CN103395938A

CN103395938A - 一种养殖水质调控系统及调控方法

Info

Publication number: CN103395938A
Application number: CN2013103406366A
Authority: CN
Inventors: 马士禹; 张云艳; 陈邦林; 叶军强; 顾德平; 王维林; 任慕农
Original assignee: East China Normal University
Current assignee: East China Normal University
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2033-08-06
Also published as: CN103395938B

Abstract

本发明公开了一种养殖水质调控系统，设置在封闭水体中，包括：气体输入单元与浮床植物单元；气体输入单元，其设置于封闭水体表面，用于向封闭水体中输送气液分散体，并为封闭水体提供水体流动的动力；浮床植物单元，其悬浮于封闭水体的表面，用于吸收封闭水体中的氮元素与磷元素。本发明还公开了一种养殖水质调控方法，既能为虾、鱼、蟹等水产养殖提供良好水环境，又能利用虾、鱼、蟹等的排泄物生产绿色有机蔬菜。本发明不但为水产养殖提供一个良好水环境，提高水产的产量和品质，还能生产大量绿色有机蔬菜，实现资源的有效利用。

Description

一种养殖水质调控系统及调控方法

技术领域

本发明涉及水产养殖技术领域，尤其涉及一种养殖水质调控系统及调控方法。

背景技术

封闭水体养殖是我国水产养殖的主要方式，2010年封闭水体养殖面积2.377×10⁶hm²，养殖产量3828.84万吨，占水产品总产量的71.26％(据2010年全国渔业经济统计公报)。我国的封闭水体养殖始于20世纪70年代，养殖以“资源消费-产品生产-废物排放”这一开放型物质流动模式为主。近年来，随着养殖水平的提高，单位水体的渔虾获量增加，饲料投放量增大，封闭水体残饵量的增加和虾(鱼、蟹)代谢产物的积累导致封闭水体内源性污染加重。水体污染加重不但增大了渔虾发病的几率，养殖废水的排放还加剧了周围湖泊、河流等水域的富营养化程度。传统封闭水体养殖模式存在的环境污染、水资源浪费、食品安全等问题日益突出，这些问题严重制约了封闭水体养殖业的可持续发展。

养殖水质调控方法是构建低碳绿色生态封闭水体养殖的关键。养殖水环境的好坏将直接影响到虾、鱼、蟹的生长速度和品质，可以说“养虾(鱼、蟹)就是养水”。与此同时，养殖水质调控技术的选择，也决定着封闭水体虾(鱼、蟹)的放养密度、成活率、饵料利用率，以及封闭水体外排污染物种类和数量。养殖水质调控技术主要分为三类，一类是水体增氧，二类是污染物削减，三类是病害控制。

封闭水体增氧方式，可以分为物理增氧和化学增氧。化学增氧主要是向封闭水体泼洒增氧药剂，通过化学反应对封闭水体增氧。化学增氧见效快，但易造成封闭水体的化学品残留问题。传统的物理增氧方式有水车式增氧、叶轮式增氧、耕水机增氧、气石式增氧、水下微孔管增氧、射流式增氧等等。专利文献1(申请号200410093042.0)描述的是一种常见机械增氧设备-水车式增氧机。该方式增氧效果较差，且增氧不均衡，封闭水体底部溶氧低，对高密度虾(鱼、蟹)养殖不利。传统物理增氧方式由于受饱和溶解度限制，封闭水体溶解氧的浓度一般不会超过氧气的饱和溶解度。与普通的大气泡相比，微纳气液界面技术产生的微纳米气泡，具有表面积大、表面能高、悬浮稳定性好、气体渗透性强等特点，能显著提高水体的增氧效率和氧的利用率。微纳气液界面技术的研发与应用已引起多个国家的关注。专利文献2(CN85107973A)、3(申请号99800176.7)、4(申请号200580027745.6)、5(申请号200710120262.1)、6(申请号200920185435.2)和7(申请号20101015128.7)描述的主要是水体产生微气泡方式。空气微气泡进入水体后，氧气在水中以溶解态和分散态两种形式存在，突破了常规物理增氧方式中水体饱和溶解氧浓度限制，使封闭水体物理增氧的效率大大提高。但该增氧方式作用范围小，水中含氧量不均衡，气泡局部过浓，也可能对鱼虾类生长不利。

