CN107018961B - 一种轮虫自动化高密度培育系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水产养殖工程领域，具体地说是一种轮虫自动化高密度培育系统和方法。该系统主要包括源水处理器、紫外灭菌器、养殖槽、微滤机、蓄水箱、制氧机、气泵、增压泵、水位传感器、电子控制器等。方法包括当系统自动或手动启动换水流程时，水体依次经由电磁阀、气提管进入微滤机，同时触发水位传感器，启动驱动电器、反冲洗泵、气泵，轮虫及休眠卵经微滤机过滤后流回养殖槽，含有排泄废物的养殖废水排入污水箱并经二次过滤后由溢流口流出系统，当养殖槽内水位降低至再次触发水位传感器时，关闭电磁阀停止排水，同时启动补水程序至水位恢复正常，并进入下一个倒计时培育周期。该系统关键参数可人为设定，能够实现轮虫的自动化高密度培育。
Description
技术领域
本发明属于水产养殖工程领域，具体地说是一种轮虫自动化高密度培育系统和方法。
背景技术
我国是世界水产养殖第一大国，鱼、虾、蟹类种苗需求量巨大。轮虫是多种鱼类和甲壳类动物种苗培育不可或缺的活饵料，具有庞大的市场需求。当前轮虫培养分海水和淡水两种。海水轮虫大规模培养主要依赖传统方法利用室外土池或水泥池开展，虽有较高的总产量和较低的生产成本，但占用土地面积大、轮虫培养密度低(仅约20-50个/ml)，且受季节、气候变化、敌害及病菌污染等因素的严重制约，无法全年供应鲜活轮虫，培养、管理和收获主要依靠人力。淡水轮虫对气候和水质变化适应能力差，常规培养方式难以稳定培养，市场供应量小，无法满足产业需求。因而无论是淡水轮虫还是海水轮虫，均无法满足水产养殖向工业化养殖方向发展的需要。开展轮虫的工业化养殖技术研发，实现全年连续培养，提高养殖管理自动化水平，是水产种苗产业发展的迫切需求和重要保障。
近20年来，国内有学者及生产单位借鉴日本、韩国先进培养技术，尝试进行了轮虫工厂化高密度培养技术的研究与实践，取得良好成效，轮虫培养密度高达几千至几万个每毫升，生产效率比传统模式提高上百倍(罗永巨，1997，海水轮虫高密度培养技术，《广西水产科技》1:12-15；郑严、周利,2001,轮虫的培养和应用,见:陆忠康主编《简明中国水产养殖百科全书》,中国农业出版社,921～934；宋敬德，王秉心，2005，轮虫高密度循环水培育装置的研究，《渔业现代化》3：11-13；潘丽萍，颜阔秋，2005，循环水超高密度轮虫连续培养技术研究，《现代渔业信息》20(11)：23-25；刘青，2007，日本高密度培养轮虫的现状与展望，《大连水产学院学报》22(4)：299-305；)，并获得一系列有关轮虫培养技术的发明专利(一种封闭循环的轮虫连续培养系统；轮虫高密度培养装置；一种褶皱臂尾轮虫的培养方法；一种用于轮虫培养的水环境自动控制系统)。然而，上述轮虫培养技术所涉及的培养设施或系统，仍普遍存在着自动化程度低、运行成本高、稳定性较差的缺陷，在水处理技术方案解决和自动化、标准化操作技术流程方面存在较大欠缺，因而很少在实际生产中推广应用。
发明内容
为了解决轮虫自动化高密度培育工艺流程，本发明提供了一种轮虫自动化高密度培育系统和方法。本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种轮虫自动化高密度培育系统，包括源水处理器、紫外灭菌器、养殖槽、微滤机和电子控制器；
所述源水处理器的出水口通过第一电磁阀与紫外灭菌器进水口连接；紫外灭菌器出水口连有进水管进入养殖槽，还连有进水管进入蓄水箱；
所述养殖槽下部的出口连有提升管并延伸至微滤机的滤筒内；
所述微滤机的滤筒下方设置集水器，集水器下方依次设置二次过滤网和污水箱；
所述蓄水箱内设有反冲洗泵，反冲洗泵与微滤机的喷淋管连接；喷淋管下方的导水槽延伸至养殖槽内；
所述紫外灭菌器、第一电磁阀、反冲洗泵均与电子控制器连接。
所述养殖槽底部设置第二电磁阀，与电子控制器连接；第二电磁阀下方设有残渣收集槽。
所述养殖槽内设有高水位传感器，与电子控制器连接。
