和养殖池E（12）内分别设置有水位控制溢流管（25）和微孔曝气盘（27）；养殖池A（8）、养殖池B（9）、养殖池C（10）、养殖池D（11）和养殖池E（12）的底部分别设置有排水管（28）；生物滤池A（4）、生物滤池B（5）、生物滤池C（6）、蓄水池（7）、养殖池A（8）、养殖池B（9）、养殖池C（10）、养殖池D（11）和养殖池E（12）的两侧依次设置有收水主管（29）、回流管（30）和曝气主管（31）；收水主管（29）和回流管（30）的一端与沉淀池（2）连通，收水主管（29）和回流管（30）的另一端分别与水位控制溢流管（25）和排水管（28）连通；曝气主管（31）的一端分别通过连通管（32）与微孔曝气管（26）和微孔曝气盘（27）连通，连通管（32）上设置有单向阀（33）；曝气主管（31）的另一端端头设置有旋涡式风机（34）；所述对称状设置的养殖池A（8）、养殖池B（9）、养殖池C（10）、养殖池D（11）和养殖池E（12）之间设置有补水管（35），补水管（35）一端分别与养殖池A（8）、养殖池B（9）、养殖池C（10）、养殖池D（11）和养殖池E（12）连通，补水管（35）另一端与补水源连通。

2.根据权利要求1所述的一体化室内生态循环水养殖系统，其特征在于：所述的收水管A（19）、收水管B（20）、收水管C（21）的圆周上分别设置有进水孔。

3.根据权利要求1所述的一体化室内生态循环水养殖系统，其特征在于：所述的填充基质（17）为多孔陶粒，填充基质（17）铺设厚度为80cm-100cm。

4.根据权利要求1所述的一体化室内生态循环水养殖系统，其特征在于：所述的耐水植物（18）为美人蕉、鸢尾、花叶芦竹、芦苇或旱伞草。

5.根据权利要求1所述的一体化室内生态循环水养殖系统，其特征在于：所述的排污管（14）上装有排污泵（36）。

6.根据权利要求1所述的一体化室内生态循环水养殖系统，其特征在于：所述的连通管（32）上设置有单向阀（33）。