封闭水体污染物削减方法，主要有换水、投加化学药剂或微生态菌剂等。换水方法会加剧周围湖泊、河流等水域的富营养化程度；投加化学药剂或微生态菌剂不利于维持养殖水体的生态平衡，且成本高。近年来，封闭水体原位生态修复技术日益引起人们的关注，其中，浮床植物单元是一种比较新颖的水体原位修复和控制技术。专利文献9(申请号200910033926.X)描述的是一种修复封闭水体环境的浮床植物方法。利用生物浮床技术，将水生植物种植于封闭水体中，通过植物的吸收、吸附作用和物种竞争机制，将水中氮、磷等污染物质转化成植物所需的能量储存于植物体中，实现水环境的改善。水生蔬菜由于生长快且可以食用，在浮床植物单元中的应用越来越广泛。专利文献10(申请号20111007763.2)描述的是一种封闭水体水环境的浮床蔬菜修复方法。随着浮床蔬菜单元的应用，封闭水体养殖模式实现了从“资源消费-产品生产-废物排放”模式向“资源消费-产品生产-再生资源”循环物质流动模式的跨越。目前，存在的问题是蔬菜种类、种植面积以及生长情况，与水质调控效果之间的关系研究成果不多，而植物生长时会消耗水中的氧，这样会影响虾(鱼、蟹)的生长。因此，传统的水体增氧方式尚不能充分发挥“资源消费-产品生产-再生资源”这一循环物质流动模式的效率。

封闭水体病害控制技术。水产养殖中的病害问题已成为制约水产养殖业健康发展的一个重要因素。水产养殖中的健康管理和病害控制也是封闭水体养殖水质调控的关键技术措施之一。目前，水产养殖中使用的渔药大多是由人药、兽药复配而成，针对性不强，易在水产养殖动物体内残留，长期使用这些渔药，对水体生态环境和人类健康都会带来危害。利用中草药防病，效果慢且有待进一步检验。臭氧能有效地抑制细菌及鞭毛虫、包子虫以及原生动物，且臭氧分解后无毒、无作用、无残留，对产卵、孵化育苗池进行消毒，幼鱼的成活率可高达95-97％。臭氧还能增加水体中的氧，是一种理想的消毒物质。但目前臭氧消毒仅适用于较小的水体，向大水体中分散臭氧的高效节能技术尚待进一步开发。

目前，由于缺乏有效的单元集成，仅仅依靠一项或几项水质调控技术简单组合，已不能满足封闭水体低碳、生态、绿色养殖水质的调控要求。设计低成本、低能耗、高效率、符合生态学原理的水质调控模式，促进养殖生态链中生产者、消费者、分解者之间动态合理的平衡，进一步挖掘生物作用潜力，提高养殖单元内的物质转化效率，是封闭养殖水质调控模式构建技术的发展方向。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中的不足和封闭水体养殖特点，提出的一种与以往不同的养殖水质调控系统及调控方法。本发明是一种低碳绿色生态封闭养殖水质调控模式，既能为水产养殖提供良好的生长环境，又能实现资源的有效利用，减少养殖污染物排放对水环境的影响，实现循环经济。

本发明提出了一种养殖水质调控系统，其设置在封闭水体中，包括：气体输入单元与浮床植物单元；所述气体输入单元，其设置于所述封闭水体表面，用于向所述封闭水体中输送气液分散体，并为所述封闭水体提供水体流动的动力；所述浮床植物单元，其悬浮于所述封闭水体的表面，用于吸收所述封闭水体中的氮元素与磷元素。

本发明提出的养殖水质调控系统中，所述气体输入单元包括：供气装置，其用来生成气体；气液混合装置，其与所述供气装置连通，从所述封闭水体中抽取液体并与所述气体混合，得到气液分散体后输入所述封闭水体中；水体流动装置，其为所述封闭水体提供水体流动的动力。

本发明提出的养殖水质调控系统中，所述供气装置包括：空气净化干燥设备，其收集空气并对所述空气进行干燥净化；富氧发生设备，其与所述空气净化干燥设备及所述气液混合装置连通，利用干燥净化后的空气生成富氧作为所述气体传输至所述气液混合装置中。

本发明提出的养殖水质调控系统中，所述供气装置进一步包括：臭氧发生设备，其与所述富氧发生设备及所述气液混合装置连通，利用所述富氧生成臭氧作为所述气体传输至所述气液混合装置中。

本发明提出的养殖水质调控系统中，所述气液混合装置包括：气液混合设备，其与所述供气装置连通，用于从所述封闭水体中抽取液体，并将所述供气装置提供的气体与所述液体混合制成气液分散体；喷嘴，其通过管道与所述气液混合设备连通，用于向所述封闭水体中分散所述气液分散体；强力磁化器，其设置在所述管道上，用于磁化所述气液分散体。