所述养殖槽内设有纳米曝气头，纳米曝气头通过制氧机与电子控制器连接。
所述养殖槽上方设有饵料管，饵料管通过蠕动泵与电子控制器连接。
所述养殖槽下部的出口与提升管连接处设有第三电磁阀，与电子控制器连接。
所述提升管内设有曝气头，曝气头通过气泵与电子控制器连接；提升管还设有旁通管，旁通管内设置低水位传感器，与电子控制器连接。
所述进水管末端设有机械浮球阀置于蓄水箱内。
一种轮虫自动化高密度培育方法，包括以下步骤：
当启动换水流程时，关闭制氧机，养殖槽中的养殖水依次经由第三电磁阀、提升管进入微滤机的滤筒内，并触发位于旁通管中的水位传感器；
电子控制器启动驱动电机使微滤机工作，启动反冲洗泵、气泵，使轮虫及休眠卵经微滤机过滤后沿导水槽流回养殖槽，含有排泄废物的养殖废水排出微滤机，并经二次过滤网进入污水箱后排除。
当旁通管中水位降低再次触发水位传感器时，电子控制器关闭电磁阀停止排水，依次关闭微滤机驱动电机、反冲洗泵、气泵，开启紫外灭菌器，开启电磁阀进行加水，达到预定水位线时触发水位传感器后，关闭电磁阀和紫外灭菌器，同时开启电磁阀若干秒后关闭，开启制氧机，开始静水培养。
本发明的优点与积极效果为：
1.采用微滤机进行水体过滤，去除微小颗粒排泄物和氨氮等排泄物，避免了传统滤鼓需要经常拆卸冲洗的缺陷。
2.采用电子控制器控制灭菌器、充氧、换水、投饵、加水、排污等过程，实现了全过程的自动化管理，极大的降低了人工劳动成本。
3.独特的水槽设计和进排水管理方案，在每次换水时进行颗粒物沉降和排污，有效降低了系统内污染物含量，可保持轮虫培育全过程的水质质量。
附图说明
附图1为本发明的整体结构示意图：
1源水处理器，2紫外灭菌器，3养殖槽，4残渣收集槽，5微滤机，6驱动电机，7污水箱，8蓄水箱，9反冲洗泵，10气泵，11制氧机，12蠕动泵，13低水位传感器，14高水位传感器，15第三电磁阀，16第一电磁阀，17第二电磁阀，18电子控制器，19提升管，20旁通管，21二次过滤网，22溢流口，23排污口，24进水管，25机械浮球阀，26进水管，27出水口，28纳米曝气头，29曝气头，30饵料管，31三通管，32、33手动球阀，34分支管，35滤筒，36集水器，37喷淋管，38导水槽。
图2为污水箱和蓄水箱的侧视图。
图3为电子控制器自动化管理流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
该系统主要包括源水处理器、紫外灭菌器、养殖槽、微滤机、蓄水箱、制氧机、气泵、增压泵、水位传感器、电子控制器等。源水处理器和紫外灭菌器在电子控制器的管理下负责灭菌水的补给，使养殖槽和蓄水槽水位恢复正常，制氧机和蠕动泵在电子控制器的管理下供氧和投饵，当系统自动或手动启动换水流程时，水体依次经由电磁阀、气提管进入微滤机，同时触发水位传感器，启动驱动电器、反冲洗泵、气泵，轮虫及休眠卵经微滤机过滤后流回养殖槽，含有排泄废物的养殖废水排入污水箱并经二次过滤后由溢流口流出系统，当养殖槽内水位降低至再次触发水位传感器时，关闭电磁阀停止排水，同时启动补水程序至水位恢复正常，并进入下一个倒计时培育周期。该系统关键参数可人为设定，能够实现轮虫的自动化高密度培育。
如图1，本发明的一种轮虫自动化高密度培育系统包括源水处理器1、紫外灭菌器2、养殖槽3、残渣收集槽4、微滤机5、驱动电机6、污水箱7、蓄水箱8、反冲洗泵9、气泵10、制氧机11、蠕动泵12、水位传感器13、14、电磁阀15、16、17、电子控制器18和必要的连接管路等。水位传感器13、14分别设于设定的低、高水位处。
