CN109220966B - 一种旁路循环水养殖系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种旁路循环水养殖系统，属水产养殖技术和设备领域，包括在临近开阔水域旁建造的低洼地，低洼地通过第一水渠和第二水渠与开阔水域连通，第一水渠和第二水渠分别设置在低洼地的两端；低洼地所形成的水池中设置至少一个循环水养殖容器、至少一个促水流设备和至少一个排污结构；促水流设备安装循环水养殖容器的前侧或后侧，循环水养殖容器位于促水流设备的扬程内；排污机构通过管道与一个或多个循环水养殖容器底部的粪污输出器连接，后端通过管道连接；水流从开阔水域依次流经第一水渠、低洼地、循环水养殖容器、低洼地和第二水渠后再次流入开阔水域。
Description
技术领域
本发明为水产养殖领域，涉及渔业养殖技术和设备，尤其涉及一种旁路循环水养殖系统。
背景技术
全球循环水养殖产业发展迅速，成为水产养殖模式中增长最快的一极，具有节水、节地、选址方便；水温、水质环境可控；生物安全可靠，少用或不用药，品质好；产量高；污染可控、有效减排等优点。
循环水养殖是设施水产养殖的高级形式,通过工程技术与设施装备，给水产养殖生产系统创造一个优化生长水环境，达到高产、优质、高效、环保的目的。设施水产养殖占养殖总量的10％左右，远低于畜禽养殖设施生产比例，原因在于水产养殖系统造价高、运转费用大，具有明显的技术缺陷，有改造和创新空间。
在水产养殖设备研发过程中，主要注重水产养殖容器如网箱、水泥池、玻璃钢池等的改进；也注重增氧、投饵等养殖设备的研发和完善；也集成了许多工厂化养殖设施，开发了许多配套设备。但是已有的养殖设备中，粪便与养殖生物长期接触，粪便易被搅散而增加沉降难度，影响后续收集、浓缩和转移出水体，降低养殖水域污染程度有限。工业化生态养殖系统与技术的核心是集排污，及时将鱼类养殖中的残饵和粪便高效排出水体，是减轻水净化处理压力和保障养殖水质达标的关键措施，是对传统养殖做出革命性创新的精髓，为充分发挥系统的特点和优势，提高养殖绩效水平，实现产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的目标，工业化生态养殖系统的集排污区设计构建及运行管理需足够重视和优化。
为减少水产养殖对环境的破坏，降低养殖尾水污染养殖水域，保障水产品的质量安全的同时，提高养殖产量和效益，有必要开发一种具有粪便沉降汇聚功能的养殖容器及养殖系统，协助高效解决水产养殖面源污染问题。
发明内容
为克服现有技术中的问题，本发明提出的一种旁路循环水养殖系统，包括在临近开阔水域旁建造的低洼地，所述低洼地通过第一水渠和第二水渠与所述开阔水域连通，所述第一水渠和所述第二水渠分别设置在所述低洼地的两端；所述低洼地所形成的水池中设置至少一个循环水养殖容器、至少一个促水流设备和至少一个排污机构；所述促水流设备安装所述循环水养殖容器的前侧或后侧，所述循环水养殖容器位于所述促水流设备的扬程内；所述排污机构通过管道与一个或多个所述循环水养殖容器底部的粪污输出器连接通过管道连接；循环水养殖容器两侧设置挡水墙，引导水流从开阔水域依次流经所述第一水渠、所述低洼地、所述循环水养殖容器、所述低洼地和所述第二水渠后再次流入开阔水域。
