CN104585108B - 一种高密度鱼菜共生系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高密度鱼菜共生系统，包括鱼缸、水培菜养殖槽和河石养殖床组成的种植系统和蓄水池，鱼缸连接有分流缸和固体污物分隔缸，固体污物分隔缸连接细菌污物分解缸，细菌污物分解缸与蓄水池相连，通过抽水泵连接分流缸，分流缸连接有种植系统及其另一端通过管道连接蓄水池。本发明采用鱼养殖系统产生营养水通过分流缸分流到种植系统中，为植物生长提供正常生长，能够实现大规模高密度生产、效率高，经多重净化水质，水质更好，独立的养殖和种植系统结构，其结构简单，便于管理和维护，实现了运营成本低、耗能少和环保的养殖系统，并具有结构简单、系统稳定、安装维护和操作方便的特点，并能实现叶菜和瓜果类蔬菜培养的多样性。
Description
技术领域
本发明属于共生系统领域，特别涉及一种高密度鱼菜共生系统。
背景技术
鱼菜共生是一种新型的复合耕作体系，它把水产养殖与水耕栽培这两种原本完全不同的农耕技术，通过巧妙的生态设计，达到科学的协同共生，从而实现养鱼不换水而无水质忧患，种菜不施肥而正常成长的生态共生效应；在传统的水产养殖中，随着鱼的排泄物积累，水体的氨氮增加，毒性逐步增大；而在鱼菜共生系统中，水产养殖的水被输送到水耕栽培系统，由微生物细菌将水中的氨氮分解成亚硝酸盐和硝酸碱，进而被植物作为营养吸收利用。由于水耕和水产养殖技术是鱼菜共生技术的基石，鱼菜共生可以通过组合不同模式的水耕和水产养殖技术而产生多种类型的系统。鱼菜共生让动物、植物、微生物三者之间达到一种和谐的生态平衡关系，是未来可持续循环型零排放的低碳生产模式，更是有效解决农业生态危机的最有效方法。
现有的耕作体系模式有开环模式和闭锁循环模式，开环模式中养殖池与种植槽（或床）之间不形成闭路循环，由养殖池排放的废水作为一次性灌溉用水直接供应蔬菜种植系统而不形成返还回流，每次只对养殖池补充新水，新水含有的毒气基本没有，对鱼类生长好，但该方式比较浪费水资源，成本高，并且种植系统中的水没能充分利用，在水源充足的地方可以采用该模式；闭锁循环模式中养殖池排放的水经由硝化床微生物处理后，以循环的方式进入蔬菜栽培系统，经由蔬菜根系的生物吸收过滤后，又把处理后的废水返回至养殖池，水在养殖池、滤液床、种植槽三者之间形成一个闭路循环。现有的闭锁循环中没有采用蓄水池，把鱼缸作为蓄水池，造成鱼缸养殖的影响，并且经过滤后的水质还有固体沉淀，造成对一些不适合带有淤泥的种植影响。中国专利申请“一种简易高产且生态环保的养殖系统”（专利申请号为201410037615.1），包括依次连通的鱼菜共生养殖池、污水处理系统、水净化区和水返回养殖池再利用系统；所述鱼、菜共生养殖池内装有底污抽提系统，该底污抽提系统通过管道与污水处理系统连通，文献中鱼养殖和菜种植同时放置在一个养殖池中，有以下几个缺点： 1）易造成水质变坏，长期使用影响鱼类生长； 2）鱼菜比例需要特殊要求，种菜的面积不得超过养殖池的三分之一，菜种植面积小，用水量大，在池底需要大型排水设施，建造成本大，用电高，耗能大；3）因为没有足够种植面积，也就是没有足够的挤压聚苯乙烯塑料泡沫板在水面，造成水蒸发快，不保温，水温幅度大对植物生长不利，水温与室温相近，很难做到水温“冬暖夏凉“；4）水太多造成水流速减慢，除非水泵很大，但用大水泵更加耗电），水流速慢会造成污物（特别是氨）积聚，消弱鱼抵抗力，使鱼较容易生病；5）水面积大收割不方便，水深的话，可能需要用船或大型机器进行移植，收割和除虫，这样做速度慢，成本高，没有工作效益。水浅的可能用人（穿捕鱼服）在水中工作，但每次需要全身消毒，一有不慎会造成人体病毒对植物的传染，另外用人力运输困难，工人需要长期弯腰作业，不利脊椎健康，水浅也不利某些鱼类生长；6）一些鱼在喂食不足的情况下会吃掉或损坏植物根部；7）系统清洁维护困难，如果池边池底积聚太多污物，或系统失灵，需要把整个系统的水抽干才可以进行，植物养殖生产此时需要暂停，（而本发明只需要把鱼缸的入水口关闭，把鱼缸水抽干就好，蔬菜养殖槽是独立的，不会对生产有影响）；8）种植果实类植物是需要安装爬藤架或爬藤线的，在一个大水池上面安装极为困难，因为没有架子，吊绳固定点，因此该系统不宜实现高密度的大规模生产；中国专利申请“一种闭锁循环模式鱼菜共生池”（专利申请号为201220440814.3），包括鱼养殖池和在鱼养殖池底部通过管道连