本发明提出的养殖水质调控系统中，进一步包括中央控制单元与水质监测单元；所述水质监测单元设置在所述封闭水体中，其与所述中央控制单元连接，用于监测所述封闭水体的水质指标，并反馈至所述中央控制单元；所述中央控制单元与所述气体输入单元连接，其根据所述水质指标控制所述气体输送单元。

本发明还提出了一种养殖水质调控方法，包括如下步骤：

步骤一：收集空气，并对所述空气进行净化和干燥；

步骤二：对净化和干燥后的空气进行氮氧分离，得到富氧作为气体；

步骤三：从封闭水体中收集液体，将所述液体与所述气体混合，得到气液分散体；

步骤四：将所述气液分散体输送至所述封闭水体中，并使所述封闭水体中的水体流动；

步骤五：通过所述水体的流动加速扩散所述气液分散体及加速吸收所述封闭水体中的氮元素与磷元素。

本发明提出的养殖水质调控方法中，所述步骤二中进一步包括：利用所述富氧生成臭氧作为所述气体。

本发明提出的养殖水质调控方法中，所述步骤二进一步包括：设定时间表，根据所述时间表生成所述富氧或所述臭氧作为所述气体。

本发明提出的养殖水质调控方法中，进一步地包括：实时监测所述封闭水体的水质指标，若所述水质指标正常，则调节所述步骤二得到的所述气体为富氧；若所述水质指标异常，则调节所述步骤二得到的所述气体为臭氧，直至所述水质指标恢复正常。

本发明利用微纳气液界面技术把气体以微纳气泡的形式注入封闭养殖水体，形成微纳气泡水。微纳气泡具有较大的比表面积和较高的表面能，微纳气泡水具有较强的渗透力和溶解性，能够加速水中高等动植物的代谢效率，提高它们的免疫力，加速水体中各种化学反应的进行，有效清除水体内的毒素，还能够有效减少池底的污泥。水体流动装置使水流在封闭水体内形成环流，可增加封闭水体的流动性和池底的溶氧量，使养殖风险大大降低。浮床蔬菜单元吸收水中的氮、磷元素，改善养殖水环境，有利于提高虾苗鱼苗的成活率及其品质和产量。本发明充分发挥了养殖生态单元的生物作用，在大面积的养殖池，只需很小的动力，即可实现循环运行，是一种高效、生态、低耗能的水体养殖模式。本发明是将水质监测单元、气体输入单元、中央控制单元以及浮床蔬菜单元有机结合的养殖水质调控系统及调控方法，既能为虾、鱼、蟹等提供良好生长水环境，也能净化养殖水体，减少污染物排放，还能利用虾、鱼、蟹等排泄物生产绿色有机蔬菜，实现资源的有效利用。

附图说明

图1为本发明养殖水质调控系统的配置示意图。

图2为本发明养殖水质调控系统的配置示意图。

图3为本发明养殖水质调控系统的配置示意图。

图4为本发明中气体输入单元的配置图。

图5为本发明中供气装置配置图。

图6为本发明中气液混合装置配置图。

图7为本发明中水体流动装置配置图。

图8为本发明养殖水质调控方法的流程图。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。

图1至图7中：0-中央控制单元，1-封闭水体，2-气体输入单元，21-供气装置，211-空气净化干燥设备，212-富氧发生设备，213-臭氧发生设备，22-气液混合装置，221-气液混合设备，222-喷嘴，223-强力磁化器，224-底阀，23-水体流动装置，231-电动叶轮，24-导气管，25-不锈钢支架，26-浮船，27-管道，3-水质监测单元，4-浮床植物单元，5-封闭水体水流方向，6-电缆线，71-智能开关，72-智能开关，73-智能开关，74-智能开关，75-智能开关。

本发明提出的养殖水质调控系统，其设置在养殖池的封闭水体1中，养殖池中养殖有虾、鱼、蟹类生物，本发明用于对养殖池的封闭水体1的水质进行调控，其中包括气体输入单元2以及浮床植物单元4。本发明是一种低碳绿色生态封闭养殖水质调控，气体输入单元2生成的气液混合体使得其中所含的气体能够以分散和溶解两种状态进入封闭水体1，进入封闭水体1内的气体不仅能迅速增加水体含氧量，促进养殖池中鱼、虾、蟹类及浮床植物单元4中水生蔬菜生长，还能抑制养殖池的封闭水体1中还原物质(如亚硝酸盐、H₂S等)的产生，杀灭有害细菌病毒。