如图3所示，本发明所述各部分的功能通过以下方式实现：源水处理器1和紫外灭菌器2在电子控制器18的控制下负责养殖槽3和蓄水箱8内灭菌水的补给，使养殖槽3和蓄水箱8内水位保持正常，当启动换水流程时，关闭制氧机11，养殖槽3中的养殖水依次经由电磁阀15、提升管19进入微滤机，同时触发位于旁通管20中的水位传感器13，启动驱动电机6、反冲洗泵9、气泵10，轮虫及休眠卵经微滤机过滤后流回养殖槽3，含有排泄废物的养殖废水排出微滤机并经二次过滤网21进入污水箱7由溢流口22流出系统，当旁通管20中水位降低至再次触发水位传感器13时，关闭电磁阀15停止排水，延时10s后依次关闭微滤机驱动电机6、反冲洗泵9、气泵10，开启紫外灭菌器2，延时10s后开启电磁阀16进行加水，达到预定水位线时触发水位传感器14，关闭电磁阀16和紫外灭菌器2，同时开启电磁阀17，2s后关闭电磁阀17，开启制氧机11，然后启动倒计时程序，开始静水培养，倒计时结束后或手动开启换水程序时，启动换水流程。
所述源水处理器1具备恒压、过滤、反冲洗功能，能够有效过滤粒径≥1μm的颗粒物，出水口安装有可调节限流阀,限制流速为Q，0.8m3/h<Q<2m3/h，所述紫外灭菌器2功率为30Q-35Q(单位：W)。
所述养殖槽3为有效容积为400-500L的锥底水槽，一个或多个并联，所述养殖槽3底部和侧面底端均设有排水口，且排水口均设有手动阀门和电磁阀门，所述养殖槽3内设有水位传感器14，所述养殖槽3的内的出水口27高度位于养殖槽内下方1/3处，朝向沿逆时针方向水平，所述养殖槽3内的纳米曝气头28位于中央，距离底部高度不小于20cm。
所述微滤机5滤网为220目，孔径对角线为85-90μm，所述微滤机5的驱动电机6和反冲洗泵9均由电子控制器18单独控制，并设有手动启停开关。
所述污水箱7顶端设有二次过滤网21，滤网为300目，孔径对角线为65μm，所述污水箱7上端设有溢流口22，下端设有排污口23，所述蓄水箱8紧临所述污水箱7，用于盛装反冲洗用水，顶端设置密封盖，底部连接反冲洗泵9、上部设有进水管24及机械式浮球阀25，当所述电磁阀16开启时，灭菌水经进水管24及机械式浮球阀25自动为蓄水箱8加水。如图2所示。
所述气泵10通过气提作用辅助提高提升管内水位，加快换水效率。
所述制氧机11为纯氧发生装置，根据养殖水体设定，每方养殖水体配备制氧功率不低于100g/h的制氧机。
所述水位传感器13的安装位置需满足当水流进入微滤机时即触发，当无水流流入微滤机时即关闭，所述水位传感器14的安装位置需满足当所述养殖槽3内水位达到正常水位时即触发，低于正常水位时即关闭。
所述电子控制器15能够接收和识别水位传感器13、14反馈的信号，通过编程独立控制所述紫外灭菌器2、微滤机驱动电机6、反冲洗泵9、气泵10、制氧机11、蠕动泵12和电磁阀15、16、17的启停，完成自动化控制整套系统的功能，所述电子控制器具有自动和半自动两种运行模式，所述倒计时时间可人为设定。
实施例1
如附图1所示，采用本发明所设定装置进行轮虫培育，各部分参数设定为源水处理器1安装有可调节限流阀,限制流速Q为1.2m3/h，紫外灭菌器2功率为40W，采用单一养殖槽，有效容积为400L，配备制氧机功率为0-10L/min可调，最大功耗550W。
各部分的一种可行的连接方式如下：源水处理器1的出水口连接电磁阀16，进而连接紫外灭菌器2的进水口，紫外灭菌器的出水口连接进水管24和进水管26，其中进水管24连接机械浮球阀25进入蓄水箱8，进水管26进入养殖槽3，开口于出水口27，养殖槽3底部设置电磁阀17及手动球阀，养殖槽内水流方向为逆时针旋转，纳米曝气头28位于养殖槽中央，距离底部30cm高度处，养殖槽内水位最高点设置水位传感器14，饵料管30开口于养殖槽上方，养殖槽底部侧面设有排水口，该排水口连接电磁阀15，向外延伸设有三通管31，三通管31水平方向两端分别设置手动球阀32、33，三通管31上端开口连接提升管19，与提升管连接的旁通管20内设置水位传感器13，该水位传感器控制养殖槽3内的最低水位，提升管19内设置有起气提作用的曝气头29，提升管的分支管34延伸到微滤机5的滤筒35内与滤筒内部下边缘靠紧但不接触，微滤机滤筒35下方设置漏斗状集水器36，集水器正下方设置二次过滤网21，二次过滤网置于污水箱7正上方，反冲洗泵9置于蓄水箱8内，反冲洗泵与喷淋管37连接，喷淋管37与导水槽38相对分布在滤筒35内外两侧，反冲洗泵9吸取蓄水箱8内的净化水冲洗滤筒35，冲洗后的水及轮虫流回养殖槽3。所述曝气头29连接气泵10，所述纳米曝气头28连接制氧机11，所述饵料管30连接蠕动泵12，所述反冲洗泵9、气泵10、制氧机11、蠕动泵12、水位传感器13、14、电磁阀15、16、17均连接到电子控制器18并受其控制。
