CN110036964B - 一种双重水流模式的水族箱系统及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双重水流模式的水族箱系统及其使用方法，所述系统包括主体养殖箱和水体处理箱，主体养殖箱与水体处理箱上下平行放置，主体养殖箱与水体处理箱均为上端敞开式；主体养殖箱的上部有进水管，底部有吸水装置，一侧设有倒U形引流装置和L形引流装置；水体处理箱由中央隔板分隔成第一过滤区和第二过滤区，且第一过滤区与第二过滤区底部相互连通，第一过滤区的上方水平放置有滴流管，滴流管上具有滴流孔；所述系统能够解决室外繁育及养殖系统环境因子不可控的技术问题，提供静水性水体流动模式和湍流性水体流动模式自由切换，满足水族生物繁殖或生长对水体环境的需要。
Description
技术领域
本发明属于海水养殖设备领域，具体地涉及一种双重水流模式的水族箱系统及使用方法。
背景技术
目前，传统的水产经济动物繁育工作用水主要是天然海域海水经简单沙滤后直接使用，即养殖工作基本依赖天然海域。然而随着整体海洋环境的恶化，某些自然海域已无法满足水产动物繁育及健康养殖的水体质量要求，水体常带有病害因子及其它不良因子，这势必将降低繁育及养殖的效率。此外，为解决因水体质量出现的繁育及养殖相关问题，需投入极大的人力、财力，这在养殖成本上给养殖户造成了极大压力。
近年来全球天气因素变化异常，常有极端天气出现，如特大台风、异常寒流等。繁育场、养殖场因这些不可预料的极端天气的出现而造成经济上巨大损失的案例不在少数，而这些灾害因素是无法进行人工干预的。
不可预料性及不可干预性的外界环境因子的恶化及无常变化，决定了水产动物传统的室外繁育及养殖模式需得到进一步的改善与改革，即传统靠天吃饭的繁育养殖模式已不适宜如今的现实环境条件，一种新型的养殖模式建立是必须的。一种室内可操作性强、可控性高、安全、稳定、方便且可根据现实条件人为进行改良改造的繁育及养殖系统是必须且急需的。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种双重水流模式的水族箱系统及使用方法，所述系统能够解决室外繁育及养殖系统环境因子不可控的技术问题，提供静水性水体流动模式和湍流性水体流动模式自由切换，满足水族生物繁殖或生长对水体环境的需要。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种双重水流模式的水族箱系统，所述系统包括主体养殖箱和水体处理箱，主体养殖箱与水体处理箱上下平行放置，主体养殖箱与水体处理箱均为上端敞开式；
主体养殖箱的上部有进水管，底部有吸水装置，一侧设有倒U形引流装置和L形引流装置，
倒U形引流装置的左臂下端连接吸水装置，右臂下端连接滴流管，倒U形引流装置的水平臂上具有第一阀门，倒U形引流装置的右臂连接一L型引流装置，L型引流装置的长臂与倒U形引流装置的右臂连接，L型引流装置的短臂上端开口，且在短臂上具有第二阀门；
进一步，倒U形引流装置水平臂的下端具有一防回流孔；
进一步，主体养殖箱底部铺有一层活沙层，吸水装置位于活沙层的底部。
水体处理箱由中央隔板分隔成第一过滤区和第二过滤区，且第一过滤区与第二过滤区底部相互连通，第一过滤区的上方水平放置有滴流管，滴流管上具有滴流孔；第二过滤区底部为潮间带模拟区，潮间带模拟区分层填充有不同粒径的沙石，潮间带模拟区上方设置有蛋白质分离器区、水泵区和海藻区；各区依次设置有蛋白质分离器、水泵和海藻，各区不进行物理分隔；