接的菜养殖池，通过水泵连接鱼养殖池和菜养殖池形成循环，无固体污物和污水处理装置，单靠菜养殖池的净化作用，不易清除水中含有的氨氮等有毒成分，造成水质不好，不利于鱼类生长；中国专利申请“一种鱼菜共生整合系统”（专利申请号为201410161201.X），包括养殖系统、分层的种植系统以及原物料添加机构和藻类培养加工添加装置；该养殖系统包括有养殖水槽、水质转换槽体以及用于过滤鱼虾排泄物的物理及生物过滤槽体；该种植系统包括有种植层架、养液回收过滤槽、养液活化槽以及养液调配监控装置，采用了自动控制系统进行营养液的监控和调配，使得养殖系统和种植系统能够获得生长所需的营养成分，牵涉的调节阀测试仪器多，结构复杂，控制模块多，控制复杂，并且种植系统中所需的营养成分通过喂食鱼食或加入海藻粉（补充微量元素)去调整无法做到准确调整，控制目标元素的总量，遇停电状况不易控制，易造成大量损失，并需要大量能源消耗，成本高，分层的种植系统和单缸的养殖系统过大，采用照明装置照射，未采用自然光照射，对种植的植物生长影响大，产品质量相比自然光照射的低，给维护和监管维护带来不便，且维护成本高，并且养殖系统通过独立的净化设备增加了设备投入，结构更加复杂，成本更高，并采用营养膜管道（NFT）来培养，含氧量少，易造成植物根部生病，固体杂质的进入，易造成清理不便，加大加深管道进行规模扩展时，支架承载倍增，带来造价高，分层的种植无法种植果实性的植物。因此，现有的鱼菜共生系统闭环循环中生产效率偏低、养殖密度较小、规模不易扩大、污水处理不好、成本高、节能效果不好和维护不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种高密度鱼菜共生系统，结构简单，易实现高密度的大规模生产，种植种类多，效率高，水质好，节能效果好，维护方便，生产运营成本和维护成本低，以克服现有技术问题的不足。
本发明采取的技术方案为：一种高密度鱼菜共生系统，包括鱼缸、水培菜养殖槽、河石养殖床和蓄水池，所述鱼缸通过进水管道连接有不低于鱼缸顶部的高架分流缸以及低于鱼缸的固体污物分隔缸，所述固体污物分隔缸通过管道连接细菌污物分解缸，所述细菌污物分解缸通过管道与蓄水池相连，所述蓄水池设置在地面下，通过抽水泵连接分流缸，所述分流缸通过管道连接有低于分流缸的水培菜养殖槽和河石养殖床一端，所述水培菜养殖槽和河石养殖床另一端通过管道连接蓄水池。
所述河石养殖床包括条状河石支架及其上设置的玻璃纤维缸，所述玻璃纤维缸中放置有天然雨花石以及红蚯蚓，雨花石能够固定植物根系以及过滤掉细菌污物分解缸中未能过滤掉的固体污物，雨花石能够大大增加硝化细菌的附着面积，更有利于净化水质，避免管道长期的堆积固体污物造成堵塞，红蚯蚓能够清理多余的固体污物，同时排放的蚯蚓粪可提供給植物多种营养，全面应用于各种植物，甚至可应用于鱼虾的养殖，该类养殖床适合于瓜果类养殖，所需的培养基的营养较高，因此单独的营养水的补给不能达到最佳产量，靠红蚯蚓产生的蚯蚓粪实现营养成分的补充，满足生长需求。
上述的固体污物分隔缸缸底采用锥形结构，所述固体污物分隔缸进水管端部设置弯管，弯管头朝向沿固体污物分隔缸中心顺时针或逆时针排布，弯管使得水流进入缸时是顺时针或逆时针方向流动，再加上锥形结构，水流形成漩涡，固体污物容易隔离，被漩涡吸入底部，易于将鱼生长产生的鱼粪等固体污物沉淀到固体污物分隔缸底部，并且从固体污物分隔缸的底部经连接管流入细菌污物分解缸的底部，让污物与生物球堆积在同一处，利于硝化细菌的分解。
上述的细菌污物分解缸底部放置气石和连接有气泵，能够为固体污物的氧化作用提供氧气，加速氧化作用的进行，并放置生物球，表面附着的硝化细菌，从而增加硝化细菌的附着面积，实现氧化作用的表面积增大，用以硝化细菌的培养，快速对固体污物进行硝化，降低加水中的氨氮有毒成分，增加利于植物生长的氨氮盐的成分，为蔬菜或瓜果类植物生长提供生长元素。
上述的蓄水池底端设置有排污水泵的进水管道，连接到河石养殖床，在经过细菌污物分解缸分解后的水中仍然有固体沉淀，通过排污水泵将固体污物抽排到河石养殖床，河石养殖床养有红蚯蚓，能够消化污物，排出的蚯蚓粪可及时被瓜果类植物吸收，因瓜果类植物所需的营养较多，吸收红蚯蚓的蚯蚓粪后，更利于生长，并且避免蓄水池内固体沉淀积累，影响营养水质。
上述的水培菜养殖槽包括水培菜支架及其上设置的水槽，结构简单，方便制作，易于实现大批量的培养菜的种类和数量，该类蔬菜培养用于叶类蔬菜，所需培养基的营养成分较低，因此只需通过控制鱼缸养殖池中产生的营养水就能够满足营养要求，污物转换和营养水的利用效率高。
