CN110367182A - 一种全自动水族养殖生态净化系统及其运行控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动水族养殖生态净化系统及运行控制方法，本系统包括养殖池、排污池以及用于连接养殖池和排污池的管道，排污池连接有排污主管道，本全自动水族养殖生态净化系统还包括净化池，净化池与排污池连通且二者之间的连通通道上设有自动微过滤装置，净化池与养殖池之间连接有分级过滤组，养殖池与分级过滤组之间通过回流管道连接，分级过滤组与排污主管道之间连有反冲排污管道。本发明通过多次净化的方式对养殖池内的水体进行过滤和净化后返回养殖池，在控制外水引入的前提下提高水体保鲜的时间。本发明可反向冲洗系统内的过滤装置，将过滤拦截的污垢及时排出，不但提高了水体净化效率，而且极大减少人工清理，省时省力。

Description

一种全自动水族养殖生态净化系统及其运行控制方法

技术领域

本发明涉及一种水族养殖净化系统及及其运行控制方法，更具体地说，它涉及一种全自动水族养殖生态净化系统及其运行控制方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高及居住条件的改善，越来越多的人在居住或工作场所室内养殖水族，既可美化室内环境，又可陶冶性情。室内养水族远比在池塘、湖泊自然环境中养水族困难，因为自然环境下空间充裕且开放性好，易于形成较完整的生态系统，而在室内环境下，水族养殖装置的容积有限且较为封闭，难以建立完整的生态链实现生命活动的物质交换，因此较多地依赖人工干预。目前常用的室内水族养殖装置通常采用微型水泵向水族养殖装置水体内鼓入空气，以此来实现水族类生活环境的调节，这样虽然可以实现短期内水族养殖装置内水体的更新和氧气的补充，但是水族类的排泄物无法分解，一段时间积累后仍会严重污染水族养殖装置的水质，破坏内环境。正因为现有的水族养殖装置大多不具备自动更新环境，长期保持水质的功能，在室内养水族时不得不定期清理水族类的排泄物，增加室内水族养殖的不便。因此现有的水族养殖装置仍需改进。公开号为CN108770771A的发明于2018年11月9日公开了一种鱼缸的净化系统及鱼缸，包括第一过滤腔和第二过滤腔，第一过滤腔内填充有第一过滤介质，第二过滤腔内填充有第二过滤介质，所述第一过滤介质和所述第二过滤介质上设有栽培基，所述第一过滤腔外设有抽水泵，所述抽水泵用于将水族养殖中的水向所述第一过滤介质的上方输送，所述第一过滤腔的腔壁下方设有第一通道，所述第一通道与所述第二过滤腔的腔壁下方相连通，所述第二过滤腔的腔壁上方设有第二通道，所述第二通道用于将过滤后的水输送至所述鱼缸。该发明通过过滤介质、植物和微生物的协同作用，来完成对水中污染物的高效去除，实现对鱼缸内水的净化，不需要对鱼缸进行频繁换水，减少人工成本，提高水质，改善鱼类的生长环境。但该发明结构较复杂，所需材料种类众多，且其微生态系统的建立与维护实施不易。

发明内容

现有的水族养殖装置大多不具备自动更新环境，长期保持水质的功能，增加室内养殖水族的不便，为克服这一缺陷，本发明提供了一种可高效清理水族类排泄物，长期保持水质，方便室内养殖水族的全自动水族养殖生态净化系统。

本发明的技术方案是：一种全自动水族养殖池生态净化系统及控制方法，包括养殖池、排污池以及用于连接养殖池和排污池的管道，排污池连接有排污主管道，本全自动水族养殖池生态净化系统还包括净化池，净化池与排污池连通且二者之间的连通通道上设有自动微过滤装置，净化池与养殖池之间连接有分级过滤组，净化池与分级过滤组之间通过主循环管道连接，养殖池与分级过滤组之间通过回流管道连接，分级过滤组与排污主管道之间连有反冲排污管道。本全自动水族养殖生态净化系统工作时，首先将养殖池的水体排入排污池，经过自动微过滤装置进行初步过滤，将较大的颗粒、杂质阻挡截留在排污池中，经过初步过滤的水则进入分级过滤组进行精细过滤，最后再经回流管道返回养殖池，经过多重处理后的水体有害物质含量可控制在较低水平上，这部分水体再通过常规的气泵补入空气提高水体含中氧量的方法处理后，就完成了一个水族养殖系统的微循环，保证了水族类生存的有益环境。截留在排污池中的颗粒、杂质可直接通过排污主管道外排。当本系统运行一定时间后，可以利用开关和水泵的配合，自动启动反冲洗程序，利用净化池中较洁净的水进行反向冲洗，将截留在分级过滤组、管道中的不溶物反冲至反冲排污管道，进而从排污主管道排出。这样分级过滤组及相关管道可自行完成再生，防止污垢长时间沉积导致分级过滤组失效。

