CN112118733B - 包括主室和周缘环形室的水产养殖箱 - Google Patents

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Abstract

描述了用于养殖海洋生物的罐状件，其中，该罐状件包括用于保持海洋生物的主室，并且其中，罐状件具有其他水室以在水循环回至主室之前对水进行处理。

Description

包括主室和周缘环形室的水产养殖箱
技术领域
本发明涉及养殖罐状件，更具体地涉及用于RAS设备中的罐状件。
背景技术
对作为食物来源的鱼存在很大的需求，并且挪威的鱼养殖业正面临着巨大的要求。因此，正在开发用于不同位置的新的养殖设备和罐状件。由于疾病的问题、特别是环绕鲑鱼虱子的问题，近来已经开发出许多“封闭式”解决方案。这些是在海洋中和陆地上使用的设备，但是罐状件壁是封闭的，以防止病原生物侵入。
还已知所谓的RAS反应器、即封闭式循环水产养殖系统。
由于RAS设备为鱼提供了可以控制的环境，因此RAS设备通常比海上的开放式设备更优选。然而，假定人们设法以最佳方式对水进行清洁和控制，并且该解决方案在经济上是有利的。RAS设备基于可以通过以下步骤进行说明的标准的水处理流程：
将被消毒的水带入罐状件中以代替被蒸发以及通过过滤和清洁而被去除的水。为设备补充的水量相对较少(约2％至3％)，因为大部分水(约95％至97％)是在设备中进行再循环。
水经历的作为清洁过程的一部分的不同过程是：
1.进行过滤和蛋白质脱脂以去除有机颗粒。这些通常是用于盐水系统的大型机械过滤器、尤其是通常与撇沫器(穿过水向上吹送空气)结合使用。
2.生物过滤器去除氮化合物(氨)。这是通过将水引导通过具有较大表面区域的大量的小型塑料立方体的室来进行的。在这些表面上形成有生物膜，该生物膜将氨(对鱼有毒的NH3)转化为硝酸盐。氨对细菌进行氧化而将氨转化为亚硝酸盐，然后亚硝酸盐对细菌进行氧化而进一步将亚硝酸盐转化为硝酸盐。这是硝化作用并且是RAS设备中的核心过程。
3.以不同的方式进行CO2的去除，其中，原理是通气和使用负压。
4.增氧是通过迫使氧进入到水中的特定增氧设备而实施的。
上面的四个主要步骤通常分为若干子步骤。传统上，这种设备是生产成使得将水从一个处理单元泵送至另一处理单元。因此，这给出了由分布在大区域上的许多处理单元组成的设备，并且在所述许多处理单元之间具有许多管道联接装置。当人们考虑大规模鱼养殖时，这是昂贵的，并且经济性很差。这样的设备通常覆盖10,000平方米至20,000平方米。
WO2014/183765描述了一种养殖罐状件，该养殖罐状件包括中央槽和一个或更多个周围槽。中央槽用于水处理，并且周围槽用于鱼养殖。
DE2829496描述了一种养殖设备，其中，鱼位于主室中，在主室中，水被转移以用于对主室内部的室进行清洁。在水已经位于所有三个室中后，水通过管道被引导回到主室。
本发明的目的
因此，本发明的目的是开发一种更紧凑的系统，在该系统中，可以在与罐状件成一体的单元中进行不同的处理过程。本发明的又一个目的是提供一种具有更佳水流的系统，并且这对于节省提升和移动水所需的能量特别重要。
发明内容
因此，本发明涉及一种用于养殖海洋生物的罐状件，其中，该罐状件包括用于保持海洋生物的主室，其特征在于，该罐状件还包括布置在该主室的周缘处的第一环形室，其中，水从主室经由管线循环至环形室或循环至主室。
在一个实施方式中，水经由管线循环至第一环形室，并且其中，在第一环形室的壁中存在开口，所述开口设置成使得水循环回到主室。
在一个实施方式中，罐状件包括沿着主室的周缘、并且相对于主室位于外部且对于第一环形室位于内部的第二环形室，其中，水从主室经由第一环形室、然后经由第二环形室而循环回到主室。