上述的水培菜支架为框架结构，结构简单，方便制作，制作成本低，框架内部两侧和底部设置挤压聚苯乙烯塑料泡沫，泡沫能够起到保温的作用，所述水槽内铺设食品等级的防水布，结构简单，制作方便，成本低。
上述的水槽底部装有连接气泵的气管，能够为为植物根部提供充足的氧气，让植物能够正常地生长。
上述鱼缸与固体污物分隔缸连接的管道为鱼缸水平面边缘直达鱼缸中心点，并垂直连接另一条管直达鱼缸中心底部，在中心处 能够更好的收集鱼缸中的底部的水和沉淀污物。
上述固体污物分隔缸进水口高度低于固体污物分隔缸出水口的高度，便于污水在固体污物分隔缸沉积，以及隔档污物进入流出较清澈的水，所述细菌污物分解缸的出水口高度在固体污物分隔缸的进水口和出水口高度之间，便营养水的流出。
上述分流缸底部通过管道连接固体污物分解缸，能够将分流缸内固体污物排出到细菌污物分解缸进行清除，避免固体污物堆积在分流缸缸底，影响对鱼类生长的水质。
上述分流缸入水口下设置溢流口，通过管道连接蓄水池，水满后能够流回蓄水池中，能够避免现有的抽水泵直接起到分流作用时，因管道堵塞带来的抽水泵耗损。
上述鱼缸内侧边水下设置均布的鱼缸供氧气石，所述鱼缸供氧气石连接有气泵，通过鱼缸供氧气石，能够为水中提供充足的氧气含量，满足鱼的正常生长以及更易实现高密度的鱼养殖，气石上的气孔朝内，把气向中心推，方便把污物挤到中间的污物出水管。
本发明的有益效果：与现有技术相比效果如下：
（1）本发明通过采用鱼缸养殖系统产生营养水储存到蓄水池中，并将蓄水池中的营养水抽到多个水培菜养殖槽和河石养殖床中，为植物生长提供了所需的营养元素，能够让植物正常地生长，从而实现鱼菜共生系统的高密度的大规模生产和高效生产，设置多个分流缸能够储存大量所需水量，并为种植和水养殖提供及时的水源，高位的水源因重力作用，降低了所需另加水泵所带来的耗能，实现了养殖和种植的生产运营成本低，并避免了停电带来的对养殖和种植的生产运营影响，独立高架的养殖和种植系统结构，其结构简单，便于维护和操作，避免操作者常年弯腰带来的腰椎疾病，而且条状结构的种植槽或床，更易于操作人员工作，不会影响种植，分流缸还可以加大整体的水体积，令pH和水温更平稳，便于管理和维护，实现了设备运营成本低、耗能少和环保的生态养殖系统，并具有结构简单、系统稳定、安装维护和操作方便的特点；
（2）固体污物分解缸中的污水分解沉淀后，流回到蓄水池，并抽到分流缸中，相比现有的过滤网需要经常清洗或更换，维护极为不方便，并且固体排泄物量非常多，光靠过滤网是不够的，不适合大规模密集式生产，过滤网固体污物集聚过多，会令水流减慢、甚至物理和生物槽满溢；
（3）通过条状水培菜养殖槽和河石养殖床中的进入的水经过植物净化后，再次流到蓄水池中，能够进一步的让蓄水池中的营养水淡化，从而抽到分流缸中，分流到鱼缸中的水因含有的有害氨氮成分更少，水质将变得更好，更有利于鱼的生长；
（4）通过多类的条状河石培养床和水培菜养殖槽，针对蔬菜和瓜果类生长所需的营养成分含量不同，分类培养，利于形成蔬菜瓜果培养的多样性，使其生长正常；
（5）河石养殖床作为物理性过滤槽和硝化细菌培植基地，可以将一般系统无法消化的需要定期排放的固体污物通过蚯蚓消化利用，能够对蓄水池中的污物进行进一步的净化；
（6）在一个生态环境中有不同类型的植物可以减少对病虫害的防治，例如，剪掉一部分西红柿叶子做西红柿植物的维护，这些叶子对软体型害虫有毒性，可榨汁喷到叶菜上杀死蚜虫，是一个天然有机的驱虫方法，绿色杀毒，不带副作用；
（7）采用蓄水池作为一个缓冲区，所有的营养和pH相关的添加物都在蓄水池彻底溶解中和后才排到鱼缸和种植槽，减少对生物的影响，并次达到各个养殖种植槽和鱼缸水质统一，易于控制整个系统水质；
（8）河石养殖床内的天然雨花石放置多，大大增加了硝化细菌附着表面积，通过排污水泵将蓄水池中的固体污物抽排到河石养殖床中，并且通过红蚯蚓的吸收消化排出的固体污物，也很利于瓜果类植物的吸收，实现整个系统水源的二次净化，对于整个系统中的固体污物处理净化效果更显著，让水质能够变得更好。
（9）河石培养床和水培菜养殖槽有独立的入水口，菜槽相对较短，营养水流动距离短，植物营养供应平均，使得产品的重量和大小匀称。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为图1的前视图；