进一步，第一过滤区上部填充有过滤材料，下部有隔水层，中间有隔板隔开。
进一步，所述的潮间带模拟区从下到上由不同粒径的珊瑚沙石分不同空间层次构成。
进一步，所述的活沙层是指经事先活化培养处理带有丰富微生物系统的平均粒径为2-3mm的珊瑚砂石。
进一步，L型引流装置短臂的开口位置与防回流孔等高。
进一步，所述的吸水装置为“日”字型，且其上有吸水孔。
本发明还提供上述系统的使用方法，当进行苗种培育需要安静水环境时，此时关闭第二阀门，打开第一阀门水流经过活沙层处理后通过虹吸从吸水装置的吸水孔进入，依次进入U型管左臂、U型管水平臂、U型管右臂、滴流管，然后由滴流管进入水体处理箱的第一过滤区、第二过滤区，在第二过滤区经过潮间带区的沙石处理后向上渗入蛋白分离器区、水泵区和海藻区，经过蛋白质分离器和海藻处理后由水泵泵入进水管，然后循环进入主体养殖箱，即启动静水性水体流动模式；
当养殖生物处于正常生长状态时，此时第一阀门和第二阀门需进行协同工作，而第一阀门和第二阀门开启程度需依养殖生物的具体实际需求而定，其第一阀门控制的是主体养殖箱底部水流速度，而第二阀门则控制主体养殖箱表层水的流动平缓程度，水体流动方向是主体养殖箱的下层水体通过主体养殖箱底层活沙层处理后经吸水装置吸入经倒U型引流装置进行引流；同时，主体养殖箱的上层水体经由L型引流装置短臂吸入，两部分水体于滴流管中进行混合，再从滴流管上的滴流孔进入水体处理箱的第一过滤区、第二过滤区进行水体处理，最后在水泵区经水泵通过进水管重新注入主体养殖箱中，从而实现水体重复性利用，即由静水性水体流动模式进入湍流性水体流动模式。
本发明与现有技术相比的有益效果：
本发明其既可以进行水产动物育苗系统在室内进行水产生物体的育苗工作，也可将其转换为水产生物养殖系统，在室内模拟海洋环境进行养殖工作。避免了室外不可控环境因素对育苗及养殖工作的影响，从而达到人为可调控效果，可更高效地进行水产动物繁殖及养成工作。
附图说明
图1为本发明系统的主视图；1-主体养殖箱，-水体处理箱，-倒U型引流装置，4-第一阀门，5-L型引流装置，6-第二阀门，7-左臂下端开口，8-右臂下端开口，9-活沙层，10-滴流管，11-滴流孔，12-中央隔板，13-第一过滤区，14-第二过滤区，15-潮间带模拟区，16-蛋白质分离器区，17-水泵区，8-海藻净水区，19-进水管；
图2为本发明系统的右视图：2-水体处理箱，3-倒U型引流装置，4-第一阀门，6-第二阀门，9-活沙层，10-滴流管，1-滴流孔，14-第二过滤区，15-潮间带模拟区，16-蛋白质分离器区，20-防回流孔，24-隔水层，25-生物球过滤层，26-生物棉过滤层；
图3为本发明系统水体处理箱的俯视图：13-第一过滤区，14-第二过滤区，15-潮间带模拟区，16-蛋白质分离器区，17-水泵区，18-海藻净水区；
图4为本发明系统的主体养殖箱底部吸水装置的结构示意图：21-吸水装置，
22-衔接口，23-吸水孔；
图5为本发明系统的U型引流装置和L型引流装置的结构示意图：3-倒U型引流装置，4-第一阀门，5-L型引流装置，6-第二阀门，7-左臂下端开口，8-右臂下端开口；
图6为本发明系统的剖面图：3-倒U型引流装置，4-第一阀门，5-L型引流装置，6-第二阀门，9-活沙层，10-滴流管，11-滴流孔，14-第二过滤区，15-潮间带模拟区，16-蛋白质分离器区，17-水泵区，8-海藻净水区，19-进水管。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图来对本发明的技术方案作进一步解释，但本发明的保护范围不受实施例任何形式上的限制。
