CN108117233A - 一种用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置，其包括：下部水处理机构，包括下筒体和进水单元，所述下筒体的底部与所述进水单元相连通，所述下筒体的内部填充有填料单元，所述填料单元的内部穿设有布气单元，所述布气单元位于所述下筒体的下部；上部水处理机构，包括上筒体、增氧单元、排污单元、杀菌单元和供氧单元，所述上筒体设置在所述下筒体的上方，且与所述下筒体的顶部相连通，所述上筒体的内部设有增氧腔和杀菌腔，还包括进水管和出水管。本发明水处理时间短、操作简单、效果明显、自动化程度高，是鲟鱼工厂化循环水养殖理想的水处理设备，有巨大的市场前景及应用推广价值。

Description

一种用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置

技术领域

本发明涉及鲟鱼养殖技术领域，尤其涉及一种用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置。

背景技术

目前，鲟鱼养殖模式主要有流水养殖，网箱养殖，池塘养殖及工厂化循环水养殖。随着科技的飞速发展及国家对环境保护的重视，高效可控的工厂化循环水养殖模式符合国家的可持续发展战略需求，正逐步取代传统粗放型养殖模式。

工厂化循环水养殖模式是指在全人工控制条件下的水产养殖生产，它集成了众多的设施和设备，采用水温调控、水质生物净化和杀菌消毒等多种技术手段，使养殖对象处于一个相对可控的生态环境中，可实现养殖对象的建康生长、饵料的高效利用、亲本和鱼种的培育、低废水排放、高水产品质量等需求。

鲟鱼在完成生活史过程中受到诸多因子的影响，主要包括外源性因子和内源性因子。外源性因子主要是指环境因子，包括水质条件和环境条件。水质条件具体指养殖水体中的氨氮、亚硝氮、溶解氧和ORP(氧化还原电位)等指标；环境条件主要包括温度、流速、流态和光照等。它们主要是通过改变环境理化性质对鲟鱼内在生理生化状况产生影响，从而影响鲟鱼的生长。

在工厂化循环水养殖过程中，环境条件及水质指标的变化与鲟鱼的生长繁殖密切相关。水温主要影响鱼类新陈代谢反应速率，从而调控其能量收支、基础代谢及生长发育等生理活动。在鲟鱼高密度养殖系统中，20um以下的微小颗粒物占到了水体中总颗粒物的绝大部分，该微小颗粒物在淡水养殖系统中很难去除，过量的微小颗粒物影响鲟鱼的鳃呼吸，进而对鲟鱼的生长造成不利的影响。氨氮主要由鱼类摄食饲料后产生的排泄物而形成，养殖系统中氨氮的积累对养殖对象的生理指标和组织器官造成不利影响，进而诱发鱼类疾病的产生。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种处理时间短、操作简单、鲟鱼成活率高的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明提供的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置，其包括：

下部水处理机构，包括下筒体和进水单元，所述下筒体的底部与所述进水单元相连通，所述下筒体的内部填充有填料单元，所述填料单元的内部穿设有布气单元，所述布气单元位于所述下筒体的下部；

上部水处理机构，包括上筒体、增氧单元、排污单元、杀菌单元和供氧单元，所述上筒体设置在所述下筒体的上方，且与所述下筒体的顶部相连通，所述上筒体的内部设有增氧腔和杀菌腔，所述增氧腔和杀菌腔的底部相互连通，且所述杀菌腔设置在所述增氧腔的外侧，所述增氧单元设置在所述增氧腔中，所述增氧单元还与所述供氧单元相连接，所述杀菌单元设置在所述杀菌腔中；

进水管，一端经水泵与鲟鱼养殖鱼池相连接，其另一端与所述进水单元相连接；

出水管，一端设在鲟鱼养殖鱼池中，其另一端与所述杀菌腔相连通。

进一步地，所述进水单元包括布水腔、圆锥布水板和多个进水口，所述布水腔设置在所述下筒体的底部，且所述布水腔的底部与所述下筒体的底部之间设有一进水隙缝，多个所述进水口均布在所述布水腔的外表面，且所述进水口的进水方向与所述布水腔的切线方向相同，所述圆锥布水板设置在所述布水腔的底面位置处，且向上延伸到所述下筒体的内部。