Claims (10)
1.一种轮虫自动化高密度培育系统，其特征在于包括源水处理器(1)、紫外灭菌器(2)、养殖槽(3)、微滤机(5)和电子控制器(18)；
所述源水处理器(1)的出水口通过第一电磁阀(16)与紫外灭菌器(2)进水口连接；紫外灭菌器(2)出水口连有进水管(26)进入养殖槽(3)，还连有进水管(24)进入蓄水箱(8)；
所述养殖槽(3)下部的出口连有提升管(19)并延伸至微滤机(5)的滤筒(35)内；
所述微滤机的滤筒(35)下方设置集水器(36)，集水器下方依次设置二次过滤网(21)和污水箱(7)；
所述蓄水箱(8)内设有反冲洗泵(9)，反冲洗泵与微滤机的喷淋管(37)连接；喷淋管(37)下方的导水槽(38)延伸至养殖槽(3)内；
所述紫外灭菌器(2)、第一电磁阀(16)、反冲洗泵(9)均与电子控制器(18)连接。
2.按权利要求1所述的一种轮虫自动化高密度培育系统，其特征在于：所述养殖槽(3)底部设置第二电磁阀(17)，与电子控制器(18)连接；第二电磁阀(17)下方设有残渣收集槽(4)。
3.按权利要求1所述的一种轮虫自动化高密度培育系统，其特征在于：所述养殖槽(3)内设有高水位传感器(14)，与电子控制器(18)连接。
4.按权利要求1所述的一种轮虫自动化高密度培育系统，其特征在于：所述养殖槽(3)内设有纳米曝气头(28)，纳米曝气头(28)通过制氧机(11)与电子控制器(18)连接。
5.按权利要求1所述的一种轮虫自动化高密度培育系统，其特征在于：所述养殖槽(3)上方设有饵料管(30)，饵料管(30)通过蠕动泵(12)与电子控制器(18)连接。
6.按权利要求1所述的一种轮虫自动化高密度培育系统，其特征在于：所述养殖槽(3)下部的出口与提升管(19)连接处设有第三电磁阀(15)，与电子控制器(18)连接。
7.按权利要求1所述的一种轮虫自动化高密度培育系统，其特征在于：所述提升管(19)内设有曝气头(29)，曝气头(29)通过气泵(10)与电子控制器(18)连接；提升管(19)还设有旁通管(20)，旁通管(20)内设置低水位传感器(13)，与电子控制器(18)连接。
8.按权利要求1所述的一种轮虫自动化高密度培育系统，其特征在于：所述进水管(24)末端设有机械浮球阀(25)置于蓄水箱(8)内。
9.按权利要求7所述的一种轮虫自动化高密度培育系统的培育方法，其特征在于包括以下步骤：
当启动换水流程时，关闭制氧机(11)，养殖槽(3)中的养殖水依次经由第三电磁阀(15)、提升管(19)进入微滤机的滤筒内，并触发位于旁通管(20)中的低水位传感器(13)；
电子控制器(18)启动驱动电机(6)使微滤机(5)工作，启动反冲洗泵(9)、气泵(10)，使轮虫及休眠卵经微滤机过滤后沿导水槽(38)流回养殖槽(3)，含有排泄废物的养殖废水排出微滤机，并经二次过滤网(21)进入污水箱(7)后排除。
10.按权利要求9所述的一种轮虫自动化高密度培育方法，其特征在于：
当旁通管(20)中水位降低再次触发低水位传感器(13)时，电子控制器(18)关闭第三电磁阀(15)停止排水，依次关闭驱动电机(6)、反冲洗泵(9)、气泵(10)，开启紫外灭菌器(2)，开启第一电磁阀(16)进行加水，达到预定水位线时触发高水位传感器(14)后，关闭第一电磁阀(16)和紫外灭菌器(2)，同时开启第二电磁阀(17)若干秒后关闭，开启制氧机(11)，开始静水培养。
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| 轮虫循环水超高密度培养试验;郭超蓝等;《科学养鱼》;20151110(第11期);第68-69页 * |
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