本发明中的气体输入单元2包括供气装置21、气液混合装置22及水体流动装置23。其中，供气装置21包括空气净化干燥设备211、富氧发生设备212和臭氧发生设备213。空气经空气净化干燥设备211的收集与净化干燥过后，进入富氧发生设备212分离氮气产生富氧空气，富氧空气可分两路进入气液混合装置22，一路气体经导气管24直接进入气液混合装置22，另一路气体先进入臭氧发生装置213，再通过导气管24进入气液混合装置22。两路气体的流向由中央控制单元0程序控制。具体地，空气净化干燥设备211包括酸净化器(如稀H₂SO₄溶液)、碱净化器(稀NaOH溶液)和干燥器(碱石灰)；富氧发生设备212，可选用变压吸附法或者膜分离法，变压吸附法一般使用功率为100W～300W，膜分离法所用分离膜能使氧气优先通过，将空气中的大部分的氮气截留，产生富氧空气；臭氧发生设备213，优选地，以高压放电法产生臭氧-负离子氧，使用功率一般为200～500W。臭氧是一种强氧化剂，臭氧不仅能快速杀灭水中的病菌、病毒，而且能将可溶性重金属(如铁、锰等)转化为无害的氧化物，亚硝酸盐氧化为无害的硝酸盐，并且能够快速分解硫化氢，同时臭氧还有增加水体溶解氧的功能。本发明还可以采用电解法和紫外线法等方式产生臭氧。

本发明养殖水质调控系统中，气体输入单元2的气液混合装置22，包括气液混合设备221、喷嘴222和强力磁化器223，它们之间通过管道27连接。具体地，喷嘴222为文丘里喷嘴，气液混合设备221用于将供气装置21提供的气体与养殖池水混合制成气液分散体；喷嘴222设置在气液混合装置22的出水端，用来快速地分散气液混合设备221制成的气液分散体，并将其中所含的气体带入养殖池的底层。强力磁化器223设置在气液混合设备221和喷嘴222之间的管道27上，用来磁化气液混合设备221制成的气液分散体，实现活化气液分散体中的水分子，以提高液体的渗透性，进而高效地分散气液分散体中的气体。

本发明养殖水质调控系统中，气体输入单元2的水体流动装置23，包括1～3个电动叶轮231(叶轮叶片长度20～50cm、宽度10～20cm，功率50～200W)。具体地，气液混合设备221制成的气液分散体经喷嘴222释放到电动叶轮231的附近水面以下，电动叶轮231按特定方向转动，使养殖池封闭水体1沿着一定方向流动。养殖池中的封闭水体1的流动可以保持水体理化指标均匀，有利于高密度养殖。优选地，将气液混合装置22的出水口设置于水体流动装置23中电动叶轮231的后水面左下角(30°～45°)，有利于气液分散体在水中的快速分散。

如图1至图3所示，本发明养殖水质调控系统中，浮床植物单元4可悬浮地置于封闭水体1的中央，也可依实际需要设置于相应的位置。浮床植物单元4可以由一个以上的浮床植物单元构成。例如，在一个养殖池中的中央设置一个浮床植物单元4，也可以在一个养殖池的不同位置上设置两个或多个浮床植物单元4。具体地，浮床植物单元4可以采用各种固定方式将浮床植物固定在固定支架上，例如，用PVC管与塑料网固定、泡沫塑料板固定、草绳固定等。优选地，采用PVC管和塑料网作为固定支架，例如，PVC管做成框架一般为6m×3m；浮床植物采用浮床蔬菜，例如，常用的浮床蔬菜包括水蕹菜、水芹菜、诸葛菜等。本发明优选水蕹菜作为浮床蔬菜，将水蕹菜种苗按15-20cm的间距，插在PVC管与塑料网上固定。浮床植物也可以是水生观赏植物等其他水生植物。

