CN113875677B - 一种龙虾养殖尾水生态净化系统及运行方法 - Google Patents

一种龙虾养殖尾水生态净化系统及运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种龙虾养殖尾水生态净化系统及运行方法,该系统包括灌溉排水系统(1)、水位调节系统(2)、水质监测系统(3)、龙虾养殖系统(4)和稻田种植系统(5)。灌溉排水系统(1)将水源输送至龙虾养殖系统(4),水质监测系统(3)对养殖单元水质进行检测,水位调节系统(2)根据各养殖单元污染物阈值进行水位调节及水量调度,污染物浓度超标则进入稻田种植系统(5)进行尾水生态处理,最终实现水产养殖水循环。本发明构建了“虾—稻—鱼”三位一体的生态养殖净化体系,形成了“水质—水量—水循环”的科学、智能、精准调控系统,解决了水产养殖尾水不达标排放、养殖产量低、质量差、饵料投加量高、不可持续等突出问题。

Description

一种龙虾养殖尾水生态净化系统及运行方法
技术领域
本发明属于绿色生态、水体净化及循环环保领域,具体涉及一种龙虾养殖尾水生态净化系统及运行方法。
背景技术
随着水产养殖产业的迅猛发展,龙虾在多数地区已开展人工养殖的研究。传统龙虾养殖对淡水水质需求很高,且尾水污染物浓度极高,容易造成农业面源污染。因此,为解决以上问题,必须采用先进、科学、智能的养殖水体处理及循环养殖方法,解决现状水产养殖废水所引发的一系列问题。
申请号201610665614.0的中国专利申请文件《一种稻虾共作生态养殖方法》,其特征在于:通过共作生态养殖场区的建设、种虾投放、成虾捕捞、水稻种植实现稻虾共作。该方法仅仅提供了稻虾共作的模式,并未从用水、养殖、种植、水循环的角度进行论证,不符合养殖产业现行的标准。未有对根据水质进行养殖密度调控,更未有水量合理调配。
申请号201310173237.5的中国专利申请文件《稻虾共作生态养殖系统及养殖方法》,其特征在于:利用自然界生物循环系统,动植物之间的互补作用的生态养殖技术体系。该方法只是着重于水产养殖及水稻种植,并未对水体流动性及污染物缓冲性进行阐述,无法做到绿色生态与循环养殖。未有对根据水质进行养殖密度调控,更未有水量合理调配。
申请号201510722423.9的中国专利申请文件《一种提高稻虾共作模式下土地利用率的方法》,通过在环形沟内种植水生植物以及田间轮作以提高土地利用率。该方法仅仅提高了土地利用率,并未解决水产养殖水体污染、龙虾产量低、质量差等问题。未有对根据水质进行养殖密度调控,更未有水量合理调配。
发明内容
针对龙虾养殖尾水污染严重、龙虾养殖水质调控困难、水量不均匀等问题,本发明提供了一种龙虾养殖尾水生态净化系统及运行方法。以灌溉排水系统—龙虾养殖系统—水位调节系统—水质监测系统—稻田种植系统为主体,强化养殖种植内循环,优化供水排水外循环,构建养殖、种植、处理一体化模式,实现水产养殖高质高效高产,探索多种农业模式并存可行性。
技术方案
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种龙虾养殖尾水生态净化系统,包括了灌溉排水系统、水位调节系统、水质监测系统、龙虾养殖系统和稻田种植系统;其中,灌溉排水系统连接至龙虾养殖系统、龙虾养殖系统的出口同时连接至稻田种植系统和灌溉排水系统,水位调节系统与水质监测系统连接至龙虾养殖系统;稻田种植系统出口连接龙虾养殖系统。
所述的灌溉排水系统包括进水渠、进水泵、压力管、排水泵、压力管、排水渠;
水位调节系统包括一个或一个以上的控制堰和一个以上的水位计;控制堰的高度依据水质监测系统的反馈信号上下调节;
水质监测系统包括一个或一个以上水质监测仪;
控制堰、水质监测仪的数量与养殖单元的数量匹配;
龙虾养殖系统包括不同密度的养殖单元以及鱼类养殖单元;
稻田种植系统包括进水口、畦沟、种植单元;
稻田种植单元高于龙虾养殖系统(4)平面30~50cm。
所述不同密度的养殖单元是高、中、低密度养殖单元,其中,高密度养殖单元、中密度养殖单元种植水生植物,边坡种植黑藻供龙虾生存;所述的鱼类养殖单元及低密度养殖单元中还种植湿地植物用于水产养殖尾水生态处理。