图3为图1的俯视图；
图4为本发明的另一方向立体结构示意图；
图5为图3中A-A剖视图；
图6为图3中C-C剖视图。
图中，1-鱼缸，2-水培菜养殖槽，3-河石养殖床，4-蓄水池，5-固体污物分隔缸，6-细菌污物分解缸，7-分流缸，8-抽水泵，9-排污水泵，10-水培菜支架，11-水槽，12-河石支架，13-玻璃纤维缸，14-气管，15-雨花石，16-红蚯蚓，17-气石，18-生物球，19-溢流口。
具体实施方式
如图1所示，一种高密度鱼菜共生系统，包括最少一个鱼缸1、最少四条水培菜养殖槽2、最少五条河石养殖床3和蓄水池4，多个鱼缸和多条水培菜养殖槽和河石养殖床，易于实现操作以及设备的维护，避免人为操作的影响，能够让种植和养殖更加独立存在，不受外界人为因素的影响，鱼缸1通过进水管道连接有不低于鱼缸1顶部的最少两个相连通的分流缸7以及低于鱼缸的固体污物分隔缸5，鱼缸1与固体污物分隔缸5连接的管道为鱼缸1水平面边缘直达鱼缸1中心点，并垂直连接另一条管直达鱼缸1中心底部，在中心处能够更好的收集鱼缸中的底部的水和沉淀污物，鱼缸1配备个数愈多，能够实现更多鱼类养殖和菜类养殖，规模不断扩大，固体污物分隔缸5通过管道连接细菌污物分解缸6，当鱼缸越多时，就需配备更大或更多的固体污物分隔缸5和细菌污物分解缸6来满足使用要求，细菌污物分解缸6通过管道与蓄水池4相连，蓄水池4设置在地面下，便于水位流回，形成闭环循环，充分利用水资源，减少浪费，降低成本，通过抽水泵8连接分流缸7，将抽水泵8的入水端连接到蓄水池4内，出水端连接到分流缸7，实现蓄水池4中水能够抽排到高位，形成高位水势，便于对鱼缸1，水培菜养殖槽2和河石养殖床3提供水源，无需单独配备水泵，降低设备投入，减少能源使用，降低设备生产和投入成本，分流缸7通过管道连接有低于分流缸7的水培菜养殖槽2和河石养殖床3一端，分流缸7可设置最少两个，并且相互间通过管道在底部连通，多个分流缸7能够储存更多水量，并且在相同水量情况下，多个分流缸能够减小缸的大小，便于运输、制造、安装和维护，水培菜养殖槽2和河石养殖床3的另一端通过管道连接蓄水池4，形成水培菜养殖槽2中水源的闭环使用，通过水培菜养殖槽2对营养水的净化处理，让水质变得更干净，通过采用鱼养殖系统产生营养水储存到蓄水池中，并形成闭环使用，并将蓄水池中的营养水抽到植物养殖槽中，为植物生长提供了所需的营养元素，能够让植物正常地生长，能够实现大规模生产，效率高，系统稳定，并且设备运营成本低、耗能少和环保的生态养殖系统，并具有结构简单、安装维护和操作方便的特点；进一步的限定，所述河石养殖床3包括条状河石支架12及其上设置的玻璃纤维缸13，所述玻璃纤维缸13中放置有天然雨花石15以及红蚯蚓16，雨花石15能够固定植物根系以及过滤掉细菌污物分解缸中未能过滤掉的固体污物，避免管道长期的堆积固体污物造成堵塞，红蚯蚓能够清理多余的固体污物，同时排放的蚯蚓粪可提供給植物多种营养，全面应用于各种植物，甚至可应用于鱼虾的养殖，该类养殖床适合于瓜果类养殖，所需的培养基的营养较高，因此单独的营养水的补给不能满足生长需求，靠红蚯蚓产生的蚯蚓粪实现营养成分的补充，满足生长需求。
进一步优选的方案，上述的固体污物分隔缸5和细菌污物分解缸6采用桶状结构，缸底采用锥形结构，所述固体污物分隔缸5进水管端部设置弯管，弯管头朝向沿固体污物分隔缸5中心顺时针或逆时针排布，弯管使得水流进入缸时是顺时针或逆时针方向流动，再加上锥形结构，水流形成漩涡，固体污物容易隔离，被漩涡吸入底部，因重力原因，易于将鱼生长产生的鱼粪等固体污物沉淀到底部，堆积在同一处，并且从固体污物分隔缸5的底部经连接管流入细菌污物分解缸6的底部，让污物与生物球堆积在同一处，利于硝化细菌的分解。上述的细菌污物分解缸6底部放置连接有气泵的气石17，能够为固体污物的氧化作用提供氧气，加速氧化作用的进行，并放置生物球18，表面附着的硝化细菌，从而增加硝化细菌的附着面积，实现氧化作用的表面积增大，用以硝化细菌的培养，快速对固体污物进行硝化，降低加水中的氨氮有毒成分，增加利于植物生长的氨氮盐的成分，为蔬菜或瓜果类植物生长提供生长元素。
进一步优选的方案，上述的蓄水池4底端设置有排污水泵9的进水管道，进水管道设置在水池中心，蓄水池底部四周采用沿中心倾斜的斜面，利于将蓄水池中的固体污物堆积到池底中心，易于排污水泵抽离到河石养殖床中，出水管道连接到河石养殖床3，在经过细菌污物分解缸6分解后的水中仍然有固体沉淀，通过排污水泵9将固体污物抽排到河石养殖床3，河石养殖床养有红蚯蚓，能够消化污物，排出的蚯蚓粪可及时被瓜果类植物吸收，因瓜果类植物所需的营养较多，吸收红蚯蚓的蚯蚓粪后，更利于生长，并且避免蓄水池内固体沉淀积累，影响营养水质，对整个系统的水质进行二次净化。
