CN108394999A - 循环浅水养殖系统的生物过滤装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种循环浅水养殖系统的生物过滤装置，包括冲刷槽、过滤机构和养殖池塘，所述冲刷槽与养殖池塘相邻设置，所述过滤机构包括支撑架、滚轴和4个翅形网箱，所述滚轴两端通过支撑架跨装在冲刷槽和养殖池塘上，翅形网箱呈十字状连接在滚轴上并可在轴向方向上滑动,养殖池塘内的水具有一定流速并流经设有可吸收氨氮的水生植物的翅形网箱；一种生物过滤装置的控制方法，在上述生物过滤装置中进行；本发明通过内置水生植物的翅形网箱进行持续吸收氨氮和过滤杂质，增加含氧量，通过氨氮检测传感器持续获得水中氨氮含量以控制滚轴转动，氨氮含量控制精准，适于各种浅水养殖不同氨氮污染度的清理。

Description

循环浅水养殖系统的生物过滤装置及其控制方法

技术领域

本发明是涉及一种生物过滤装置及其控制方法，具体说，是涉及一种循环浅水养殖系统的生物过滤装置及其控制方法，属于渔业废水处理技术领域，特别适用于解决鱼类饵料和排泄物而产生的氨氮污染。

背景技术

随着经济不断发展，现代渔业发展至关重要，越来越跟人民生活息息相关。渔业结构的不断改革创造了经济效益但是同时带来了一系列环境问题。传统的水产养殖业面临着水域环境恶化，养殖设施陈旧，养殖病害频发，导致水产品质量安全隐患增多，进而面临水产养殖发展与资源、环境的矛盾不断加剧等突出矛盾和挑战。而且传统的养殖模式单一，分散养殖为主，可复制性差，环境污染大，不确定性大。基于以上背景，改造提升传统水产养殖业，大力发展生态养殖模式至关重要。

伴随现代渔业养殖规模的不断庞大，需要越来越完善的设备来保持养殖水的良好水质环境。当把鱼放入池内时，鱼产生的排泄物，加上投食饵料产生的氨氮物质集聚池内就会污染池内水质环境，鱼类饵料和排泄物等大颗粒杂质会加速水中腐化；而养殖水中氨氮过量会给水产养殖带来诸多危害。当氨(NH3)通过鳃进入水生生物体内时，会直接增加水生生物氨氮排泄的负担，氨氮在血液中的浓度升高，血液pH随之相应上升，水生生物体内的多种酶活性受到抑制，并可降低血液的输氧能力，破坏鳃表皮组织，降低血液的携氧能力，导致氧气和废物交换不畅而窒息。此外，水中氨浓度高也影响水对水生生物的渗透性，降低内部离子浓度。

氨氮对水生动物的危害有急性和慢性之分。慢性氨氮中毒危害为：摄食降低，生长减慢；组织损伤，降低氧在组织问的输送；鱼和虾均需要与水体进行离子交换(钠，钙等)，氨氮过高会增加鳃的通透性，损害鳃的离子交换功能；使水生生物长期处于应激状态，增加动物对疾病的易感性，降低生长速度；降低生殖能力，减少怀卵量，降低卵的存活力，延迟产卵繁殖。急性氨氮中毒危害为：水生生物表现为亢奋、在水中丧失平衡、抽搐，严重者甚至死亡。

显然，即时控制养殖水中的氨氮含量和过滤大颗粒杂质十分重要，但是目前的一些过滤装置只能过滤水中较大颗粒物质或者用于过滤氨氮物质的结构复杂，不能循环利用，维护频繁、成本高，因此，人们渴望开发一种结构简单、易于维护、可重复利用的循环浅水养殖系统的生物过滤装置，可实现持续吸收氨氮和过滤普通大颗粒的杂质。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种结构简单、易于维护、可重复利用的循环浅水养殖系统的生物过滤装置及其控制方法，可实现持续吸收氨氮和过滤普通大颗粒的杂质。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种循环浅水养殖系统的生物过滤装置，其特征在于：包括冲刷槽、过滤机构和养殖池塘，所述冲刷槽与所述养殖池塘独立并相邻设置，所述过滤机构包括支撑架、滚轴和4个翅形网箱，所述滚轴两端分别通过所述支撑架跨装在所述冲刷槽和所述养殖池塘上，4个所述翅形网箱呈“十”字状连接在所述滚轴上并可随着所述滚轴的转动而转动，同时，所述滚轴在轴向方向上分别与所述翅形网箱可滑动连接,所述养殖池塘内的水为具有一定流速并流经垂直于水中的所述翅形网箱，所述翅形网箱内设有可吸收氨氮的水生植物。当氨氮过滤效果不好时，滚轴转动，使得垂直于养殖池塘水中的翅形网箱翻转至水平位置后沿所述滚轴滑动至所述冲刷槽处进行刷洗，同时，原本位于水平位置的翅形网箱翻转至垂直于养殖池塘水中继续对养殖池塘内的流动水进行过滤。