在一个实施方式中，罐状件包括一个或更多个管线，并且所述一个或更多个管线布置成靠近主室的中央并且配装有泵送装置，该泵送装置将水提升的高到足以使得水在管线的水平的倾斜部段中自由流动至第一环形室。
在一个实施方式中，泵送装置是推进器泵。
在一个实施方式中，设置成与管线连通的是真空泵、比如风扇，所述真空泵设置成使得在管线部段中建立负压。
在一个实施方式中，负压以及从管线的排气是通过旋风器建立的。
在一个实施方式中，水经由管线缓慢地循环，从而使水长时间地暴露于负压。
在一个实施方式中，该装置包括注射器，该注射器用于在通过管线输送的流体中添加小气泡、优选地添加微气泡、更优选地添加微空气泡。
在一个实施方式中，在第一环形室中布置有空气供给器件，所述空气供给器件用于在第一环形室中供给空气，优选地所述空气供给器件用于在第一环形室中供给向上定向的空气。
在一个实施方式中，微气泡通过注射器被供给至第一环形室。
在一个实施方式中，罐状件还包括一个或更多个排放井，所述一个或更多个排放井布置成与第一环形室的上部部段在周缘上邻接，使得泡沫从第一环形室被转移至排放井。
在一个实施方式中，所述第二环形室被设置为生物过滤器，优选的是，空气被吹送到室中并使水进行循环，并且，在水中布置有具有大表面区域的大量本体以用于对水进行硝化作用。
在一个实施方式中，罐状件包括第三环形室，第三环形室在主室的上部部段中位于主室的周缘，并且其中，该第三环形室包括用于向环形室中的水供给氧和/或空气的器件。
在一个实施方式中，水经由布置在第三环形室中的溢流系统而从第三环形室循环至主室。
在一个实施方式中，罐状件包括具有水位V1的主室、具有水位V2的第一环形室、具有水位V3的第二环形室和具有水位V4的第三环形室，所述主室、所述第一环形室、所述第二环形室以及所述第三环形室设置成使得水位V1为最低水位，并且其中，第一环形室中的水位V2为最高水位，并且其中，相应的水位V3和V4依次低于水位V2但高于水位V1。
在一个实施方式中，第一环形室沿着室的周向包括多个喷嘴，所述喷嘴设置成向室供给空气而使得水在室中被循环并通气。
在一个实施方式中，第一环形室具有与罐状件的壁部段的竖向深度相对应的竖向延伸部。
在一个实施方式中，第二环形室具有与罐状件的壁部段的竖向深度相对应的竖向延伸部。
在一个实施方式中，在管线中设置有泵、优选地为推进器泵，并且该泵使水从主室循环至第一环形室。
在一个实施方式中，在第二环形室中布置有用于沿着第二环形室中的壁向上吹送空气的器件，使得水在第二环形室中竖向地进行循环。
在一个实施方式中，主室的底部倾斜并且在中央处具有井，以用于收集死去的海洋生物和废物。
在一个实施方式中，主室的外壁是被隔绝的。
在一个实施方式中，在罐状件上方布置有顶部，并且所述顶部的被定尺寸成用于对环形室之间的以及环形室与主室之间的壁进行提升和锚固。
在一个实施方式中，第一环形室通过水平的壁部段或竖向的壁部段被分成若干部分室。
在一个实施方式中，在不同的部分室中实施这种不同的水处理方法。
附图说明
下面将参考附图更详细地描述本发明的优选实施方式，在附图中：
图1示意性地示出了养殖罐状件，其中，第一环形室布置在主室外部。
图2示意性地示出了养殖罐状件，其中，布置有用于对水进行处理的若干环形室。
图3更详细地示意性地示出了不同的水室以及室中的水位。