进一步优选的方案，上述的水培菜养殖槽2为条状结构，宽度不大于双手长度，便于人员操作，并且离地面一段距离，便于工作人员工作，避免弯腰带来的劳动强度致使腰椎疾病的产生，包括水培菜支架10及其上设置的水槽11，结构简单，方便制作，易于实现大批量的培养菜的种类和数量，该类蔬菜培养用于叶类蔬菜，所需培养基的营养成分较低，因此只需通过控制鱼缸养殖池中产生的营养水就能够满足营养要求，营养水的利用效率高，水槽11底部两侧装有连接气泵的气管14，能够为为植物根部提供充足的氧气，让植物能够正常地生长，设置气管在水槽11底部，能够让气体更充分和更均匀；上述的河石养殖床3为条状结构，宽度不大于双手长度，便于人员操作，并且离地面一段距离，便于工作人员工作，避免弯腰带来的劳动强度致使腰椎疾病的产生，包括河石支架12及其上设置的玻璃纤维缸13，所述玻璃纤维缸13中放置天然雨花石15以及红蚯蚓16，雨花石15能够固定植物根系以及过滤掉细菌污物分解缸中未能过滤掉的固体污物，避免管道长期的堆积固体污物造成堵塞，红蚯蚓16能够清理多余的固体污物，同时排放的蚯蚓粪可提供給植物多种营养，全面应用于各种植物，甚至可应用于鱼虾的养殖，该类养殖床适合于瓜果类养殖，所需的培养基的营养较高，因此单独的营养水的补给不能满足生长需求，靠红蚯蚓16产生的蚯蚓粪实现营养成分的补充，满足生长需求，河石支架12为框架结构，结构简单，方便制作，制作成本低，框架内部两侧和底部设置挤压聚苯乙烯塑料泡沫，泡沫能够起到保温的作用，所述槽内铺设防水布，结构简单，制作方便，成本低。
进一步优选的方案，上述固体污物分隔缸5进水口高度低于固体污物分隔缸5出水口的高度，便于污水在固体污物分隔缸5沉积，以及隔档污物进入流出较清澈的水，所述细菌污物分解缸6的出水口高度在固体污物分隔缸5的进水口和出水口高度之间，便营养水的流出；上述分流缸7底部通过管道连接细菌污物分解缸6，能够将分流缸内固体污物排出到细菌污物分解缸进行清除，避免固体污物堆积在分流缸缸底，影响对鱼类生长的水质，分流缸7入水口下设置溢流口19，通过管道连接蓄水池4，水满后能够流回蓄水池4中，能够避免现有的抽水泵直接起到分流作用时，因管道堵塞带来的抽水泵耗损。
进一步优选的方案，上述鱼缸1内侧边水下设置均布的鱼缸1供氧气石，所述鱼缸供氧气石连接有气泵，通过鱼缸供氧气石，能够为水中提供充足的氧气含量，满足鱼的正常生长以及更易实现高密度的鱼养殖，大大降低系统养殖成本。
进一步优选的方案，上述鱼缸1的进水管置于鱼缸上面，通过流水入缸中，实现溶解氧的作用，以保证鱼生长所需的氧气含量，实现高密度的水养殖条件，还可通过设置氧气设备对其进行供氧；上述的所有缸与缸之间连接或者与水培菜养殖槽2以及河石养殖床3间连接采用PVC管，价格低，重量轻，强度高，便于安装；上述所有缸与缸之间连接管道或水培菜养殖槽2以及河石养殖床3输入输出管道上设置有闸阀，能有效控制水量大小的流动和开启以及关闭，并易于安全控制和维护方便，降低维护成本；上述分流缸与水培池养殖槽2和河石养殖床3间的管道连接敷设时设置在地面下，减少日光照射和雨水侵蚀，缓解管道的老化，并能够避免工作人员跌倒，不影响工作，利于工作中的安全；上述水培菜养殖槽2和河石养殖床3的回流管道上设置过滤装置以及过滤网，过滤网去除大颗粒的垃圾，过滤装置去除水培菜养殖槽中和河石养殖床上产生的细小垃圾，避免流回到蓄水池中污染水质，上述河石养殖床上还可设置种植瓜果类的爬藤架或爬藤线，方便操作，采摘容易。
上述的整个系统的流水设计只有一个动力点，就是蓄水池的水泵，在采用水压的方法从最高处的分流缸流入低处的种殖水槽，非常省电；如果没有分流缸，从蓄水池直接打入种殖水槽，水泵设计要加上分流的效果，建造成本较高，系统维护复杂，如果分流管道遭污物堵塞，造成水回流到水泵，会耗损水泵，分流缸不会有水泵水回流，在分流缸入水口的下方有一紧急溢流口，当水满时，会经次溢流口流返蓄水池，此外分流缸还可以加大整体的水体积，令pH和水温更平稳，现有的有些设计中有许多个动力点水泵和自动营养输入调控，如果动力点的入水和出水速度不一样，水流容易失去平衡，有些点入水太快，有些太慢；就算系统加入两个一样的水泵，时间久了出水速度也会有一点不一样，但已经可以造成水流不平衡；用一个水泵，整个系统水流可以统一，不会造成个别点失平衡。