本发明提出的所述旁路循环水养殖系统中，所述循环水养殖容器包括一个养殖容器，一个粪污储存容器和一个粪污输出器；所述养殖容器的上半部由至少一个透水侧壁和剩余的非透水侧壁围绕而成，所述养殖容器的下半部为从所述透水侧壁和非透水侧壁下端向中央倾斜过渡的聚污侧壁，所述聚污侧壁的下端连接所述粪污储存容器；所述粪污储存容器为一上端开口的中空容器，所述粪污储存容器向上与所述养殖容器连通；其中，所述粪污储存容器与所述养殖容器之间设有一个可启闭的粪污下沉开关；所述粪污储存容器的侧面或底部与所述粪污输出器连通，所述粪污输出器用于从所述粪污储存容器中排出所储存的粪污。
本发明提出的所述旁路循环水养殖系统中，所述养殖容器长4.0~100.0m，宽2.0~50.0m，高1.0~8.0m，上半部为水平截面为矩形或圆形，底部为平底形或斜底形。
本发明提出的所述旁路循环水养殖系统中，所述非透水侧壁的材质采用砖混、金属、塑料、玻璃钢、帆布、化纤布中的一种或数种材质，采用膜状、板状、小于4mm2的小孔网格状材料中一种材料形状，用于将养殖容器内外分隔为相对独立空间。
本发明提出的所述旁路循环水养殖系统中，所述养殖容器置于养殖水体中，所述养殖容器的上开口高于水面，所述养殖容器浸没在水中的深度为0.1~2.5米。
本发明提出的所述旁路循环水养殖系统中，所述聚污侧壁上进一步设置一个可启闭的通道，所述通道用于平衡养殖水体加水或排水时所述养殖容器的内外水位。
本发明提出的所述旁路循环水养殖系统中，所述粪污下沉开关包括上下堆叠设置的第一盖板和第二盖板，所述第二盖板与所述粪污储存容器的上端固定，所述第一盖板在所述第二盖板的上方滑动设置；所述第一盖板和所述二盖板均设有至少一个开口，所述第一盖板在所述第二盖板上移动至上下开口相对应时，所述粪污下沉开关开启。
本发明提出的所述旁路循环水养殖系统中，所述开口的数量为一个或多个，多个所述开口分布在所述第一盖板和所述第二盖板之上。
本发明提出的所述旁路循环水养殖系统中，所述粪污储存容器的截面积为0.01~1.0m2，所述粪污储存容器的长度与养殖容器长度的0.25~1。
本发明提出的所述旁路循环水养殖系统中，所述粪污储存容器具有一个可关闭的进水口和一个出水口，所述出水口与所述粪污输出器通过管道连接，所述进水口可关闭地设置在所述出水口的相对端；当所述粪污下沉开关关闭时，水流从开启的进水口流入，粪污随水流方向从出水口流出。
本发明提出的所述旁路循环水养殖系统中，所述粪污输出器通过管道连接一个控制阀，所述控制阀连接一个水泵；所述管道上连接一个过滤器，所述过滤器中包含至少两层过滤介质，所述过滤介质中表层的细沙层厚度大于0.1米，用于截流养殖水生物的粪污。
本发明提出的所述旁路循环水养殖系统中，所述养殖容器的上端进一步设置拦鱼结构，所述拦鱼结构包括自所述养殖容器的四周向上延伸的固定支架，所述固定支架之间设置拦鱼网，所述拦鱼网高度为0.1~3.5米；或者，所述拦鱼结构包括水平设置在所述样子容器顶部的拦鱼网。
本发明提出的所述旁路循环水养殖系统中，多个所述养殖容器相互间并联设置，各所述粪污输出器外接控制阀通过管道相连，多个循环水养殖容器相互连通，管道后端接排污机构，实现循环水养殖容器系统间的可控排污。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明解决了常规后端聚污系统产生的粪污移动距离远的技术问题，所采用的粪污储存容器就位于养殖容器的下方，粪污就近沉降进入粪污储存容器中。通过粪污下沉开关的开启和关闭，解决了粪污与养殖生物接触时间久，接触距离长，容易因为鱼体搅动导致粪污分散，溶解，发酵而加剧水污染的问题，减少养殖生物运动对粪污形态的影响，维持粪污的形态和大小，粪污收集率高达80~90%，解决水产养殖污染积累和尾水治理的难题。
