CN104542423A - 蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置 - Google Patents

Abstract

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置是物质全循环和能量梯级流动养殖有机鱼虾模式，植物光合作用和鱼虾呼吸作用耦合完成物质全循环和能量梯级流动，通过立体多层分级透光管道系统为光合细菌、单胞藻、卤虫、鱼虾分别提供适宜环境，调控光照温度溶氧、营养盐二氧化碳PH值，太阳光能驱动菌藻光合作用将所有废物就地转化为饵料生物，菌藻吸收小分子有机物生长，卤虫摄食菌藻，鱼虾摄食卤虫，代谢废物被菌藻再利用，形成封闭式物质全循环，菌藻以太阳光能为能源，以二氧化碳小分子有机物为碳源，以氨氮亚硝酸盐硝酸盐为氮源，以磷酸盐硅酸盐等为营养盐，合成菌藻蛋白，卤虫将菌藻蛋白转化为动物蛋白，鱼虾将动物蛋白转化为鱼虾商品，实现能量梯级流动。

Description

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置

技术领域

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置发明属于工厂化水产养殖领域。具体涉及全封闭循环水养殖理念、科学原理、设备材料、养殖池子设计、养殖池子平面组合、养殖池子立体组合、养殖场立体组合、养殖污水资源化利用、太阳光能吸收固定转化利用、人工光源补光利用、光合作用增氧、光合作用净化清污、饵料生物培养、生物营养盐循环利用、有机物化学能梯级利用等原理方法，解决传统循环水养殖系统水处理过滤设备投资大、固定床生物净化方法水质不稳定、效率低下、运营费用高、生物防病技术难等问题。

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置具有工业化循环水养殖系统的所有优点，同时克服传统循环水养殖系统的投资成本高、运营浪费大等缺点，将传统循环水养殖以细菌为主处理养殖污水升级改造为以植物光合作用为主处理养殖污水代谢废物，清除氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硅酸盐、二氧化碳、有机物，增加溶氧，以生态系统不同生物间滤食捕食关系通过滤食性动物卤虫过滤摄食细菌、光合细菌、单胞藻、原生动物、有机碎屑等微小颗粒物，生产饵料生物卤虫和其它经济动物，最终转化为目标鱼虾产品，为系统中各种不同种类生物提供多层分级单独养殖环境，为不同规格不同品种养殖对象分别提供不同层次、不同光照、不同温度、不同溶氧、饵粪分置、环境舒适的独立美巢，为系统中的浮游植物、浮游动物、鱼、虾、蟹、贝、参、鱿分别提供条件适宜的分层分级单独养殖环境，随时调控各层光照、温度、盐度、溶氧、营养盐、二氧化碳、PH值、有机物、透明度等指标，为养殖对象提供合适生长环境，充分循环利用各种生物营养盐，充分吸收固定转化积累太阳光能和饵料化学能，实现全封闭循环水养殖模式，实现零排放，提高产量效益。

背景技术

工业化循环水养殖系统是依托现代工业建立起来的集工程化、设施化、规模化、集约化、标准化、模块化和信息化之大成于一体的现代化水产养殖生产新模式，具有养殖设施设备先进、管理自动高效、养殖环境可控、养殖生产不受土地水资源限制、养殖品种齐全产量高、产品质量绿色安全有保障，产品可随时按需求连续上市，对环境污水排放低，社会、经济和生态效益良好等特点。

传统工业化循环水养殖系统具有固定资产投资成本高，系统运营能源消耗高，污水净化处理模式复杂等缺点，大量养殖污水含有残饵、粪便、有机碎屑、颗粒有机物、溶解有机物、鱼虾代谢废物等被作为废物进行代价高昂的无害化处理，沉淀池、过滤池、硝化池、生物膜处理池、增氧、脱二氧化碳、杀菌消毒等污水净化处理流程占用大量池塘空间资源，微滤机、电动机、水泵等消耗大量电力，花费大量资金建造购买安装维护保养相关水处理机器设备，成本高昂，浪费严重。

用现代物质条件装备农业，用现代科学技术改造农业，用现代产业体系提升农业，用现代经营形式推进农业，用现代发展理念引领农业，用培养新型农民发展农业，提高土地产出率、资源利用率和劳动生产率，提高农业素质、效益和竞争力。渔业是大农业的重要组成部分。大力发展渔业生产技术设备，是开拓新的农业资源、增加食物总量、保障国家粮食安全的重要措施。现代渔业相对于传统渔业而言，遵循资源节约、环境友好和可持续发展理念，以现代科学技术和设施装备为支撑，运用先进的生产方式和经营管理手段，形成产销一体化的产业体系，实现经济、生态和社会效益和谐共赢的渔业产业形态。

封闭循环水工厂化养殖模式无论是用水量还是占地面积均要显著低于池塘养殖和开放式流水养殖模式，大大提高养殖密度；另外工厂化养殖把外来污染源和病原体的危害降低到最小程度，生产环境稳定，可生产出完全符合国际标准的优质产品，并通过对养殖废水进行资源化无害化处理，减少养殖生产对环境的污染，实现环境友好。

循环水养殖系统基本原则为功能分离原则，系统包括养殖池、水处理设备及水质调整与回流设备。养殖池仅供养殖生物栖息及摄食，池水流出后，其所含污染物质处理程序分为固体物去除、溶解性有机物及氨氮去除、脱CO2处理、脱硝处理、pH值与水温调整、杀菌消毒，最后调整溶氧浓度后回流各养殖池。

根据养殖对象生物学特点，基于物质平衡定律如溶解氧、氨氮、pH、碱度等，通过恰当整合水处理工艺及设备，采用水流支路、旁路、回路等方式，实现水量平衡和水质稳定，从而构建高效、经济、实用的循环水养殖系统。循环水养殖系统的工艺流程设计与养殖品种、密度、温度、地理位置等密切相关。循环水养殖所需的水处理单元取决于水循环利用效率、经济性以及养殖对象对水质的要求。循环水养殖系统的水处理设备种类繁多，不同的养殖系统采用不同的水处理设备，其中关键设备主要包括供水设备、管路系统、机械过滤器、生物过滤器、泡沫分离器、杀菌设备、溶解气体调控设备以及供电设备等。

循环水系统里的污染物主要来自于饲料 ，水生动物只能消化吸收所喂饲料的一部分，其余部分转化为残饵、排泄物和二氧化碳，排泄物中有三项指标对循环水系统的运行有直接影响。一是氨氮，可使鱼虾中毒。二是悬浮颗粒物，既可直接影响鱼虾的健康，又会增加生物过滤器负担。三是有机物，其降解过程消耗氧气。

循环水系统主要设备。固液分离设备：转鼓式微滤机、袋式机械过滤器、彗星式纤维球、玻璃纤维砂滤器、超细悬浮物去除装置。生物过滤设备：高效硝化细菌、海水生物滤器、生物净化装置天然载体填料。消毒设备：臭氧－紫外联合消毒设备、超声波消毒杀藻器、量子电凝机。增氧设备：压力式溶氧罐、管式增氧装置、氧气锥等。有机物去除装置：溶气式气液混合器、涡流泵、射流式蛋白泡沫分离器等。调温设备：连箱式横排太阳能集热器海水加热系统、海水养殖废水热泵加热系统。水质监测与控制技术：海水水质在线监测与远程报警系统等。

固体物去除设备。悬浮固体去除为固-液分离程序，分为重力分离、过滤及浮除。重力分离依沉淀原则发挥作用，包括沉淀池及管状沉降器或斜板沉淀池。过滤程序包括筛网、粒状滤材、多孔性滤材过滤器。沉淀及微筛网过滤可以去除大型颗粒，但对小于50um微细颗粒去除无效。粒状滤材过滤器可以有效去除大于20um粒子。

管状沉降器或倾斜板沉淀池，去除固体物效率比一般沉淀池佳。一般沉淀池设计水力停留时间为1-24 小时，池深为1-3m。倾斜板沉淀池或管状沉降器，于一般沉淀池中加装倾斜板或倾斜管，进流水于各层倾斜板或管间流动时，其所含固体颗粒仅需沉降很短距离，即可接触板面而去除。

物理过滤。物理过滤是控制水体固体悬浮物浓度的主要手段，设备主要有转鼓式微滤机、弧形筛和泡沫分离器。转鼓式微滤机用于去除60um以上的固体颗粒物质。微滤机拥有自动清洗筛面功能，可满足系统连续运行要求，不足之处在于运行过程中易使颗粒物质造成二次破碎，过滤筛网受反冲洗水流的冲击容易损耗，设备造价较高。

粒状滤材过滤器。使水通过粒状物滤床及将固体沉积于滤材上，最常用者为向下流式高压砂滤池，向上流式砂滤池由高压砂滤池改良而成，可避免传统向下流式滤池产生结块问题。珠子滤池使用漂浮的塑料滤材以减少反冲洗时用水量。大部分粒状滤池使用静止床体，水流呈垂直方向，往上或往下流动经过床体，可采用加压式或大气压式。

弧形筛。是一种源于矿砂筛分的分离装置，在水处理上主要利用筛缝排列垂直于进水水流方向的圆弧形固定筛面实现水体固液分离。最常用的筛缝间隙为0.25 mm，可有效去除约80%的粒径大于70μm的固体悬浮物质，结构简单，造价低廉。与转鼓式微滤机相比，其最大优点在于无需额外机械动力，节能效果良好。不足之处在于尚不能有效解决弧形筛面的自动清洗难题，在养殖负荷高时甚至需要每小时人工刷洗筛面一次。

淤泥浓缩技术。细菌、藻类、淤泥浓缩技术。板框压滤装置过滤酵母、细菌、藻类，离心机浓缩藻类，絮凝剂浓缩藻类、淤泥、有机物等；带式脱水系统、土工布灌泥袋或管状袋等应用于对淤泥进行脱水，减少废物排放体积。

泡沫分离技术。是处理去除微小颗粒物质和可溶性有机物的有效装备。多用途蛋白分离器，其气泡发生方式是运用高速旋转的气泡发生头，以负压进气的原理产生微气泡，实现泡沫分离、增氧和脱气的效果，不仅可以将蛋白质等有机物在未被矿化成氨化物和其它有毒物质前去除，避免有毒物质在水体中积累。