一种龙虾养殖尾水生态净化系统的运行方法,灌溉排水系统将水源输送至龙虾养殖系统的养殖单元,水质监测系统的水质监测仪对水质中pH、DO、COD、NH3-N、TN、TP进行在线监测,数据反馈至水位调节系统的控制堰与水位计;水位调节系统根据各养殖单元污染物阈值进行水位调节及水量调度,污染物浓度超标则进入稻田种植系统进行尾水生态处理,最终实现水产养殖水循环。
具体来说,包括以下步骤:
步骤1)灌溉排水系统的进水泵将进水渠中的水源抽入压力管中输送至龙虾养殖系统的高密度养殖单元中,水质监测系统的水质监测仪对水质中pH、DO、COD、NH3-N、TN、TP进行在线监测,数据反馈至水位调节系统的控制堰(2-1)与水位计(2-5)中,水位调节计算方法如式1:
Figure GDA0003829826320000031
注:Z1:高密度养殖单元(4-1)水位值(以塘底为基面),m;
H1:高密度养殖单元(4-1)塘深度(塘底至岸面),取1.5~2.0m;
Figure GDA0003829826320000032
高密度养殖单元(4-1)水体实时pH值,取7.5~7.9,无量纲;
Figure GDA0003829826320000033
高密度养殖单元(4-1)水体实时DO浓度,取3.2~17.2mg/L;
Figure GDA0003829826320000034
高密度养殖单元(4-1)水体实时COD浓度,取35~105mg/L;
Figure GDA0003829826320000035
高密度养殖单元(4-1)水体实时NH3-N浓度,取0.3~1.5mg/L;
Figure GDA0003829826320000036
高密度养殖单元(4-1)水体实时TN浓度,取2.0~3.0mg/L;
Figure GDA0003829826320000037
高密度养殖单元(4-1)水体实时TP浓度,取0.3~0.7mg/L;
Figure GDA0003829826320000038
水体相关标准阈值分别取6.0~9.0、5.0~30.0、0~200.0、0~1.0、0~5.0、0~1.0;
θ:环境容量最大允许比例,取0.3~1.0,无量纲;
若水质判定未通过则打开稻田种植系统(5)的进水口(5-1)使未达标水体进入稻田缓冲,再重新进入龙虾养殖系统(4);
步骤2)若高密度养殖单元(4-1)水质经过判定符合相关标准,打开控制堰(2-1)继续供水至中密度养殖单元(4-2),水质监测系统(3)的水质监测仪(3-2)对水质中pH、DO、COD、NH3-N、TN、TP进行在线监测,数据反馈至水位调节系统(2)的控制堰(2-2)与水位计(2-6)中,水位调节计算方法判定方法如式2;
Figure GDA0003829826320000039
注:Z2:中密度养殖单元(4-2)水位值(以塘底为基面),m;
H2:中密度养殖单元(4-2)塘深度(塘底至岸面),取1.2~1.5m;
Figure GDA00038298263200000310
中密度养殖单元(4-2)水体实时pH值,取7.5~7.9,无量纲;
Figure GDA00038298263200000311
中密度养殖单元(4-2)水体实时DO浓度,取3.2~17.2mg/L;
Figure GDA0003829826320000041
中密度养殖单元(4-2)水体实时COD浓度,取35~105mg/L;
Figure GDA0003829826320000042
中密度养殖单元(4-2)水体实时NH3-N浓度,取0.3~1.5mg/L;
Figure GDA0003829826320000043
中密度养殖单元(4-2)水体实时TN浓度,取2.0~3.0mg/L;
Figure GDA0003829826320000044
中密度养殖单元(4-2)水体实时TP浓度,取0.3~0.7mg/L;
Figure GDA0003829826320000045
水体相关标准阈值分别取6.0~9.0、5.0~30.0、0~200.0、0~1.0、0~5.0、0~1.0;
β:环境容量最大允许比例,取0.3~0.8;
