CN113087199B - 一种人工养殖长江江豚的水质调控方法 - Google Patents

一种人工养殖长江江豚的水质调控方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种人工养殖长江江豚的水质调控方法。首先建立由循环水泵、过滤砂缸、臭氧发生器、消毒剂添加系统和淡水蛋白分离器设备组成的维生系统，之后通过维生系统建立人工饲养池的水循环，通过收集人工饲养池饲养长江江豚的水质标准，确定水质标准的目标参数值及各项参数运行波动范围；根据监测设备监测的实际水质参数，科学利用这些设备添加消毒剂、絮凝剂相互配合达到调节和控制人工养殖长江江豚生活水体水质的目的。本发明通过对水质的调整使得人工饲养池内水体完全达到养殖长江江豚的标准，水质可控并且相对稳定，可有效避免水质调整过程中消毒剂添加等各种人为操作对长江江豚的影响。

Description

一种人工养殖长江江豚的水质调控方法
技术领域
本发明属于养殖领域，涉及一种哺乳动物养殖技术，具体涉及一种人工养殖长江江豚的水质调控方法。
背景技术
长江江豚(Neophocaena asiaeorientalis)是我国长江中仅有的小型齿鲸类动物，由于受到各种人类活动的影响，其种群数量衰退严重，目前种群仅余1000头左右，已被IUCN列为极度濒危等级。长江江豚作为长江旗舰生物，其种群数量是长江生态系统健康状况的重要表现。就地保护、迁地保护以及开展人工饲养与繁殖研究是保护长江江豚的三大策略，目前均取得了较好的进展，为拯救该物种并实现长江大保护奠定了坚实基础。2021年正式颁布实施的《长江保护法》明确提到，鼓励有条件的水族馆开展人工养殖长江江豚实验。中国科学院水生生物研究所是目前国内唯一成功饲养并繁殖二代长江江豚的单位，经过20多年的人工饲养经验总结出一套适合人工养殖长江江豚维生系统及水质调控方法，为今后水族馆开展长江江豚养殖实验提供了重要方法参考。
发明内容
本发明的目的是针对现有长江江豚养殖过程中存在的技术问题，提供一种人工养殖长江江豚的水质调控方法，保障长江江豚人工养殖的顺利开展。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种人工养殖长江江豚的水质调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、建立维生系统，所述维生系统包括第一混合器、循环水泵、过滤砂缸、第二混合器、臭氧发生器、消毒剂添加系统和淡水蛋白分离器。人工饲养池的出口汇集接入第一混合器，循环水泵的入口与第一混合器的各出口相连，循环水泵的出口接过滤砂缸的入口，所有过滤砂缸的出口汇集到第二混合器，第二混合器的出口分三个支路，其中，第一支路上设有二氧化氯添加系统和絮凝剂添加系统，第二支路上设有臭氧发生器和蛋白分离器，第三支路上设有对循环水降温的水体降温设备；三个支路最后汇集到与人工饲养池的进水口相连的回水管；
步骤3、通过收集人工饲养池用于饲养长江江豚的水质检测的各项指标，确定水质标准的目标参数值及各项参数的运行波动范围；
步骤4、定期对人工饲养池的水质进行监测，根据监测的实际水质和所需的水质标准差距，调整加药系统的加药量和加药类型，调整臭氧发生器的臭氧发生量和蛋白分离器的功率，使得人工饲养池的水质保持在水质标准的各项参数范围内。
进一步地，所述循环水泵有多个，根据实际总水量，每2小时循环一次为宜，每个循环水泵的出口配一个过滤砂缸，在维生系统的水循环过程中，通过切换循环水泵，每天轮流反洗一个过滤砂缸，有效保证滤砂缸的过滤面上生物膜周期性生长。
进一步地，所述二氧化氯消毒剂为粉Ⅱ型二氧化氯，二氧化氯消毒剂的注入方式为将粉Ⅱ型二氧化氯的A剂和B剂配置成质量百分比浓度为0.2～0.1.2％的消毒液母液稀释液，通过计量泵将消毒液母液稀释液稀释后加压注入第一支路中。
进一步地，每隔1.5-3小时检测一次人工饲养池池水的二氧化氯残留含量，当检测结果低于0.2mg/L或者超过0.3mg/L时，通过计量泵调整增减消毒液母液稀释液的注入量。