气体交换。增氧和脱除水中二氧化碳。增氧分为鼓风曝气增氧和工业氧增氧两种。工业氧增氧一是通过盘状或条状曝气石直接在鱼池中以微气泡形式进行释放，该方式氧气利用率一般小于40%；二是通过氧气锥、管式增氧器或低压溶氧装置等气液混合装置在水处理环节中进行增氧。氧气锥是循环水养殖系统使用较为普遍的一种压力式气液混合装置，其氧利用率可大于90%以上。氧气锥自身无动力，但其进水压力一般要高于0.1 MPa，耗能和造价均较高。管式增氧器的氧气利用率略低于氧气锥，但需额外机械动力。低压溶氧器是广泛应用的一种新型纯氧混合装置，其氧利用率虽然低于上述两种增氧方式，约为70%左右，但其结构简单，造价低，无需机械动力，所需能量仅为0.6m的水体势能，耗能不到氧气锥的6%。二氧化碳去除（脱气）是保证养殖水体pH值稳定的关键工艺，主流工艺是滴淋结合吹脱法。

消毒杀菌设备。在高密度养殖条件下，水体中除了存在理化性的致病因子外，还有一定数量的致病菌、条件致病菌。消毒杀菌方式有臭氧杀菌和紫外线杀菌两种。臭氧对水中细菌、病毒和寄生虫卵等具有良好的杀灭作用，同时对水体脱色也有良好效果，但易产生对鱼类和生物膜有害的臭氧残留和溴酸盐，杀菌浓度和残留量控制有一定难度。紫外线杀菌是目前广泛使用的水体杀菌技术，具有杀菌效果好，无残留和易控制等优点。水产养殖上主要选用对杀灭细菌效果最佳的253.7 nm波长的紫外装置。

生物净化处理。主要去除水体中有机物、氨氮、亚硝酸盐等有毒物质。通常生物净化处理是利用硝化细菌将氨氮和亚硝酸盐氧化成硝酸盐，消除它们的毒害作用。根据微生物生长方式可分为悬浮式和固着式。在养殖循环水处理系统中，微生物多使用固着式生长，较具代表性的系统如滴流式过滤器、浸没式过滤器、塑料珠填料过滤器、砂粒流化床过滤器、生物转盘过滤器、生物滤池、生物滤塔等。

生物滤池。生物滤池有平流式、升流式和降流式。挂膜，就是菌体接种，既使微生物吸附在滤料表面上。生物滤池中填料是微生物载体，填料主要有碎石、卵石、沸石、珍珠岩、焦炭、生物碳、煤渣、塑料蜂窝和各种人工合成产品等；生物滤池能连续使用，不需要更换滤料。

生物转盘。生物转盘由一串固定在轴上的圆盘组成，盘片之间有一间隔，盘片一半放在水中，另一半露出水面。水和空气中的微生物附在盘片的表面上，结成一层生物膜。转动时，浸没在水中的片露出水面，盘片上的水因自重而沿着生物膜表面下流，空气中的氧通过吸收、混合、扩散和渗透等作用，随转盘转动而被带入水中，使水中溶解氧增加，水质得到净化。

生物转筒。生物转筒是生物转盘的变型，转筒内填料有塑料球、塑料环和波纹盘片等。有些生物转筒外还设有集气装置以增加水中溶氧量。其典型的3种生物转筒形式为：(1)外壳结构为硬聚乙烯塑料，内装聚氯乙烯波纹圆盘片；(2)筒体外壳为钢制，筒内固定在轴上硬聚乙烯波纹的盘面呈多边形；(3)转筒的筒体四周装有小容器，当转筒向上转时，小容器内盛满了水，向下转动时，水被洒在塑料球上，空容器内充满空气进入水中，净化水的体积为生物转筒体积的15～25倍。

生物流化床。生物流化床是高负荷的一种生物膜法，用好氧的硝化滴滤和缺氧反硝化流化床相结合的反应器，悬浮在表面的富含硝酸盐和溶解有机物送到硫化床，处理效果良好。

以生物处理法处理氨氮时，一般只以好氧性硝化反应将氨氮氧化为硝酸盐。如此将使循环水养殖系统中硝酸氮累积，可能对养殖生物有害；为改善此缺点，可增加脱硝处理设备。将污泥消化处理，利用消化液中所含有机碳水化合物当作脱硝反应碳源，同时达到降低系统水中硝酸盐浓度与有机物排放量目的。

脱硝反应。上流式沉淀物污泥床脱硝反应器是一个圆柱形厌氧反应器。流入脱硝反应器的废水流中含有溶解有机物和颗粒有机物、细菌絮凝物和无机化合物。废水流从反应器底部中央位置流进反应器，从而形成一个上升流速。该上升流速被设计成小于主要颗粒废物的沉淀速度，以便在反应器底部形成一个可沉淀颗粒废物的淤泥床区域。在淤泥床中，含碳废物被反硝化细菌消化，产生细菌生物量，硝酸盐转化成氮气而减少，并产生二氧化碳，产生碱，产生热量。在淤泥床中颗粒废物还充当反硝化细菌赖以生长的介质。

调温。为保证养殖鱼类始终处于一个适宜的水温环境下生活和生长，冬、夏季节均需进行程度不同的调温运行。循环水养殖与流水式养殖模式相比，其最大优势就体现在养殖水体加热或制冷方面的节能效果。加温：一是采用传统锅炉加温；二是利用地下热水资源通过换热器进行加温；三是热电厂附近可利用电厂余热进行加温；四是采用以太阳能为主体的清洁能源加温，需与其它加温工艺组合使用。降温：主要采用温室大棚保温、结合适当增加低温源水调温的方式。

生物活性炭。能有效去除水体中的有机污染物、氨氮，降低污废水毒性，减少外排废水可能对人们生活和生存环境带来的危害。进水过程中，由于活性炭的吸附作用污染物在上面富集，使得微生物更易在活性炭表面繁殖生长，形成生物膜，活性炭为微生物提供了载体和良好的生存环境。形成的生物活性炭同时具有微生物降解作用和吸附作用。

在传统循环流水养殖系统状态下，浪费现象非常普遍。投入的饵料只有20%-25%转化为鱼虾产品，其余75%-80%的饵料全部转化为残饵、粪便、代谢废物、颗粒有机物、溶解有机物、有机碎屑等；将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，将有机物转化为二氧化碳和无机物，将水质指标没有超标的池水过度换水，这些都浪费大量能源和水处理设备。

检测与病害防控。在养殖用水进入池塘前进行各项水质指标的全面检测，确保水质指标满足养殖生物要求，所有进入鱼虾养殖池的水都不含病原体，所有养殖池塘不会出现交叉感染，全部养殖水处理环节全程对于病原体防控步步为营。病害问题的发生是养殖生物、病原体和养殖环境之间相互作用的结果，加强对养殖全过程各项环节的管控，有利于预防病害发生。

浮游动物在迅速摄食生长时，大量分泌氨氮和小分子有机物到环境中，浮游植物在迅速光合作用时也大量分泌同化产物到环境中，这些小分子有机物又被其它微生物吸收利用，从而形成高效快速封闭式循环，最终将太阳光能迅速高效转移到大型动物体内，能量向大型动物流动汇集，物质在生产者消费者分解者之间不停循环利用。

浮游植物在光合作用过程中先合成大量小分子有机物质，在合成细胞结构时，对于不符合细胞合成比例需要的小分子有机物有时会大量分泌出细胞外，而这些小分子有机物质可以被其它生物利用。浮游植物分泌细胞外有机物主要构成：碳水化合物占同化量的15-57%，最高达90%，以多糖为主。含氮物质占同化量的20-60%，，主要为氨基酸、多肽、蛋白质。有机酸类，主要为羟基乙酸、乳酸、甲酸、乙酸。类脂化合物、酚类物质、有机磷脂。挥发性物质：甲醛、乙醛、甲乙酮、糠醛、醋酸乙脂。酶类：淀粉酶、蛋白酶、磷酸酯酶。维生素类：硫胺素、生物素、VB12。生长抑制剂、刺激剂、毒素。照度越高，二氧化碳浓度越低，处于衰老期的藻类，排出的有机物在同化固定的总碳量中占的比例越大。藻类本身分泌有机磷脂的现象也很普遍。尤其在水华后期，藻类处于临死状态，排出有机磷数量更多。

浮游动物包括卤虫、虾蟹苗、鱼苗幼体阶段，在正常生长过程中，新陈代谢速度很快，排泄能占摄食能的41-50%以上，排泄的含氮废物主要是NH4+(NH3)，其它为尿素、氨基酸、多肽、蛋白质等。排泄速率随动物种类、发育阶段、个体大小、食物水平以及温度、季节等不同而异。浮游动物排泄磷的速率随动物种类、发育阶段、个体大小、食物水平以及温度、季节等不同而异，温度高、个体小、食物水平高时，排泄释放磷的速度也高。被浮游动物吞食的细菌、浮游植物总磷中，约有54%被浮游动物以可溶性PO4+-P形式排泄释放回水中，其余大多以粪便形式排进水中。

系统内浮游植物经过浮游动物的过滤摄食消化吸收排泄过程，才能够快速实现物质循环和能量流动，浮游动物的消化吸收过程就是能量的浓缩集中过程，由此实现能量从较低一级生物体向更高一级生物体内的集中汇集，最终系统中的物质和能量都流转汇集到目标产品鱼虾体中，否则组成浮游植物有机体的蛋白质、脂肪、碳水化合物等大分子有机物不能迅速分解为氨基酸、脂肪酸、单糖等小分子有机物，浮游动物的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等消化酶起到了分解大分子的作用，比细菌分解作用更有效更迅速，残渣粪便等难消化的有机物再由细菌慢慢逐级分解。

光合细菌、单胞藻、大型藻类、水生植物等以太阳光能作为能量来源，太阳光能不足时以人工光源作为能源，以二氧化碳、小分子有机物作为碳源，以氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐作为氮源，以磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐等作为营养盐合成自身蛋白质，卤虫以及其它经济动物将这些植物蛋白转化为自身蛋白质，提供给鱼虾作为营养物质，从而实现太阳光能到鱼虾产品的转化。

鉴于各种好氧细菌、厌氧细菌、光合细菌、单细胞藻类、大型藻类、水生植物、轮虫、卤虫、鱼虫、水产生物苗种、鱼、虾、蟹、贝、参、鱿等生物均需要不同养殖环境、不同营养要求，不同温度、盐度、溶氧、PH值、碱度、硬度、有机物浓度、光质、光照强度、氧化还原电位、营养盐浓度，不同菌相、藻相、浮游动物相，分别为各种不同养殖生物分别提供各自最适波长光质、光照强度、温度、盐度、溶氧、PH值、硬度、碱度、氧化还原电位、营养盐条件、饵料条件、生态条件等。利用不同水层和培养液水流速度来调控光照强度，利用不同品种生物光合色素吸收光谱高峰不同来调控光谱波长，利用生物反应管的交织、盘旋、叠加来最大限度充分利用各种波长的太阳光能，利用生物反应管的不同圈层、走向、粗细、流速来调控目标生物的最佳生长繁殖生态环境条件，及时补充肥料、饵料、氧气、二氧化碳等易耗易损原料，及时转移输出细菌、单胞藻、卤虫、轮虫、鱼虫等产成品，及时转移输出残饵、粪便及其它代谢产物，维持整个系统高效均衡和谐运转。