实施例1
如图1、图6所示，该系统分为上下两层，即上部的主体养殖箱1和下部的水体处理箱2(图3)。主体养殖箱和水体处理箱均为长方体，皆由5面钢化玻璃所构建而成。
由图1可知，主体养殖箱底部的吸水装置21在活沙层9之下，与吸水装置21直接相连的倒U型引流装置3及与之相连的L型引流装置5都位于主体养殖箱的右侧。在倒U型引流装置、L型引流装置上各设第一阀门4和第二阀门6。在主体养殖箱的后壁上设有两个进水管19，将水体处理箱中处理好的养殖水体引入主体养殖箱中，且该两处进水管长度不等、出水方向不同，由此可起造流作用。图1中可见，主体养殖箱底部铺有12cm厚、粒径大小为2mm的活沙层9，活沙层9是指经事先活化培养处理带有丰富微生物系统的平均粒径为2-3mm的珊瑚砂石。活沙水体处理系统主要是利用其携带的丰富微生物所营造出的微生态小系统对养殖水体进行微生物处理，以达水质生物净化目的。该活沙是事先培养处理的，其上已有微生物生态系统，可快速对养殖水体进行微生物净化处理。活沙层9与主体养殖箱底壁之间设有吸水装置21。主体养殖箱底部的吸水装置给活沙系统营造了部分微氧环境，以供厌氧微生物的生长，从而使活沙层中既含好氧微生物，又含厌氧微生物，提高其微生物生物多样性，以使活沙层9可更全面地发挥其水体处理功能性。
由图4为本发明系统的主体养殖箱底部吸水装置的结构示意图可见，主体养殖箱吸水装置是由PVC供水管及三通管件组合构成，在吸水装置的主体上布满7mm大小的吸水孔23，该孔眼主要是用于将主体养殖箱经活沙层9处理后的养殖水体虹吸入至倒U型引流装置中，再将其引至水体处理箱中。在底部吸水装置21上设有衔接口22，该衔接口是用于与倒U型引流装置相连。
图5为本发明系统的U型引流装置和L型引流装置的结构示意图，位于主体养殖箱的右侧。装置主要是由PVC供水管及球阀式水量调节开关组合构成。第一阀门(球阀式水量调节开关)4主要控制倒U型引流装置3，第二阀门(球阀式水量调节开关)6控制L型引流装置5。在倒U型引流装置3水平臂的下端设有一防回流孔20，以防止主体养殖箱的养殖水体不断地向水体处理箱回流，致水体处理箱的水体过满而溢的情况出现，以作停电时的应急措施。由图5可见，倒U型引流装置具左臂下端开口7和右臂下端开口8，其中左臂下端开口7是与主体养殖箱底部吸水装置的衔接口22相对应连接；右臂下端开口8与滴流管10相连接。L型引流装置的长臂与倒U形引流装置的右臂连接，L型引流装置的短臂上端开口，且在短臂上具有第二阀门，且L型引流装置5短臂开口位置与防回流孔20等高；
由图1、图2可知，水体处理箱2的中央隔板12与水体处理箱底面相对悬空，即中央隔板使水体处理箱分为第一过滤区13与第二过滤区14，两个过滤区功能相互独立，空间底部相互连通。第一过滤区13其体积占水体处理箱2的四分之一。
水体处理箱2的第一过滤区13是一长方体的过滤槽，第一过滤区纵向可以分为六层，其中最底层为隔水层24，用于营造低氧环境以供厌氧微生物生长的，其余五层皆为滤材填充层；其中从上向下依次为生物棉过滤层26、无棉生物球过滤层25、高级红外呼吸环、日本细菌屋、无棉生物球过滤层25，其中第二层及第五层的48mm无棉生物球过滤层25是第一过滤区滴流系统的功能核心部分：第二层的生物球过滤层以露空形式存在以使水体呈滴流柱而增大水体溶氧量；第五层完全淹没水中，供微生物附着。