进一步地，所述臭氧发生器为直接在循环水中产生臭氧的负压式臭氧发生器，并且臭氧发生器与蛋白分离器之间设有臭氧反应罐，使得臭氧在臭氧反应罐中充分反应后，经过蛋白分离器分离，将混杂在水中的各种颗粒状污垢以及可溶性有机物分离出来，洁净水返回人工饲养池。
进一步地，步骤4中，通过监测人工饲养池内池水ORP浓度，实时调节臭氧发生量，始终保持池水中ORP浓度波动范围在300-500mv之间。
进一步地，所述絮凝剂主要成分为聚合氯化铝，具体操作上，首先配置浓度为25-40g/L的絮凝剂母液稀释液，通过计量泵将絮凝剂母液稀释液稀释后加压注入第一支路中。
进一步地，所述絮凝剂母液稀释液采用间歇式注入，在一定时间内注入完絮凝剂稀释母液稀释液后，等待一段时间，使得循环水中悬浮小颗粒凝集成大颗粒，通过循环泵进入砂缸滤床过滤，聚集在过滤砂缸的过滤面上，之后对过滤砂缸进行反冲洗。
进一步地，所述絮凝剂母液稀释液的注入时间为6-14小时，注入完后等待的时间为6-14小时。
进一步地，所述水体降温设备为工业制冷空调，通过水体降温设备保证人工饲养池内夏季的水温不高于28℃。
本发明有益效果是：
本发明根据实时水质监测数据和数据分析，并综合利用相关设备添加消毒剂、絮凝剂达到科学调节和控制人工养殖长江江豚生活水体水质的目的。本发明通过消毒剂对水进行消毒，达到长江江豚养殖标准，通过絮凝剂配合过滤砂缸反冲洗除去传统技术中无法去除的微小颗粒及杂质；本发明还通过臭氧反应罐和蛋白分离器的联合使用，达到对水进一步消毒、除去水溶性蛋白质的目的。
附图说明
图1为本发明人工养殖长江江豚的维生系统结构示意图。
1-人工饲养池，2-第一混合器，3-循环水泵，4-过滤砂缸，5-第二混合器，6-臭氧发生器，7-臭氧反应罐，8-蛋白分离器，9-二氧化氯添加系统，10-絮凝剂添加系统，11-水体降温设备，12-第一支路，13-第二支路，14-第三支路，15-回水管。
具体实施方式
下面结合附图和实施案例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施案例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的适用范围。
如图1所示，本发明提供一种人工养殖长江江豚的维生系统，包括循环水泵3、过滤砂缸4、臭氧发生器6、加药系统和淡水蛋白分离设备。本发明实施例中设置7个循环水泵3，每个循环水泵3后面配一个过滤砂缸4，由于有多个循环水泵3，因此设置了第一混合器2和第二混合器5进行液体分配和汇合，第一混合器2和第二混合器5并非必要设备，其可以是卧式罐体也可以是比循环管道直径更大大的管道制成。第一混合器2的入口通过管道连接用于饲养长江江豚的人工饲养池1的出口，第一混合器2上设有7个出口，每个出口均连接一个循环水泵3的入口，每个循环水泵3的出口均连接一个过滤砂缸4；所述第二混合器5设有7个入口和若干出口(具体出口数量根据实际需要设置，图1中为3个)，7个过滤砂缸4的出口分别与第二混合器5的7个入口相连。第二混合器5的出口设有三个支路，所述第一支路12上设有二氧化氯添加系统9和絮凝剂添加系统10，二氧化氯添加系统9用于往循环管道内添加二氧化氯消毒剂，絮凝剂添加系统10用于往循环管道内添加絮凝剂；第所述第二支路13上依次设有臭氧发生器6、臭氧反应罐7和蛋白分离器8；第三支路上设有水体降温设备11，经过水体降温设备11降温后的水通过循环管人工饲养池1，三个支路最后汇集到与人工饲养池的进水口相连的回水管15。
本实施案例中，所述臭氧发生器6为直接在循环水中产生臭氧的负压式臭氧发生器，所述臭氧反应罐7为容纳臭氧消毒反应进行罐体设备，所述蛋白分离器8用于将水体中的可溶性酸盐及有机物蛋白质分离出来，可溶性酸盐包括总氮、总磷及其他可溶性盐类。
需要说明的是，本发明上述各个设备和管道上都有必要的手动阀门或者控制阀门，这些阀门是该设备常规使用所需要的，本发明的改进的不涉及各个设备本身，因此，附图1中并没有标出具体阀门位置，但是这不影响本发明技术方案的实施，作为一种常规设备人工饲养池1的进水口还设有用于补水的进水管。
本发明还提供一种人工养殖长江江豚的水质调控方法，包括以下步骤：
步骤1、启动上述维生系统，建立维生系统水循环，通过循环水泵3使得水源源不断的从人工饲养池1的出口抽出，经过维生系统的第一支路12直和第二支路13回到人工饲养池1的进水口