生物反应管可粗可细、可大可小、可长可短、可明可暗、可串联并联、可交织折叠、可水平垂直盘旋、可在表层中层底层各层间穿行，依据目标生物的最佳养殖生态条件随时随地设定生物反应管的位置圈层走向，培养液在管道中不停流淌，流速可控。在生物反应管道的一定位置装有注入端口和流出端口，通过注入端口可随时补充菌种、苗种、饵料、水分、营养液、盐分、二氧化碳、氧气、氨气、硫化氢、微量元素、维生素、生物活性物质等必需成分；通过流出端口可随时监测生物反应管中液体气体成分、氧化还原电位、溶氧、PH值、氨氮、硫化氢、亚硝酸盐、DIN、DIP、DISi、COD、BOD、碱度、硬度、有机物浓度、营养条件、反应速度、反应条件、反应过程、反应产品、饵料生物品种规格密度、敌害生物品种规格密度、目标生物品种规格密度、目标生物产品、目标中间产品等，随时不断分离取出目标产品。

通过蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置，使充入的二氧化碳、氧气不会逃逸散失，向培养液中添加的各种营养盐不会流失，没有废水废渣废气向外排出，不会造成任何环境污染。藻类光合作用产生的氧气通过专门管道通向养殖池，减少充氧费用。外界被有毒有害藻类病原菌污染的海水不会进入到养殖系统中去，大幅度减少各种杀菌消毒灭藻药物用量，大幅度降低鱼虾蟹贝参鱿染病生病的可能性，降低养殖风险，这是有机绿色生态养殖，大幅度提高养殖产品质量规格，大幅度增加养殖产品利润率水平。

通过蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置，随时随地调整最佳生态条件，如温度、盐度、透明度、光照、光质、营养盐、酸度、碱度、硬度、浊度、BOD、COD、溶氧、二氧化碳、生物密度、共生生物、竞争生物、捕食生物、敌害生物。随时随地补充营养盐、维生素、促生长因子、小分子有机物，防止营养盐限制和过量对光合作用速率的不利影响。随时随地补充二氧化碳，转移消耗氧气，降低氧气/二氧化碳比例，降低光呼吸作用损耗。随时随地转移光合作用产物、光合细菌和藻类。根据有机生物化学反应方程和反应原理，化学反应产物的淤积会反作用于反应速度，降低反应速度。为了获得最大的光合作用合成速度，一是为光合作用反应提供充足原料，解除营养盐限制，另外就是将光合作用产物及时转移，及时摄食光合细菌、藻类。

生物反应管优先选用价格低廉的柔性膜状透光材料，如各种塑料薄膜、高分子材料薄膜、高透光树脂、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、有机玻璃、亚克力材料、硅酸盐玻璃以及其它各种膜状管状高透光材料，制造安装方便快捷。实际选料时依据养殖生物要求、材料使用寿命、材料强度、对环境影响、采购成本等综合因素统筹考虑具体材料。

没有阳光参与的循环水养殖不是真正的生态循环养殖，仅仅是水的循环，水中各种物质元素和能量没有实现闭环式循环，残饵、粪便、代谢废物、生物残骸都没有实现循环利用，仅仅通过循环水方式将这些污染物带出系统，当在循环水养殖系统中加入太阳光能元素后，整个系统才实现了真正的闭环式循环，物质元素得到反复循环利用，太阳光能驱动光合作用将所有残饵、粪便、代谢废物、生物残骸就地转化利用，不用再花大钱将它们从系统中无害化处理并清理出去。经过多次循环，这些所谓废物也得以转化成鱼虾产品。

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置技术可以作为美丽乡村、现代渔业、现代农业、生态渔业、生态农业、循环渔业、循环农业、可持续发展渔业、可持续发展农业、立体设施智能化渔业、建设美丽中国的典型技术范例。蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置理论上年投入产出比可达1：5以上。因为系统中主要能源太阳光能是免费的，几乎大多数消耗性物质原料如二氧化碳、水、营养盐也几乎都是免费的，只有技术、电力和一些必要的材料需要花钱，还需要花一些苗种费、饲料费和人工费。

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置是一种水产养殖有机鱼虾的产品和方法，既是产品发明，又是方法发明。一揽子解决当前鱼虾循环水养殖行业面临的各种困难和问题，如水源不足、土地紧张、投资成本大、运营费用高、运行不稳定、疾病防控难、产品有残留、有污水排放、生物物理化学环境指标调控难等诸多难题，以低廉成本实现传统鱼虾循环水养殖向全封闭全透光全自动工厂化数字化智能化多层分级流水生态养殖模式转型，及时准确调控水体光照、光质、温度、盐度、溶氧、营养盐、二氧化碳、PH值、透明度、氨氮、亚硝酸盐、硫化氢、有机物、菌相、藻相、虫相、饵料生物品种、密度等水质生物物理化学环境指标，随时生产供应市场需求的各种优质水产品。

发明内容

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置工艺流程：鱼池排水→底栖动物养殖池→沉淀发酵池→顶层水塔→太阳能杀菌消毒层→光合细菌培养层→单胞藻培养层→大型藻类培养层→水生植物培养层→鱼虾养殖层→卤虫培养层→鱼虾苗种培养层→贝类养殖层→海参养殖层→沙蚕养殖层→沉淀发酵池。根据生态系统基本原理和水产养殖环境工程技术要求，在清除氨氮、磷酸盐、二氧化碳和有机物的同时增氧，培养饵料生物，实现零污水排放。

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置是一项关于全封闭、全循环、全透光、零排放、能量梯级利用、有机鱼虾生产的水产养殖综合管理控制系统装置，其设计理念、科学原理、制造材料、运营管理、数据采集、监控反馈、生产方法、工艺流程、设施制造、环境控制、柔性养殖、饵料培养、苗种培育、鱼虾养成、收获加工等生产运营全过程的一整套生产技术创新，提出有机鱼虾产品质量标准、工厂化全循环生产工艺标准，整个养殖系统装置为蜂巢式全封闭循环水全自动工厂化数字化智能化流水生态有机鱼虾养殖系统装置，单位水体产量提高数倍，质量规格提高数倍，养殖风险降低数倍，生产成本减少数倍，经营利润增加数倍，而且不受地理位置环境条件限制，可以在离市场最近的城市工厂里开展有机水产品养殖，不论系统装置是全封闭还是不完全封闭、不论是全透光还是不完全透光、不论是全循环还是不完全循环、不论是全自动还是不完全自动、不论是全工厂化还是不完全工厂化、不论是全数字化还是不完全数字化、不论是全智能化还是不完全智能化、不论是全流水还是不完全流水、不论是全生态还是不完全生态、不论是全有机还是不完全有机，都不影响本发明整体上的新颖性、创造性、实用性，这既是蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置产品的发明，也是蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置养殖方法的发明。

立体多层蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置全部建在透光温室大棚中，所有空间立体养殖设施均为透光材料制成的管道养殖系统和蜂窝状池塘养殖结构，整体内部结构模仿蜂巢立体多层一级、二级、三级、四级结构，养殖池模仿蜂巢等边六柱体一级结构，有独立进排水管道系统；养殖池之间左右前后平面组合模仿蜂巢二级平面结构，等边六柱体之间无缝联结，空间利用率最大；养殖池平面之间上下立体组合模仿蜂巢三级立体多层结构，层与层之间留出合适间隙便于监控操作；多个蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置之间集群组合模仿蜂巢四级结构，按合理间距高低集群组合成一体，充分利用有限环境空间立体资源；大型深水鱼虾养殖池塘分布在地面层，各池塘有独立进排水管道系统，防止病菌感染；浅水半地下层汇集鱼虾池污水，养殖底栖动物；深水地下层为污水沉淀发酵池，进行固液分离；池塘地面空间为钢结构框架，上面设置多层分级水处理与饵料生物管道养殖系统装置，根据养殖目标生物具体特性要求搭建多层，用水泵将沉淀池清水加压输送到最顶层水塔，通过管道阀门控制自动流入顶层进行太阳光能灭菌消毒后，按顺序依次进入以下各层管道系统分别进行光合细菌、单胞藻、大型藻类、水生植物、轮虫、卤虫、贝类、海参、沙蚕、对虾、鱼类养殖，整个系统只需一次性消耗电力将水从最底层沉淀池泵送到最顶层水塔，然后水流按高低层次顺序梯级下泄，通过独立进排水管道与相应养殖池连通，节省能源，简化控制流程，一键式调控全自动工厂化蜂巢式全封闭循环水养殖综合管理控制系统装置。

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置多层分级资源化循环利用所有养殖污水废物，通过光合细菌、单胞藻、大型藻类和水生植物大量吸收利用水中氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐、二氧化碳、溶解小分子有机物等代谢废物作为营养源进行光合作用合成有机物，释放氧气增加溶氧；细菌、原生动物、轮虫、卤虫、枝角类、桡足类、多毛类、滤食性贝类和滤食性鱼虾类大量快速过滤摄食水中微小颗粒物和可溶性有机物作为食物参与新陈代谢，合成生物体；原生动物、轮虫、卤虫、枝角类、桡足类、多毛类、滤食性贝类和滤食性鱼虾类大量快速过滤摄食水中细菌、光合细菌、单胞藻、有机碎屑、残饵、粪便、菌团、菌膜、絮凝物等颗粒有机物作为食物，合成生物体；捕食性浮游动物、捕食性贝类、捕食性鱼虾类、水母、海蜇、沙蚕、金乌贼等大量快速捕食水中原生动物、轮虫、卤虫、枝角类、桡足类、小鱼虾等动物作为食物，生长繁殖自身生物体；蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置为各种生物分别提供合适环境空间资源条件，合理搭配养殖生物顺序和水流走向，利用生态系统食物链食物网关系将所有传统循环水养殖系统中不能被利用的鱼虾代谢废物和残饵粪便转化成可以梯级循环利用的资源，将太阳光能和人工光源转化为生物质能，将废弃营养盐和剩余饵料化学能转化为饵料生物体和经济动植物产品，饵料生物体再次作为鱼虾鲜活饵料循环利用，无需投资建造运营大量传统循环水养殖水处理固定资产设备，将所有能源和营养盐资源化反复循环利用。