作为优选，自动微过滤装置包括支撑板、滤网、滤网支撑盘和电机，支撑板固定在净化池与排污池之间并设有连通口，滤网固定在滤网支撑盘上，滤网支撑盘为镂空结构，滤网支撑盘转动连接在支撑板的连通口中并与电机的输出端连接。电机驱动滤网支撑盘转动，使得滤网始终在动态下进行水体过滤，有助于减缓颗粒、杂质在滤网上的附着，使滤网长时间保持功效。也可定点设置滤网清理装置，与动态滤网形成相对运动，可及时清除滤网上的附着污垢。

作为优选，电机固定在支撑板上，电机的输出端通过皮带传动机构与滤网支撑盘连接。通过皮带传动机构，电机可在较远的距离上驱动滤网支撑盘，这样电机可设置在离水较远的位置上，减小沾水机率，避免出现短路。

作为优选，净化池内设有可向滤网喷水的冲洗喷头。冲洗喷头从净化池一侧向排污池喷水，可穿过滤网将滤网朝排污池侧的附着污垢冲掉，保持滤网通畅，以便长时间正常工作。

作为优选，滤网支撑盘与支撑板之间设有密封条。这样可防止净化池与排污池从滤网支撑盘与支撑板之间的缝隙中相通，避免排污池中的水不经所述自动微过滤装置的过滤而直接进入净化池，污染净化池中水体。

作为优选，净化池内设有杀菌装置。水族类排泄物中有机物质丰富，易滋生细菌等微生物，所述自动微过滤装置可进行固相物质的阻拦，但微生物难以拦截，杀菌装置用于对系统内的水体通过紫外线、臭氧进行杀菌灭活，或投放药剂，改善整体水质。

作为优选，回流管道上设有自动恒温装置、消毒装置和气水混合装置。自动恒温装置用于调节进入回流管道的水体温度，使得最终回到养殖池的水体温度符合养水族要求；消毒装置用于对即将返回养殖池的水体进行最后的消毒处理，确保进入养殖池的水体洁净卫生；气水混合装置用于增加水体中氧气的含量，适合水族类生活。

作为优选，净化池与回流管道间连有分级过滤组反冲管道，分级过滤组反冲管道和回流管道内均设有电动阀。分级过滤组反冲管道和回流管道内的电动阀可根据工作指令分别对分级过滤组反冲管道和回流管道进行开、闭控制，分级过滤组反冲管道关闭而回流管道导通时，本全自动水族养殖生态净化系统执行正循环操作，即养殖池的水体经排污池、净化池、分级过滤组的多次处理后通过回流管道返回养殖池；当分级过滤组反冲管道导通而回流管道关闭时，本全自动水族养殖生态净化系统执行反冲操作，净化池内的较洁净水进入分级过滤组反冲管道，并在分级过滤组反冲管道中逆行，反向冲洗分级过滤组，最终将正循环时截留在分级过滤组、管道中的不溶物反冲至反冲排污管道，进而从排污主管道排出。

作为优选，净化池与排污池内均设有监测传感器。监测传感器可以是水位传感器，或温度传感器、或含氧量传感器、或压力传感器、或水质传感器等，用于监控系统中运行状态和运行效果，作为决定本系统中相关泵、阀、电机启动的触发信号，以便本系统既能快速响应，又能节约能耗，最终使水体环境最适合水族生存。

