CN107041338A - 一种多层立体复合的龟鳖高效养殖系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多层立体复合的龟鳖高效养殖系统，该系统包括：温室大棚，养殖池，大棚供暖系统，曝气增氧装置，龟菜/鳖菜共生系统，固液分离系统以及智能投饲系统。其中，温室大棚分为内外两层，框架为桁架结构，每个大棚中有两个养殖池，每个养殖池中遮阳面及见光面共存，大棚供暖系统热源来自生物质燃料燃烧产生的大量热量，曝气增氧装置安装在养殖池中间过道两边，采用“单管多支路”结构，设有多处曝气点。龟菜/鳖菜共生系统为多层立体式结构，含多层养殖床，所述的固液分离系统用于将养殖池内污水固液分离后，固体废弃物排至排污池内，液体回送至养殖池。本发明具有节能、环保、高效益、低成本的优势。
Description
技术领域
本发明属于工厂化温室大棚水产养殖工程领域，尤其是一种多层立体复 合的龟鳖高效养殖设施与系统。
背景技术
中国是水产品生产、贸易和消费大国，水产品产量连续26年居世界第 一，占全球水产品产量的三分之一以上，为城乡居民膳食营养提供了四分之一的 优质动物蛋白。龟鳖肉质细嫩、味道鲜美、营养丰富，含有丰富的优质蛋白质、 氨基酸、矿物质、微量元素以及维生素等，具有较高的滋补功效和药用价值，消 费基础好，发展前景十分广阔。中国作为世界上龟鳖养殖第一大国，从20世纪 80年代开始，就开启了龟鳖工厂化养殖时代，且势头发展迅猛。据统计，2013 年全国甲鱼总产量34.37万吨。但是随着城市化发展，土地资源日益紧缺，可供 龟鳖养殖的土地面积越来越少，促使传统龟整养殖向集约化、高密度工厂化温室大棚养殖模式发展。
温室龟鳖养殖因品种差异而有不同的养殖密度，一般约为25～30只/m2， 龟鳖最佳生长水温为30～32℃。在这种高温高密度养殖模式下，养殖废水的污 染物主要就是残饵、粪便和龟鳖排泄物中所含的氮磷等营养物质以及悬浮颗粒物 和有机物。如果换水周期较长，换水量较小，养殖水体中积累的污染物就会越来 越多，很多养殖户特别是大型养殖户往往专注于直接经济效益，环保意识不够强 烈，废水随意排放，往往达不到排放标准。
温室龟鳖养殖模式的特点是产量高、周期短、养殖环境易控制，但由于 养殖量大、养殖能耗高、药物滥用、环境污染等情况，温室龟鳖养殖在保障食品 质量安全、保护农业生态环境等方面的矛盾日益突出。养殖废水大量排放，给周 边环境造成了巨大压力。因此，需及时掌控温室龟鳖养殖废水水质参数，并运用 相关的水处理技术对温室龟鳖养殖场水体进行处理，促进传统龟鳖养殖业向生态 化养殖业转变。
目前温室大棚龟鳖养殖密度高，摄食量大，大型养殖户养殖品种多样化， 需要购入的饲料种类就会多样化，导致高强度的人工饲料加工、搬运和投喂，从 而加大了对劳务人员工资费用的投入，而且人工投饲效率低下，这就使得在温室 大棚龟鳖养殖中使用自动化投喂装置很有必要。
由于龟鳖是爬行类变温动物，对自身生长环境温度要求较高，当养殖水 体温度低于15℃时甲鱼进入冬眠状态不吃食，当水温达到20℃时开始摄食，当 水温在30～32℃时最为活跃。因此，除了炎热的夏季以外，为了使温室大棚中 的温度能够始终满足龟鳖的最佳生长条件，就需要对温室大棚进行供暖保温，而 热源通常来自燃烧煤炭释放的热量。这会造成大量的能源消耗，同时废气、废渣 的排放会对环境造成严重污染，使用清洁能源势在必行。
我国龟鳖产品近60％产量来自有污染因素的温室养殖，而温室养殖的污 染对环境的影响主要是污气、污水、污物，即“三废”。以我国龟鳖第一养殖大 省浙江省为例，浙江省2013年甲鱼总产量为15.42万吨，占当年全国总产量的 46％，其中温室甲鱼的产量占浙江甲鱼总产量的60％，由此可见，产量比较乐观， 但这种在今天已经非常普遍的养殖模式对废水的处理却比较困难，不经处理随意 排放会对环境造成威胁。在建设社会主义生态文明理念的驱动下，浙江省从2013 年起开始“三改一拆”、“五水共治”行动，期间耗费了大量资金。