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置通过调控生态环境系统达到鱼虾最佳生长栖息环境，通过调控生态环境变化杀灭抑制各种病原生物体，预防鱼虾疾病，各鱼虾养殖池均有独立进排水管道系统，养殖池在地面层，通过地下沉淀池沼气厌氧发酵系统装置利用低氧无氧原理杀死所有需氧病原生物体，通过顶层即第一层太阳光能紫外线和红外线加热高温处理装置杀灭残存的病原生物体孢子、种子、卵、休眠体等潜在病原体隐患，通过第二层光合细菌培养装置利用光合细菌最佳生长繁殖厌氧低氧生态条件杀灭相关富氧高氧病原生物体，通过第三层单胞藻培养装置利用单胞藻最佳生长繁殖富氧高氧生态条件杀灭相关厌氧低氧病原生物体，通过第四层浮游动物培养装置利用浮游动物滤食细菌、光合细菌、单胞藻、有机碎屑和病原生物体，通过第五层滤食性贝类培养装置利用滤食性贝类滤食细菌、光合细菌、单胞藻、有机碎屑和病原生物体，通过下层大型藻类和水生植物培养装置利用大型藻类和水生植物最佳生长繁殖生态条件杀灭病原生物体；经过大型藻类和水生植物的吸收、过滤、沉淀、吸附后，水中颗粒有机物和溶解有机物浓度大幅度降低，氨氮等生物营养盐浓度大幅度降低，二氧化碳浓度大幅度降低，PH值升高，透明度大幅度提高，水中溶解氧含量大幅度提高，甚至达到过饱和状态，这样的水经过检测调整后，按照鱼虾养殖最佳水质要求，调整好相关水质指标后作为鱼虾养殖循环用水。

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置将鱼虾生活栖息区与残饵粪便污物汇集区相隔离装置，大型鱼虾养殖池塘水流走向采取并联式独立进排水系统装置，每个池塘均有独立进排水管道；池塘为等边六柱体锅形底结构，进水口在表层边缘，排污口在最底部中央；池塘底层安装框架隔离网装置，将池水分割成两大区域，隔离网上层为鱼虾生活栖息区，隔离网下层为残饵粪便污物汇集区；换水时水流从表层边缘向池塘切线注入，从底层中央排污口向外出水，带走残饵粪便等颗粒污染物，代谢废物和溶解有机物随水流排出；从污染物离开鱼虾生活栖息区后就开始进行污水处理系统，在养殖池底部框架隔离网下方进行初步汇集浓缩，充分合理有效利用养殖池底部空间，在养殖池里只换掉水质指标超标的必须换的超标污水，不换水质指标还处在合理区间内的达标好水，以减少换水量，节约能源，降低频繁换水造成鱼虾环境变化产生应激反应；在框架隔离网上安装颗粒收集器和单向阻流阀装置，通过框架隔离网、颗粒收集器和单向阻流阀装置，一直保持水流从上到下单向流动，保持残饵粪便污物汇集区维持一定负压，保持鱼虾生活栖息区水体各种生物物理化学环境指标最大限度满足鱼虾栖息生长繁殖要求；在非排污期保持水流相对静止，让残饵、粪便、有机碎屑、生物残骸、淤泥等颗粒物自然沉降下来；在排污期通过移动式排污口制造高水压差，利用水压差保持水流单向快速流动，通过高压快速水流将黏附在框架隔离网上的各种颗粒物排出池外，将高浓度污水排出池外；上层水可以向下层流动，下层水不可以向上层逆流，决不允许下层污水上涌污染影响鱼虾生活；通过框架隔离网不让鱼虾自由进到底部来，隔离残饵粪便污物汇集区和鱼虾生活栖息区，为鱼虾提供健康养殖生活环境，日常运营管理中只需要将污物汇集区中的污水及时清理排放出去，防止病害滋生，防止水质底质恶化，防止条件致病菌感染。

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置中饲料物质能量梯级循环分级利用，传统投入到养殖池中的饲料营养物质和化学能只有20%至25%转化到鱼虾体内变成鱼虾生物质能，其余饲料成分均转化为废物，从鱼虾养殖池塘排出的污水中含有大量残饵、粪便、代谢废物、颗粒有机物和溶解有机物，这些废物中含有大量营养物质和能量可以被底栖动物摄食吸收利用，将鱼虾养殖池中排出的污水导入底栖动物养殖池中，主要包括海参、扇贝、鲍鱼、红螺、贻贝、牡蛎、沙蚕、珍珠贝、泥蚶、毛蚶、杂色蛤、竹蛏等底栖动物，调整好底栖动物养殖生态环境条件，补充足够氧气，鱼虾残饵粪便经过底栖动物充分过滤摄食消化吸收后，剩余废物冲洗导入沉淀池中进行彻底厌氧沼气发酵处理；在沉淀池中每积累一定厚度的沉积物，在沉积物上面铺一层滤布，水分可以逐渐透出到滤布上面，沉积物一直在滤布下面，防止接纳新排入污水时搅动下层已经沉淀好的淤泥；上层可以不断添加沉淀污泥，下层一直处于厌氧发酵状态；经过充分发酵后，残留物从沉淀池底部抽出进行机械过滤，撤出滤布反复使用；沉淀池清水和滤液通过水泵加压输送到钢结构框架最顶层水塔，通过管道阀门控制自动流入顶层进行太阳光能紫外线消毒和红外线高温灭菌后，调配好营养物质浓度，按顺序依次进入以下各层分别进行光合细菌、单胞藻、大型藻类、水生植物、原生动物、轮虫、卤虫、贝类、海参、沙蚕、对虾、鱼类养殖池，在水流进入下一级养殖池前，分别进行水质指标监测调控，满足养殖生物合适环境条件要求。

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置流水搅拌式培养浮游植物光合细菌和单胞藻，从最顶层水塔阀门调控流出的污水经太阳光能紫外线和红外线杀菌消毒后，用于培养光合细菌和单胞藻；管道式光合细菌和单胞藻培养装置为一条长长的透光塑料薄膜管道，水平放置在钢结构框架板上，管道圆筒状，只有进水口和出水口，进水前测量污水各项水质营养盐指标，根据计划培养的光合细菌或单胞藻具体品种要求，在污水中添加补齐所缺的营养盐后成为菌藻培养液，向管中注入大部分培养液，剩余空间充入空气或二氧化碳，接种好光合细菌或单胞藻藻种，保持培养管内整体环境稳定；采取管道内流水连续不间断培养方式，在有光条件下，从进水口注入培养液，从出水口收获培养好的光合细菌或单胞藻藻液，在培养过程中需要搅拌，防止菌藻细胞沉淀堆积或黏附在管壁上，影响透光性；为防止菌藻细胞缺乏营养盐和光照，在培养管道中加装螺旋搅拌装置，利用注水时水平流动动力打破水流均衡平稳流动状态，采取脉冲式加注培养液，使平稳水流变成紊流涡流乱流向前流动，在流动过程中使菌藻细胞和营养盐得到充分搅拌混合，打破菌藻细胞缺乏营养盐状态，同时使菌藻细胞都能均衡接受到太阳光能辐射；对于蜂巢式光合细菌和单胞藻培养池，培养液从池底中央进水口进入池里，逐渐向上流动产生上升流，培养好的菌藻细胞从上层出水口流出池子，利用水流动力搅拌混匀水体，提高光合作用效率。

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置流水培养浮游动物卤虫或鱼虾苗，从上层培养浮游植物光合细菌和单胞藻后排出的富含光合细菌和单胞藻细胞的培养液，流入浮游动物培养管道装置，以卤虫或鱼虾苗为代表的浮游动物大量快速过滤摄食水中细菌、光合细菌、单胞藻、有机碎屑、菌团、菌膜、絮凝物等颗粒有机物作为食物，生长生物体；管道式卤虫或鱼虾苗培养装置为一条长长的透光塑料薄膜管道，水平放置在钢结构框架板上，位置比浮游植物培养管道低，管道有进水口、出水口和排污口，进水前测量菌藻培养液各项水质指标，根据计划培养的浮游动物卤虫或鱼虾苗具体品种要求进行调整，向管中注入大部分菌藻培养液，剩余空间充入空气或氧气，放入卤虫或鱼虾苗幼体，保持培养管内整体环境稳定；采取管道内流水连续不间断培养方式，从进水口注入菌藻培养液，从出水口收获培养好的卤虫或鱼虾苗，从排污口排出粪便和生物残骸沉淀物；在培养过程中需要搅拌，防止菌藻细胞沉淀堆积或黏附在管壁上，影响透光性，影响光合作用增氧，影响光合作用清除卤虫或鱼虾苗代谢废物；为防止菌藻细胞沉淀，在培养管道中加装螺旋搅拌装置，利用注水时水流动力搅拌培养液，采取脉冲式加注菌藻培养液，使平稳水流变成紊流乱流向前流动，在流动过程中使卤虫或鱼虾苗与菌藻细胞充分搅拌混合，便于卤虫或鱼虾苗过滤摄食；对于蜂巢式卤虫或鱼虾苗培养池，菌藻培养液从池子上层进水口切向流入池子，粪便和生物残骸沉积物从池底中央出水口流出池子，防止卤虫或鱼虾苗幼体过度集群，造成局部水体缺饵缺氧，造成卤虫或鱼虾苗幼体死亡，保持水中合适悬浮菌藻细胞浓度，保持浮游动物卤虫或鱼虾苗幼体能够及时有效滤食菌藻细胞和饵料。

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置实现物质全循环养殖。传统循环水养殖系统模式没有阳光参与，光合作用弱，系统中物质除了水参与循环外，其它主要物质如饲料营养成份、碳、氮、磷、硫、钠、钾、钙、镁、铁等多数营养元素没有参与循环，这不是真正的生态循环养殖系统，仅仅是水的循环，水中各种物质元素和能量都没有形成真正闭环式循环，残饵、粪便、代谢废物、生物残骸等物质和能量都没有循环利用，仅仅进行无害化处理后排出系统；蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置实现物质全循环养殖模式，特别强调在养殖全过程全面加入太阳光能，用光合作用实现物质全循环，动物代谢废物氨氮二氧化碳成为植物光合作用原料，植物光合作用废物氧气成为动物呼吸作用原料，动物摄食植物，细菌分解动植物残骸，通过动物呼吸分解作用和植物光合合成作用同时同步同位置同水体耦合循环，使整个系统中所有物质元素真正实现全封闭全物质闭环式循环，物质元素得到反复循环利用，太阳光能驱动光合作用将所有残饵、粪便、代谢废物、生物残骸、有机物等就地转化为饵料生物；浮游动物迅速摄食生长时，大量分泌氨氮和小分子有机物到环境中，浮游植物迅速光合作用时也大量分泌同化产物到环境中，这些小分子有机物又被其它生物吸收利用，从而形成高效快速封闭式循环，将太阳光能迅速高效转移到大型动物体内，最终系统中物质和能量都流转汇集到目标产品鱼虾体中；光合细菌、单胞藻、大型藻类、水生植物等以太阳光能作为能量来源，太阳光能不足时以人工光源作为能源，以二氧化碳、小分子有机物作为碳源，以氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐作为氮源，以磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐等作为营养盐，合成自身蛋白质，生产生物体，卤虫以及其它经济动物将这些植物蛋白迅速转化为自身蛋白质，提供给鱼虾作为营养物质，从而实现太阳光能到鱼虾产品的转化。