进一步地，所述布气单元包括相互连通的若干根环形布气管，每个所述布气管的上部均匀布设有多个第一气孔，每个所述第一气孔的孔径为0.2-0.3mm。

进一步地，所述填料单元由石英砂堆叠而成，所述石英砂的直径为0.5-0.6mm。

进一步地，所述增氧单元包括平面布水板和多个环形布气板，所述平面布水板设置在所述上筒体的内部上方，所述平面布水板上均匀地设置有多个水孔，多个所述环形布气板依次间隔地套设在所述下筒体的上部外侧，且与所述平面布水板的下表面固定连接，每个所述环形布气板上设有第二气孔，相邻两个所述环形布气板上的两个所述第二气孔呈180°，且相邻两个所述环形布气板上的两个所述第二气孔上下交错排列。

进一步地，所述排污单元包括环形排污凹槽和排污口，所述环形排污凹槽设置在所述上筒体的底部，所述排污口对称设置在所述排污凹槽的底部两侧，其中，所述上筒体底部还设有向所述排污凹槽倾斜的坡面。

进一步地，所述杀菌单元由多个环形紫外灯管组成，所述紫外灯管悬挂于所述平面布水板上，所述环形紫外灯管的下部浸于水中。

进一步地，所述出水管的另一端竖直地伸入到所述杀菌腔中，且其端部与所述平面布水板的下表面之间设有间距，所述间距为20-30cm，其中，位于所述杀菌腔中的所述出水管的上部还开有多个圆孔。

进一步地，所述供氧单元包括液氧罐、溶解氧探头、电磁阀、控制模块和供氧管，所述液氧罐经所述电磁阀与所述供氧管相连接，所述供氧管伸入到所述增氧腔中，所述溶解氧探头放置在所述鲟鱼养殖鱼池中，且所述溶解氧探头还经所述控制模块与所述电磁阀相连接，其中，所述供氧管的出气端还设有一盖板，所述盖板的上部与所述供氧管的上部相铰接，且所述盖板的形状与所述供氧管相适配。

进一步地，还包括填料膨胀高度控制单元，所述填料膨胀高度控制单元包括电机、转轴、超声波水位计、螺旋桨和中间继电器，所述超声波水位计用于检测填料单元的膨胀高度，且所述超声波水位计经所述中间继电器与所述电机相连接，电机通过所述转轴与所述螺旋桨相连接，所述螺旋桨设置在所述填料单元的上方。

本发明的有益效果在于：

1)、本装置集物理过滤，生物过滤，杀菌消毒及增氧于一体，水处理功能强大，极大地简化了传统工厂化循环水养殖系统中复杂的水处理工艺流程及繁多的水处理设施设备；

2)、本装置极大的降低了工厂化循环水养殖系统的构建成本，并节约了占地空间；

3)、本装置可高效去除鲟鱼养殖水体中的固体颗粒物，尤其是直径小于20um的微小颗粒物；

4)、在低温工况下，本装置的微生物多样性依旧较高，特别是亚硝化单胞菌等功能性细菌，可实现氨氮等营养盐的高效去除，将养殖水体中的氨氮控制在合理的范围；

5)、可高效去除养殖水体的有害细菌，降低鲟鱼因有害细菌导致的细菌性疾病的概率，提升鲟鱼工厂化循环水养殖的成活率；

6)、在杀菌的同时，可实现养殖水体中溶解氧的快速增加，并根据溶解氧测试探头反馈信号，通过电磁阀自动调节进量气，养殖水体中溶解氧的精确控制，最大限度地减少增氧环节的养殖成本；

7)水处理时间短、操作简单、效果明显、自动化程度高，是鲟鱼工厂化循环水养殖理想的水处理设备，有巨大的市场前景及应用推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置的使用状态图；

图2是本发明的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置的结构示意图；

图3是本发明的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置的进水单元的结构示意图；

图4是本发明的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置的布气单元的结构示意图；

图5是本发明的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置的增氧单元的结构示意图；

图6是本发明的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置的环形布气板的结构示意图；

图7是本发明的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置的平面布水板的结构示意图；

图8是本发明的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置的出水管的结构示意图；

图9是本发明的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置的供氧管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1-2所示，本发明的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置，其包括：

下部水处理机构1，包括下筒体11和进水单元12，下筒体11的底部与进水单元12相连通，下筒体11的内部填充有填料单元13，填料单元13的内部穿设有布气单元14，布气单元14位于下筒体11的下部；