2、本发明充分利用自然水域的自净能力，充分利用水域水体的溶解氧，减少净化面积和增氧的设备和耗能投资；养殖系统让粪污与清水相对分离，形成清水在上层流走，粪污在底部储存和转移的技术效果，减少常规养殖尾水的处理量。
3、建成后的循环水养殖系统内的水位与旁路自然水域的水位几乎水平，差异很小，随着旁路自然水域的水位升降而升降，节约水循环运转耗能；促水流设备的出水口靠近水表面，能提高促水流设备的使用效率，在相同能耗的情况下，比常规的推水设备提高30~40%的水交换量。
4、养殖容器上表面设置网状结构，适应水位升降的养殖环境，尤其适应于沿海潮间带，近海感潮区域及湖泊水库有少量水位升降的宜渔水面，拓展养殖空间。
5、在养殖容器底部后端设置的粪污储存容器，能够短距离高效的聚存粪污，同时作为粪污的移动通道，与清水分离，固形沉性粪污的转移效率达到80~95%，高效解决了养殖面源污染问题。
6、系统的建造和使用在自然水域的旁路环境中进行，对自然水域没有直接危害和影响。形成自然水域渔业利用的新方案，促进宜渔自然水域的资源开发利用，为当地居民就业增收创造条件。当旁路自然水域水位太低时，进水渠和出水渠约束旁路养殖系统的水位保持一定的状态下，拆除旁路水域中设置的挡水隔离墙，确保在旁路区域能够形成低洼地区域的新的小循环，维持循环水养殖系统的运转；在气候适应的生长高峰期合理的利用自然水域的水体和净化能力，在低温生长不适宜期间，仅仅利用低洼区域的内循环，结合不同阶段，发挥温度不同，喂料不同，生长不同阶段的相对优势。
附图说明
图1为旁路循环水养殖系统的示意图。
图2为循环水养殖容器的示意图。
图3为养殖容器的主视图。
图4为粪污下沉开关的示意图。
图5为粪污储存容器的截面图。
图6设有拦鱼结构的循环水养殖容器的立体图。
图中，100-养殖容器，200-促水流设备，300-排污机构，400-低洼地，500-第一水渠，600-第二水渠，700-挡水墙，800-开阔水域，1-透水侧壁，2-非透水侧壁，3-聚污侧壁，4-粪污储存容器，5-粪污输出器，6-粪污下沉开关，31-通道，41-进水口，42-出水口，61-第一盖板，62-第二盖板，63-开口，71-固定支架，72-拦鱼网。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明提出的旁路循环水养殖系统进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
如图1所示，本发明旁路循环水养殖系统，包括在临近开阔水域800旁建造的低洼地400，所述低洼地400通过第一水渠500和第二水渠600与所述开阔水域连通，所述第一水渠500和所述第二水渠600分别设置在所述低洼地400的两端；所述低洼地400所形成的水池中设置至少一个循环水养殖容器100、至少一个促水流设备200和至少一个排污机构300；所述促水流设备200安装所述循环水养殖容器100的前侧或后侧，所述循环水养殖容器100位于所述促水流设备200的扬程内；所述排污机构300通过管道与一个或多个所述循环水养殖容器100底部的粪污输出器5连接通过管道连接；循环水养殖容器100两侧设置挡水墙700，引导水流从开阔水域800依次流经所述第一水渠500、所述低洼地400、所述循环水养殖容器100、所述低洼地400和所述第二水渠600后再次流入开阔水域。其中，当开阔水域的水流因潮汐或其他原因逆行时，则依次流经所述第二水渠600、所述低洼地400、所述循环水养殖容器100、所述低洼地400和所述第一水渠500后再次流入开阔水域。优选地，打开并联设置的养殖系统100左右的挡水墙700，关闭第一水渠500和第二水渠600，实现低洼地内自身的水循环。适用于低水位，不投料，生长慢的冬季。