若水质判定未通过则打开稻田种植系统(5)的进水口(5-1)使未达标水体进入稻田种植系统(5),水体通过稻田种植系统(5)的畦沟(5-2)进行灌溉,经过稻田种植系统(5)的种植单元(5-3)净化缓冲,再重新进入龙虾养殖系统(4);
步骤3)若中密度养殖单元(4-2)水质经过判定符合相关标准,打开控制堰(2-2)继续供水至中密度养殖单元(4-3),水质监测系统(3)的水质监测仪(3-3)对水质中pH、DO、COD、NH3-N、TN、TP进行在线监测,数据反馈至水位调节系统(2)的控制堰(2-3)与水位计(2-7)中,水位调节计算方法判定方法如式3;
Figure GDA0003829826320000046
注:Z3:中密度养殖单元(4-3)水位值(以塘底为基面),m;
H3:中密度养殖单元(4-3)塘深度(塘底至岸面),取1.1~1.6m;
Figure GDA0003829826320000047
中密度养殖单元(4-3)水体实时pH值,取7.5~7.9,无量纲;
Figure GDA0003829826320000048
中密度养殖单元(4-3)水体实时DO浓度,取3.2~17.2mg/L;
Figure GDA0003829826320000049
中密度养殖单元(4-3)水体实时COD浓度,取35~105mg/L;
Figure GDA00038298263200000410
中密度养殖单元(4-3)水体实时NH3-N浓度,取0.3~1.5mg/L;
Figure GDA00038298263200000411
中密度养殖单元(4-3)水体实时TN浓度,取2.0~3.0mg/L;
Figure GDA00038298263200000412
中密度养殖单元(4-3)水体实时TP浓度,取0.3~0.7mg/L;
Figure GDA00038298263200000413
水体相关标准阈值分别取6.0~9.0、5.0~30.0、0~200.0、0~1.0、0~5.0、0~1.0;
ε:环境容量最大允许比例,取0.3~0.8;
若水质判定未通过则打开稻田种植系统(5)的进水口(5-1)使未达标水体进入稻田种植系统(5),水质净化工艺顺序同步骤3;
若水质判定通过则直接进入龙虾养殖系统(4)的鱼类养殖单元(4-4),鱼类养殖单元(4-4)尾水进入龙虾养殖系统(4)的低密度养殖单元(4-5);
步骤4)若中密度养殖单元(4-2)或鱼类养殖单元(4-4)水质经过判定符合相关标准,打开控制堰(2-4)继续供水至低密度养殖单元(4-5),水质监测系统(3)的水质监测仪(3-4)对水质中pH、DO、COD、NH3-N、TN、TP进行在线监测,数据反馈至水位调节系统(2)的控制堰(2-4)与水位计(2-8)中,水位调节计算方法如式4;
Figure GDA0003829826320000051
注:Z4:低密度养殖单元(4-5)水位值(以塘底为基面),m;
H4:低密度养殖单元(4-5)塘深度(塘底至岸面),取0.8~1.5m;
Figure GDA0003829826320000052
低密度养殖单元(4-5)水体实时pH值,取7.5~7.9,无量纲;
Figure GDA0003829826320000053
低密度养殖单元(4-5)水体实时DO浓度,取3.2~17.2mg/L;
Figure GDA0003829826320000054
低密度养殖单元(4-5)水体实时COD浓度,取35~105mg/L;
Figure GDA0003829826320000055
低密度养殖单元(4-5)水体实时NH3-N浓度,取0.3~1.5mg/L;
Figure GDA0003829826320000056
低密度养殖单元(4-5)水体实时TN浓度,取2.0~3.0mg/L;
Figure GDA0003829826320000057
低密度养殖单元(4-5)水体实时TP浓度,取0.3~0.7mg/L;
Figure GDA0003829826320000058
水体相关标准阈值分别取6.0~9.0、5.0~30.0、0~200.0、0~1.0、0~5.0、0~1.0;