上部水处理机构2，包括上筒体21、增氧单元22、排污单元23、杀菌单元24和供氧单元25，上筒体21设置在下筒体11的上方，且与下筒体21的顶部相连通，上筒体21的内部设有增氧腔26和杀菌腔27，增氧腔26和杀菌腔27的底部相互连通，且杀菌腔27设置在增氧腔26的外侧，增氧单元22设置在增氧腔26中，增氧单元22还与供氧单元25相连接，杀菌单元24设置在杀菌腔27中；

进水管3，一端经水泵(图中未示出)与鲟鱼养殖鱼池5相连接，其另一端与进水单元12相连接；

出水管4，一端设在鲟鱼养殖鱼池5中，其另一端与杀菌腔27相连通。

参阅图3所示，进水单元12包括布水腔121、圆锥布水板122和多个进水口123，布水腔121设置在下筒体11的底部，且布水腔121的底部与下筒体11的底部之间设有一进水隙缝124，多个进水口123均布在布水腔121的外表面，且进水口123的进水方向与布水腔121的切线方向相同，圆锥布水板122设置在布水腔121的底面位置处，且向上延伸到下筒体11的内部。本发明中，布水腔121呈环形，进水口123的数量为两个，因此，布水腔121有两个切向进水口，且两者的连线角度呈180°。水流由两个进水口123进入环形布水腔121中，从布水腔121底部经进水隙缝124进入下筒体11中，在圆锥布水板122的作用下产生强烈的旋转上升流，进而带动填料单元13向上膨胀。在本发明的其他实施例中，进水口123的数量还可以为多个。

参阅图4所示，布气单元14包括相互连通的若干根环形布气管141，每个布气管141的上部均匀布设有多个第一气孔142，每个第一气孔142的孔径为0.2-0.3mm。本发明中，进水流量与进气流量之比为1:10-20，由于填料单元13中微生物种类繁多，丰度较高，故需消耗大量的溶解氧，往装置中的填料单元13中持续通入空气，为细菌的生长提供足量的氧气，进而提升装置的硝化性能。另外，持续的通气可减少填料膨胀所需的压降损失，进而在一定程度上降低了装置的能耗。本实施例中，填料单元13由石英砂堆叠而成，石英砂的直径为0.5-0.6mm，由于该粒径的石英砂具有巨大的比表面积，为细菌生长提供巨大的比表面积，进而装置中细菌的丰度较高，即使在低温工况下对氨氮等营养的去除率依旧较高，另外，装置开启时设定床层膨胀率为40％，该膨胀率既能使滤料发挥生物过滤功能，也能对水体中的微小颗粒物进行物理截留，大部分微小颗粒物在细菌的作用下被分解，进而显著降低养殖水体微小颗粒物占总颗粒物的比重。

参阅图5-7所示，增氧单元22包括平面布水板221和多个环形布气板222，平面布水板221设置在上筒体21的内部上方，平面布水板221上均匀地设置有多个水孔223，多个环形布气板222依次间隔地套设在下筒体11的上部外侧，且与平面布水板221的下表面固定连接，每个环形布气板222上设有第二气孔224，相邻两个环形布气板222上的两个第二气孔224呈180°，且相邻两个环形布气板22上的两个第二气孔224上下交错排列。本发明中，水体从下筒体11的顶部进入到上筒体21内时，先经过平面布水板221上的多个水孔223进行分流，供氧管255流出的氧气就可以在水孔223的下方与液滴进行初次融合，从而增加水体的含氧量，同时，供氧管255流出的氧气还可以依次穿过相邻的环形板222上呈180°的第二气孔224来回穿梭，其延长了氧气与水体的接触时间，增加了水体的溶氧量，而相邻两个环形布气板22上的两个第二气孔224上下交错排列，则进一步延长了氧气与水体的接触时间，提高了水体的溶氧量。

具体地，排污单元23包括环形排污凹槽231和排污口232，环形排污凹槽231设置在上筒体11的底部，排污口232对称设置在排污凹槽231的底部两侧，其中，上筒体11底部还设有向排污凹槽倾斜的坡面233。本发明中，坡面233的设置可以使下筒体11内上部区域流速显著慢于下部分区域，水体中的微小颗粒物会沉降于此，最终通过球阀将污染物经排污口232排出。

具体地，杀菌单元24由多个环形紫外灯管组成，紫外灯管悬挂于平面布水板221上，环形紫外灯管的下部浸于水中。本发明中，环形紫外灯管可对养殖水体中的有害细菌快速杀灭。