本发明养殖水质调控系统中，气体输入单元2气液混合装置22优选采用加压溶气释放(功率一般采用2.2kW、3kW，转速2900转/分)、气液混相流(功率一般采用1kW、1.5kW和2kW)生成气液分散体。与普通的大气泡相比，气液混合装置22产生的微纳米气泡具有比表面积大、表面能高和悬浮稳定性好等特点。微纳米气泡比表面积大，能加速气体穿透液膜进入水体，提高空气在水中的溶解速度；微纳米气泡表面能高，可以加速水体中各种化学反应，有效去除污染物，杀灭有害细菌、病毒；微纳米气泡悬浮稳定性好，可以延长其在水中的停留时间，从而有效提高能源的利用效率。此外，气泡逸出水面会对水体的表面膜形成扰动，也可加快水面的气液交换速率。微纳气液界面技术可在较短时间内使较大面积水体溶氧量迅速提高，该技术能实现养殖过程中特殊情况下的快速增氧。

本发明养殖水质调控系统中，为减小微纳气泡聚并长大的可能性，并将表面富氧水带入养殖池底层，在气液混合装置22的出水处安装喷嘴222，从而使产生的微纳气泡快速分散至养殖池的水体中，为活化水分子提高水的渗透能力，增加微纳气泡的界面电荷增强其稳定性，在气液混合设备221和喷嘴222之间安装强力磁化器223(磁场强度≥10000高斯)。

本发明养殖水质调控系统中，水质监测单元3固定在浮船26上，水质监测单元3一般实时监测的指标包括：养殖池中封闭水体1的pH、DO、T、NH₃-N、NO₃ ^-、NO₂ ^-、叶绿素、COD及BOD等。

本发明的养殖水质调控系统进一步包括中央控制单元0。中央控制单元0根据预设程序及水质监测单元3的监测结果对气体输入单元2的供气装置21、气液混合装置22及水体流动装置23进行协调与控制。具体地，中央控制单元0通过电缆线与水质监测单元3、气体输入单元2的供气装置电源开关及智能开关、气液混合装置电源开关、水体流动装置电源开关连接。具体地，供气装置21产生气体，包括富氧空气、臭氧-负离子氧等，在负压下被吸入气液混合装置22，在高速叶轮的作用下，气体和水混合形成气液分散体，该分散体系通过强力磁化器223磁化后，再经喷嘴222注入养殖池塘水体，注入养殖池的气液分散体在电动叶轮的作用下，向养殖池斜下方向流动。浮床植物单元4，其设置于封闭水体1中，用于吸收养殖池内的水中的氮、磷元素。水质监测单元3用于实时测定养殖池封闭水体1水质指标并将监测结果传递给中央控制单元0，中央控制单元0根据预设程序及水质监测结果实现对气体输入单元2的调控。

本发明还提出了一种养殖水质调控方法，如图8所示，包括以下步骤：步骤一：空气净化干燥设备211从大气中收集空气，并对收集的空气进行净化和干燥处理，去除空气中的灰尘及水分等杂志；步骤二：通过富氧发生设备对净化和干燥后的空气进行氮氧分离，生成富氧作为气体，该气体用以气液混合；步骤三：通过底阀224从封闭水体1中收集液体(例如，封闭水体1中的封闭水体)，通过气液混合装置22将液体与气体混合，得到气液分散体；步骤四：通过喷嘴222将气液分散体输送至封闭水体1中，并通过水体流动装置23使封闭水体1中的水体流动；步骤五：通过水体的流动加速气液分散体扩散至封闭水体中，并加速浮床植物单元4吸收封闭水体1中的氮元素与磷元素的速率。其中，步骤二中进一步包括：利用富氧生成臭氧作为气体。

本发明养殖水质调控方法，进一步地，可以在中央控制单元0的协调与控制下进行，运行模式可分为日常运行模式和突发状态运行模式。日常运行模式与突发状态运行模式的主要区别是注入养殖池的封闭水体1的气体不同，前者包括富氧空气和臭氧-负离子氧，而后者为臭氧-负离子氧。

本发明养殖水质调控方法中，日常运行模式程序如下：中央控制单元0启动后，根据内定程序设定的时间表，依次接通水质监测单元3、水体流动装置23、气液混合装置22、富氧发生设备212电源，打开智能开关71、72、74、75，净化干燥后的空气进入富氧发生设备212制得富氧空气，富氧空气经过导气管24被吸入气液混合装置22制成微纳气泡水注入养殖池的封闭水体1，经水体流动装置23分散至整个水体；养殖水体需要注入臭氧-负离子氧时，中央控制单元0控制接通臭氧发生设备213电源，打开智能开关73，关闭智能开关74，净化干燥富氧后的气体经过臭氧生设备213产生臭氧-负离子氧，臭氧-负离子氧经过导气管24被吸入气液混合装置22制成微纳气泡水注入养殖池的封闭水体1，经水体流动装置23分散至整个封闭水体，。日常运行模式中注入富氧空气或者臭氧-负离子氧气体的时间表(包括时间长短及开启时刻)由中央控制单元0设定。