“十二五”期间，虽然我国水产品供给总量充足，但结构不合理，发展 方式粗放，不平衡、不协调、不可持续问题非常突出。因此，转型升级水产养殖 业，完善养殖水域滩涂规划，转变养殖发展方式，压减低效、高污染产能，优化 养殖品种结构，大力推进生态健康养殖模式，提升水产养殖精准化、机械化生产 水平非常重要。
《全国渔业发展第十三个五年规划(2016-2020年)》提出，“十三五” 时期渔业发展要牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的五大发展理念，以提 质增效、减量增收、绿色发展、富裕渔民为目标，以健康养殖、适度捕捞、保护 资源、做强产业为方向，大力推进渔业供给侧结构性改革，加快转变渔业发展方 式，提升渔业生产标准化、绿色化、产业化、组织化和可持续发展水平，提高渔 业发展的质量效益和竞争力，走出一条产出高效、产品安全、资源节约、环境友 好的中国特色渔业现代化发展道路。
发明内容
本发明针对上述问题，对温室大棚养殖龟鳖设施与系统进行转型升级， 提供一种多层立体复合的高效养殖设施与系统，顺应《全国渔业发展第十三个五 年规划(2016-2020年)》提出的要求，逐步向资源节约型、环境友好型、效益高 效型养殖方向发展。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：
一种多层立体复合的龟鳖高效养殖系统，包括：温室大棚，两个养殖池，大 棚供暖系统，曝气增氧装置，龟菜/鳖菜共生系统，固液分离系统以及智能投饲 系统，所述的温室大棚为内外两层桁架结构，每层外覆盖有透明薄膜，大棚内的 两个养殖池由中间的排污池隔开，每个养殖池内遮阳面、见光面共存，养殖池中 部设置过道，曝气增氧输送管沿过道两侧设置于水体中，龟菜/鳖菜共生系统包 括跨设于过道上的支撑框架，支撑框架上设置多层由防水油布搭建的养殖床，每 层养殖床中养殖有蔬菜及龟鳖，由水泵将养殖池内污水抽至各层养殖床经净化后 回落至养殖池内，所述的固液分离系统用于将养殖池内污水固液分离后，固体废 弃物排至排污池内，液体回送至养殖池。
进一步，所述温室大棚为桁架结构，分为内外两层，并以薄膜覆盖在每 层大棚支架上面，内外层支架分别等间距分布，支架与支架之间通过绳缆相连， 且外层薄膜表面盖有一层织网。
进一步，所述的养殖池大小可以为550～600m3。一个温室大棚中设置有 2个养殖池，每个养殖池由50％的遮阳面和50％的见光面组成，见光面水体表面 以下还有一层织网，通常设置于水体表面以下10cm处。
进一步，所述的大棚供暖系统的热源来自生物质燃料燃烧产生的热量， 通过管道运输到大棚中。
进一步，所述曝气增氧装置由鼓风机将氧气通过单管多支路输送管道运 输到养殖水体中，输送管道安装在中间过道两旁。
进一步，所述龟菜/鳖菜共生系统为多层立体式结构，通常可以分为上、 中、下三层，每层养殖床由防水油布搭建，油布靠底部织网和框架共同支撑。过 道正上方留有空间供通行，不同的养殖床可以养有草龟、中华鳖等不同品种龟鳖， 蔬菜为空心菜，水来自龟鳖养殖池中的污水，经养殖床净化后的水回落入养殖池 中。
进一步，所述固液分离系统为转鼓式微滤机，包括控制器、转鼓、机架、 电机、水泵等主要部件，微滤机安装在两个养殖池之间，固液分离后固体废弃物 直接排放到两个养殖池之间的排污池。
进一步，所述智能投饲系统可以采用自动投饵机，投饵机由触屏PLC控 制实现定时定量投喂，报警量可自行设置，同时还可以调节投喂角度和距离。
总之，本发明的有益效果是：