本发明中的开阔水域是指沿海潮间带或近海感潮区域的湖泊或水库或河道的宜渔水面或内陆的湖泊或水库，水位升降小于3.0m，连通的水域面积100亩以上；所述低洼地400是指堤岸内侧或外侧岸边的低地或人工改造的低洼地，底面比常规水面低0.5-3.0m，面积5-50亩。
更为优选的，促水流设备200出水口靠近水表面，能提高促水流设备200的使用效率，在相同能耗的情况下，比常规的推水设备提高30~40%的水交换量。多个所述养殖容器相互间并联设置，各所述粪污输出器5外接控制阀通过管道相连，多个循环水养殖容器100相互连通，管道后端接排污机构300，实现循环水养殖容器100系统间的可控排污。
本发明旁路循环水养殖系统通过开阔水域的水流特性自动地形成低洼地400内鱼塘的水循环，相较于现有封闭的养殖鱼塘，本发明养殖系统内的水氧饱和度更高，因水流自动更换使鱼塘内的水质更优。
具体参阅图2到图6，本发明循环水养殖容器100包括一个养殖容器，一个粪污储存容器4和一个粪污输出器5；所述养殖容器的上半部由至少一个透水侧壁1和剩余的非透水侧壁2围绕而成，所述养殖容器的下半部为从所述透水侧壁1和非透水侧壁2下端向中央倾斜过渡的聚污侧壁3，所述聚污侧壁3的下端连接所述粪污储存容器4；所述粪污储存容器4为一上端开口的中空容器，所述粪污储存容器4向上与所述养殖容器连通；其中，所述粪污储存容器4与所述养殖容器之间设有一个可启闭的粪污下沉开关6；所述粪污储存容器4的侧面或底部与所述粪污输出器5连通，所述粪污输出器5用于从所述粪污储存容器4中排出所储存的粪污。
更为具体的，本实施例中养殖容器长4.0~100.0m，宽2.0~50.0m，高1.0~8.0m，水平截面为长形或方形或圆形，底部为平底形或斜底形。养殖容器的上半部分设有两处透水侧壁1和两处非透水侧壁2。透水侧壁1为多孔状或网状，小于整体的高度的1/2，起到阻挡养殖生物进出的同时使水位在养殖容器内外为水位近相同的作用，透水侧壁1作为水体进出养殖容器的通道31。非透水侧壁2材质为砖混结构、金属、塑料、玻璃钢、帆布、化纤布中的一种或几种材质，形状为膜状、板状、小于4mm2的小孔网格状中的一种，将养殖容器内外分隔为相对独立空间。本实施例中，养殖容器整体固定在水中，养殖容器上口高于水面，透水侧壁1的下部分浸没在水面以下，透水区域的高度小于透水侧壁1的高度，浸没在水中的部分高度为0.1~2.5m。
养殖容器的下半部分为向养殖容器中央相向倾斜的聚污侧壁3，根据养殖容器的上半部分的结构，聚污侧壁3的整体形状随之调整。例如，三角形的养殖容器4上半部分下方的聚污侧壁3成一倒棱锥；长方形或正方形的养殖容器4上半部分下方的聚污侧壁3成一倒锥台；圆形或椭圆形的养殖容器4上半部分下方的聚污侧壁3成一倒圆锥。聚污侧壁3近底部设有至少有一个可关闭的通道31，在养殖水域加水或排水时作为平衡养殖容器内外水位的通道31。当外部水位过低时该通道31关闭，保证养殖容器内的水位不同步下降。所述粪污储存容器4为向上开口63的长形腔管容器，近水平设置，用于短时储存粪污。粪污储存容器4截面积0.01~1.0m2，平行于水流方向的后端向前端布置，粪污储存容器4的长度为养殖容器长度的0.25~1.0。