进一步优选的方案，上述的蓄水池除了作为系统的最底点，作为单水泵设计的重要一环，另外之前提到过作为一个缓冲区；所有的营养和pH相关的添加物都在蓄水缸彻底溶解中和后才排到鱼缸和种植槽，减少对生物的影响，并达到各个养殖种植槽和鱼缸水质统一；现有有些设计直接从渔缸/过滤缸输出，然后营养液直接流返渔缸，这样的单向流动设计营养液补给线太长，造成营养液不匀，当营养液流入种植槽尾部营养已经被前方植物吸收完了，本发明的设计中有多个种植槽，每个都是独立的，营养水的流动距离只有13.5米，就会回到蓄水池重新补充营养，以蓄水池作为系统的营养调配补给中心；最后，蓄水池可以大大增加系统总水量，也可以观察蓄水池的水位知道系统的水流失速度（蒸发和被植物吸收）从而决定什么时候加水。
实施例1：一项高密度鱼菜共生系统，此系统包括以下几个部分：
（1）2个圆形鱼缸，每个缸2米直径，1米高度，每个缸容量3000 升，总共6000升；
（2）一个固体污物分隔缸，底部呈圆锥形，与细菌污物分解缸的底部相连，缸的大小为1米直径，1米高度，1000 升容量；
（3）一个细菌污物分解缸，底部呈圆锥形，与固体污物分隔缸的底部相连，大小为1米直径，1米高度，1000升；
（4）一个蓄水池，地下-1米深，大小为4米长，2米宽，1米高，8000升；
（5）2个分流缸，放在地上+1米高的缸架子上，分流缸大小为2米直径，1.5米高度，每个缸5000升；
（6）8条水培菜养殖槽，养殖槽在地平面+1米位置，每条槽长13.5米，宽1.2米，深30厘米；
（7）10张河石养殖床，河石养殖床在地平面+1 米位置，每张床长2米，宽1.2米，深35厘米；
（8）PVC管作为缸于缸之间的连接管道；
（9）一个水泵，在蓄水池底部，将水抽入分流缸。
上述的鱼缸个数和大小与水培菜养殖槽的条数和河石养殖床的张数以及各自的大小成比例增加。
每个鱼缸养殖锦鲤150尾，每日喂食3次，喂食量大概鱼的1.5%体重左右，鱼缸由分流缸经3英寸大小的PVC管入水，鱼缸水平面边缘有一条3英寸大小的PVC管直达鱼缸中心点，垂直连接另一条PVC管直达鱼缸中心点底部，此管收集底部的水和沉淀污物，是鱼缸的排水管，鱼缸排水管连接固体污物分隔缸，污水经此管排入固体沉淀缸。
固体污物分隔缸入水口在底部以上35厘米左右，污水由此处进入，在缸底部以上80厘米左右有一PVC管出水口，由于入水速度较慢，底部入水口的固体污物得以沉淀，而污水则从上部出水口流出，此缸出水口与细菌污物分解缸连接，另外固体污物分隔缸底部有另一个出水口与细菌污物分解缸的底部连接，将沉淀的固体污物排到细菌污物分解缸的底部，进行氧化分解。
细菌污物分解缸底部放有1个气石，空气从气泵打入缸中，另外缸底有0.3立方米的小型生物球增加表面积，用以硝化细菌的培养，污水从缸的底部（固体污物）和下部（污水）流入，污物氧化分解在此缸进行，污水氧化分解后，成植物营养水，缸的底部以上50厘米有一排水管，营养水经此管排入蓄水池。如有经过分解任然有固体沉淀，则用排污水泵把固体污物抽排到河石养殖床，河石养殖床养有红蚯蚓消化污物，排出的蚯蚓粪可及时被植物吸收。
此时蓄水池里有大量营养水，在一边池底有一个水泵，水泵将营养水抽入在1米高架上的分流缸，分流缸高1.5米，而水在缸的2/3高度流出，因此流出时缸里水面离地2米，两个分流缸互相连通形成一体，分流缸与水培菜养殖槽及河石养殖床用PCV管连接，分流缸通过水压从2米高的出水口流入1米高的8个并联的水培菜养殖槽及10个并联的河石养殖床，并且分流缸底部设置有连接细菌污物分解缸。
水培菜养殖槽用于叶菜类蔬菜培养，水培菜养殖槽的框架是用镀锌铁建造的，高度为1米，框架的内部两侧和底部用聚苯乙烯挤塑保温，另外铺上食品等级的防水布，组成一个养殖水槽，槽的底部装有2条13米长的气管，该气管连接有气泵，为植物根部提供氧气，水从分流缸流入水槽，入水速度为每小时200升，水的出口在槽的另一边，连接蓄水池。