δ:环境容量最大允许比例,取0.5~0.8;
步骤5)龙虾养殖系统(4)中高密度养殖单元(4-1)、中密度养殖单元(4-2)、中密度养殖单元(4-3)、低密度养殖单元(4-5)的养殖密度计算方法如式5。
C=ω·N/S (式5)
注:C:龙虾养殖系统(4)养殖密度,尾/m2
ω:龙虾养殖系统(4)养殖密度指数,取0.4~1.2,无量纲;
N:龙虾养殖系统(4)常规养殖单位投放尾数,取500~1000尾;
S:龙虾养殖系统(4)各养殖单元面积,取300~800m2
低密度养殖单元(4-5)水质经过判定符合相关标准,则启动灌溉排水系统(1)的排水泵(1-4),尾水进入压力管(1-5),最终汇入排水渠(1-6)。
相比于现有技术,本发明的优点在于:
(1)本发明着眼于绿色环保、精准智能、科学调控的养殖体系,创造性地构建了“虾—稻—鱼”三位一体的养殖种植模式,显著提高了水土利用率,实现水产养殖循环利用。
(2)本发明通过环境监测与水利工程设施的协调配合,达到了尾水污染内循环治理,达标尾水外循环排放,切实深化了农业环境治理改革,提高了水产养殖行业标准。
(3)随着水产养殖越来越集约化与规模化,饵料投加量和投加种类不断增多,水产养殖行业对养殖水质提出了更高的要求,本发明摈弃传统的无限量补水以达到养殖内部水环境平衡的方式,转而寻求突破了一种系统内外双循环的新模式。
附图说明
图1为一种龙虾养殖尾水生态净化系统的运行流程图;
图2为一种龙虾养殖尾水生态净化系统连接关系示意图图;
图3为图2沿A-A线的剖面图;
图4为图2沿B-B线的剖面图。
图中:灌溉排水系统-1、水位调节系统-2、水质监测系统-3、龙虾养殖系统-4和稻田种植系统-5;
进水渠-1-1、进水泵-1-2、压力管-1-3、排水泵-1-4、压力管-1-5、排水渠-1-6;
控制堰-2-1、控制堰-2-2、控制堰-2-3、控制堰-2-4、水位计-2-5、水位计-2-6、水位计-2-7、水位计-2-8;
水质监测仪-3-1、水质监测仪-3-2、水质监测仪-3-3、水质监测仪-3-4;
高密度养殖单元-4-1、中密度养殖单元-4-2、中密度养殖单元-4-3、鱼类养殖单元-4-4、低密度养殖单元-4-5;
进水口-5-1、畦沟-5-2、种植单元-5-3。
具体实施方式
通过下面具体实施例进一步介绍本发明的技术方案。本发明不同参数之间优先级氨氮NH3-N>溶解氧DO>化学需氧量COD>总氮TN>总磷TP,因此实施例分别对应不同氨氮、溶解氧浓度下系统的响应机制。
实施例1
一种龙虾养殖尾水生态净化系统,包括了灌溉排水系统1、水位调节系统2、水质监测系统3、龙虾养殖系统4和稻田种植系统5五个子系统。
灌溉排水系统1连接至龙虾养殖系统4、龙虾养殖系统4的出口连接至稻田种植系统5,水位调节系统2与水质监测系统3连接至龙虾养殖系统4。
上述水位调节系统的控制堰、水位计以及水质监测系统的水质监测仪的数量均为4个,是基于龙虾养殖系统中所包含的养殖单元的数量而确定的,此处仅用于列举说明,而非用于限制。
其中灌溉排水系统1包括进水渠1-1、进水泵1-2、压力管1-3、排水泵1-4、压力管1-5、排水渠1-6。进水泵1-2泵型为IS离心泵,具体选型可根据实际流量及相关标准进行选择;压力管1-3应与相关泵型配套。
水位调节系统2包括控制堰2-1、控制堰2-2、控制堰2-3、控制堰2-4、水位计2-5、水位计2-6、水位计2-7、水位计2-8。控制堰可依据水质监测系统3中水质监测仪3-1、水质监测仪3-2、水质监测仪3-3、水质监测仪3-4反馈信号进行上下调节,结合长江下游暴雨径流资料,堰顶超高取0.5m。
水质监测系统3包括水质监测仪3-1、水质监测仪3-2、水质监测仪3-3、水质监测仪3-4。每个水质监测仪具有独立的水质检测、判定、信号传输功能,测量范围为(0.0~1000.0)mg/L,精度为0.1mg/L;判定时间为0.5ms。
龙虾养殖系统4包括高密度养殖单元4-1、中密度养殖单元4-2、中密度养殖单元4-3、鱼类养殖单元4-4、低密度养殖单元4-5。高密度养殖单元4-1、中密度养殖单元4-2、中密度养殖单元4-3中水生植物以水花生、伊乐藻为主,边坡种植黑藻供龙虾生存。鱼类养殖单元4-4及低密度养殖单元4-5中除上述植物外,还需种植香蒲、芦苇、美人蕉等湿地植物用于水产养殖尾水生态处理。