第一层滤材填充层为生物棉过滤层26，用于除去大颗粒水体杂物；其余两层滤材填充层可根据实际情况进行其它过滤材料的摆放，以增强第一过滤区13水体处理效果，如高级红外呼吸环、日本细菌屋等。水从滴流管10进入第一过滤区13，通过滴流柱形式使水体充分与空气进行接触，从而可释放水体中易挥发的有害气体如H2S，同时让空气中的氧气充分溶于水体中，使水体拥有较丰富的溶解氧，从而节省了增氧泵的使用，且在底部特别设有隔水层24以此使该系统既可满足好氧微生物的生长条件要求，亦能满足厌氧微生物的生长条件要求，从而达到微生物种类的多样性和全面性，特别是硝化细菌种类的齐全性，从而建立更具稳定性的微生物生态系统，对水体更全面处理。
水体处理箱的第二过滤区14体积占水体处理箱的四分之三，将经第一过滤区13处理过后的养殖水体进行深化处理，并通过水泵区17将处理好的水体泵回主体养殖箱，形成循环水流动。第二过滤区14设有潮间带模拟区15、蛋白质分离器区16、海藻处理区18及水泵区17。蛋白质分离器区、海藻处理区及水泵区的位置是设于潮间带模拟区之上，即第二过滤区的底部为潮间带模拟区，而潮间带模拟区的上部空间具体分为蛋白质分离器区、海藻区及水泵区。潮间带模拟区主要模拟自然潮间带结构特性而建，潮间带模拟区15从下到上由不同粒径的珊瑚沙石分不同空间层次构成，即潮间带模拟区由下至上分别由大号粒径珊瑚石(0.5cm)、中号粒径珊瑚石(0.4cm)、类小号粒径珊瑚砂(0.3cm)及小号粒径珊瑚石(0.2cm)构建。潮间带模拟区15的群落生物特性应与自然潮间带的生物群落特性相近，从而可更全面地处理水体。蛋白质分离器区16主要是用于摆放蛋白质分离器设备，用于去除水体中介于亲水性及疏水性之间特性的物质，如悬浮性蛋白质。海藻区18主要是大型海藻的养殖区，如葡萄球藻、羽毛藻、江蓠等，利用海藻吸收水体营养盐的特性去除水体的某些盐类，如硝酸盐、氨盐、富余磷等。水泵区17主要是用于摆放潜水泵设备，使经过处理好的养殖水体可及时泵回主体养殖箱，从而形成稳定高效的循环性流水系统。蛋白质分离器区、海藻区和水泵区3区没有进行实际物理上的分隔。
由图1可知，所述系统的使用方法：当养殖生物进行繁育时需要较为安静及平缓的水流，因这既能给亲本以安全安静的环境，又能避免水流速过急而对幼苗造成伤害及损失，故此第一阀门4开启，而第二阀门6关闭，即启动静水性水体流动模式。静水性水体流动模式水体的流动方向是主体养殖箱的水体通过主体养殖箱底层活沙层9处理后经底部吸水装置21虹吸后，经由倒U型引流装置将水体引至滴流管10，再从滴流管上的滴流孔11进入下部水体处理箱的第一过滤区进行水体处理，随后进入下部水体处理箱第二过滤区的潮间到模拟区，养殖用水经潮间带模拟区的沙石过滤后向上进入由蛋白质分离器、海藻、水泵组成的区域进行水体处理，经蛋白质分离器16去除水体中介于亲水性及疏水性之间特性的物质如悬浮性蛋白质及经海藻区18去除水体的某些营养盐类如硝酸盐、氨盐等后，利用潜水泵17将处理好的养殖水体通过入水管19重新注入主体养殖箱1中，以形成循环性水体流动。
当养殖生物处于正常生长状态时，需根据其生物学特点进行水流模式及水流速的调节，为其提供最佳的生长条件，此时第一阀门4和第二阀门6需进行协同工作，即水体流动模式进入湍流性水体流动模式，而第一阀门和第二阀门的开启程度需依养殖生物的具体实际需求而定，其中第一阀门4控制的是主体养殖箱底部水流速度，而第二阀门6则控制主体养殖箱表层水的流动平缓程度，其具体水体流动方向是主体养殖箱的下层水体通过主体养殖箱底层活沙层9处理后经底部吸水装置21吸入经倒U型引流装置进行引流；同时，主体养殖箱的上层水体经由L型引流装置5吸入，两部分水体于滴流管10中进行混合，再从滴流管上的滴流孔11进入下部水体处理箱的第一过滤区进行水体处理，随后进入下部水体处理箱第二过滤区进行水体处理，最后在水泵区经水泵17通过进水管19重新注入主体养殖箱中，从而实现水体重复性利用。