图4示意性地示出了一种解决方案，该解决方案中，水从主室中的中央位置循环至主室的外边缘处的位置。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的养殖罐状件10的实施方式。罐状件10配装有多个壁10a和底部10b，所述多个壁10a和底部10b形成用于养殖诸如鱼之类的海洋生物的主室12。这些壁和底部部段可以具有任意合适的形式，但是壁10a通常是接近竖向的，而底部部段10b通常是水平的。底部部段也可以是锥形的，使得底部部段朝向罐状件的中央稍微更深，或者底部部段可以具有朝向罐状件的中央倾斜的部段。
图1中所示的养殖罐状件10是封闭的，即壁和底部部段不透水。罐状件10可以布置成在水或海洋中漂浮，然后配备有浮箍(图中未示出)以确保罐状件具有足够的浮力。然而，罐状件的优选实施方式是在陆地上使用，然后被布置在框架中，或者罐状件10具有足够的刚性，以使得罐状件10可以被放置在陆地上。
由于必须连续地处理大量的水，并且由于水必须经历若干不同的水处理过程，因此需要具有相当大的水室的单元来执行不同的过程。利用当今的解决方案，水被输送出罐状件或室并且不同的水处理步骤通常在单独的模块或过程中实施。
利用本发明，提供了一种解决方案，在该解决方案中，将不同的水室放置在室/罐状件的外周缘中。由于通常优选使用圆形罐状件或室，因此这些水处理室被设置为在罐状件的外周缘中的环形空间。环形空间给出适用于应当被处理且应当循环回至罐状件的主室的水量的延伸部和容积。
图1示出了具有第一环形室14的罐状件10。优选的是，环形室14使用罐状件10的整个或大部分竖向延伸部。罐状件10可以配装有若干这样的环形室，并且因此我们将最外的环形室14(图1中唯一的环形室)指定为第一环形室14。原则上，第一环形室14可以设置有分隔壁，该分隔壁设置到罐状件或容器中，或者它可以是设置在罐状件外部的一个单元。
图1还示出了管线16，以用于将水从主室12循环至第一环形室14。当然，可以存在若干这样的管线16以将水循环至第一环形室14。管线16具有竖向部段以及主要是水平的部分16a，该竖向部段从主室12中的水位V1上方延伸并且向下延伸到主室12中的水中，部分16a倾斜并且将从主室12提升的水朝向第一环形室14向外自由地引导。用于管线16的水入口布置成靠近罐状件10的中央，以确保在将水主要竖向地提升之后，在将水送到第一环形室14中之前使水被输送较长距离。对于直径为50米的罐状件，在将水倒入到环形室14中之前，可以用这种解决方案将水输送多于20米。
在替代实施方式中，水从主室12循环至主室12中的不同位置。优选的是，水以这种方式从主室12的中央移动至更靠近主室12的外部部分的点。如图4中所给出的，该点优选地位于环形室14附近并且相对于环形室14位于外部。
在管线16中布置有从主室12泵送水的泵送装置18。优选的是，所述泵送装置是非常适合于在低压下泵送大量水的推进器泵18。
在置于管线16中的注射器17的帮助下，注射器17增加水中的小空气泡，CO2将从水中出来并且进入到空气泡中。在此，存在相对较高水平的CO2和较低水平的O2。然后在管道区段16a中存在水和小空气泡的混合物，并且由于平衡原理，CO2从水中出来并且进入到空气泡中。
为了在管道区段16a中生成负压，并且为了消除在此阶段具有高水平CO2的空气泡，风扇19(如图3中所示)将被安装，风扇19生成负压并且将空气泡从水中拉出。由于负压以及空气泡与水之间的较大表面，该方法将有效地从水中去除CO2。
这将在从主室12到第一环形室14的通过期间从水中去除不需要的CO2。优选的是，水移动得非常缓慢，使得水长时间地暴露于负压，并因此将获得CO2的良好的去除。
这是本发明的核心，即(由于第一环形室14)可以建立大型水隔离本体作为罐状件10的一体部分，并且其中，从主室12提升的水在负压下被缓慢地水平移动至可以在环形室14中实施的另外的水处理过程。