参阅图8所示，出水管4的另一端竖直地伸入到杀菌腔27中，且其端部与平面布水板221的下表面之间设有间距，该间距为20-30cm，其优选为25cm。此间距一方面具有控制液面高度的作用，其还具有增加液滴与氧气的接触面积，提高液滴含氧量的作用。其中，位于杀菌腔27中的出水管4的上部还开有多个圆孔41。优选地，出水管4的高度50cm，圆孔41的直径4cm，水流从增氧腔26的底部流入杀菌腔27中，因出水管4兼具保水作用，杀菌腔27中的水位高度约为45cm。

参阅图1、图9所示，供氧单元25包括液氧罐251、溶解氧探头252、电磁阀253、控制模块254和供氧管255，液氧罐251经电磁阀253与供氧管255相连接，供氧管255伸入到增氧腔26中，溶解氧探头252放置在鲟鱼养殖鱼池5中，且溶解氧探头252还经控制模块254与电磁阀253相连接。本发明中，溶解氧探头252用于检测鲟鱼养殖鱼池5中的溶解氧浓度，控制模块254接收到溶解氧探头252发送的溶解氧浓度后，将其与溶解氧设定值进行比较，若测得的溶解氧浓度低于溶解氧设定值，则控制模块254给出信号启动电磁阀253，气体从液氧罐251中经供氧管255进入增氧腔26进行增氧。本发明中，供氧管255的出气端还设有一盖板256，盖板256的上部与供氧管255的上部相铰接，且盖板256的形状与供氧管255的形状相适配。本发明中，设置盖板256的作用在于：1)、在不需要进行供氧时，盖板256在自重的作用下，可以完全盖合在供氧管255的出口处，防止水体倒灌入供氧管255中，提高安全性。2)、可以减缓供氧管255出口处的氧气冲击力，避免气流过大引起的液滴飞溅和液面波动较大，影响水体中的微小颗粒物的沉降。

本发明的装置还包括填料膨胀高度控制单元6，填料膨胀高度控制单元6包括电机61、转轴62、超声波水位计63、螺旋桨64和中间继电器65，超声波水位计63用于检测填料单元13的膨胀高度，且超声波水位计63经中间继电器65与电机61相连接，电机61通过转轴62与螺旋桨64相连接，螺旋桨64设置在填料单元13的上方。具体地，超声波水位计63可根据距离设定值与测量值之间的差异输出电流信号，通过中间继电器65控制电机61的启停。具体的，超声波水位计63发射信号后，将其与填料的膨胀高度设定值进行比较，若测得的填料膨胀高度高于设定值，则给出信号通过中间继电器65启动电机61，电机61通过转轴62转动螺旋桨64，在螺旋桨64的剪切下，填料单元13表面的悬浮物质被去除，填料单元13密度增加后，膨胀高度有所降低。待填料单元13的膨胀高度低于设定值时，超声波水位计63输出电流信号通过中间继电器65控制电机61停止运转，其能实现自动化控制，操作简单方便。

本发明中，为了方便观察，下筒体11上还设有一观察窗7。

综上所述，本发明的有益效果在于：

1)、本装置集物理过滤，生物过滤，杀菌消毒及增氧于一体，水处理功能强大，极大地简化了传统工厂化循环水养殖系统中复杂的水处理工艺流程及繁多的水处理设施设备；

2)、本装置极大的降低了工厂化循环水养殖系统的构建成本，并节约了占地空间；

3)、本装置可高效去除鲟鱼养殖水体中的固体颗粒物，尤其是直径小于20um的微小颗粒物；

4)、在低温工况下，本装置的微生物多样性依旧较高，特别是亚硝化单胞菌等功能性细菌，可实现氨氮等营养盐的高效去除，将养殖水体中的氨氮控制在合理的范围；

5)、可高效去除养殖水体的有害细菌，降低鲟鱼因有害细菌导致的细菌性疾病的概率，提升鲟鱼工厂化循环水养殖的成活率；

6)、在杀菌的同时，可实现养殖水体中溶解氧的快速增加，并根据溶解氧测试探头反馈信号，通过电磁阀自动调节进量气，养殖水体中溶解氧的精确控制，最大限度地减少增氧环节的养殖成本；