硬件设备要求
(1)循环水泵3重要参数要求：根据池水总量计算出池水每循环一次需要的时间，现有水池总容量在1500m3，选用端吸式循环清水泵，水泵流量72m3/h，共7台，试运行5台，另外两台作为备用，这样整个人工饲养池1内的饲养水体每4小时循环一次，每24小时可以循环6次，这个可以根据池水实际容量决定是否增加设备运行。
(2)砂缸过滤：选用横式过滤砂缸4，滤材选用0.8-1.2目纯净砂，每台水泵配备一个砂缸，直径1.04m，有效滤床长度为2.7m，沙缸内堆滤材高度为0.35m，每个砂缸滤材量为0.35*2.7＝0.945m3，每个砂缸有效过滤面积为0.96*2.7＝2.59m2，常用过滤砂缸4总过滤面积为5*2.59＝12.95m2。
(3)加药系统包括二氧化氯添加系统9、臭氧发生器6、絮凝剂添加系统10和蛋白分离器8，其中二氧化氯添加系统9和絮凝剂添加系统10一起构成加药系统，二氧化氯添加系统9包括消毒液母液稀释液配置系统和一个用于加料的计量泵，絮凝剂添加系统10包括絮凝剂母液稀释液配置系统和一个计量泵。
水质调控步骤
步骤2、收集人工饲养池1用于饲养长江江豚的水质标准，确定水质标准的目标参数值及各项参数运行波动范围，建议人工养殖饲养水体各项参数标准如下：
表1人工养殖长江江豚水化指标
Figure BDA0002976354500000041
Figure BDA0002976354500000051
步骤4、为了达到上述各项指标需要采取以下实施步骤：
(1)砂缸有效反洗次数为每天轮流反洗砂缸一个，反冲洗时间以10分钟为宜，这样保证沙缸内形成生物膜形成→破坏→形成的周期循环，以达到水体中微生物砂缸过滤面上形成生物膜可控周期生长，防止过度生长，从而保证整过滤系统正常运行。
(2)二氧化氯的添加。选用粉Ⅱ型二氧化氯，A剂+B剂，各占50％，主要有效成分是A剂，B剂为活化剂，粉Ⅱ型二氧化氯总用量为8kg，加水200L，经机械搅拌30分钟，配置成母液稀释液，质量百分比浓度为0.95％。使用计量泵每小时将8.3升母液稀释液注入到维生系统的第二支路13中，稀释后通过第二支路13进入人工饲养池1中。每隔两小时检测一次池水二氧化氯残留含量，当检测结果低于0.2mg/L或者超过0.3mg/L时，要及时增减所添加剂量，使水体二氧化氯残留含量始终保持均衡状态。这样通过控制二氧化氯的添加剂量可以保证水体大肠杆菌20GFU/1000ml以内及细菌总数维持在400GFU/1000ml以内，细菌总数及大肠杆菌总数是反映水体消毒效果的标志性指标。
(3)蛋白分离器8和臭氧的添加。臭氧是一种强氧化剂，研究表明它在水中的氧化还原电位为2.07eV，用来处理废水。臭氧能有效除去水中的许多有机和无机污染物，降低水的BOD和COD，并对脱色、除臭、杀菌有显著效果。对长江江豚来说控制臭氧添加剂量尤为重要，必须保持池水水体臭氧残留量为零，否则会对动物造成伤害。臭氧和蛋白分离器8配合使用效果最理想，臭氧发生器6水源取自过滤砂缸4的出水口，经过臭氧发生器6产生臭氧，再到臭氧反应罐7，充分反应后的混合水连接淡水蛋白分离器8的进水口，经蛋白分离器8分离以后，水体中的可溶性酸盐，如氮磷，以及其他有机物蛋白质被分离出来，净化后水体通过第二支路13回到人工饲养池1内，通过检测池水ORP(氧化还原电位)浓度，实时调节臭氧发生量，始终保持池水中浓度波动范围在300-500mv之间。
(4)絮凝剂的添加。由于人工养殖长江江豚主要以体长100mm以内的小型鱼类为食，而这些小型淡水鱼类均被有细鳞，解冻和清洗过程中鱼鳞很容易脱落，并且脱落后的鱼鳞绝大部分悬浮在水体中。另外，长江江豚的大小便都直接排放在饲养水体中，大便中也有很多未消化的鱼鳞以及其它残留物，在水中散开以后都以悬浮形式存在水体中，而且微小颗粒悬浮物无法直接通过砂缸物理过滤掉，需要通过人工添加絮凝剂将这些微小颗粒凝集在一起形成大颗粒，再通过砂缸就可以过滤掉大部分悬浮杂质。该方法可以将水体浊度维持在1NTU以下，具体操作方法是使用片状含量为28％的聚合氯化铝，每25kg加水200L充分搅拌，之后通过计量泵注入饲养池的回水管中，每次加50L配置好聚合氯化铝溶液，每小时注入4.6L，12小时内注完，然后等待12小时直至水中悬浮小颗粒凝集成大颗粒，再通过循环泵进入过滤砂缸4过滤，之后对砂缸进行反洗。该方法可以比较完美地解决池水中微小颗粒悬浮问题，将水体浊度始终控制在1NTU范围内，从而保证水体具有可观赏性。