本发明养殖水质调控方法中，突发状态运行模式用于应对水质异常的情况，若水质指标正常，则调节步骤二得到的气体为富氧或臭氧；若水质指标异常，则调节步骤二得到的气体为臭氧，直至水质指标恢复正常。突发状态运行模式分为自动控制和手动控制两种，自动控制方式与日常运行模式结合在一起，单元启动后先进入日常运行模式，水质监测单元3测定的水质数据实时传递给中央控制单元0，当NO₂ ^-的监测值超过0.3mg/L时，单元自动启动突发状态运行模式，即接通臭氧生设备213电源，打开智能开关73，关闭智能开关74，净化富氧后的气体经过臭氧发生设备213产生臭氧-负离子氧，臭氧-负离子氧经过导气管24被吸入气液混合装置22制成微纳气泡水注入养殖池的封闭水体1，经水体流动装置23分散至整个水体；当NO₂ ^-的监测值低于0.1mg/L时，单元自动关闭突发状态运行模式，重新启动日常运行模式。若鱼虾有发病情况或水体有害藻类大量繁殖时，可手动控制启动突发状态运行模式。本发明单元停止运营时，先关闭智能开关71、72、74、75，再断开水质监测单元3、水体流动装置23、气液混合装置22、富氧发生设备212电源。通过浮床蔬菜吸收封闭水体1中的氮、磷等元素，从而维持封闭水体1水质的相对稳定。

本发明养殖水质调控方法中，供气装置21利用酸和碱来净化空气，净化空气经碱石灰干燥，得到干燥的净化空气。净化后的空气能有效阻止空气中有害气体(如H₂S、NH₃等)重新进入养殖水体。供气装置21利用富氧发生设备212将净化干燥空气制成富氧空气。富氧空气对养殖水体增氧效率较普通空气增氧大大提高。供气装置21将富氧空气通过高压放电法产生臭氧-负离子氧。臭氧-负离子氧进入养殖水体可以有效抑制NO₂ ^-的产生，并能杀死水中有害细菌病毒，而不会产生有害物质的残留。

本发明养殖水质调控方法中，微纳气液分散体是通过加压溶气释放和气液混相流法制成，使气体进入水体的效率大大提高。微纳气液分散体通过强力磁化器223磁化后，可以活化水分子提高水的渗透性，增大微纳气泡表面电荷提高其稳定性，增加气体的利用效率。磁化后的微纳气液分散体经喷嘴222在养殖水体中实现快速混合。能有效避免进入水体的氧气重新离开水体，同时也能把富氧带入养殖池底层，有效改善池底溶解氧匮乏的状况。微纳气液分散体通过喷嘴222进入养殖水体后，利用水体流动装置23实现其在养殖水体中的均匀分散。

本发明养殖水质调控方法中，浮床植物单元4通过植物生长吸收养殖池的封闭水体1中的氮元素与磷元素，起到调节养殖池水中的氮、磷含量。

本发明具体实施中，养殖池的封闭水体1一般在5-10亩。养殖池的封闭水体1可以按实际需要配置一套以上的本发明养殖水质调控系统。例如，一个养殖池中配置二套或四套本发明养殖水质调控系统。

具体地，养殖池的封闭水体1中，浮床植物单元4水蕹菜覆盖水面的面积以不超过30％为宜。可根据情况适时采收水蕹菜，一般在苗高25-35cm左右时即可采收。在进行第一、二次采收时，茎基部要留足2-3个节，以利采收后新芽萌发，促发侧枝。采收3-4次后，应对植株进行一次重采，即茎基部只留1-2个束，防止侧枝发生过多，导致生长纤弱缓慢。

实施例1

试验养殖池：养殖塘面积为5亩，池塘四周为水泥板护坡，底为土质，水深1.5米以上。试验设备配置如附图1所示。具体地，中央控制单元0一套、气体输入单元2两套、水质监测单元3两套，池塘水面上建无上栽种水蕹菜的浮床植物单元4一组，面积占整个池塘的10％。本发明单元开机时间为8小时/天(上午9:00～10:00共1小时，注入富氧空气；下午各13:00～14:00共1小时注入臭氧-负离子氧；晚上22:00～次日4:00共6小时注入富氧空气)，定期收获浮床植物单元的水蕹菜。该池塘中养殖南美白对虾苗80000尾/亩，试验周期从6月20日至8月21日，共计63天。在养殖水质调控实施过程中，每周定期测定池塘水质一次，水质测定的结果为：溶解氧(DO)为6.6～11.3mg/L、氨氮(NH₄ ⁺-N)为0.02～0.40mg/L，pH值为7.5～9.5、亚硝酸盐0.01～0.10mg/L、总磷(TP)为0.05～0.16mg/L。