Claims (7)
1.一种双重水流模式的水族箱系统，其特征在于所述系统包括主体养殖箱和水体处理箱，主体养殖箱与水体处理箱上下平行放置，主体养殖箱与水体处理箱均为上端敞开式；
主体养殖箱的上部有进水管，底部有吸水装置，一侧设有倒U形引流装置和L形引流装置，
倒U形引流装置的左臂下端连接吸水装置，右臂下端连接滴流管， 倒U形引流装置的水平臂上具有第一阀门，倒U形引流装置的右臂连接一L型引流装置，L型引流装置的长臂与倒U形引流装置的右臂连接，L型引流装置的短臂上端开口，且在短臂上具有第二阀门；倒U形引流装置水平臂的下端具有一防回流孔，L型引流装置短臂的开口位置与防回流孔等高；
水体处理箱由中央隔板分隔成第一过滤区和第二过滤区，且第一过滤区与第二过滤区底部相互连通，第一过滤区的上方水平放置有滴流管，滴流管上具有滴流孔；第二过滤区底部为潮间带模拟区，潮间带模拟区分层填充有不同粒径的沙石，潮间带模拟区上方设置有蛋白质分离器区、水泵区和海藻区；各区依次设置有蛋白质分离器、水泵和海藻，各区不进行物理分隔。
2.根据权利要求1所述的一种双重水流模式的水族箱系统，其特征在于主体养殖箱底部铺有一层活沙层，吸水装置位于活沙层的底部。
3.根据权利要求1所述的一种双重水流模式的水族箱系统，其特征在于第一过滤区上部填充有过滤材料，下部有隔水层，中间有隔板隔开。
4.根据权利要求1所述的一种双重水流模式的水族箱系统，其特征在于所述的潮间带模拟区从下到上由不同粒径的珊瑚沙石分不同空间层次构成。
5.根据权利要求2所述的一种双重水流模式的水族箱系统，其特征在于所述的活沙层是指经事先活化培养处理带有丰富微生物系统的平均粒径为2-3mm的珊瑚砂石。
6.根据权利要求1所述的一种双重水流模式的水族箱系统，其特征在于所述的吸水装置为“日”字型，且其上有吸水孔。
7.根据权利要求1-6任何一项所述系统的使用方法，其特征在于所述方法具体如下：当进行苗种培育需要安静水环境时，此时关闭第二阀门，打开第一阀门水流经过活沙层处理后通过虹吸从吸水装置的吸水孔进入，依次进入U型管左臂、U型管水平臂、U型管右臂、滴流管，然后由滴流管进入水体处理箱的第一过滤区、第二过滤区，在第二过滤区经过潮间带区的沙石处理后向上渗入蛋白分离器区、水泵区和海藻区，经过蛋白质分离器和海藻处理后由水泵泵入进水管，然后循环进入主体养殖箱，即启动静水性水体流动模式；
当养殖生物处于正常生长状态时，此时第一阀门和第二阀门需进行协同工作，而第一阀门和第二阀门开启程度需依养殖生物的具体实际需求而定，其第一阀门控制的是主体养殖箱底部水流速度，而第二阀门则控制主体养殖箱表层水的流动平缓程度，水体流动方向是主体养殖箱的下层水体通过主体养殖箱底层活沙层处理后经吸水装置吸入经倒U型引流装置进行引流；同时，主体养殖箱的上层水体经由L型引流装置短臂吸入，两部分水体于滴流管中进行混合，再从滴流管上的滴流孔进入水体处理箱的第一过滤区、第二过滤区进行水体处理，最后在水泵区经水泵通过进水管重新注入主体养殖箱中，从而实现水体重复性利用，即由静水性水体流动模式进入湍流性水体流动模式。
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