粪污下沉开关6设置在粪污储存容器4和养殖容器之间，包括上下堆叠设置的第一盖板61和第二盖板62，所述第二盖板62与所述粪污储存容器4的上端固定，所述第一盖板61在所述第二盖板62的上方滑动设置；所述第一盖板61和所述二盖板均设有至少一个开口63，所述第一盖板61在所述第二盖板62上移动至上下开口63相对应时，所述粪污下沉开关6开启。所述开口63的数量为一个或多个，多个所述开口63分布在所述第一盖板61和所述第二盖板62之上。理论上开口63的总长度占第一盖板61或第二盖板62总长度的一半以下，否则无法保证开口63和开口63之间完全关闭。第一盖板61相对于第二盖板62的移动可通过齿轮组件等机械结构从养殖容器外部控制。
开启的粪污下沉开关6让粪污下沉进入粪污储存容器4内。关闭的粪污下沉开关6让粪污与清水分路移动，排出粪污，让水产养殖固形粪污与水及时分离，减少固形粪污的溶解和发酵。
所述粪污储存容器4具有一个可关闭的进水口和一个出水口，所述出水口与所述粪污输出器5通过管道连接，所述进水口可关闭地设置在所述出水口的相对端；当所述粪污下沉开关6关闭时，水流从开启的进水口流入，粪污随水流方向从出水口流出。更为具体的，所述粪污输出器5通过管道连接一个控制阀，所述控制阀连接一个水泵；所述管道上连接一个过滤器，所述过滤器中包含至少两层过滤介质，所述过滤介质中表层的细沙层厚度大于0.1米，用于截流养殖水生物的粪污。本发明在养殖容器底部后端设置的粪污储存容器4，能够短距离高效的聚存粪污，同时作为粪污的移动通道31，与清水分离，固形沉性粪污的转移效率达到80~95%，高效解决了养殖面源污染问题。
本发明提出的所述循环水养殖容器100中，所述养殖容器的上端进一步设置拦鱼结构，所述拦鱼结构包括自所述养殖容器的四周向上延伸的固定支架71，所述固定支架71之间设置拦鱼网72，所述拦鱼网72高度为0.1~3.5米；或者，所述拦鱼结构包括水平设置在所述样子容器顶部的拦鱼网72，通过设置拦鱼结构防止因水位上涨和/或养殖生物跳跃而逃逸出养殖容器。
通过使用上述循环水养殖容器100，解决了常规后端聚污系统产生的粪污移动距离远的技术问题，所采用的粪污储存容器4就位于养殖容器的下方，粪污就近沉降进入粪污储存容器4中。通过粪污下沉开关6的开启和关闭，解决了粪污与养殖生物接触时间久，接触距离长，容易因为鱼体搅动导致粪污分散，溶解，发酵而加剧水污染的问题，减少养殖生物运动对粪污形态的影响，维持粪污的形态和大小。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种旁路循环水养殖系统，其特征在于，包括在临近开阔水域（800）旁建造的低洼地（400），所述低洼地（400）通过第一水渠（500）和第二水渠（600）与所述开阔水域（800）连通，所述第一水渠（500）和所述第二水渠（600）分别设置在所述低洼地（400）的两端；所述低洼地（400）所形成的水池中设置至少一个循环水养殖容器（100）、至少一个促水流设备（200）和至少一个排污机构（300）；所述促水流设备（200）安装所述循环水养殖容器（100）的前侧或后侧，所述循环水养殖容器（100）位于所述促水流设备（200）的扬程内；所述排污机构（300）通过管道与一个或多个所述循环水养殖容器（100）底部的粪污输出器（5）连接通过管道连接；循环水养殖容器（100）两侧设置挡水墙（700），引导水流从开阔水域依次流经所述第一水渠（500）、所述低洼地（400）、所述循环水养殖容器（100）、所述低洼地（400）和所述第二水渠（600）后再次流入开阔水域；