如图1中所给出的，在第一环形室14中布置有开口20，以使得水被循环回至主室12。在该图中，这些开口被示出在主室12与第一环形室14之间在壁中且在底部处，但是这些开口还可以设置在壁上的更高处。为了获得所需的循环，开口20优选地布置在第一环形室14的底部部段中。此外，除了如上所给出的已经供给至管线16的气体或空气之外，在第一环形室14中布置有用于供给气体或空气的器件(图中未示出)。这些确保将空气供给至第一环形室14，并且空气优选地在第一环形室14中向上流动、即与水的方向相反地流动。空气供给意味着环形室14中的水被设置成圆周运动并且可以去除泡沫(在下面更详细地解释)。
如上所给出的，在水可以再循环回至主室12之前，必须实施一系列的水处理过程。因此，通常优选的是在主室12的外部周向地布置一个以上的环形室。
图2示出了若干环形室布置成使得可以在不同的环形室中执行不同的水处理方法的实施方式。然而，在本发明的一个实施方式中，第一环形室14被分成若干部分室，使得水从一个部分室循环并且穿过进入到下一部分室中。例如，环形室14可以通过竖向壁被分隔，使得水循环地从一个部分室循环并且穿过进入到下一部分室中。还可以设想各部分室位于彼此之下、且由水平壁部段分隔开的解决方案。不管是将环形室14水平的划分成若干部分室还是竖向的划分成若干部分室，都可以例如在水被引导回至主室12之前在第一部分室中进行撇沫，在第二部分室中进行生物过滤，以及在第三部分室中进行增氧。
在图2中，示出了本发明的当前优选实施方式。罐状件10配装有若干环形室14、24。在第一环形室14内部布置有第二环形室24，并且水经由该第二环形室24、优选地通过溢流从第一环形室14被引导至主室12。由此，人们有可能在解决方案中进行另外的水处理步骤，并且在图2中所示的实施方式中，使用第一环形室12以用于通气和撇沫(如上所述)，并且使用第二环形室24以用于生物过滤。
对于生物过滤，通常使用具有大表面区域的小塑料颗粒，随后形成具有将氨转化为硝酸盐(常规硝化作用)的细菌的生物膜。
在图2中，还示出了排放井34，排放井34与第一环形室14的上部部分相邻以用于转移泡沫(撇沫)、即从水中去除泡沫和污染颗粒。
图2还示出了第三环形室44，第三环形室44用于为水增氧。在此，在水进入主室12之前，通过生物滤器在第二环形室14中产生的CO2也被去除。在图2中的实施方式中，第三环形室设置成使得水通过溢流而从第二环形室24流动至第三环形室44。在第三环形室44中、优选地在环形室44的底部部段中布置有开口44a，使得水从第三环形室流动至主室12。在第三环形室44中将氧和/或空气供给至水，同时借助于将小空气泡添加在水中来去除CO2。
在图中用箭头来表示水的流动，即水从主室12经由管线16被引导至第一环形室14，然后竖向地向下流动并通过第二环形室24的底部部段的开口20。在第二环形室24中供给空气以在水通过溢流流动至第三环形室44、然后经由第三环形室44中的底部部段中的开口流动至主室12之前在环形室24中建立水的竖向循环运动。在这种循环流动运动中，水经历布置在主室12外部的不同环形室14、24、44中的不同水处理过程。
不同的环形室14、24、44可以具有任意可能的形状和尺寸。然而，为了获得紧凑的设备10，优选的是，一个或更多个环形室具有与罐状件10的竖向延伸部相对应的竖向延伸部。
图3以截面图示意性地示出了主室12、第一环形室14、第二环形室24和第三环形室44的细节以及所建立的不同水位。主室12中的水位被给出为V1并且主室12中的水位是最低水位。第一环形室14中的水位被给出为V2并且V2是最高水位。在V1与V2之间，其他环形室具有连续较低的水位，使得第二环形室24的水位V3低于V2但高于第三环形室44的水位V4。因此，水被迫使从第一环形室14经由第二环形室24经由第三环形室44并且流动至主室12。