对照养殖池：养殖塘面积为5亩，池塘四周为水泥板护坡，底为土质，水深1.5米以上。增氧设备采用叶轮式增氧机3套，功率与试验养殖池相同。叶轮式增氧机开机时间与试验养殖池设备相同，该池塘中养殖南美白对虾苗80000尾/亩，试验周期从6月20日至8月21日，共计63天。在养殖实施过程中，每周定期测定池塘水质一次，水质测定的结果为：溶解氧(DO)为4.9～7.8、氨氮(NH4+-N)为0.30～0.90mg/L、pH值塘为6.8～8.6、亚硝酸盐为0.11～0.28mg/L、总磷(TP)为0.15～0.55mg/L。

实验结果表明，试验养殖池的水质明显优于未实施本发明的对照养殖池。试验池塘未发生虾类病害，试验结束共收获水蕹菜1300斤，与对照养殖池相比，试验养殖池的南美白对虾增产18％以上。

实施例2

试验养殖池：养殖塘面积为7亩，池塘四周为水泥板护坡，底为土质，水深1.5米以上。试验设备配置如图2所示。具体地，中央控制单元0一套、气体输入单元2两套、水质监测单元3两套，池塘水面上建无上栽种水蕹菜的浮床植物单元4两组，面积占整个池塘的20％。本发明单元开机时间为10小时/天(上午9:00～10:00共1小时，注入富氧空气；下午各13:00～14:00共1小时，注入臭氧-负离子氧；晚上21:00～次日5:00共8小时，注入富氧空气)，定期收获浮床上的水蕹菜。该池塘中养殖南美白对虾苗80000尾/亩，试验周期从6月20日至8月21日，共计63天。在养殖水质调控实施过程中，每周定期测定池塘水质一次，水质测定的结果为：溶解氧(DO)为6.1～10.9mg/L、氨氮(NH₄ ⁺-N)为0.10～0.60mg/L、pH值为7.6～9.2、亚硝酸盐0.01～0.08mg/L、总磷(TP)为0.05～0.12mg/L。

对照养殖池：养殖塘面积为7亩，池塘四周为水泥板护坡，底为土质，水深1.5米以上。增氧设备采用叶轮式增氧机3套，功率与试验养殖池相同。叶轮式增氧机开机时间与试验养殖池设备相同。在实施过程中每周定期测定池塘水质一次，水质测定的结果为：溶解氧(DO)为4.5～8.2、氨氮(NH₄+-N)为0.40～1.20mg/L、pH值为7.1～8.8、亚硝酸盐为0.12～0.22mg/L、总磷(TP)为0.13～0.46mg/L。

实验结果表明，试验养殖池的水质明显优于未实施本发明的对照养殖池。试验养殖池未发生虾类病害，试验结束共收获水蕹菜3000斤，与对照养殖池相比，试验养殖池南美白对虾增产20％以上。

实施例3

试验养殖池：养殖塘面积为9.5亩，池塘四周为水泥板护坡，底为土质，水深1.5米以上。试验设备配置如图3所示。具体地，中央控制单元0一套、气体输入单元2两套、水质在线监测单元3两套，池塘水面上建无上栽种水蕹菜的浮床植物单元4三组，面积占整个池塘的30％。本发明设备开机时间为12小时/天(上午9:00～10:00共1小时，注入富氧空气；下午各13:00～14:00共1小时，注入臭氧-负离子氧；晚上20:00～次日6:00共10小时，注入富氧空气)，定期收获浮床上的水蕹菜。该池塘中养殖南美白对虾苗80000尾/亩，试验周期从6月20日至8月21日，共计63天。在养殖水质调控实施过程中，每周定期测定池塘水质一次，水质测定的结果为：溶解氧(DO)为6.8～11.3mg/L、氨氮(NH₄+-N)为0.01～0.50mg/L、pH值为7.5～9.4、亚硝酸盐0.01～0.06mg/L、总磷(TP)为0.05～0.13mg/L。