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置是一种现代化简单且风险可控的按部就班生物化学反应养殖模式，水产养殖生产全过程中大多数生物化学反应都是在生物参与下进行，其中最重要的是放氧光合作用和耗氧呼吸作用，监测调控与生物化学反应密切相关的元素与化合物种类，如植物营养元素、氧气、有机物、二氧化碳、PH值、微量元素、维生素、生物活性物质等，人为提供合适生物化学反应环境条件，提供充足生物化学反应能量如有机物化学能和太阳光能等，使生物化学反应安全有序稳定地将太阳光能和饵料化学能向着最终产品鱼虾生物体汇集转化，提高转化效率和速度；光合作用方程：106ＣＯ2 + 16ＨＮＯ3 + Ｈ3ＰＯ4 + 122Ｈ2Ｏ + 微量元素 + 光 ——〉Ｃ106Ｈ263Ｏ110Ｎ16Ｐ3 + 138Ｏ2，光合作用是生物体将二氧化碳、氨、磷、无机营养盐和小分子有机物转化为大分子有机物质如碳水化合物、脂肪、蛋白质等含能物质的耗能还原反应，同时释放氧气，太阳光能提供光子能量促进生物化学反应正常顺利进行；耗氧呼吸作用是生物体将碳水化合物、脂肪、蛋白质等含能物质氧化分解并释放能量的氧化反应，耗氧呼吸作用可以看作是放氧光合作用的逆反应。在这组水体主要生物化学反应中，氧、碳、氮、磷四种元素的计量关系为：原子个数比：Ｏ:Ｃ:Ｎ:Ｐ = 276:106:16:1，重量比：Ｏ:Ｃ:Ｎ:Ｐ = 142:41:7.2:1，浮游植物进行光合作用每耗用1克磷时，必然同时耗用7.2克氮、41克碳，同时释放142克氧，生成约100克浮游植物（干重）；鱼虾新陈代谢每释放7.2克氮，必然同时消耗142克氧、100克浮游植物，释放1克磷和41克碳；通过植物光合作用清除鱼虾养殖过程中排出的氨氮、磷酸盐和二氧化碳，同时释放氧气，是蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置的必然选择。

养殖水体生物化学反应几乎都是酶促反应，其反应速度符合米氏方程定律：V=-ds/dt=dp/dt=V极大[S]/（K米+[s]）。式中：V为酶反应速度，即底物消失速度，或产物生成速度。[S]为限制性底物浓度。V极大为最大反应速度，即[S]足够大时的饱和速度。K米为米氏常数。若V=1/2V极大，则K米=[S]。米氏常数又称为“半饱和常数”，即速度为饱和速率一半时的底物浓度。其特点是：在底物浓度低时，反应速度甚小。随着底物浓度增大，开始时，反应速度增大较快，随后，反应速度趋于一极限值V极大，终于达成饱和，与底物浓度无关了。根据米氏方程原理，人为提供光合作用反应最佳生态环境条件，为植物光合作用底物提供连续稳定不间断氮磷营养盐浓度和二氧化碳浓度，及时转移输出光合作用产物氧气和其它细胞分泌产物，以及产成品藻细胞，保持光合作用反应全过程顺畅快速，以最大限度吸收固定转化利用太阳光能为生物质能，再通过后续生态系统食物链食物网原理，经动物过滤摄食转化，将植物生物质能转化为鱼虾生物质能，在此过程中，所有暂时没有利用的生物质能和营养元素，通过支路旁路循环得到充分有效利用，整个蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置对外不排放任何剩余物质，不排放污水废气废物，所有生物营养物质元素都得到反复循环利用，所有太阳光能、电能光能、饵料化学能、代谢废物化学能都得到充分利用，最终转化为鱼虾生物质能和饵料生物质能。

柔性蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置以植物光合作用清除鱼虾动物代谢废物，以动物过滤摄食植物产品实现全封闭物质循环和能量流动，根据市场需求变化随时调整养殖品种、规模、层次，养殖池用透明塑料板或透明玻璃材料，既可以养鱼养虾，也可以养卤虫、轮虫、枝角类、桡足类、原生动物、单胞藻、光合细菌、大型藻类、水生植物、贝类、海参、鲍鱼、沙蚕、海蜇、金乌贼等任何一种或多种水生生物；既可以混养在一起，也可以一池一条单独饲养；每个池子都有独立进排水系统，独立水质监测控制系统，独立环境水质预警系统，独立监控反馈控制系统，所有这些数据图像都可以及时在线传输到养殖监测控制室，可以及时传输到电脑或手机上，实现对水产养殖系统24小时监控；通过这种完全自动化数据化健康养殖模式，可以防治各种疾病传染流行，保证每一条鱼虾等养殖对象的健康、安全、有机，保证每一条鱼虾品质；保持溶氧充足，温度、PH值、氧化还原电位合理波动，盐度稳定，菌相、藻相、虫相生态系统健康合理稳定，远离条件致病菌发病条件，不含恶性传染性细菌、病毒病原体，不含寄生虫和有害生物病原体，氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐、硫化氢、二氧化碳、颗粒有机物、溶解有机物、BOD、COD、硬度、碱度不超标，光照强度、光照周期、光波质量符合鱼虾生理需求，营养盐浓度、微量元素、维生素、生物活性物质均符合鱼虾等养殖对象有机生态养殖要求。

通过底层沉淀池沼气厌氧发酵处理系统装置利用低氧无氧原理杀死所有需氧病原生物体，对病原生物体进行第一次全面灭杀。本装置就是沼气发酵装置，经过底栖生物处理后的淤泥，含有各种残饵、粪便、菌团、代谢废物、有机物，含有各种可能对养殖鱼虾有害的病原生物体，将这些沉淀淤泥在底层进行彻底密闭厌氧沼气发酵，利用低氧无氧原理全面杀灭所有需氧病原生物体。

通过顶层即第一层太阳光能紫外线和红外线加热高温处理系统装置杀灭沼气发酵后残存的病原生物体孢子、种子、卵、休眠体等潜在隐患，对病原生物体进行第二次全面灭杀。本装置就是一层塑料薄膜管道，安放在最顶层，利用太阳光照加热管中液体最高温度可以加热到80摄氏度，经过沼气发酵厌氧杀灭需氧病原生物体后，对于残存的可能含有病原生物体孢子、种子、卵、休眠体等生物体的沼液，通过水泵将沼液泵送到顶层水塔，经阀门调控流入到太阳光能加热高温处理系统装置中，根据杀灭病原生物体最佳温度和时间要求，通过调控水管直径、水流速度、光照时间、加热时间、沼液滞留时间等措施来满足彻底杀灭病原生物体环境条件要求。通过顶层太阳光能加热处理系统装置还可以调控整个车间温度要求，夏天温度高时提高水层厚度，减缓水流速度，尽可能降低太阳光热能流入中下层鱼虾养殖空间以降低温度。冬天温度低时降低水层厚度，加快水流速度，减少水管层数，尽可能增加太阳光热能流入中下层鱼虾养殖空间以提高温度。

通过上层即第二层光合细菌培养系统装置利用光合细菌最佳生长繁殖不同厌氧低氧富含硫化氢生态条件要求杀灭相关富氧高氧病原生物体，对病原生物体进行第三次全面灭杀。经过太阳光能高温消毒灭菌后的沼液，自流进入上层光合细菌培养系统装置管道中，检测营养盐种类浓度后，接种光合细菌菌种，根据光合细菌最佳生长要求，综合考虑鱼虾养殖水质要求，合理添加所缺必需营养盐、微量元素、维生素和生物活性物质，调控合适温度、光照强度和光波质量，培养光合细菌，利用光合细菌最佳生长繁殖的不同厌氧低氧富硫化物生态条件要求杀灭相关富氧高氧病原生物体。培养后的光合细菌用于饲喂轮虫、卤虫、枝角类、桡足类、鱼虾苗幼体等经济动物，或者浓缩后用于生产颗粒饲料原料。

通过中上层即第三层单胞藻培养系统装置利用单胞藻最佳生长繁殖不同富氧高氧生态条件要求杀灭相关厌氧低氧病原生物体，对病原生物体进行第四次全面灭杀。经过太阳光能高温消毒灭菌后的沼液，自流进入中上层单胞藻培养系统装置管道中，检测营养盐种类浓度后，接种单胞藻藻种，根据单胞藻最佳生长繁殖要求，综合考虑鱼虾养殖最佳水质要求，合理添加所缺必需营养盐、微量元素、维生素和生物活性物质，调控合适温度、光照强度和光波质量，培养单胞藻，利用单胞藻最佳生长繁殖的不同富氧高氧生态条件要求杀灭相关厌氧低氧病原生物体。培养后的单胞藻用于饲喂轮虫、卤虫、枝角类、桡足类、鱼虾苗幼体等经济动物，或者浓缩后用于生产颗粒饲料原料。

通过中下层即第四层浮游动物培养系统装置利用浮游动物滤食细菌、光合细菌、单胞藻、有机碎屑和病原生物体，对病原生物体进行第五次全面灭杀。经过太阳光能高温消毒灭菌后的沼液、光合细菌培养液、单胞藻培养液，自流进入中下层浮游动物培养系统装置管道中，检测光合细菌、单胞藻浓度、溶氧后，接种浮游动物幼体，海水以卤虫为主，淡水以枝角类、桡足类为主，根据浮游动物最佳生长要求，综合考虑鱼虾养殖最佳水质要求，合理添加所缺必需营养盐、微量元素、维生素和生物活性物质，调控合适温度、溶氧、光照强度和光波质量，培养浮游动物，利用浮游动物滤食光合细菌、单胞藻、有机碎屑和病原生物体。培养后的浮游动物用于饲喂鱼虾蟹苗幼体等经济动物，或者过滤后用于生产颗粒饲料原料。