河石养殖床用于瓜果类蔬菜培养，河石养殖床的框架是用镀锌铁建造的，1.2米宽，2米长，1米高，每个河石养殖床架上放有一个1.2米宽*2米长*0.4米高的玻璃纤维缸；玻璃纤维缸里放有天然雨花石，可以用来固定植物根部和过滤细菌污物分解缸未过滤掉的固体污物，每个缸的底部有1500条红蚯蚓，红蚯蚓可以清理多余的固体污物，同时排放的蚯蚓粪可提供給植物多种营养，每个河石养殖床有两个入水口，保证进水充足均匀，入水速度为每小时1000升，河石养殖床采用虹吸管的设计，当水满时，水位到达分流缸缸高35厘米左右，会受气压影响自动排走缸内水，当水位降低至10厘米时，虹吸管发挥作用，水位开始回升，从而完成一个循环，此设计的目的是让植物在水注入时吸收水中营养，同时也可在水排放时吸收氧气，排放的水通过PVC管流入蓄水池。
实施例2：一项高密度鱼菜共生系统，此系统包括以下几个部分：
（1）4个圆形鱼缸，每个缸2米直径，1米高度，每个缸容量3000升，总共6000升；
（2）一个固体污物分隔缸，底部呈圆锥形，与细菌污物分解缸的底部相连，缸的大小为1米直径，1米高度，1000升容量；
（3）一个细菌污物分解缸，底部呈圆锥形，与固体污物分隔缸的底部相连，大小为1米直径，1米高度，1000升；
（4）一个蓄水池，地下-1米深，大小为4米长，2米宽，1米高，8000升；
（5）4个分流缸，放在地上+1米高的缸架子上，分流缸大小为2米直径，1.5米高度，每个缸5000升；
（6）16条水培菜养殖槽，养殖槽在地平面+1米位置，每条槽长13.5米，宽1.2米，深30厘米；
（7）20张河石养殖床，河石养殖床在地平面+1米位置，每张床长2米，宽1.2米，深35厘米；
（8）PVC管作为缸于缸之间的连接管道；
（9）一个水泵，在蓄水池底部，将水抽入分流缸。
上述的鱼缸个数和大小与水培菜养殖槽的条数和河石养殖床的张数以及各自的大小成比例增加。
每个鱼缸养殖锦鲤150尾，每日喂食3次，喂食量大概鱼的1.5%体重左右，鱼缸由分流缸经3英寸大小的PVC管入水，鱼缸水平面边缘有一条3英寸大小的PVC管直达鱼缸中心点，垂直连接另一条PVC管直达鱼缸中心点底部，此管收集底部的水和沉淀污物，是鱼缸的排水管，鱼缸排水管连接固体污物分隔缸，污水经此管排入固体沉淀缸。
固体污物分隔缸入水口在底部以上35厘米左右，污水由此处进入，在缸底部以上80厘米左右有一PVC管出水口，由于入水速度较慢，底部入水口的固体污物得以沉淀，而污水则从上部出水口流出，此缸出水口与细菌污物分解缸连接，另外固体污物分隔缸底部有另一个出水口与细菌污物分解缸的底部连接，将沉淀的固体污物排到细菌污物分解缸的底部，进行氧化分解。
细菌污物分解缸底部放有1个气石，空气从气泵打入缸中，另外缸底有0.3立方米的小型生物球增加表面积，用以硝化细菌的培养，污水从缸的底部（固体污物）和下部（污水）流入，污物氧化分解在此缸进行，污水氧化分解后，成植物营养水，缸的底部以上50厘米有一排水管，营养水经此管排入蓄水池。如有经过分解任然有固体沉淀，则用排污水泵把固体污物抽排到河石养殖床，河石养殖床养有红蚯蚓消化污物，排出的蚯蚓粪可及时被植物吸收。
此时蓄水池里有大量营养水，在一边池底有一个水泵，水泵将营养水抽入在1米高架上的分流缸，分流缸高1.5米，而水在缸的2/3高度流出，因此流出时缸里水面离地2米，两个分流缸互相连通形成一体，分流缸与水培菜养殖槽及河石养殖床用PCV管连接，分流缸通过水压从2米高的出水口流入1米高的16个并联的水培菜养殖槽及20个并联的河石养殖床，并且分流缸底部设置有连接细菌污物分解缸。
水培菜养殖槽用于叶菜类蔬菜培养，水培菜养殖槽的框架是用镀锌铁建造的，高度为1米，框架的内部两侧和底部用聚苯乙烯挤塑保温，另外铺上食品等级的防水布，组成一个养殖水槽，槽的底部装有2条13米长的气管，该气管连接有气泵，为植物根部提供氧气，水从分流缸流入水槽，入水速度为每小时200升，水的出口在槽的另一边，连接蓄水池。
河石养殖床用于瓜果类蔬菜培养，河石养殖床的框架是用镀锌铁建造的，1.2米宽，2米长，1米高，每个河石养殖床架上放有一个1.2米宽*2米长*0.4米高的玻璃纤维缸；玻璃纤维缸里放有天然雨花石，可以用来固定植物根部和过滤细菌污物分解缸未过滤掉的固体污物，每个缸的底部有1500条红蚯蚓，红蚯蚓可以清理多余的固体污物，同时排放的蚯蚓粪可提供給植物多种营养，每个河石养殖床有两个入水口，保证进水充足均匀，入水速度为每小时1000升，河石养殖床采用虹吸管的设计，当水满时，水位到达分流缸缸高35厘米左右，会受气压影响自动排走缸内水，当水位降低至10厘米时，虹吸管发挥作用，水位开始回升，从而完成一个循环，此设计的目的是让植物在水注入时吸收水中营养，同时也可在水排放时吸收氧气，排放的水通过PVC管流入蓄水池。