作为优选方案，安装于所述养殖池塘内的支撑架上沿水流方向设有前后两个氨氮检测传感器，实现对过滤机构前后方向的水中氨氮含量的进行检测。

作为进一步优选方案，比较两个氨氮检测传感器测得的氨氮含量，仅当两个氨氮含量值及两者差值皆大于初始预设值时，转动滚轴以更换用于水中过滤的翅形网箱。

作为进一步优选方案，所述滚轴一端与PLC控制电机驱动连接，通过PLC控制电机控制滚轴转动，从而带动所述翅形网箱围绕所述滚轴转动。

作为进一步优选方案，还设有数据传输模块，所述数据传输模块分别与氨氮检测传感器、PLC控制电机通讯连接。

作为进一步优选方案，所述通讯连接采用4G网络技术实现与所述氨氮检测传感器、所述PLC控制电机的信息远程传输。

作为优选方案，所述支撑架为以一横边作为支撑底边的三角形支架，两个所述氨氮检测传感器分别安装在所述三角支架的两侧边上并没入水中，所述数据传输模块安装在所述三角支架的任一侧边上；采用三角形支架减少了占用空间，同时，便于与养殖池塘侧壁相配合。

一种实施方式，所述滚轴上设有轴向设置的滑道，所述翅形网箱上设有与所述滑道相配合的滑轨，所述翅形网箱通过所述滑轨与所述滑道相锲合来固定在所述滚轴上。

一种优选方案，所述养殖池塘呈环形跑道式设置，沿所述养殖池塘长度方向的养殖池塘的中间设有隔墙，使得所述养殖池塘内的水沿环形跑道循环流动。

一种实施方案，所述翅形网箱的宽度与安装处的所述养殖池塘的宽度相适配。所述水生植物随着翅形网箱转到垂直位置没入养殖池塘的水中，养殖池塘内的流动水不断经过所述翅形网箱，实现对养殖池塘内的水的大颗粒物质和氨氮过滤。

一种实施方案，所述养殖池塘内设有一吹水机，所述池塘内的水通过所述吹水机控制进水速度和增加水中含氧量。

一种上述生物过滤装置的控制方法，其特征在于：在上述循环浅水养殖系统的生物过滤装置中进行，具体包括如下步骤：

(1)进行系统初始化设置；

(2)获取两个氨氮检测传感器数据信息，并将数据信息与预设氨氮含量值和预设氨氮含量差值进行比较；

(3)当测得的数据信息皆大于预设氨氮含量值和预设氨氮含量差值时，进入步骤(4)；否则，进入步骤(2)；

(4)PLC电机控制滚轴转动90°，则翅形网箱随之转动，使得垂直于养殖池塘水中的翅形网箱翻转至水平位置，同时，原本位于水平位置的翅形网箱翻转至垂直于养殖池塘水中继续对养殖池塘内的流动水进行过滤；

(5)处于水平位置的翅形网箱平移到冲刷槽处进行冲刷；

(6)若翅形网箱到达冲刷槽处，开始冲刷翅形网箱，并将冲刷完成后的翅形网箱平移至原处，进入步骤(2)；否则，进入步骤(5)。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过内置水生植物的翅形网箱对养殖池塘中的水进行持续吸收氨氮和过滤普通大颗粒的杂质，增加水中含氧量、水生植物生长好，同时，通过设有的氨氮检测传感器持续获得水中氨氮含量，并据此控制滚轴转动，进而精准控制养殖池塘中的氨氮含量，另外，本发明结构合理、成本低廉、自动控制精确，减少无用功，可实现在不同氨氮污染程度的完全清理，适于各种浅水水产品养殖，具有显著的进步性实用价值。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种跑道式循环浅水养殖系统的生物过滤装置的结构原理示意图；