所述全自动水族养殖生态净化系统的运行控制方法,包括以下步骤：

1)设备上电，系统自检，初始化循环水泵运行数据；

2)运行循环水泵，接通主循环管道和回流管道，断开排污主管道和反冲排污管道；

3)判断排污池内的监测传感器是否持续闭合m秒,若是则跳至步骤4）；

4)断开循环水泵，延时，启动排污泵y秒后，继续运行循环水泵，跳至步骤7）；

5)判断净化池内的监测传感器是否持续闭合e秒,若是则运行水泵，跳至步骤7）；

6)判断净化池内的监测传感器是否持续断开f秒,若是则断开水泵，跳至步骤7）；

6)检测水泵累计是否运行T1小时,若是则跳至步骤8）；

7)断开主循环管道和回流管道，接通排污主管道和反冲排污管道，延时T2秒；

8) 接通主循环管道和回流管道，断开排污主管道和反冲排污管道；

9)运行排污T3秒，开启供氧T4分钟，跳至步骤2）。

本发明的有益效果是为

通过水体循环长期保持水族养殖水质。本发明通过多次净化的方式对水族养殖池内的水体进行过滤和净化后返回养殖池，在控制外水引入的前提下提高水体保鲜的时间。

自动化程度高，方便室内养殖水族。本发明可反向冲洗系统内的过滤装置，将过滤拦截的污垢及时排出，不但提高了水体净化效率，而且极大减少人工清理，省时省力，使室内养殖水族更为方便。

系统易于搭建。本发明配置相对简单且工业器件成分较多，相对于在水族养殖装置内培植建立完整生态系统的做法，本发明更多引入了人工干预手段，便于系统快速建成并立即生效。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明中自动微过滤装置的一种结构示意图；

图3为本发明中自动微过滤装置的一种侧视图；

图4为本发明中滤网支撑盘的一种结构示意图；

图5为本发明的一种系统运行流程图。

图中，1-养殖池，2-净化池，3-排污池，41-第一电动阀，42-第二电动阀，43-第三电动阀，44-第四电动阀，5-排污主管道，51-排污泵，52-反冲排污管道，6-循环水泵，7-中级过滤装置，8-PH调节装置，9-硝化作用装置，10-反硝化作用装置，11-杀菌装置，110-回流管道，12-消毒装置，13-气水混合装置，14-氧气源，15-监测传感器，16-自动微过滤装置，161-支撑板，162-滤网，163-滤网支撑盘，164-电机，165-冲洗喷头，166-主动皮带轮，167-从动皮带轮，168-同步带，17-补水管，171-水满自动关闭装置，18-出水管，19-自动恒温装置，20-主循环管道，21-分级过滤组反冲管道。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1至图5所示，一种全自动水族养殖生态净化系统，包括养殖池1、排污池3以及用于连接养殖池1和排污池3的出水管18，排污池3连接有排污主管道5，排污主管道5的始端安装有排污泵51，还包括净化池2，净化池2上接有补水管17，补水管17在净化池2内壁上的连通处设有水满自动关闭装置171。净化池2与排污池3连通且二者之间的连通通道上设有自动微过滤装置16。净化池2与养殖池1之间设有分级过滤组，净化池2与分级过滤组通过主循环管道20连接，主循环管道20的始端设有循环水泵6。养殖池1与分级过滤组之间通过回流管道110连接，分级过滤组与排污主管道5之间连有反冲排污管道52，反冲排污管道52两端分别与排污主管道5、主循环管道20连接。净化池2与排污池3内均设有水位传感器15。自动微过滤装置16包括支撑板161、滤网162、滤网支撑盘163和电机164，支撑板161、滤网支撑盘163均用有机玻璃制成，支撑板161固定在净化池2与排污池3之间并设有连通口，滤网162固定在滤网支撑盘163上，滤网支撑盘163为镂空结构，滤网支撑盘163主体呈圆环形并具有十字形的辐条，十字形的辐条将滤网支撑盘163的内圆区域分割成四个扇形窗，滤网支撑盘163覆盖支撑板161的连通口，滤网支撑盘163与支撑板161之间设有密封条。电机164固定在支撑板161上，电机164的输出端通过皮带传动机构与滤网支撑盘163连接。所述皮带传动机构包括主动皮带轮166、从动皮带轮167和同步带168，电机164的输出轴贯穿支撑板161后与主动皮带轮166通过联轴器连接，从动皮带轮167与滤网支撑盘163的中心，即十字形辐条的交叉中心通过一连接轴固连，使得电机164运行时滤网支撑盘163可随从动皮带轮167一起转动，与支撑板161的连通口形成转动连接。净化池2内设有可向滤网162喷水的冲洗喷头165，冲洗喷头165隔着滤网162指向排污池3，冲洗喷头165通过喷头支架固定在支撑板161上，冲洗喷头165从净化池2中汲水。净化池2内设有杀菌装置11。回流管道110上设有自动恒温装置19、消毒装置12和气水混合装置13，消毒装置12为一紫外灯，气水混合装置13连接氧气源14。净化池2与回流管道110间连有分级过滤组反冲管道21，主循环管道20、分级过滤组反冲管道21、回流管道110和反冲排污管道52内均设有电动阀，电动阀包括反冲排污管道52内的第一电动阀41、主循环管道20内的第二电动阀42、分级过滤组反冲管道21内的第三电动阀43和回流管道110内的第四电动阀44，第二电动阀42位于反冲排污管道52与主循环管道20相交点的上游，第四电动阀44位于分级过滤组反冲管道21与回流管道110相交点的下游。电机164和各电动阀4均接到一控制器上。所述分级过滤组包括中级过滤装置7、PH调节装置8、有益生物军团的硝化作用装置9和反硝化作用装置10，中级过滤装置7、PH调节装置8、硝化作用装置9和反硝化作用装置10依次串联。水族类生活排泄物的分解，主要通过硝化细菌群和反硝化细菌群的作用进行分解，对水族类有益的物质会溶解在水体中继续循环，无法溶解的物质便会截留在相应的净化过滤装置中，再次经过pH值调节装置来调节水体的pH值，利用pH值缓冲溶液将水体的pH值控制在7.3左右，适合水族类生活。