稻田种植系统5包括进水口5-1、畦沟5-2、种植单元5-3。稻田种植单元5-3高于龙虾养殖系统4平面50cm,畦沟5-2尺寸为宽10cm,深6cm,边坡比1.2。7月-11月为水稻种植期,水稻收割完部分秸秆还田且配合附近农家肥进行翻耕;12月-次年6月属于晒田期,期间种植水生植物作为浅水滩供龙虾栖息褪壳。
一种龙虾养殖尾水生态净化系统的运行方法,步骤如下:
步骤1)灌溉排水系统1的进水泵1-2将进水渠1-1中的自然界的水抽入压力管1-3中输送至龙虾养殖系统4的高密度养殖单元4-1中,水质监测系统3的水质监测仪3-1对水中pH、DO、COD、NH3-N、TN、TP进行在线监测,检测数据如表1所示:
表1实施例1高密度养殖单元4-1水质监测情况
Figure GDA0003829826320000081
数据反馈至水位调节系统2的控制堰2-1与水位计2-5中,水位调节计算方法如式1。
Figure GDA0003829826320000082
注:Z1:高密度养殖单元4-1水位值(以塘底为基面),m;
H1:高密度养殖单元4-1塘深度(塘底至岸面),取1.6m;
经判定高密度养殖单元4-1水质符合要求,则控制水位Z1至1.6m,同时打开控制堰继续供水至中密度养殖单元4-2。
步骤2)水质监测系统3的水质监测仪3-2对水质中pH、DO、COD、NH3-N、TN、TP进行在线监测,检测数据如表2所示:
表2实施例1中密度养殖单元4-2水质监测情况
Figure GDA0003829826320000083
数据反馈至水位调节系统2的控制堰2-2与水位计2-6中,水位调节计算方法判定方法如式2。
Figure GDA0003829826320000091
注:Z2:中密度养殖单元4-2水位值(以塘底为基面),m;
H2:中密度养殖单元4-2塘深度(塘底至岸面),取1.3m;
经判定中密度养殖单元4-2水质符合要求,则控制水位Z2至1.17m,同时打开控制堰继续供水至中密度养殖单元4-3。
步骤3)水质监测系统3的水质监测仪3-3对水质中pH、DO、COD、NH3-N、TN、TP进行在线监测,检测数据如表3所示:
表3实施例1中密度养殖单元4-3水质监测情况
Figure GDA0003829826320000092
数据反馈至水位调节系统2的控制堰2-3与水位计2-7中,水位调节计算方法判定方法如式3。
Figure GDA0003829826320000093
注:Z3:中密度养殖单元4-3水位值(以塘底为基面),m;
H3:中密度养殖单元4-3塘深度(塘底至岸面),取1.1m;
经判定中密度养殖单元4-3水质符合要求,则控制水位Z3至0.88m,同时打开控制堰继续供水至低密度养殖单元4-5与鱼类养殖单元4-4。
步骤4)水质监测系统3的水质监测仪3-4对水质中pH、DO、COD、NH3-N、TN、TP进行在线监测,检测数据如表4所示:
表4实施例1低密度养殖单元4-5水质监测情况
Figure GDA0003829826320000094
数据反馈至水位调节系统2的控制堰2-4与水位计2-8中,水位调节计算方法方法如式4。
Figure GDA0003829826320000101
注:Z4:低密度养殖单元4-5水位值(以塘底为基面),m;
H4:低密度养殖单元4-5塘深度(塘底至岸面),取1.0m;
经判定低密度养殖单元4-5水质符合要求,则控制水位Z3至0.90m。
步骤5)龙虾养殖系统4中高密度养殖单元4-1养殖密度为10尾/m2、中密度养殖单元4-2养殖密度为8尾/m2、中密度养殖单元4-3养殖密度为8尾/m2、低密度养殖单元4-5养殖密度为6尾/m2
低密度养殖单元4-5水质经过判定符合相关标准,则启动灌溉排水系统1的排水泵1-4,尾水进入压力管1-5,最终汇入排水渠1-6。
实施例2
其他同实施例1。
水质监测系统3的水质监测仪3-1对水质中pH、DO、COD、NH3-N、TN、TP进行在线监测,检测数据如表5所示:
表5实施例2高密度养殖单元4-1水质监测情况
Figure GDA0003829826320000102
经判定,COD浓度超标,无法直接进入中密度养殖单元4-2,打开稻田种植系统5的进水口5-1使未达标水体进入稻田种植系统5,水体通过稻田种植系统5的畦沟5-2进行灌溉,经过稻田种植系统5的种植单元5-3净化缓冲,再重新进入龙虾养殖系统4。
实施例3
其他同实施例1。
表6实施例3中密度养殖单元4-2水质监测情况
Figure GDA0003829826320000111
经判定,COD、NH3-N均超标无法直接进入中密度养殖单元4-3,打开稻田种植系统5的进水口5-1使未达标水体进入稻田种植系统5,水体通过稻田种植系统5的畦沟5-2进行灌溉,经过稻田种植系统5的种植单元5-3净化缓冲,再重新进入龙虾养殖系统4。
实施例4
其他同实施例1。
表7实施例4中密度养殖单元4-3水质监测情况
Figure GDA0003829826320000112
经判定,TP超标,无法直接进入低密度养殖单元4-5与鱼类养殖单元4-4,打开稻田种植系统5的进水口5-1使未达标水体进入稻田种植系统5,水体通过稻田种植系统5的畦沟5-2进行灌溉,经过稻田种植系统5的种植单元5-3净化缓冲,再重新进入龙虾养殖系统4。
实施例5
其他同实施例1。
表8实施例5低密度养殖单元4-5水质监测情况
Figure GDA0003829826320000113
经判定,TN超标,无法直接排入排水渠,打开稻田种植系统5的进水口5-1使未达标水体进入稻田种植系统5,水体通过稻田种植系统5的畦沟5-2进行灌溉,经过稻田种植系统5的种植单元5-3净化缓冲,再重新进入低密度养殖单元4-5,最终进入排水渠1-6。

Claims (1)

1.一种龙虾养殖尾水生态净化系统的运行方法,灌溉排水系统(1)将水源输送至龙虾养殖系统(4)的养殖单元,水质监测系统(3)的水质监测仪对水质中pH、DO、COD、NH3-N、TN、TP进行在线监测,数据反馈至水位调节系统(2)的控制堰与水位计;水位调节系统(2)根据各养殖单元污染物阈值进行水位调节及水量调度,污染物浓度超标则进入稻田种植系统(5)进行尾水生态处理,最终实现水产养殖水循环;
所述的龙虾养殖尾水生态净化系统,包括灌溉排水系统(1)、水位调节系统(2)、水质监测系统(3)、龙虾养殖系统(4)和稻田种植系统(5);其中,灌溉排水系统连接至龙虾养殖系统、龙虾养殖系统的出口同时连接至稻田种植系统和灌溉排水系统,水位调节系统与水质监测系统连接至龙虾养殖系统;稻田种植系统出口连接龙虾养殖系统;
所述的灌溉排水系统(1)包括进水渠(1-1)、进水泵(1-2)、压力管1(1-3)、排水泵(1-4)、压力管2(1-5)、排水渠(1-6);
水位调节系统(2)包括一个或一个以上的控制堰和一个以上的水位计;
水质监测系统(3)包括一个或一个以上水质监测仪;
控制堰、水质监测仪的数量与养殖单元的数量匹配;
龙虾养殖系统(4)包括不同密度的养殖单元以及鱼类养殖单元(4-4);
稻田种植系统(5)包括进水口(5-1)、畦沟(5-2)、种植单元(5-3);
所述的控制堰的高度依据水质监测系统的反馈信号上下调节;稻田种植单元(5-3)高于龙虾养殖系统(4)平面30~50cm;
所述不同密度的龙虾养殖单元是高、中、低密度养殖单元,其中,高密度养殖单元、中密度养殖单元种植水生植物,边坡种植黑藻供龙虾生存;所述的鱼类养殖单元(4-4)及低密度养殖单元中还种植湿地植物用于水产养殖尾水生态处理;
其特征在于,包括以下步骤:
步骤1)灌溉排水系统(1)的进水泵(1-2)将进水渠(1-1)中的水源抽入压力管1(1-3)中输送至龙虾养殖系统(4)的高密度养殖单元(4-1)中,水质监测系统(3)的水质监测仪1(3-1)对水质中pH、DO、COD、NH3-N、TN、TP进行在线监测,数据反馈至水位调节系统(2)的控制堰1(2-1)与水位计1(2-5)中,水位调节计算方法如式1:
Figure FDA0003829826310000021