7)水处理时间短、操作简单、效果明显、自动化程度高，是鲟鱼工厂化循环水养殖理想的水处理设备，有巨大的市场前景及应用推广价值。

以上，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，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，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该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置，其特征在于，包括：

下部水处理机构，包括下筒体和进水单元，所述下筒体的底部与所述进水单元相连通，所述下筒体的内部填充有填料单元，所述填料单元的内部穿设有布气单元，所述布气单元位于所述下筒体的下部；

上部水处理机构，包括上筒体、增氧单元、排污单元、杀菌单元和供氧单元，所述上筒体设置在所述下筒体的上方，且与所述下筒体的顶部相连通，所述上筒体的内部设有增氧腔和杀菌腔，所述增氧腔和杀菌腔的底部相互连通，且所述杀菌腔设置在所述增氧腔的外侧，所述增氧单元设置在所述增氧腔中，所述增氧单元还与所述供氧单元相连接，所述杀菌单元设置在所述杀菌腔中；

进水管，一端经水泵与鲟鱼养殖鱼池相连接，其另一端与所述进水单元相连接；

出水管，一端设在鲟鱼养殖鱼池中，其另一端与所述杀菌腔相连通。

2.如权利要求1所述的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置，其特征在于，所述进水单元包括布水腔、圆锥布水板和多个进水口，所述布水腔设置在所述下筒体的底部，且所述布水腔的底部与所述下筒体的底部之间设有一进水隙缝，多个所述进水口均布在所述布水腔的外表面，且所述进水口的进水方向与所述布水腔的切线方向相同，所述圆锥布水板设置在所述布水腔的底面位置处，且向上延伸到所述下筒体的内部。

3.如权利要求1或2所述的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置，其特征在于，所述布气单元包括相互连通的若干根环形布气管，每个所述布气管的上部均匀布设有多个第一气孔，每个所述第一气孔的孔径为0.2-0.3mm。

4.如权利要求1所述的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置，其特征在于，所述填料单元由石英砂堆叠而成，所述石英砂的直径为0.5-0.6mm。

5.如权利要求1所述的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置，其特征在于，所述增氧单元包括平面布水板和多个环形布气板，所述平面布水板设置在所述上筒体的内部上方，所述平面布水板上均匀地设置有多个水孔，多个所述环形布气板依次间隔地套设在所述下筒体的上部外侧，且与所述平面布水板的下表面固定连接，每个所述环形布气板上设有第二气孔，相邻两个所述环形布气板上的两个所述第二气孔呈180°，且相邻两个所述环形布气板上的两个所述第二气孔上下交错排列。

6.如权利要求5所述的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置，其特征在于，所述排污单元包括环形排污凹槽和排污口，所述环形排污凹槽设置在所述上筒体的底部，所述排污口对称设置在所述排污凹槽的底部两侧，其中，所述上筒体底部还设有向所述排污凹槽倾斜的坡面。

7.如权利要求6所述的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置，其特征在于，所述杀菌单元由多个环形紫外灯管组成，所述紫外灯管悬挂于所述平面布水板上，所述环形紫外灯管的下部浸于水中。

8.如权利要求7所述的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置，其特征在于，所述出水管的另一端竖直地伸入到所述杀菌腔中，且其端部与所述平面布水板的下表面之间设有间距，所述间距为20-30cm，其中，位于所述杀菌腔中的所述出水管的上部还开有多个圆孔。

9.如权利要求1所述的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置，其特征在于，所述供氧单元包括液氧罐、溶解氧探头、电磁阀、控制模块和供氧管，所述液氧罐经所述电磁阀与所述供氧管相连接，所述供氧管伸入到所述增氧腔中，所述溶解氧探头放置在所述鲟鱼养殖鱼池中，且所述溶解氧探头还经所述控制模块与所述电磁阀相连接,其中，所述供氧管的出气端还设有一盖板，所述盖板的上部与所述供氧管的上部相铰接，且所述盖板的形状与所述供氧管的形状相适配。

10.如权利要求1所述的用于鲟鱼养殖的一体化水处理装置，其特征在于，还包括填料膨胀高度控制单元，所述填料膨胀高度控制单元包括电机、转轴、超声波水位计、螺旋桨和中间继电器，所述超声波水位计用于检测填料单元的膨胀高度，且所述超声波水位计经所述中间继电器与所述电机相连接，电机通过所述转轴与所述螺旋桨相连接，所述螺旋桨设置在所述填料单元的上方。