通过下层大型藻类和水生植物培养系统装置利用大型藻类和水生植物最佳生长繁殖不同生态条件要求杀灭相关病原生物体，对病原生物体进行第六次全面灭杀。经过浮游动物培养过滤后，自流进入下层大型藻类和水生植物培养系统装置管道中，检测营养盐种类浓度后，接种大型藻类和水生植物种苗，根据大型藻类和水生植物最佳生长要求，综合考虑鱼虾养殖最佳水质要求，合理添加所缺必需营养盐、微量元素、维生素和生物活性物质，调控合适温度、光照强度和光波质量，培养大型藻类和水生植物，利用大型藻类和水生植物最佳生长繁殖的不同生态条件要求杀灭相关病原生物体。经过大型藻类和水生植物的吸收、过滤、沉淀、吸附后，水中颗粒有机物和溶解有机物浓度大幅度降低，氨氮等生物营养盐浓度大幅度降低，二氧化碳浓度大幅度降低，PH值升高，透明度大幅度提高，水中溶解氧含量大幅度提高，甚至达到过饱和状态，这样的水经过检测调整后，按照鱼虾养殖最佳水质要求，调整好相关指标后正好作为鱼虾养殖用水。培养后的大型藻类和水生植物用于饲喂草食性鱼类、杂食性鱼类和虾蟹类等经济动物，或者收割过滤后用于生产颗粒饲料原料。

将传统循环水养殖系统中固体物去除由机械过滤器、固液分离器等设施设备通过机械沉淀过滤分离原理升级改造为利用生物过滤摄食吸收吸附分解原理，滤食性贝类和滤食性浮游动物可以大量快速过滤摄食水中颗粒有机物，大量过滤摄食残饵、粪便、生物残骸、细菌、光合细菌、单胞藻、有机碎屑、原生动物、菌团、菌膜、絮凝物等颗粒有机物作为食物，生长繁殖自身生物体，传统固体物去除装置需要投资建造大量复杂的沉淀池、沉降器、斜板沉淀池、砂滤罐、筛网、粒状滤材、多孔性滤材过滤器、鼓式微滤机、弧形筛等设备装置，需要消耗大量能源人力物力财力来管理运营维修保养这些设备装置，将颗粒有机物进行无害化处理，而生物过滤摄食吸收吸附分解装置将对鱼虾无用有害的颗粒有机物转化为饵料生物和经济动物，无需投资建造大量设备，无需消耗占用大量能源运营，将颗粒有机物中含有的化学能和营养盐物质转化为饵料生物质能和经济动物生物体，将颗粒有机物资源化利用。

将传统循环水养殖系统中微小颗粒物和可溶性有机物去除由泡沫分离器等设施设备通过气选悬浮氧化分离原理升级改造为利用生物吸收过滤分解去除，细菌、原生动物、轮虫、卤虫、滤食性贝类和滤食性浮游动物可以大量快速吸收过滤水中微小颗粒物和可溶性有机物作为食物，浮游植物、大型藻类和水生植物也可以吸收利用水中溶解有机物作为营养源，生长繁殖自身生物体，传统微小颗粒物和可溶性有机物去除设备需要投资购买泡沫分离器等设备装置，需要消耗大量能源来管理运营维修保养这些设备，将微小颗粒物和可溶性有机物进行无害化处理，而生物过滤摄食吸收分解装置将对鱼虾无用有害的微小颗粒物和可溶性有机物转化为饵料生物和经济动物，无需投资建造大量设备，无需消耗大量能源运营，将微小颗粒物和可溶性有机物中含有的大部分化学能和营养盐物质转化为饵料生物质能和经济动物生物体，将无用有害的微小颗粒物和可溶性有机物资源化利用。

将传统循环水养殖系统中氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐去除由生物净化法生物滤池、生物转盘、生物转桶、细菌絮凝和生物流化床等设施设备通过硝化细菌、反硝化细菌将氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐转变成氮气移出系统升级改造为利用植物光合作用吸收清除氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐，植物包括光合细菌、单胞藻、大型藻类、水生植物等可以大量快速吸收水中氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐作为氮源合成蛋白质，而且植物优先吸收氨氮，生长繁殖自身生物体，传统细菌生物净化氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐去除设备需要投资建造购买生物滤池和生物流化床等设备装置，需要消耗大量能源人力物力财力来管理运营维修保养这些设备，将氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐进行无害化处理，而植物光合作用将对鱼虾有害的氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐转化为饵料生物和经济动物，无需投资建造大量设备，无需消耗大量能源运营，将氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐等营养盐转化为饵料生物质能和经济动物生物体，将有害的氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐资源化利用。

将传统循环水养殖系统中增加氧气、去除二氧化碳由气体交换设施设备通过鼓风曝气增氧、纯氧、液态氧、分子筛富氧装置、曝气石、氧气锥、管式增氧器、低压溶氧装置等将氧气加入水中，通过滴淋结合吹脱法将二氧化碳去除升级改造为利用植物光合作用吸收水中二氧化碳同时向水中释放增加氧气，植物包括单胞藻、大型藻类、水生植物等可以大量快速吸收水中二氧化碳作为电子受体合成葡萄糖，以水作为电子供体生成氧气，以太阳光能作为动力，而且植物吸收二氧化碳和增加氧气同步同时完成，植物生长繁殖自身生物体，传统气体交换装置增加氧气去除二氧化碳设备需要投资建造购买氧气罐、充氧装置和二氧化碳脱气装置，需要消耗大量能源人力来管理运营维修保养这些设备，将氧气注入，将二氧化碳脱除，而植物光合作用将对鱼虾有害的二氧化碳转化为对鱼虾有利的氧气和饵料生物，无需投资建造大量设备，无需消耗大量能源运营，将二氧化碳转化为饵料生物体，同时产生氧气，将有害的二氧化碳资源化利用。

将传统的高成本、高浪费、高能耗、有污染、有排放、不稳定、风险大、不健康、运营操控程序复杂的不完全封闭循环水养殖系统升级改造为低成本、无浪费、低能耗、零污染、零排放、高稳定、风险小、健康、安全、有机、绿色、生态、运营操控管理程序简单的蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置，从鱼虾养殖池汇集输送过来的废水，含有大量残饵、粪便、代谢废物、有机碎屑、浮游生物残骸、鱼虾分泌物、粘液、菌团、菌膜，以及大量溶解有机物，这些物质和能源不是废物，而是珍贵的营养盐资源，经过细菌、光合细菌、单胞藻、大型藻类、水生植物、原生动物、轮虫、卤虫、枝角类、桡足类等生态系统处理后，可以转化为鲜活饵料生物资源，继续用于投喂鱼虾生物。

鱼虾养殖污水经过浮游植物清除氨氮、磷酸盐、二氧化碳后，利用板框压滤技术分离浓缩细菌单胞藻类，或者利用絮凝剂将浮游植物浓缩分离，利用低温保存浓缩藻液，浓缩藻液喂养卤虫，藻细胞作为卤虫饵料，大小颗粒软硬营养均合适，不需要耗能粉碎处理，实现在不同地方生产浓缩藻液，在用户周围饲养活卤虫，实现对用户的现场活体卤虫供应。

有机绿色鱼虾质量标准。蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置以全生态循环理念进行生产，以光合细菌单胞藻光合作用完成鱼虾代谢废物氨氮二氧化碳磷酸盐等循环利用，以卤虫过滤摄食光合细菌单胞藻完成植物蛋白到动物蛋白的循环利用，以鱼虾捕食卤虫完成太阳光能→单胞藻→卤虫→鱼虾→代谢废物→单胞藻的全过程物质循环和能量流动，在养殖生产全过程中不使用任何化学药品和抗生素产品，全程通过精确调控养殖生态环境条件控制鱼虾疾病发生；整个系统用大量立体空间资源培养以卤虫为代表的饵料生物，在鱼虾养殖全程以天然鲜活卤虫饲养的鱼虾产品符合有机绿色食品生产质量标准；卤虫是滤食性动物，可以把颗粒大小0.2-50微米的有机碎屑、细菌、光合细菌、酵母、单胞藻、原生动物等鱼虾不易摄食消化的微米级颗粒物一步转化为鱼虾适口又容易摄食的厘米级活饵料；卤虫长期连续大量滤食系统水体中有机物，把光合细菌、单胞藻吸收固定的太阳光能转化为自身生物质能，鱼虾全程摄食活卤虫生长繁殖，卤虫营养价值和氨基酸脂肪酸组成与鱼虾相似程度最高，卤虫大小软硬适口，诱食性强，鱼虾捕食卤虫效率高，摄食量大，食物链简短，能量转化效率高，物质同化效率高，鱼虾生长速度快，养殖周期短，残饵粪便代谢废物量少；卤虫在能量从太阳光能转化为鱼虾肉体过程中发挥重要桥梁作用，由于卤虫的加入，整个鱼虾养殖生态系统由开环式物质不完全循环生态系统转型升级为完全闭环式所有物质全循环生态系统。

实践证明在密闭透光塑料薄膜管道注满水和空气后的生态条件可以同时满足细菌、单胞藻、大型藻类、卤虫和鱼虾正常生长发育的需要，无论是溶氧、温度、盐度，还是营养盐、PH值、二氧化碳、光照，均可以满足卤虫、鱼虾正常生长发育的需要。在密闭透光环境下，藻类、卤虫和鱼虾之间可以建立正常的长期稳定的随日出日落在一定范围内波动的生态关系，这为在陆地上不同地理位置大规模低成本工厂化全自动生态养殖有机鱼虾打开了一扇巨大的机会之门，可以更加贴近市场大规模生产有机鱼虾，在城市、工厂、乡村、内陆、沙漠、盐湖、草原、戈壁、森林、湿地等所有一切有光的地方都可以培育鱼虾，人工配制海水，添加藻种、营养盐和卤虫卵。在密闭环境中，所有物质元素都没有流失，我们只需要根据收获鱼虾的元素组成补充必要的物质元素后，在阳光的照耀驱动下，我们就可以利用蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置源源不断地生产有机鱼虾，源源不断地实现太阳光能→藻类→卤虫→鱼虾的转化，在密闭系统中实现物质反复循环和能量向终端产品鱼虾流动。

具体实施方式

蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置工艺流程：鱼池排水→底栖动物养殖池→沉淀发酵池→顶层水塔→太阳能杀菌消毒层→光合细菌培养层→单胞藻培养层→卤虫培养层→鱼虾苗种培养层→大型藻类培养层→水生植物培养层→鱼虾养殖层→贝类养殖层→海参养殖层→沙蚕养殖层→沉淀发酵池。