本发明提供的多层立体复合的龟鳖高效养殖系统，将燃烧生物质颗粒产生的 热量通过管道输送到温室大棚中，使大棚中的温度能够保持在一个相对稳定的水 平(28～32℃)。由于养殖池面积较大，通过在单管多支路曝气增氧装置上的管道 上开多个孔连接多个支管实现大面积增氧，以获得足够的溶解氧。通过在养殖池 之间安装转鼓式微滤机，可实现对养殖水体中大颗粒固体悬浮物的过滤和排污， 从而降低水体污染程度。通过将饲料颗粒放入自动投饵机储料桶中，利用触屏 PLC可轻松实现投饵机自动定时、定量投饲，大大减轻劳动强度和劳动力；在养 殖池上搭建龟菜/鳖菜共生系统，通过菜根系部的吸收、吸附作用以及微生物对 污染物的分解、矿化作用来净化水质。本发明通过以上技术，集成了一种多层立 体复合的龟鳖高效养殖系统，有助于改善温室龟鳖养殖水质，提高养殖密度，达 到节能环保，生态平衡，经济性好的目的。具体地，本发明系统的特点在于：
本发明采用“一棚两池模式”，每个养殖池有50％的遮阳面，既让龟鳖 有隐蔽感和安全感，也使得夏季高温时节比外界温度低4℃左右，晚上散热面能 够减少50％，降温更慢。每个养殖池大小为550～600m3。一个温室大棚中有2个 养殖池，养殖池的中间为过道，用于安装投饵机，支撑龟菜/鳖菜共生系统、曝 气增氧装置、微滤机以及行人行走。两个养殖池之间为排污池，两池的污水同时 排放到此处，从而节省空间。
本发明的温室大棚采用内外两层，具有保温作用，使得温度稳定性大幅 提高，大棚支架为不锈钢空心管，构造为桁架结构，从而能充分利用材料的强度， 在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。内外支架等距离分布， 支架之间通过绳缆相连，用于支撑覆盖在大棚上面的薄膜，并且外层薄膜上还盖 有一层织网，可以防止大风天气对薄膜造成破坏。
通过燃烧生物质颗粒燃料产生的热量给温室大棚供暖，生物质颗粒燃料 是一种高效、清洁型燃料。《中华人民共和国可再生资源法》第十六条规定，国 家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料，鼓励发展能源作物。运用生物质颗粒 燃料能够很好地节省运行成本，作为“不与粮争地”、“不与人争食”的第二代生 物原料，生物质颗粒燃料能够很好地代替煤、油等不可再生的资源，燃烧时不污 染大气，不污染环境，燃烧后的灰烬还可作为优质有机钾肥使用。
曝气增氧装置为“单管多支路”曝气装置，由于养殖池面积较大，而且 温室大棚密闭，导致氧气不足，需大面积增氧。单管多支路曝气不仅使池内液体 与空气接触充氧，而且由于搅动液体，加速了空气中氧向液体中转移，从而完成 充氧的目的，曝气还有防止池内悬浮体下沉，加强池内有机物与微生物与溶解氧 接触的目的，从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的 氧化分解作用。曝气增氧管道安装在中间过道两旁，从而节省空间。
龟菜/鳖菜共生系统由不锈钢钢管搭建在养殖池上方，通常分为上、中、 下三层，每层养殖床由防水油布搭建起来，油布靠底部织网和支架支撑。系统中 不同的养殖床养殖草龟、中华鳖等品种，种植的蔬菜为空心菜。带有粪便等富营 养物质的污水被输送到养殖床，龟鳖的排泄物能够为菜提供营养，菜的根部微生 物负责分解龟鳖的粪、提供养分，植物吸收后，养殖水体被生态净化，净化后的 水流回大棚养殖池中，在这样的良性循环下，龟鳖和蔬菜得以生长。
固液分离系统为转鼓式微滤机，微滤机是通过微孔筛网截留养殖废水中 固体颗粒物从而实现固液分离的装置。使用微滤机处理龟鳖养殖池污水，有利于 除去水体中粒径较大的固体颗粒物，有利于净化水质。使用的转鼓式微滤机有手 动和自动两种运行模式，可方便饲养员及时通过观察水质来调整微滤机的工作时 间。