上述系统设置的设备数量不是越多越好，太多对于管道设计会有所变化，增加管道的设计难度和维护成本，可设置成单独的几个系统模块，组成大批量的系统单元，分别进行分批管理，更易实现大规模的生产运营，并且独立的结构便于维护。
上述鱼缸数目与水质处理装置数目、分流缸数目、水培菜养殖槽以及河石养殖床数量之间关系：1）给出喂食的重量；2) 根据喂食的重量换算所需要鱼的重量和数量；3）根据鱼的数量和重量换算鱼排泄物的总体积；3）根据排泄物的总体积换算河石养殖床数量，固体污物分隔缸和细菌污物分解缸的大小；4）根据排泄物的总体积换算可以达到一定营养密度的系统总水量；5）根据适合植物吸收的水流速换算分流缸、水培菜养殖槽，河石养殖床的大小和流速，例如：采用两个鱼缸，每个鱼缸养殖锦鲤150尾，每日喂食3次，喂食量大概鱼的1.5%体重，2条河石养殖床，一套固体污物分隔缸和细菌污物分解缸，两个缸大小：为1米直径、1米高度、1000升，一个蓄水池，大小为4米长、2米宽、1 米高、8000升，2个分流缸，分流缸大小为2米直径、1.5米高度、每个缸5000 升，8条水培菜养殖槽，每条槽长13.5米、宽1.2米、深30厘米，河石养殖床，每张床长2米、宽1.2米、深35厘米，分流缸流入水槽，入水速度为每小时200升，每个河石养殖床有两个入水口，入水速度为每小时1000升。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种高密度鱼菜共生系统，包括鱼缸（1）、水培菜养殖槽（2）、河石养殖床（3）和蓄水池（4），其特征在于：所述鱼缸（1）通过进水管道连接有不低于鱼缸（1）顶部的高架分流缸（7）以及低于鱼缸（1）的固体污物分隔缸（5），所述固体污物分隔缸（5）通过管道连接细菌污物分解缸（6），所述细菌污物分解缸（6）通过管道与蓄水池（4）相连，所述蓄水池（4）设置在地面下，通过抽水泵（8）连接分流缸（7），所述分流缸（7）通过管道连接有低于分流缸（7）的水培菜养殖槽（2）和河石养殖床（3）一端，所述水培菜养殖槽（2）和河石养殖床（3）另一端通过管道连接蓄水池（4），所述河石养殖床（3）包括条状河石支架（12）及其上设置的玻璃纤维缸（13），所述玻璃纤维缸（13）中放置有天然雨花石（15）以及红蚯蚓（16）。
2.根据权利要求1所述的一种高密度鱼菜共生系统，其特征在于：所述固体污物分隔缸（5）和细菌污物分解缸（6）的缸底采用锥形结构，所述固体污物分隔缸（5）进水管端部设置弯管，弯管头朝向沿固体污物分隔缸（5）中心顺时针或逆时针排布。
3.根据权利要求1所述的一种高密度鱼菜共生系统，其特征在于：所述细菌污物分解缸（6）底部放置气石（17），连接有气泵，并放置生物球（18）。
4.根据权利要求1所述的一种高密度鱼菜共生系统，其特征在于：还包括排污水泵（9），所述排污水泵（9）进水管道设置在蓄水池（4）底部，出水管道连接到河石养殖床（3）。
5.根据权利要求1所述的一种高密度鱼菜共生系统，其特征在于：所述水培菜养殖槽（2）包括条状水培菜支架（10）及其上设置的水槽（11），所述水培菜支架（10）为框架结构，框架内部两侧和底部设置挤压聚苯乙烯塑料泡沫，所述水槽（11）内铺设食品等级的防水布。
6.根据权利要求5所述的一种高密度鱼菜共生系统，其特征在于：所述水槽（11）底部装有连接气泵的气管（14）。
7.根据权利要求1所述的一种高密度鱼菜共生系统，其特征在于：所述鱼缸（1）与固体污物分隔缸（5）连接的管道为鱼缸（1）水平面边缘直达鱼缸（1）中心点，并垂直连接另一条管直达鱼缸（1）中心底部。
8.根据权利要求1所述的一种高密度鱼菜共生系统，其特征在于：所述固体污物分隔缸（5）进水口高度低于固体污物分隔缸（5）出水口的高度，所述细菌污物分解缸（6）的出水口高度在固体污物分隔缸（5）的进水口和出水口高度之间。
9.根据权利要求1所述的一种高密度鱼菜共生系统，其特征在于：所述鱼缸（1）内侧边水下设置均布的鱼缸供氧气石，所述鱼缸供氧气石连接有气泵。
10.根据权利要求1所述的一种高密度鱼菜共生系统，其特征在于：所述分流缸（7）底部通过管道连接固体污物分解缸（6）。
11.根据权利要求1所述的一种高密度鱼菜共生系统，其特征在于：所述分流缸（7）入水口下设置溢流口（19），通过管道连接蓄水池（4）。
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