CN114600825B - 一种双循环水产养殖系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双循环水产养殖系统，包括水产养殖单元、循环水处理单元、尾水处理单元和源水处理单元。循环水处理单元的进口和出口分别与水产养殖单元的第一排水口和进口连通，循环水处理单元用于处理水产养殖单元的中上层水并供水产养殖单元使用；尾水处理单元的进口与水产养殖单元的第一排污口连通，尾水处理单元用于处理水产养殖单元的下层水；源水处理单元用于接收并处理来自尾水处理单元和外部水源的水，源水处理单元的出口与水产养殖单元的进口和/或循环水处理单元的进口连通，以供应处理后的水；循环水处理单元和水产养殖单元构成第一循环，尾水处理单元、源水处理单元和水产养殖单元构成第二循环。本发明有利于生态绿色养殖的发展。
Description
技术领域
本发明属于水产养殖技术领域，特别是涉及一种双循环水产养殖系统。
背景技术
根据《2020中国渔业统计年鉴》，2019年我国水产品总产量为6480.36万吨，其中养殖产量5079.07万吨，同比增长1.76%。养殖产品与捕捞产品的产量比例为78.4:21.6，是世界上唯一养殖水产品总量超过捕捞总量的主要渔业国家。目前我国水产养殖以池塘为主，养殖方式有围栏、网箱和工厂化等。随着环保的需求，环境污染严重的围栏和网箱养殖厂已逐步被取缔。根据《2020中国渔业统计年鉴》，2019年围栏和网箱的养殖面积较2018年分别减少60.37%和43.48%，而以循环水为主的工厂化养殖面积上升了13.37%。可见，未来我国水产养殖方式必然走向以循环水养殖为主的集约化、资源化的绿色生态发展之道。
目前，我国水产养殖对优质水源的依赖程度非常高，造成项目选址和推广受到的限制较多。究其原因，是因为在系统设计时忽略或根本没有考虑源水处理问题。而且，由于水产养殖业蓬勃发展以及养殖废水的排放，导致水产养殖区域周边的水域普遍受到不同程度的污染，如不经处理直接使用受污染的水域源水进行养殖，会对养殖生产造成不利影响。
近年来出现的新型养殖模式中不缺乏多种形式的循环水养殖模式，如池塘流水槽、集装箱循环水、工厂化循环水等，但这些养殖模式基本上仅仅关注养殖池内的水处理，忽视养殖尾水或循环水处理系统产生的二次废水和残饵粪便等污染问题，未能达到真正的绿色生态循环养殖。
为此，本发明提供了一种双循环水产养殖系统，以至少部分地解决上述问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种双循环水产养殖系统，包括：
水产养殖单元；
循环水处理单元，所述循环水处理单元的进口与所述水产养殖单元的第一排水口连通，所述循环水处理单元的出口与所述水产养殖单元的进口连通，所述循环水处理单元用于处理所述水产养殖单元的中上层水并供所述水产养殖单元使用；
尾水处理单元，所述尾水处理单元的进口与所述水产养殖单元的第一排污口连通，所述尾水处理单元用于处理所述水产养殖单元的下层水；
源水处理单元，所述源水处理单元用于接收并处理来自所述尾水处理单元和外部水源的水，所述源水处理单元的出口与所述水产养殖单元的进口和/或所述循环水处理单元的进口连通，以供应处理后的水；
其中，所述循环水处理单元和所述水产养殖单元构成所述双循环水产养殖系统的第一循环，尾水处理单元、源水处理单元和水产养殖单元构成双循环水产养殖系统的第二循环。
根据本发明的双循环水产养殖系统，循环水处理单元和水产养殖单元构成双循环水产养殖系统的第一循环，使得循环水处理单元能够处理水产养殖单元的中上层水并供水产养殖单元使用，一方面能够使得水产养殖单元内大部分养殖水经过滤提质后循环重复利用，可有效节约水资源，另一方面能够保证水产养殖单元内水环境的稳定，减少养殖有害物质，提高养殖成功率，且低污染的大部分中上层养殖水采用低成本物理处理后即可循环使用，能够有效降低系统总体投资；尾水处理单元、源水处理单元和水产养殖单元构成双循环水产养殖系统的第二循环，既使得尾水处理单元能够处理水产养殖单元的下层水，有效去除养殖过程中产生的残饵粪便、氨氮、亚盐等有害物质，使得处理后的水能够达到排放标准或者循环回收利用，有效避免水产养殖单元内残饵粪便等污染物含量较高的下层水对周围环境产生不利的影响，有利于生态、绿色养殖的发展，并且对高污染的下层小部分养殖水采用自然生态环境或生化处理等方法，可降低尾水处理单元的占地面积和投资；又使得源水处理单元能够接收并处理来自尾水处理单元和外部水源的水，源水处理单元的出口与水产养殖单元的进口和/或循环水处理单元的进口连通，以供应处理后的水，一方面能够有效降低对养殖用水的水源水质要求，降低水源因素对双循环水产养殖系统建设选址的限制，另一方面能够循环回收利用尾水处理单元处理的水，减少养殖水排放量和水资源使用量，节能环保，再一方面，能够有效保证进入水产养殖单元的养殖水的品质，降低养殖病害发生的可能性，提高养殖成功率。