图2为本发明实施例提供的过滤机构的结构原理示意图；

图3为本发明实施例提供的处于冲洗状态的过滤机构的结构原理示意图；

图4为本发明实施例提供的生物过滤装置控制方法的流程图。

图中标号示意如下：1、冲刷槽；2、养殖池塘；21、隔墙；3、过滤机构；31、支撑架；32、滚轴；33、翅形网箱；34、氨氮检测传感器；35、PLC控制电机。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步详细描述。

实施例

结合图1至图3所示，本实施例提供的一种循环浅水养殖系统的生物过滤装置，包括冲刷槽1、养殖池塘2和过滤机构3，所述冲刷槽1与所述养殖池塘2独立并相邻设置，所述过滤机构3包括支撑架31、滚轴32和4个翅形网箱33，所述滚轴32两端分别通过所述支撑架31跨装在所述冲刷槽1和所述养殖池塘2上，4个所述翅形网箱33呈“十”字状连接在所述滚轴32上并可随着所述滚轴32的转动而转动，同时，所述滚轴32在轴向方向上分别与所述翅形网箱33可滑动连接,所述养殖池塘2内的水为具有一定流速并流经垂直于水中的所述翅形网箱33，所述翅形网箱33内设有可吸收氨氮的水生植物。当氨氮过滤效果不好时，滚轴转动，使得垂直于养殖池塘水中的翅形网箱33翻转至水平位置后沿所述滚轴32滑动至所述冲刷槽1处进行刷洗，同时，原本位于水平位置的翅形网箱33翻转至垂直于养殖池塘2水中继续对养殖池塘2内的流动水进行过滤。

为了实现精准控制养殖池塘水中氨氮含量，在本实施例中，如图1-3所示，安装于所述养殖池塘2内的支撑架31上沿水流方向设有前后两个氨氮检测传感器34，实现对过滤机构3前后方向的水中氨氮含量的进行检测；比较两个氨氮检测传感器测得的氨氮含量，仅当两个氨氮含量值及两者差值皆大于初始预设值时，转动滚轴以更换用于水中过滤的翅形网箱。

为了实现自动控制，在本实施例中，如图1-3所示，所述滚轴32一端与PLC控制电机35驱动连接，通过PLC控制电机35控制滚轴32转动，从而带动所述翅形网箱33围绕所述滚轴32转动；还通过设有的数据传输模块分别与氨氮检测传感器34、PLC控制电机35通讯连接，所述通讯连接采用4G网络技术实现与氨氮检测传感器34、PLC控制电机35的信息远程传输。

考虑到支撑架的稳固性和适配性，在本实施例中，如图1-3所示，所述支撑架31为以一横边作为支撑底边的三角形支架，两个所述氨氮检测传感器34分别安装在所述三角支架的两侧边上并没入水中，所述数据传输模块安装在所述三角支架的任一侧边上；采用三角形支架减少了占用空间，同时，便于与养殖池塘侧壁相配合。

在本实施例中，如图2、图3所示，所述滚轴32上设有轴向设置的滑道，所述翅形网箱33上设有与所述滑道相配合的滑轨，所述翅形网箱33通过所述滑轨与所述滑道相锲合来固定在所述滚轴32上。

在本实施例中，如图1所示，所述养殖池塘2呈环形跑道式设置，沿所述养殖池塘2长度方向的养殖池塘的中间设有隔墙21，使得所述养殖池塘2内的水沿环形跑道循环流动；所述翅形网箱33的宽度与安装处的所述养殖池塘2的宽度相适配。所述水生植物随着翅形网箱33转到垂直位置没入养殖池塘的水中，养殖池塘2内的流动水不断经过所述翅形网箱33，实现对养殖池塘2内的水的大颗粒物质和氨氮过滤。

在本实施例中，所述养殖池塘2内设有一吹水机，所述池塘2内的水通过所述吹水机控制进水速度和增加水中含氧量。

结合图4所示，本实施例还提供一种生物过滤装置的控制方法，在上述循环浅水养殖系统的生物过滤装置中进行，具体包括如下步骤：

(1)进行系统初始化设置；

(2)获取两个氨氮检测传感器34数据信息，并将数据信息与预设氨氮含量值和预设氨氮含量差值进行比较；

(3)当测得的数据信息皆大于预设氨氮含量值和预设氨氮含量差值时，进入步骤(4)；否则，进入步骤(2)；

(4)PLC电机控制35滚轴转动90°，则翅形网箱33随之转动，使得垂直于养殖池塘水2中的翅形网箱33翻转至水平位置，同时，原本位于水平位置的翅形网箱33翻转至垂直于养殖池塘2水中继续对养殖池塘2内的流动水进行过滤；