注:Z1:高密度养殖单元(4-1)水位值,以塘底为基面,m;
H1:高密度养殖单元(4-1)塘深度,塘底至岸面,取1.5~2.0m;
Figure FDA0003829826310000022
高密度养殖单元(4-1)水体实时pH值,取7.5~7.9,无量纲;
Figure FDA0003829826310000023
高密度养殖单元(4-1)水体实时DO浓度,取3.2~17.2mg/L;
Figure FDA0003829826310000024
高密度养殖单元(4-1)水体实时COD浓度,取35~105mg/L;
Figure FDA0003829826310000025
高密度养殖单元(4-1)水体实时NH3-N浓度,取0.3~1.5mg/L;
Figure FDA0003829826310000026
高密度养殖单元(4-1)水体实时TN浓度,取2.0~3.0mg/L;
Figure FDA0003829826310000027
高密度养殖单元(4-1)水体实时TP浓度,取0.3~0.7mg/L;
Figure FDA0003829826310000028
水体相关标准阈值分别取6.0~9.0、5.0~30.0、0~200.0、0~1.0、0~5.0、0~1.0;
θ:环境容量最大允许比例,取0.3~1.0,无量纲;
若水质判定未通过则打开稻田种植系统(5)的进水口(5-1)使未达标水体进入稻田缓冲,再重新进入龙虾养殖系统(4);
步骤2)若高密度养殖单元(4-1)水质经过判定符合相关标准,打开控制堰1(2-1)继续供水至中密度养殖单元1(4-2),水质监测系统(3)的水质监测仪2(3-2)对水质中pH、DO、COD、NH3-N、TN、TP进行在线监测,数据反馈至水位调节系统(2)的控制堰2(2-2)与水位计2(2-6)中,水位调节计算方法判定方法如式2;
Figure FDA0003829826310000029
注:Z2:中密度养殖单元1(4-2)水位值,以塘底为基面,m;
H2:中密度养殖单元1(4-2)塘深度,塘底至岸面,取1.2~1.5m;
Figure FDA00038298263100000210
中密度养殖单元1(4-2)水体实时pH值,取7.5~7.9,无量纲;
Figure FDA00038298263100000211
中密度养殖单元1(4-2)水体实时DO浓度,取3.2~17.2mg/L;
Figure FDA0003829826310000031
中密度养殖单元1(4-2)水体实时COD浓度,取35~105mg/L;
Figure FDA0003829826310000032
中密度养殖单元1(4-2)水体实时NH3-N浓度,取0.3~1.5mg/L;
Figure FDA0003829826310000033
中密度养殖单元1(4-2)水体实时TN浓度,取2.0~3.0mg/L;
Figure FDA0003829826310000034
中密度养殖单元1(4-2)水体实时TP浓度,取0.3~0.7mg/L;
Figure FDA0003829826310000035
水体相关标准阈值分别取6.0~9.0、5.0~30.0、0~200.0、0~1.0、0~5.0、0~1.0;
β:环境容量最大允许比例,取0.3~0.8;
若水质判定未通过则打开稻田种植系统(5)的进水口(5-1)使未达标水体进入稻田种植系统(5),水体通过稻田种植系统(5)的畦沟(5-2)进行灌溉,经过稻田种植系统(5)的种植单元(5-3)净化缓冲,再重新进入龙虾养殖系统(4);
步骤3)若中密度养殖单元1(4-2)水质经过判定符合相关标准,打开控制堰2(2-2)继续供水至中密度养殖单元2(4-3),水质监测系统(3)的水质监测仪3(3-3)对水质中pH、DO、COD、NH3-N、TN、TP进行在线监测,数据反馈至水位调节系统(2)的控制堰3(2-3)与水位计3(2-7)中,水位调节计算方法判定方法如式3;
Figure FDA0003829826310000036
注:Z3:中密度养殖单元2(4-3)水位值,以塘底为基面,m;
H3:中密度养殖单元2(4-3)塘深度,塘底至岸面,取1.1~1.6m;