本全自动水族养殖生态净化系统工作时，有正循环和反冲洗两种工作状态。各电动阀4根据所述控制器发出的工作指令分别进行开、闭动作，使得分级过滤组反冲管道21、反冲排污管道52关闭而主循环管道20、回流管道110导通时，本全自动水族养殖生态净化系统执行正循环操作，养殖池1的水体排入排污池3，电机164驱动滤网支撑盘163转动，使得滤网162始终在动态下进行水体过滤，有助于减缓颗粒、杂质在滤网上的附着，使滤网长时间保持功效。经过自动微过滤装置16的初步过滤，较大的颗粒、杂质被阻挡截留在排污池3中，经过初步过滤的水则进入分级过滤组进行精细过滤，最后再经回流管道110返回养殖池1，经过多重处理后的水体有害物质含量可控制在较低水平上，这部分水体再通过气水混合装置13补入空气提高水体含中氧量的方法处理后，就完成了一个水族养殖系统的微循环，保证了水族类生存的有益环境。当本系统运行一定时间后，在所述控制器控制下，利用电动阀4和各种泵的配合，自动启动反冲洗程序，此时分级过滤组反冲管道21、反冲排污管道52导通而主循环管道20、回流管道110关闭，净化池2内的较洁净水进入分级过滤组反冲管道21，并在分级过滤组反冲管道21中逆行，反向冲洗分级过滤组，最终将正循环时截留在分级过滤组、相关管道中的不溶物反冲至反冲排污管道52，进而从排污主管道5排出。与此同时，冲洗喷头165从净化池2一侧向排污池3喷水，可穿过滤网162将滤网朝排污池侧的附着污垢冲掉，保持滤网162通畅，以便长时间正常工作。截留在排污池3中的颗粒、杂质可直接通过排污主管道5外排。

本系统通过所述控制器执行控制程序，其运行控制步骤如下：

1)设备上电，系统自检，初始化循环水泵运行数据；

2)运行循环水泵，第二电动阀42、第四电动阀44接通，使得主循环管道20和回流管道110接通，第一电动阀41、第三电动阀43断开，使得排污主管道5和反冲排污管道52断开；

3)判断排污池3内的监测传感器15是否持续闭合m秒,若是则跳至步骤4）；

4)断开循环水泵，延时，启动排污泵y秒后，继续运行循环水泵，跳至步骤7）；

5)判断净化池2内的监测传感器是否持续闭合e秒,若是则运行水泵，跳至步骤7）；

6)判断净化池2内的监测传感器15是否持续断开f秒,若是则断开水泵，跳至步骤7）；

6)检测水泵累计是否运行T1小时,若是则跳至步骤8）；

7) 第二电动阀42、第四电动阀44断开，使得主循环管道20和回流管道110断开，第一电动阀41、第三电动阀43接通，使得排污主管道5和反冲排污管道52接通，延时T2秒；