地形数据测量。根据场地空间大小确定养殖设计规模，包括鱼虾养殖规模、配套苗种培育规模、饵料生物卤虫养殖规模、单胞藻培育规模、光合细菌培育规模、沉淀池面积容积、底栖动物养殖规模、水塔容积等配套数据，管道设置走向，相互之间互相配合协调。

养殖池塘设计建造。包括鱼虾养殖池和底栖动物养殖池，同时铺设好进排水管道系统、上下水管道系统、充气排气系统、投苗投饵系统、池中隔离框架系统、苗种采收系统、生物饵料采收投喂系统，以及各种支路、旁路、回路循环系统。计算养殖水体容量、换水率和循环水容量数据。

沉淀池设计建造。计算沉淀池的污水接纳体积、沉淀时间、淤泥产生量、发酵时间、固体废物产生量、沉淀清液量、进出水量和水质指标检测数据。

立体钢结构框架设计制造安装。计算光合作用面积、污水杀菌消毒处理量、处理流程、处理时间、水塔位置和容量，根据饵料生物培育总量和对光照要求确定钢结构框架层次和高度，确定钢结构框架安全承重量，在钢结构框架上铺设透明隔板以放置生物培养管道，框架外搭建塑料保温大棚。

各种生物培养管道安装调试。计算鱼虾生产量、饵料生物生产量、溶氧需求量、光合细菌培育量、单胞藻培育量、大型藻类培育量、水生植物培育量、卤虫培育量、鱼虾苗种培养量、底栖动物生产量、培养周期、采收周期、环境调控、增温降温保温装置等。

水质指标数字化智能化检测控制系统安装调试。各个养殖培育环节进水出水水质指标数字化智能化监测调控仪器仪表系统装置、在线监测系统装置、疾病防控系统装置、环境指标调控系统装置、养殖生物视频监测装置、自动投饵排污系统控制装置等。

整体系统集成运营调试。各个子系统安装运行调试、关联子系统安装运营调试、整体系统集成安装运营调试、池塘管道设备生物仪表软件硬件联网安装运行调试、整体系统协调修正完善运行调试等。

Claims (10)

1.将传统循环水养殖系统升级改造为蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置，其特征是：这是一项关于全封闭、全循环、全透光、零排放、能量梯级利用、有机鱼虾生产的水产养殖综合管理控制系统装置，其设计理念、科学原理、制造材料、运营管理、数据采集、监控反馈、生产方法、工艺流程、设施制造、环境控制、柔性养殖、饵料培养、苗种培育、鱼虾养成、收获加工等生产运营全过程的一整套生产技术创新，提出有机鱼虾产品质量标准、工厂化全循环生产工艺标准，整个养殖系统装置为蜂巢式全封闭循环水全自动工厂化数字化智能化流水生态有机鱼虾养殖系统装置，单位水体产量提高数倍，质量规格提高数倍，养殖风险降低数倍，生产成本减少数倍，经营利润增加数倍，而且不受地理位置环境条件限制，可以在离市场最近的城市工厂里开展有机水产品养殖，不论系统装置是全封闭还是不完全封闭、不论是全透光还是不完全透光、不论是全循环还是不完全循环、不论是全自动还是不完全自动、不论是全工厂化还是不完全工厂化、不论是全数字化还是不完全数字化、不论是全智能化还是不完全智能化、不论是全流水还是不完全流水、不论是全生态还是不完全生态、不论是全有机还是不完全有机，都不影响本发明整体上的新颖性、创造性、实用性，这既是蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置产品的发明，也是蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置养殖方法的发明。

2.将传统单层循环水养殖系统升级改造为立体多层蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置，其特征是：蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置全部建在透光温室大棚中，所有空间立体养殖设施均为透光材料制成的管道养殖系统和蜂窝状池塘养殖结构，整体内部结构模仿蜂巢立体多层一级、二级、三级、四级结构，养殖池模仿蜂巢等边六柱体一级结构，有独立进排水管道系统；养殖池之间左右前后平面组合模仿蜂巢二级平面结构，等边六柱体之间无缝联结，空间利用率最大；养殖池平面之间上下立体组合模仿蜂巢三级立体多层结构，层与层之间留出合适间隙便于监控操作；多个蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置之间集群组合模仿蜂巢四级结构，按合理间距高低集群组合成一体，充分利用有限环境空间立体资源；大型深水鱼虾养殖池塘分布在地面层，各池塘有独立进排水管道系统，防止病菌感染；浅水半地下层汇集鱼虾池污水，养殖底栖动物；深水地下层为污水沉淀发酵池，进行固液分离；池塘地面空间为钢结构框架，上面设置多层分级水处理与饵料生物管道养殖系统装置，根据养殖目标生物具体特性要求搭建多层，用水泵将沉淀池清水加压输送到最顶层水塔，通过管道阀门控制自动流入顶层进行太阳光能灭菌消毒后，按顺序依次进入以下各层管道系统分别进行光合细菌、单胞藻、大型藻类、水生植物、轮虫、卤虫、贝类、海参、沙蚕、对虾、鱼类养殖，整个系统只需一次性消耗电力将水从最底层沉淀池泵送到最顶层水塔，然后水流按高低层次顺序梯级下泄，通过独立进排水管道与相应养殖池连通，节省能源，简化控制流程，一键式调控全自动工厂化蜂巢式全封闭循环水养殖综合管理控制系统装置。

3.将传统循环水养殖系统中污水生物膜处理工艺通过以细菌为主清除鱼虾代谢废物升级改造为蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置多层分级资源化循环利用所有养殖污水废物，其特征是：通过光合细菌、单胞藻、大型藻类和水生植物大量吸收利用水中氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐、二氧化碳、溶解小分子有机物等代谢废物作为营养源进行光合作用合成有机物，释放氧气增加溶氧；细菌、原生动物、轮虫、卤虫、枝角类、桡足类、多毛类、滤食性贝类和滤食性鱼虾类大量快速过滤摄食水中微小颗粒物和可溶性有机物作为食物参与新陈代谢，合成生物体；原生动物、轮虫、卤虫、枝角类、桡足类、多毛类、滤食性贝类和滤食性鱼虾类大量快速过滤摄食水中细菌、光合细菌、单胞藻、有机碎屑、残饵、粪便、菌团、菌膜、絮凝物等颗粒有机物作为食物，合成生物体；捕食性浮游动物、捕食性贝类、捕食性鱼虾类、水母、海蜇、沙蚕、金乌贼等大量快速捕食水中原生动物、轮虫、卤虫、枝角类、桡足类、小鱼虾等动物作为食物，生长繁殖自身生物体；蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置为各种生物分别提供合适环境空间资源条件，合理搭配养殖生物顺序和水流走向，利用生态系统食物链食物网关系将所有传统循环水养殖系统中不能被利用的鱼虾代谢废物和残饵粪便转化成可以梯级循环利用的资源，将太阳光能和人工光源转化为生物质能，将废弃营养盐和剩余饵料化学能转化为饵料生物体和经济动植物产品，饵料生物体再次作为鱼虾鲜活饵料循环利用，无需投资建造运营大量传统循环水养殖水处理固定资产设备，将所有能源和营养盐资源化反复循环利用。

4.将传统循环水养殖系统中通过药物控制鱼虾疾病升级改造为通过调控生态环境系统达到鱼虾最佳生长栖息环境，通过调控生态环境变化杀灭抑制各种病原生物体，预防鱼虾疾病，其特征是：各鱼虾养殖池均有独立进排水管道系统，养殖池在地面层，通过地下沉淀池沼气厌氧发酵系统装置利用低氧无氧原理杀死所有需氧病原生物体，通过顶层即第一层太阳光能紫外线和红外线加热高温处理装置杀灭残存的病原生物体孢子、种子、卵、休眠体等潜在病原体隐患，通过第二层光合细菌培养装置利用光合细菌最佳生长繁殖厌氧低氧生态条件杀灭相关富氧高氧病原生物体，通过第三层单胞藻培养装置利用单胞藻最佳生长繁殖富氧高氧生态条件杀灭相关厌氧低氧病原生物体，通过第四层浮游动物培养装置利用浮游动物滤食细菌、光合细菌、单胞藻、有机碎屑和病原生物体，通过第五层滤食性贝类培养装置利用滤食性贝类滤食细菌、光合细菌、单胞藻、有机碎屑和病原生物体，通过下层大型藻类和水生植物培养装置利用大型藻类和水生植物最佳生长繁殖生态条件杀灭病原生物体；经过大型藻类和水生植物的吸收、过滤、沉淀、吸附后，水中颗粒有机物和溶解有机物浓度大幅度降低，氨氮等生物营养盐浓度大幅度降低，二氧化碳浓度大幅度降低，PH值升高，透明度大幅度提高，水中溶解氧含量大幅度提高，甚至达到过饱和状态，这样的水经过检测调整后，按照鱼虾养殖最佳水质要求，调整好相关水质指标后作为鱼虾养殖循环用水。

5.将传统循环水养殖系统中鱼虾生活栖息区和残饵粪便污物汇集区同处一体升级改造为鱼虾生活栖息区与残饵粪便污物汇集区相隔离装置，其特征是：大型鱼虾养殖池塘水流走向采取并联式独立进排水系统装置，每个池塘均有独立进排水管道；池塘为等边六柱体锅形底结构，进水口在表层边缘，排污口在最底部中央；池塘底层安装框架隔离网装置，将池水分割成两大区域，隔离网上层为鱼虾生活栖息区，隔离网下层为残饵粪便污物汇集区；换水时水流从表层边缘向池塘切线注入，从底层中央排污口向外出水，带走残饵粪便等颗粒污染物，代谢废物和溶解有机物随水流排出；从污染物离开鱼虾生活栖息区后就开始进行污水处理系统，在养殖池底部框架隔离网下方进行初步汇集浓缩，充分合理有效利用养殖池底部空间，在养殖池里只换掉水质指标超标的必须换的超标污水，不换水质指标还处在合理区间内的达标好水，以减少换水量，节约能源，降低频繁换水造成鱼虾环境变化产生应激反应；在框架隔离网上安装颗粒收集器和单向阻流阀装置，通过框架隔离网、颗粒收集器和单向阻流阀装置，一直保持水流从上到下单向流动，保持残饵粪便污物汇集区维持一定负压，保持鱼虾生活栖息区水体各种生物物理化学环境指标最大限度满足鱼虾栖息生长繁殖要求；在非排污期保持水流相对静止，让残饵、粪便、有机碎屑、生物残骸、淤泥等颗粒物自然沉降下来；在排污期通过移动式排污口制造高水压差，利用水压差保持水流单向快速流动，通过高压快速水流将黏附在框架隔离网上的各种颗粒物排出池外，将高浓度污水排出池外；上层水可以向下层流动，下层水不可以向上层逆流，决不允许下层污水上涌污染影响鱼虾生活；通过框架隔离网不让鱼虾自由进到底部来，隔离残饵粪便污物汇集区和鱼虾生活栖息区，为鱼虾提供健康养殖生活环境，日常运营管理中只需要将污物汇集区中的污水及时清理排放出去，防止病害滋生，防止水质底质恶化，防止条件致病菌感染。