所述循环水养殖容器（100）包括一个养殖容器，一个粪污储存容器和一个粪污输出器（5）；所述养殖容器的上半部由至少一个透水侧壁（1）和剩余的非透水侧壁（2）围绕而成，所述养殖容器的下半部为从所述透水侧壁（1）和非透水侧壁（2）下端向中央倾斜过渡的聚污侧壁（3），所述聚污侧壁（3）的下端连接所述粪污储存容器；所述粪污储存容器为一上端开口的中空容器，所述粪污储存容器向上与所述养殖容器连通；其中，所述粪污储存容器与所述养殖容器之间设有一个可启闭的粪污下沉开关（6）；所述粪污储存容器（4）的侧面或底部与所述粪污输出器（5）连通，所述粪污输出器（5）用于从所述粪污储存容器中排出所储存的粪污;
所述粪污下沉开关（6）包括上下堆叠设置的第一盖板（61）和第二盖板（62），所述第二盖板（62）与所述粪污储存容器的上端固定，所述第一盖板（61）在所述第二盖板（62）的上方滑动设置；所述第一盖板（61）和所述二盖板均设有至少一个开口（63），所述第一盖板（61）在所述第二盖板（62）上移动至上下开口（63）部分对应时，所述粪污下沉开关（6）开启。
2.根据权利要求1所述的旁路循环水养殖系统，其特征在于，所述养殖容器长4.0~100.0m，宽2.0~50.0m，高1.0~8.0m，上半部的水平截面为矩形或圆形，底部为平底形或斜底形。
3.根据权利要求1所述的旁路循环水养殖系统，其特征在于，所述非透水侧壁（2）的材质采用砖混、金属、塑料、玻璃钢、帆布、化纤布材质中至少一种；形状为膜状、板状和/或小于4mm2的小孔网格状材料中至少一种，用于将养殖容器内外分隔为相对独立空间。
4.根据权利要求1所述的旁路循环水养殖系统，其特征在于，所述养殖容器置于养殖水体中，所述养殖容器的上开口（64）高于水面，所述养殖容器的透水侧壁部分浸没在水中的深度为0.1~2.5米。
5.根据权利要求1所述的旁路循环水养殖系统，其特征在于，所述聚污侧壁（3）上设置一个可启闭的通道（31），所述通道（31）用于平衡养殖水体加水或排水时所述养殖容器的内外水位。
6.根据权利要求1所述的旁路循环水养殖系统，其特征在于，所述开口（63）的数量为一个或多个，多个所述开口（63）分别分布在所述第一盖板（61）和所述第二盖板（62）之上，开口相互一一对应。
7.根据权利要求1所述的旁路循环水养殖系统，其特征在于，所述粪污储存容器（4）的截面积为0.01~1.0m2，所述粪污储存容器的长度与养殖容器长度的比值为0.25~1。
8.根据权利要求1所述的旁路循环水养殖系统，其特征在于，所述粪污储存容器（4）具有一个可关闭的进水口和一个出水口，所述出水口与所述粪污输出器（5）通过管道连接，所述进水口可关闭地设置在所述出水口的相对端；当所述粪污下沉开关（6）关闭时，水流从开启的进水口流入，粪污随水流方向从出水口流出。
9.根据权利要求1所述的旁路循环水养殖系统，其特征在于，所述粪污输出器（5）通过管道连接一个控制阀，所述控制阀连接一个水泵；所述管道上连接一个过滤器，所述过滤器中包含至少两层过滤介质，所述过滤介质中表层的细沙层厚度大于0.1米，用于截流养殖水生物的固形粪污。
10.根据权利要求1所述的旁路循环水养殖系统，其特征在于，所述养殖容器的上端设置拦鱼结构，所述拦鱼结构包括自所述养殖容器的四周向上延伸的固定支架（71），所述固定支架（71）之间设置拦鱼网（72），所述拦鱼网（72）高度为0.1~3.5米；或者，所述拦鱼结构包括水平设置在所述养殖容器顶部的拦鱼网（72）。
11.根据权利要求1所述的旁路循环水养殖系统，其特征在于，多个所述养殖容器相互间并联设置，各所述粪污输出器（5）外接控制阀通过管道相连，多个循环水养殖容器（100）相互连通，管道后端接排污机构（300），实现循环水养殖容器（100）系统间的分开可控排污。
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