智能投饲系统为自动投饵机，自动投饵机是通过触屏PLC来控制，可实 现定时、定量精准投喂，且投饵的角度和距离可调。相比于传统饲料投喂的耗时 费力，自动投饵机可大大减轻劳动强度，饲养员只需要将饲料放进投饵机的储料 桶，然后调节设定好投喂时间、投喂量即可，有利于节约劳动力，降低生产成本。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。
图1是本发明中多层立体复合的龟鳖高效养殖系统中温室大棚的主视 图。
图2是本发明中温室大棚的外支架和内支架结构示意图。
图3是本发明中养殖池俯视图。
图4是本发明中单管多支路曝气增氧装置示意图。
图5是本发明中龟菜/鳖菜共生系统主视图。
图6是本发明中龟菜/鳖菜共生系统示意图。
图7是本发明中固液分离系统中转鼓式微滤机等轴侧视图。
图8是本发明中固液分离系统中转鼓式微滤机控制器和状态示意图。
图9是本发明中智能投饲系统自动投饵机触摸屏PLC主界面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1～图9所示的一种多层立体复合的龟鳖高效养殖设施与系统。图1 为温室大棚主视图，图2是温室大棚的外支架和内支架结构示意图，支架材料均 为不锈钢管。外支架1为桁架结构，内支架2在外支架1的下面，为中间细两头 大的梯子形状结构，这样设计使得温室大棚的稳定性好，支架之间等间距分布， 并用绳缆连接起来，用于支撑覆盖在大棚上面的薄膜。外支架1和内支架2上均 盖有一层无色透明薄膜，两层薄膜之间形成了一个保温空间。同时，外支架1上 面的薄膜上还盖有一层织网，可抵挡大风对薄膜造成破坏。墙体3用于固定大棚 框架，生物质燃料燃烧产生的热量通过供热管道5穿过墙体3进入大棚，为棚内提供热量，确保龟鳖能在最适宜的环境温度(28～32℃)下生长。
图3为养殖池俯视图，图4为单管多支路曝气增氧装置示意图。每个温 室大棚内有两个养殖池，每个养殖池大小为550～600m3。每个养殖池有50％的遮 阳面6、15(13、19)，也有50％的见光面7、14，见光面水体表面以下10cm有 一层织网，方便龟鳖停留晒背和觅食，遮阳面可以让龟鳖有安全感，也使得养殖 池水温在夜晚降得更慢。在养殖池的中间有一条架起的走道18，用于安装投饵 机和曝气增氧管道8、16、人行走以及支撑龟菜/鳖菜共生系统。曝气增氧管道8、 16安装在走道18两旁，有利于节省空间，9、17为曝气管道中的支路，多支路 可加大增氧面积。图4中箭头方向代表氧气流动方向，增氧管道将从鼓风机输送 出来的氧气多方位向液体中转移，以增加水中的溶氧量，满足龟鳖的呼吸作用。 两个养殖池支架由边界10、12和排污池11组成，这样两个池子的污水可以同时 向排污池11排污，有利于节省空间。
图5是龟菜/鳖菜共生系统主视图，图6是龟菜/鳖菜共生系统示意图。 20为共生系统不锈钢管框架，21、22、23分别为共生系统的上层养殖床、中层 养殖床和下层养殖床，18为走道，24、25为支撑柱。每层养殖床由防水油布搭 建起来，比PVC板节约成本，油布靠底部织网和框架共同支撑。这是一种在无土 环境中建立的龟鳖，空心菜和微生物的闭合循环系统。系统中不同的养殖床养殖 草龟、中华鳖等不同品种龟鳖，种植的蔬菜为空心菜。图6中②表示将养殖池中 带有粪便等富营养物质的污水输送到龟菜/鳖菜共生系统养殖床，因为龟鳖的排 泄物能够为空心菜提供营养物质，同时微生物对残饵、龟鳖的粪便进行分解，将水中的氨氮分解成亚硝酸盐然后被硝化细菌分解成硝酸盐，硝酸盐直接被空心菜 作为营养吸收利用。于是，养殖水体得到一定程度的净化。①表示净化后的水被 抽回养殖池中，在这种生态环境下，龟鳖和蔬菜得以生长，水质得以净化。