在一个优选的实施方式中，罐状件10配装有顶部。此外，罐状件的外壁优选是隔绝的，并且顶部也是隔绝的。不同环形室之间的壁以及主室与环形室之间的壁优选地由薄塑料板或防水油布制成，并且不同环形室之间的壁以及主室与环形室之间的壁在若干点处在结构上被紧固至顶部。
如果罐状件/容器用于放置在陆地上，则优选地罐状件/容器由钢、混凝土或塑料制成并用塑料在内部覆盖。
图4示出了水在主室12的中央被引导至主室12的外边缘处的位置的实施方式。优选的是，水被引导至与环形室14的外部邻接的位置。

Claims (27)

1.一种用于养殖海洋生物的罐状件(10)，其中，所述罐状件(10)包括用于保持所述海洋生物的主室(12)，所述罐状件的特征在于，所述罐状件还包括布置在所述主室(12)的周缘处的第一环形室(14)，并且其中，水从所述主室(12)经由管线(16)循环至第一环形室或循环至所述主室(12)，
其中，所述罐状件(10)包括管线(16)，其中，所述管线(16)具有竖向部段以及水平的倾斜部段(16a)，所述竖向部段从所述主室(12)中的水位上方延伸并且向下延伸到主室(12)中的水中，并且所述管线(16)布置成靠近所述主室(12)的中央并且布置有泵送装置(18)，所述泵送装置(18)将水进行移动以使得水自由地流动至所述第一环形室(14)，
其中，所述罐状件(10)设置有与所述管线(16)连通的真空泵(19)，所述真空泵(19)被设置成在所述管线的所述水平的倾斜部段(16a)中建立负压。
2.根据权利要求1所述的罐状件(10)，其特征在于，水在所述水平的倾斜部段(16a)中自由地流动至所述第一环形室(14)。
3.根据权利要求1所述的罐状件(10)，其特征在于，水经由管线(16)循环至所述第一环形室(14)，并且其中，在所述第一环形室的壁(14a)中存在有开口(20)，所述开口设置成使得水循环回到所述主室(12)。
4.根据权利要求1所述的罐状件(10)，其特征在于，所述罐状件(10)包括沿着所述主室(12)的所述周缘、并且相对于所述主室(12)位于外部且对于所述第一环形室(14)位于内部的第二环形室(24)，其中，水从所述主室(12)经由所述第一环形室(14)、然后经由所述第二环形室(24)而循环回到所述主室(12)。
5.根据权利要求1所述的罐状件(10)，其特征在于，所述泵送装置(18)是推进器泵。
6.根据权利要求1所述的罐状件(10)，其特征在于，所述真空泵为风扇。
7.根据权利要求1所述的罐状件(10)，其特征在于，负压以及从所述管线(16)的排气是通过旋风器实现的。
8.根据权利要求1所述的罐状件(10)，其特征在于，水经由所述管线(16)缓慢地循环，使得水长时间地经历负压。
9.根据权利要求1所述的罐状件(10)，其特征在于，所述泵送装置包括注射器(17)，所述注射器(17)用于在被引导穿过所述管线(16)的液体中添加微气泡。
10.根据权利要求9所述的罐状件(10)，其特征在于，所述注射器(17)用于在被引导穿过所述管线(16)的液体中添加微空气泡。
11.根据权利要求1所述的罐状件(10)，其特征在于，在所述第一环形室(14)中布置有空气供给器件(30)，所述空气供给器件(30)用于在所述第一环形室(14)中供给向上定向的空气。
12.根据权利要求1所述的罐状件(10)，其特征在于，微气泡经由注射器被添加至所述第一环形室(14)。