6.将传统循环水养殖系统中饲料营养物质和能量一次性利用模式升级改造为蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置中饲料营养物质和能量梯级循环分级利用模式，其特征是：传统投入到养殖池中的饲料营养物质和化学能只有20%至25%转化到鱼虾体内变成鱼虾生物质能，其余饲料成分均转化为废物，从鱼虾养殖池塘排出的污水中含有大量残饵、粪便、代谢废物、颗粒有机物和溶解有机物，这些废物中含有大量营养物质和能量可以被底栖动物摄食吸收利用，将鱼虾养殖池中排出的污水导入底栖动物养殖池中，主要包括海参、扇贝、鲍鱼、红螺、贻贝、牡蛎、沙蚕、珍珠贝、泥蚶、毛蚶、杂色蛤、竹蛏等底栖动物，调整好底栖动物养殖生态环境条件，补充足够氧气，鱼虾残饵粪便经过底栖动物充分过滤摄食消化吸收后，剩余废物冲洗导入沉淀池中进行彻底厌氧沼气发酵处理；在沉淀池中每积累一定厚度的沉积物，在沉积物上面铺一层滤布，水分可以逐渐透出到滤布上面，沉积物一直在滤布下面，防止接纳新排入污水时搅动下层已经沉淀好的淤泥；上层可以不断添加沉淀污泥，下层一直处于厌氧发酵状态；经过充分发酵后，残留物从沉淀池底部抽出进行机械过滤，撤出滤布反复使用；沉淀池清水和滤液通过水泵加压输送到钢结构框架最顶层水塔，通过管道阀门控制自动流入顶层进行太阳光能紫外线消毒和红外线高温灭菌后，调配好营养物质浓度，按顺序依次进入以下各层分别进行光合细菌、单胞藻、大型藻类、水生植物、原生动物、轮虫、卤虫、贝类、海参、沙蚕、对虾、鱼类养殖池，在水流进入下一级养殖池前，分别进行水质指标监测调控，满足养殖生物合适环境条件要求。

7.将静水培养浮游植物光合细菌和单胞藻装置升级改造为流水搅拌式培养浮游植物光合细菌和单胞藻装置，其特征是：从最顶层水塔阀门调控流出的污水经太阳光能紫外线和红外线杀菌消毒后，用于培养光合细菌和单胞藻；管道式光合细菌和单胞藻培养装置为一条长长的透光塑料薄膜管道，水平放置在钢结构框架板上，管道圆筒状，只有进水口和出水口，进水前测量污水各项水质营养盐指标，根据计划培养的光合细菌或单胞藻具体品种要求，在污水中添加补齐所缺的营养盐后成为菌藻培养液，向管中注入大部分培养液，剩余空间充入空气或二氧化碳，接种好光合细菌或单胞藻藻种，保持培养管内整体环境稳定；采取管道内流水连续不间断培养方式，在有光条件下，从进水口注入培养液，从出水口收获培养好的光合细菌或单胞藻藻液，在培养过程中需要搅拌，防止菌藻细胞沉淀堆积或黏附在管壁上，影响透光性；为防止菌藻细胞缺乏营养盐和光照，在培养管道中加装螺旋搅拌装置，利用注水时水平流动动力打破水流均衡平稳流动状态，采取脉冲式加注培养液，使平稳水流变成紊流涡流乱流向前流动，在流动过程中使菌藻细胞和营养盐得到充分搅拌混合，打破菌藻细胞缺乏营养盐状态，同时使菌藻细胞都能均衡接受到太阳光能辐射；对于蜂巢式光合细菌和单胞藻培养池，培养液从池底中央进水口进入池里，逐渐向上流动产生上升流，培养好的菌藻细胞从上层出水口流出池子，利用水流动力搅拌混匀水体，提高光合作用效率。

8.将静水培养浮游动物卤虫或鱼虾苗装置升级改造为流水培养浮游动物卤虫或鱼虾苗装置，其特征是：从上层培养浮游植物光合细菌和单胞藻后排出的富含光合细菌和单胞藻细胞的培养液，流入浮游动物培养管道装置，以卤虫或鱼虾苗为代表的浮游动物大量快速过滤摄食水中细菌、光合细菌、单胞藻、有机碎屑、菌团、菌膜、絮凝物等颗粒有机物作为食物，生长生物体；管道式卤虫或鱼虾苗培养装置为一条长长的透光塑料薄膜管道，水平放置在钢结构框架板上，位置比浮游植物培养管道低，管道有进水口、出水口和排污口，进水前测量菌藻培养液各项水质指标，根据计划培养的浮游动物卤虫或鱼虾苗具体品种要求进行调整，向管中注入大部分菌藻培养液，剩余空间充入空气或氧气，放入卤虫或鱼虾苗幼体，保持培养管内整体环境稳定；采取管道内流水连续不间断培养方式，从进水口注入菌藻培养液，从出水口收获培养好的卤虫或鱼虾苗，从排污口排出粪便和生物残骸沉淀物；在培养过程中需要搅拌，防止菌藻细胞沉淀堆积或黏附在管壁上，影响透光性，影响光合作用增氧，影响光合作用清除卤虫或鱼虾苗代谢废物；为防止菌藻细胞沉淀，在培养管道中加装螺旋搅拌装置，利用注水时水流动力搅拌培养液，采取脉冲式加注菌藻培养液，使平稳水流变成紊流乱流向前流动，在流动过程中使卤虫或鱼虾苗与菌藻细胞充分搅拌混合，便于卤虫或鱼虾苗过滤摄食；对于蜂巢式卤虫或鱼虾苗培养池，菌藻培养液从池子上层进水口切向流入池子，粪便和生物残骸沉积物从池底中央出水口流出池子，防止卤虫或鱼虾苗幼体过度集群，造成局部水体缺饵缺氧，造成卤虫或鱼虾苗幼体死亡，保持水中合适悬浮菌藻细胞浓度，保持浮游动物卤虫或鱼虾苗幼体能够及时有效滤食菌藻细胞和饵料。

9.将传统循环水养殖系统模式升级改造为蜂巢式全封闭物质全循环养殖系统模式，其特征是：传统循环水养殖系统模式没有阳光参与，光合作用弱，系统中物质除了水参与循环外，其它主要物质如饲料营养成份、碳、氮、磷、硫、钠、钾、钙、镁、铁等多数营养元素没有参与循环，这不是真正的生态循环养殖系统，仅仅是水的循环，水中各种物质元素和能量都没有形成真正闭环式循环，残饵、粪便、代谢废物、生物残骸等物质和能量都没有循环利用，仅仅进行无害化处理后排出系统；蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置实现物质全循环养殖模式，特别强调在养殖全过程全面加入太阳光能，用光合作用实现物质全循环，动物代谢废物氨氮二氧化碳成为植物光合作用原料，植物光合作用废物氧气成为动物呼吸作用原料，动物摄食植物，细菌分解动植物残骸，通过动物呼吸分解作用和植物光合合成作用同时同步同位置同水体耦合循环，使整个系统中所有物质元素真正实现全封闭全物质闭环式循环，物质元素得到反复循环利用，太阳光能驱动光合作用将所有残饵、粪便、代谢废物、生物残骸、有机物等就地转化为饵料生物；浮游动物迅速摄食生长时，大量分泌氨氮和小分子有机物到环境中，浮游植物迅速光合作用时也大量分泌同化产物到环境中，这些小分子有机物又被其它生物吸收利用，从而形成高效快速封闭式循环，将太阳光能迅速高效转移到大型动物体内，最终系统中物质和能量都流转汇集到目标产品鱼虾体中；光合细菌、单胞藻、大型藻类、水生植物等以太阳光能作为能量来源，太阳光能不足时以人工光源作为能源，以二氧化碳、小分子有机物作为碳源，以氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐作为氮源，以磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐等作为营养盐，合成自身蛋白质，生产生物体，卤虫以及其它经济动物将这些植物蛋白迅速转化为自身蛋白质，提供给鱼虾作为营养物质，从而实现太阳光能到鱼虾产品的转化。

10.将传统循环水养殖系统以人工配合饲料生产普通水产品质量标准升级改造为蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置以天然鲜活饵料生产有机水产品质量标准，其特征是：蜂巢式全封闭循环水养殖系统装置以全生态循环理念进行生产，以光合细菌单胞藻光合作用完成鱼虾代谢废物氨氮二氧化碳磷酸盐等循环利用，以卤虫过滤摄食光合细菌单胞藻完成植物蛋白到动物蛋白的循环利用，以鱼虾捕食卤虫完成太阳光能→单胞藻→卤虫→鱼虾→代谢废物→单胞藻的全过程物质循环和能量流动，在养殖生产全过程中不使用任何化学药品和抗生素产品，全程通过精确调控养殖生态环境条件控制鱼虾疾病发生；整个系统用大量立体空间资源培养以卤虫为代表的饵料生物，在鱼虾养殖全程以天然鲜活卤虫饲养的鱼虾产品符合有机绿色食品生产质量标准；卤虫是滤食性动物，可以把颗粒大小0.2-50微米的有机碎屑、细菌、光合细菌、酵母、单胞藻、原生动物等鱼虾不易摄食消化的微米级颗粒物一步转化为鱼虾适口又容易摄食的厘米级活饵料；卤虫长期连续大量滤食系统水体中有机物，把光合细菌、单胞藻吸收固定的太阳光能转化为自身生物质能，鱼虾全程摄食活卤虫生长繁殖，卤虫营养价值和氨基酸脂肪酸组成与鱼虾相似程度最高，卤虫大小软硬适口，诱食性强，鱼虾捕食卤虫效率高，摄食量大，食物链简短，能量转化效率高，物质同化效率高，鱼虾生长速度快，养殖周期短，残饵粪便代谢废物量少；卤虫在能量从太阳光能转化为鱼虾肉体过程中发挥重要桥梁作用，由于卤虫的加入，整个鱼虾养殖生态系统由开环式物质不完全循环生态系统转型升级为完全闭环式所有物质全循环生态系统。