图7是固液分离系统中转鼓式微滤机等轴侧视图。26为水泵，27为微 滤机的框架，28为微滤机机盖，29为电机保护壳，30为转鼓，微滤机安装在养 殖池边界10或12上，图8为转鼓式微滤机控制器和状态示意图。微滤机是通过 微孔筛网截留养殖废水中固体颗粒物来实现固液分离的装置，从而能净化龟鳖养 殖水体水质。工作时，水泵将龟鳖养殖池中的污水抽进微滤机转鼓中，此时转鼓 不运转，当水位达到警戒线时会触发液位传感器，启动反冲洗系统，高压喷嘴开 始对筛网进行反冲洗，悬浮固体颗粒物会通过排污口排到排污池11中，当液位 下降到下限水位时停止反冲洗，水泵抽水继续过滤，如此往复进行。这些过程通 过图8所示的控制器进行控制，可设置手动/自动模式。通过“电源指示”，“转 鼓运行”，“反冲洗运行”观察微滤机运行状态，方便饲养员及时通过观察水质来 调整微滤机的工作时间。
图9是智能投饲系统中自动投饵机控制系统触摸屏PLC主界面示意图。 自动投饵机由饲料盛装桶、送料装置、散料装置、角度调节装置、控制器和机架 共同组成。工作时，将准备好的饲料倒入饲料盛装桶中，通过触屏PLC设定投饵 时间、每次投饵量、饵料报警量后，即可实现自动投饵，还可调节投饵的角度和 距离。对于大型养殖场来说，自动投饵机具有节约劳动成本，降低生产成本的优 势。
上述实施例只为说明本发明的技术构思、特点和优势，其目的在于让熟 悉这项技术的人能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保 护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保 护范围内。
Claims (8)
1.一种多层立体复合的龟鳖高效养殖系统，其特征在于，该系统包括：温室大棚，两个养殖池，大棚供暖系统，曝气增氧装置，龟菜/鳖菜共生系统，固液分离系统以及智能投饲系统，所述的温室大棚为内外两层桁架结构，每层外覆盖有透明薄膜，大棚内的两个养殖池由中间的排污池隔开，每个养殖池内遮阳面、见光面共存，养殖池中部设置过道，曝气增氧输送管沿过道两侧设置于水体中，龟菜/鳖菜共生系统包括跨设于过道上的支撑框架，支撑框架上设置多层由防水油布搭建的养殖床，每层养殖床中养殖有蔬菜及龟鳖，由水泵将养殖池内污水抽至各层养殖床经净化后回落至养殖池内，所述的固液分离系统用于将养殖池内污水固液分离后，固体废弃物排至排污池内，液体回送至养殖池。
2.根据权利要求1所述的多层立体复合的龟鳖高效养殖系统，其特征在于，每个养殖池由50％的遮阳面和50％的见光面组成，见光面水体表面以下还设有一层织网。
3.根据权利要求2所述的多层立体复合的龟鳖高效养殖系统，其特征在于，所述的织网设于见光面水体表面以下10cm处。
4.根据权利要求1所述的多层立体复合的龟鳖高效养殖系统，其特征在于，所述龟菜/鳖菜共生系统中不同层养殖床中养有不同品种龟鳖，所养殖的蔬菜为空心菜。
5.根据权利要求1所述的多层立体复合的龟鳖高效养殖系统，其特征在于，所述的大棚供暖系统的热源来自生物质燃料燃烧产生的热量，通过管道运输到大棚中。
6.根据权利要求1所述的多层立体复合的龟鳖高效养殖系统，其特征在于，所述曝气增氧装置由鼓风机将氧气通过单管多支路输送管道运输到养殖水体中，输送管道安装在中间过道两旁。
7.根据权利要求1所述的多层立体复合的龟鳖高效养殖系统，其特征在于，所述的固液分离系统为转鼓式微滤机，微滤机安装在两个养殖池之间，固液分离后固体废弃物直接排放到两个养殖池之间的排污池。
8.根据权利要求1所述的多层立体复合的龟鳖高效养殖系统，其特征在于，所述的温室大棚为内外两层桁架结构，并以无色透明薄膜覆盖在每层大棚支架上面，内外层支架分别等间距分布，支架与支架之间通过绳缆相连，且外层薄膜表面盖有一层织网。
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