13.根据权利要求1所述的罐状件(10)，其特征在于，所述罐状件(10)还包括一个或更多个排放井(34)，所述一个或更多个排放井(34)布置成与所述第一环形室(14)的上部部段在周缘上邻接，使得泡沫从所述第一环形室(14)被转移至所述排放井(34)。
14.根据权利要求4所述的罐状件(10)，其特征在于，所述第二环形室(24)被设置为生物过滤器，空气被吹送到所述第二环形室(24)中并将水设置成进行循环运动，并且在水中设置有具有大表面的小塑料颗粒以用于对水进行硝化作用。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的罐状件(10)，其特征在于，所述罐状件(10)包括第三环形室(44)，所述第三环形室在所述主室(12)的上部部段中位于所述主室(12)的周缘，其中，所述第三环形室(44)包括用于向所述第三环形室(44)中的水供给氧和/或空气的器件。
16.根据权利要求15所述的罐状件(10)，其特征在于，水经由布置在所述第三环形室(44)中的溢流件从所述第三环形室(44)循环至所述主室(12)。
17.根据权利要求1至14中的任一项所述的罐状件(10)，其特征在于，所述罐状件(10)包括具有水位V1的主室(12)、具有水位V2的第一环形室(14)、具有水位V3的第二环形室(24)以及具有水位V4的第三环形室(44)，所述主室(12)、所述第一环形室(14)、所述第二环形室(24)以及所述第三环形室(44)设置成使得所述水位V1为最低水位，并且其中，所述第一环形室(14)中的所述水位V2为最高水位，并且其中，相应的所述水位V3和V4分别低于水位V2但高于水位V1，并且所述第二环形室(24)的所述水位V3高于所述第三环形室(44)的所述水位V4。
18.根据权利要求1至14中的任一项所述的罐状件(10)，其特征在于，所述第一环形室(14)沿着所述第一环形室(14)的周向包括多个喷嘴，所述喷嘴设置成向所述第一环形室(14)供给空气而使得水在所述第一环形室(14)中被循环并通气。
19.根据权利要求1至14中的任一项所述的罐状件(10)，其特征在于，所述第一环形室(14)具有与所述罐状件(10)的壁(10a)的竖向深度相对应的竖向延伸部。
20.根据权利要求4或14所述的罐状件(10)，其特征在于，所述第二环形室(24)具有与所述罐状件(10)的壁(10a)的竖向深度相对应的竖向延伸部。
21.根据权利要求1至14中的任一项所述的罐状件(10)，其特征在于，所述泵送装置(18)将水设置成从所述主室(12)循环至所述第一环形室(14)。
22.根据权利要求4或14所述的罐状件(10)，其特征在于，在所述第二环形室(24)中布置有用于沿着所述第二环形室(24)中的壁向上吹送空气的器件，使得水被设置成在所述第二环形室(24)中竖向地旋转。
23.根据权利要求13所述的罐状件(10)，其特征在于，所述主室(12)的底部朝向所述排放井的中央向下倾斜，在所述排放井的中央处收集死去的海洋生物和废物。
24.根据权利要求1至14中的任一项所述的罐状件(10)，其特征在于，所述主室(12)的外壁是被隔绝的。
25.根据权利要求1至14中的任一项所述的罐状件(10)，其特征在于，在所述罐状件(10)上方设置有顶部，并且所述顶部的尺寸被设置成用于对各环形室之间的壁以及各环形室与所述主室之间的壁进行提升和锚固。
26.根据权利要求1所述的罐状件(10)，其特征在于，所述第一环形室(14)通过水平的壁部段或竖向的壁部段被分成多个部分室。
27.根据权利要求26所述的罐状件(10)，其特征在于，在不同的所述部分室中实施不同的水处理方法。
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