8) 第二电动阀42、第四电动阀44接通，使得主循环管道20和回流管道110接通，第一电动阀41、第三电动阀43断开，使得排污主管道5和反冲排污管道52断开；

9)运行排污T3秒，开启供氧T4分钟，跳至步骤2）。

本实施例中，m为7秒，e为7秒，f为7秒，y为7秒，T1为7小时，T2为40秒，T3为20秒，T4为20分钟。

实施例2：

m为2秒，e为2秒，f为2秒，y为2秒，T1为1小时，T2为 20秒，T3为10秒，T4为10分钟。其余同实施例1。

实施例3：

m为12秒，e为12秒，f为12秒，y为12秒，T1为10小时，T2为60秒，T3为30秒，T4为30分钟。其余同实施例1。

Claims (10)

1.一种全自动水族养殖生态净化系统，包括养殖池（1）、排污池（3）以及用于连接养殖池（1）和排污池（3）的管道，排污池（3）连接有排污主管道（5），其特征是还包括净化池（2），净化池（2）与排污池（3）连通且二者之间的连通通道上设有自动微过滤装置（16），净化池（2）与养殖池（1）之间设有分级过滤组，净化池（2）与分级过滤组之间通过主循环管道（20）连接，养殖池（1）与分级过滤组之间通过回流管道（110）连接，分级过滤组与排污主管道（5）之间连有反冲排污管道。

2.根据权利要求1所述的全自动水族养殖生态净化系统，其特征是自动微过滤装置（16）包括支撑板（161）、滤网（162）、滤网支撑盘（163）和电机（164），支撑板（161）固定在净化池（2）与排污池（3）之间并设有连通口，滤网（162）固定在滤网支撑盘（163）上，滤网支撑盘（163）为镂空结构，滤网支撑盘（163）转动连接在支撑板（161）的连通口中并与电机（164）的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的全自动水族养殖生态净化系统，其特征是电机（164）固定在支撑板（161）上，电机（164）的输出端通过皮带传动机构与滤网支撑盘（163）连接。

4.根据权利要求2所述的全自动水族养殖生态净化系统，其特征是净化池（2）内设有可向滤网（162）喷水的冲洗喷头（165）。

5.根据权利要求2所述的全自动鱼缸生态净化系统，其特征是滤网支撑盘（163）与支撑板（161）之间设有密封条。

6.根据权利要求1所述的全自动水族养殖生态净化系统，其特征是净化池（2）内设有杀菌装置（11）。

7.根据权利要求1所述的全自动水族养殖生态净化系统，其特征是回流管道（110）上设有自动恒温装置（19）、消毒装置（12）和气水混合装置（13）。

8.根据权利要求7所述的全自动水族养殖生态净化系统，其特征是净化池（2）与回流管道（110）间连有分级过滤组反冲管道（21），分级过滤组反冲管道（21）和回流管道（110）内均设有电动阀（4）。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的全自动水族养殖生态净化系统，其特征是净化池（2）与排污池（3）内均设有监测传感器。

10.所述全自动水族养殖生态净化系统的运行控制方法，其特征是包括以下步骤:

1)设备上电，系统自检，初始化循环水泵运行数据；

2)运行循环水泵，接通主循环管道（20）和回流管道（110），断开排污主管道（5）和反冲排污管道（52）；

3)判断排污池（3）内的监测传感器是否持续闭合m秒,若是则跳至步骤4）；

4)断开循环水泵，延时，启动排污泵y秒后，继续运行循环水泵，跳至步骤7）；

5)判断净化池（2）内的监测传感器是否持续闭合e秒,若是则运行水泵，跳至步骤7）；

6)判断净化池（2）内的监测传感器是否持续断开f秒,若是则断开水泵，跳至步骤7）；

6)检测水泵累计是否运行T1小时,若是则跳至步骤8）；

7)断开主循环管道（20）和回流管道（110），接通排污主管道（5）和反冲排污管道（52），延时T2秒；

8) 接通主循环管道（20）和回流管道（110），断开排污主管道（5）和反冲排污管道（52）；

9)运行排污T3秒，开启供氧T4分钟，跳至步骤2）。