(5)水体降温设备11。根据长江江豚的生活习性，夏季水温一旦超过28℃，长江江豚会出现厌食等异常行为，此时必须通过制冷设备对水体进行降温，将水温控制在25-28℃。本发明实施案例中水体降温设备11采用常用的工业制冷空调即可。
需要说明的是，本发明对于水质监测，既可以通过人工采取逐个参数监测，也可以在人工饲养池1设置长期的自动监测设备，进行自动监测。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施案例对本发明进行了详细说明，本领域的技术人员或从业人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种人工养殖长江江豚的水质调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、建立维生系统，所述维生系统包括第一混合器、循环水泵、过滤砂缸、第二混合器、臭氧发生器、消毒剂添加系统和淡水蛋白分离器；人工饲养池的出口汇集接入第一混合器，循环水泵的入口与第一混合器的各出口相连，循环水泵的出口接过滤砂缸的入口，所有过滤砂缸的出口汇集到第二混合器，第二混合器的出口分三个支路，其中第一支路上设有二氧化氯添加系统和絮凝剂添加系统，第二支路上设有臭氧发生器和蛋白分离器，第三支路上设有对循环水降温的水体降温设备；三个支路最后汇集到与人工饲养池的进水口相连的回水管；
步骤2、启动维生系统，对人工饲养池的水进行循环；
步骤3、通过收集人工饲养池用于饲养长江江豚的水质检测的各项指标，确定水质标准的目标参数值及各项参数运行波动范围；
步骤4、定期对人工饲养池的水质进行监测，根据监测的实际水质和所需的水质标准差距，调整加药系统的加药量和加药类型，调整臭氧发生器的臭氧发生量和蛋白分离器的功率，使得人工饲养池的水质保持在水质标准的各项参数范围内；
所述循环水泵有多个，每个循环水泵的出口配一个过滤砂缸，在维生系统的水循环过程中，通过切换循环水泵，每天轮流反洗一个过滤砂缸，有效保证过滤砂缸的过滤面上生物膜周期性生长；
二氧化氯消毒剂为粉Ⅱ型二氧化氯，二氧化氯消毒剂的注入方式为将粉Ⅱ型二氧化氯的A剂和B剂配置成质量百分比浓度为0.2~0.1.2%的消毒液母液稀释液，通过计量泵将消毒液母液稀释液加压注入第一支路中；
每隔1.5-3小时检测一次人工饲养池池水的二氧化氯残留含量，当检测结果低于0.2mg/L或者超过0.3mg/L时，通过计量泵调整增减消毒液母液稀释液的注入量；
所述臭氧发生器为直接在循环水中产生臭氧的负压式臭氧发生器，并且臭氧发生器与蛋白分离器之间设有臭氧反应罐，使得臭氧在反应罐中与水充分反应后，经过蛋白分离器分离作用，将水体吸附混杂在水中的各种颗粒状的污垢以及可溶性的有机物分离出来，洁净水返回人工饲养池；
步骤4中，通过监测人工饲养池内池水ORP浓度，实时调节臭氧发生量，始终保持池水中ORP浓度为波动范围在300-500mv之间；
所述絮凝剂主要成分为聚合氯化铝；操作为：首先配置浓度为25-40g/L的絮凝剂母液稀释液，通过计量泵将絮凝剂母液稀释液加压注入第一支路中；
所述絮凝剂母液稀释液采用间歇式注入，在一定时间内注入完絮凝剂母液稀释液后，等待一段时间，使得循环水中悬浮小颗粒凝集成大颗粒，通过循环泵进入砂缸滤床过滤，聚集在过滤砂缸的过滤面上，之后对过滤砂缸进行反冲洗。
2.如权利要求1所述人工养殖长江江豚的水质调控方法，其特征在于：所述絮凝剂母液稀释液的注入时间为6-14小时，注入完后等待的时间为6-14小时。
3.如权利要求1或2所述人工养殖长江江豚的水质调控方法，其特征在于：所述水体降温设备为工业制冷空调，通过水体降温设备保证人工饲养池内夏季的水温不高于28℃。
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