(5)处于水平位置的翅形网箱33平移到冲刷槽1处进行冲刷；

(6)若翅形网箱33到达冲刷槽1处，开始冲刷翅形网箱33，并将冲刷完成后的翅形网箱33平移至原处，进入步骤(2)；否则，进入步骤(5)。

综上所述可见：本发明通过内置水生植物的翅形网箱33对养殖池塘2中的水进行持续吸收氨氮和过滤普通大颗粒的杂质，增加水中含氧量、水生植物生长好，同时，通过设有的氨氮检测传感器34持续获得水中氨氮含量，并据此控制滚轴32转动，进而精准控制养殖池塘2中的氨氮含量，另外，本发明结构合理、成本低廉、自动控制精确，减少无用功，可实现在不同氨氮污染程度的完全清理，适于各种浅水水产品养殖。

最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种循环浅水养殖系统的生物过滤装置，其特征在于：包括冲刷槽、过滤机构和养殖池塘，所述冲刷槽与所述养殖池塘独立并相邻设置，所述过滤机构包括支撑架、滚轴和4个翅形网箱，所述滚轴两端分别通过所述支撑架跨装在所述冲刷槽和所述养殖池塘上，4个所述翅形网箱呈“十”字状连接在所述滚轴上并可随着所述滚轴的转动而转动，同时，所述滚轴在轴向方向上分别与所述翅形网箱可滑动连接,所述养殖池塘内的水为具有一定流速并流经垂直于水中的所述翅形网箱，所述翅形网箱内设有可吸收氨氮的水生植物。

2.根据权利要求1所述的生物过滤装置，其特征在于：在安装于所述养殖池塘内的支撑架上沿水流方向设有前后两个氨氮检测传感器。

3.根据权利要求2所述的生物过滤装置，其特征在于：比较两个氨氮检测传感器测得的氨氮含量，仅当两个氨氮含量值及两者差值皆大于初始预设值时，转动滚轴以更换用于水中过滤的翅形网箱。

4.根据权利要求3所述的生物过滤装置，其特征在于：所述滚轴一端与PLC控制电机驱动连接。

5.根据权利要求4所述的生物过滤装置，其特征在于：还设有数据传输模块，所述数据传输模块分别与氨氮检测传感器、PLC控制电机通讯连接，所述通讯连接采用4G网络技术实现与所述氨氮检测传感器、所述PLC控制电机的信息远程传输。

6.根据权利要求5所述的生物过滤装置，其特征在于：所述支撑架为以一横边作为支撑底边的三角形支架，两个所述氨氮检测传感器分别安装在所述三角支架的两侧边上并没入水中，所述数据传输模块安装在所述三角支架的任一侧边上。

7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的生物过滤装置，其特征在于：所述滚轴上设有轴向设置的滑道，所述翅形网箱上设有与所述滑道相配合的滑轨，所述翅形网箱通过所述滑轨与所述滑道相锲合来固定在所述滚轴上。

8.根据权利要求1-6任一权利要求所述的生物过滤装置，其特征在于：所述养殖池塘呈环形跑道式设置，沿所述养殖池塘长度方向的养殖池塘的中间设有隔墙，所述翅形网箱的宽度与安装处的所述养殖池塘的宽度相适配。

9.根据权利要求1-6任一权利要求所述的生物过滤装置，其特征在于：所述养殖池塘内设有一吹水机，所述池塘内的水通过所述吹水机控制进水速度和增加水中含氧量。

10.一种循环浅水养殖系统的生物过滤装置的控制方法，其特征在于：在权利要求1-9任一权利要求所述的生物过滤装置中实现，包括如下步骤：

(1)进行系统初始化设置；

(2)获取两个氨氮检测传感器数据信息，并将数据信息与预设氨氮含量值和预设氨氮含量差值进行比较；

(3)当测得的数据信息皆大于预设氨氮含量值和预设氨氮含量差值时，进入步骤(4)；否则，进入步骤(2)；

(4)PLC电机控制滚轴转动90°，则翅形网箱随之转动，使得垂直于养殖池塘水中的翅形网箱翻转至水平位置，同时，原本位于水平位置的翅形网箱翻转至垂直于养殖池塘水中继续对养殖池塘内的流动水进行过滤；

(5)处于水平位置的翅形网箱平移到冲刷槽处进行冲刷；

(6)若翅形网箱到达冲刷槽处，开始冲刷翅形网箱，并将冲刷完成后的翅形网箱平移至原处，进入步骤(2)；否则，进入步骤(5)。