Figure FDA0003829826310000037
中密度养殖单元2(4-3)水体实时pH值,取7.5~7.9,无量纲;
Figure FDA0003829826310000038
中密度养殖单元2(4-3)水体实时DO浓度,取3.2~17.2mg/L;
Figure FDA0003829826310000039
中密度养殖单元2(4-3)水体实时COD浓度,取35~105mg/L;
Figure FDA00038298263100000310
中密度养殖单元2(4-3)水体实时NH3-N浓度,取0.3~1.5mg/L;
Figure FDA00038298263100000311
中密度养殖单元2(4-3)水体实时TN浓度,取2.0~3.0mg/L;
Figure FDA00038298263100000312
中密度养殖单元2(4-3)水体实时TP浓度,取0.3~0.7mg/L;
Figure FDA00038298263100000313
水体相关标准阈值分别取6.0~9.0、5.0~30.0、0~200.0、0~1.0、0~5.0、0~1.0;
ε:环境容量最大允许比例,取0.3~0.8;
若水质判定未通过则打开稻田种植系统(5)的进水口(5-1)使未达标水体进入稻田种植系统(5),水质净化工艺顺序同步骤3;
若水质判定通过则直接进入龙虾养殖系统(4)的鱼类养殖单元(4-4),鱼类养殖单元(4-4)尾水进入龙虾养殖系统(4)的低密度养殖单元(4-5);
步骤4)若中密度养殖单元2(4-3)水质经过判定符合相关标准,打开控制堰3(2-3)继续供水至低密度养殖单元(4-5),水质监测系统(3)的水质监测仪4(3-4)对水质中pH、DO、COD、NH3-N、TN、TP进行在线监测,数据反馈至水位调节系统(2)的控制堰4(2-4)与水位计4(2-8)中,水位调节计算方法如式4;
Figure FDA0003829826310000048
注:Z4:低密度养殖单元(4-5)水位值,以塘底为基面,m;
H4:低密度养殖单元(4-5)塘深度,塘底至岸面,取0.8~1.5m;
Figure FDA0003829826310000041
低密度养殖单元(4-5)水体实时pH值,取7.5~7.9,无量纲;
Figure FDA0003829826310000042
低密度养殖单元(4-5)水体实时DO浓度,取3.2~17.2mg/L;
Figure FDA0003829826310000043
低密度养殖单元(4-5)水体实时COD浓度,取35~105mg/L;
Figure FDA0003829826310000044
低密度养殖单元(4-5)水体实时NH3-N浓度,取0.3~1.5mg/L;
Figure FDA0003829826310000045
低密度养殖单元(4-5)水体实时TN浓度,取2.0~3.0mg/L;
Figure FDA0003829826310000046
低密度养殖单元(4-5)水体实时TP浓度,取0.3~0.7mg/L;
Figure FDA0003829826310000047
水体相关标准阈值分别取6.0~9.0、5.0~30.0、0~200.0、0~1.0、0~5.0、0~1.0;
δ:环境容量最大允许比例,取0.5~0.8;
步骤5)龙虾养殖系统(4)中高密度养殖单元(4-1)、中密度养殖单元1(4-2)、中密度养殖单元2(4-3)、低密度养殖单元(4-5)的养殖密度计算方法如式5;
C=ω·N/S (式5)
注:C:龙虾养殖系统(4)养殖密度,尾/m2
ω:龙虾养殖系统(4)养殖密度指数,取0.4~1.2,无量纲;
N:龙虾养殖系统(4)常规养殖单位投放尾数,取500~1000尾;
S:龙虾养殖系统(4)各养殖单元面积,取300~800m2
低密度养殖单元(4-5)水质经过判定符合相关标准,则启动灌溉排水系统(1)的排水泵(1-4),尾水进入压力管2(1-5),最终汇入排水渠(1-6)。
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