对照养殖池：养殖塘面积为9.5亩，池塘四周为水泥板护坡，底为土质，水深1.5米以上。增氧设备采用叶轮式增氧机3套，功率与试验养殖池相同。叶轮式增氧机开机时间与试验养殖池设备相同。在养殖实施过程中，每周定期测定池塘水质一次，水质测定的结果为：溶解氧(DO)为4.8～7.6、氨氮(NH₄+-N)为0.3～1.10mg/L、pH值为6.8～8.8、亚硝酸盐为0.11～0.24mg/L、总磷(TP)为0.12～0.52mg/L。

实验结果表明，试验养殖池的水质明显优于未实施本发明的对照养殖池。试验养殖池未发生虾类病害，试验结束共收获水蕹菜5000斤，南美白对虾增产18％以上。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims

1.一种养殖水质调控系统，其设置在封闭水体(1)中，其特征在于，包括：气体输入单元(2)与浮床植物单元(4)；

所述气体输入单元(2)，其设置于所述封闭水体(1)表面，用于向所述封闭水体(1)中输送气液分散体，并为所述封闭水体(1)提供水体流动的动力；

所述浮床植物单元(4)，其悬浮于所述封闭水体(1)的表面，用于吸收所述封闭水体(1)中的氮元素与磷元素。

2.如权利要求1所述的养殖水质调控系统，其特征在于，所述气体输入单元(2)包括：

供气装置(21)，其用来生成气体；

气液混合装置(22)，其与所述供气装置(21)连通，从所述封闭水体(1)中抽取液体并与所述气体混合，得到气液分散体后输入所述封闭水体(1)中；

水体流动装置(23)，其为所述封闭水体(1)提供水体流动的动力。

3.如权利要求2所述的养殖水质调控系统，其特征在于，所述供气装置(21)包括：

空气净化干燥设备(211)，其收集空气并对所述空气进行干燥净化；

富氧发生设备(212)，其与所述空气净化干燥设备(211)及所述气液混合装置(22)连通，利用干燥净化后的空气生成富氧作为所述气体传输至所述气液混合装置(22)中。

4.如权利要求3所述的养殖水质调控系统，其特征在于，所述供气装置(21)进一步包括：

臭氧发生设备(213)，其与所述富氧发生设备(212)及所述气液混合装置(22)连通，利用所述富氧生成臭氧作为所述气体传输至所述气液混合装置(22)中。

5.如权利要求2所述的养殖水质调控系统，其特征在于，所述气液混合装置(22)包括：

气液混合设备(221)，其与所述供气装置(21)连通，用于从所述封闭水体(1)中抽取液体，并将所述供气装置(21)提供的气体与所述液体混合制成气液分散体；

喷嘴(222)，其通过管道(27)与所述气液混合设备(221)连通，用于向所述封闭水体(1)中分散所述气液分散体；

强力磁化器(223)，其设置在所述管道(27)上，用于磁化所述气液分散体。

6.如权利要求1所述的养殖水质调控系统，其特征在于，进一步包括中央控制单元(0)与水质监测单元(3)；

所述水质监测单元(3)设置在所述封闭水体(1)中，其与所述中央控制单元(0)连接，用于监测所述封闭水体(1)的水质指标，并反馈至所述中央控制单元(0)；

所述中央控制单元(0)与所述气体输入单元(2)连接，其根据所述水质指标控制所述气体输送单元(2)。

7.一种养殖水质调控方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：收集空气，并对所述空气进行净化和干燥；

步骤二：对净化和干燥后的空气进行氮氧分离，生成富氧作为气体；

步骤三：从所述封闭水体(1)中收集液体，将所述液体与所述气体混合，得到气液分散体；

步骤四：将所述气液分散体输送至所述封闭水体(1)中，并使所述封闭水体(1)中的水体流动；

步骤五：通过所述水体的流动加速扩散所述气液分散体及加速吸收所述封闭水体(1)中的氮元素与磷元素。

8.如权利要求7所述的养殖水质调控方法，其特征在于，所述步骤二中进一步包括：利用所述富氧生成臭氧作为所述气体。

9.如权利要求8所述的养殖水质调控方法，其特征在于，所述步骤二进一步包括：设定时间表，根据所述时间表生成所述富氧或所述臭氧作为所述气体。

10.如权利要求8所述的养殖水质调控方法，其特征在于，进一步地包括：实时监测所述封闭水体(1)的水质指标，若所述水质指标正常，则调节所述步骤二得到的所述气体为富氧；若所述水质指标异常，则调节所述步骤二得到的所述气体为臭氧，直至所述水质指标恢复正常。