可选地，所述第一循环的循环水量是所述第二循环的循环水量的3-20倍。
可选地，所述循环水处理单元包括过滤模块和提质模块，所述过滤模块的进口与所述第一排水口连通，所述源水处理单元的出口与所述水产养殖单元的进口和/或所述过滤模块的进口连通，所述提质模块连通在所述过滤模块的出口和所述水产养殖单元的进口之间。
可选地，所述提质模块包括排抗消杀子模块和增氧提质子模块，所述过滤模块的出口与所述排抗消杀子模块的进口连通，所述增氧提质子模块连通在所述排抗消杀子模块的出口和所述水产养殖单元的进口之间。
可选地，所述提质模块还包括CO2脱除子模块，所述CO2脱除子模块连通在所述过滤模块的出口和所述排抗消杀子模块的进口之间。
可选地，所述尾水处理单元包括沉淀模块和净化模块，所述沉淀模块的进口与所述第一排污口连通，所述净化模块连通在所述沉淀模块的第二排水口和所述源水处理单元的进口之间。
可选地，所述尾水处理单元还包括固废处理模块，所述固废处理模块与所述沉淀模块的第二排污口连通。
可选地，所述固废处理模块包括固废处理子模块和浓缩子模块，所述固废处理子模块连通在所述沉淀模块的第二排污口和所述浓缩子模块的进口之间。
可选地，所述源水处理单元包括预处理模块和水质调节模块，所述水质调节模块的进口与所述预处理模块的出口连通，所述水质调节模块的出口与所述水产养殖单元的进口和/或所述循环水处理单元的进口连通。
可选地，所述过滤模块包括自动反冲洗过滤装置，所述自动反冲洗过滤装置的废水出口与所述尾水处理单元的进口连通。
可选地，所述水产养殖单元包括至少一个养殖池，所述养殖池包括排水管和排污管，所述排水管与所述循环水处理单元的进口连通，所述排污管与所述尾水处理单元的进口连通。
可选地，所述水产养殖单元、所述循环水处理单元、所述尾水处理单元和所述源水处理单元的中的至少一个采用集装箱制成。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。附图中：
图1为根据本发明的一个优选实施方式的双循环水产养殖系统的布局示意图；
图2为根据本发明的第一优选实施方式的双循环水产养殖系统的布局示意图；以及
图3为根据本发明的第二优选实施方式的双循环水产养殖系统的布局示意图。
附图标记说明：
100：双循环水产养殖系统 110：水产养殖单元
111：养殖池 120：循环水处理单元
121：过滤模块 122：提质模块
123：排抗消杀子模块 124：增氧提质子模块
125：CO2脱除子模块 130：尾水处理单元
131：沉淀模块 132：净化模块
133：固废处理模块 134：固废处理子模块
135：浓缩子模块 140：源水处理单元
141：预处理模块 142：水质调节模块
150：外部水源
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明。显然，本发明的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。
应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本发明的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本发明中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。
本发明中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。
以下，将参照附图对本发明的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本发明的代表实施方式，并不是限定本发明。
参考图1，根据本发明的优选实施方式的双循环水产养殖系统100包括水产养殖单元110、循环水处理单元120、尾水处理单元130和源水处理单元140。
水产养殖单元110用于养殖鱼类或者虾类等水产品。水产养殖单元110包括进口、第一排水口和第一排污口。进口可以根据实际需要设置在下文中即将提到的养殖池111的上部或者顶部。进口用于向水产养殖单元110内输入养殖水。第一排水口可以设置在养殖池111的中上部。第一排污口可以设置在养殖池111的中下部或底部。
循环水处理单元120包括进口和出口。循环水处理单元120的进口与水产养殖单元110的第一排水口连通，循环水处理单元120的出口与水产养殖单元110的进口连通，使得水产养殖单元110内残饵粪便等含量较低的中上层水能够通过自流或泵之类的设备输送至循环水处理单元120，并经循环水处理单元120的过滤提质净化处理后，输送至水产养殖单元110循环重复利用，以有效节约水资源，并保证水产养殖单元110内水的品质以及水环境的稳定，减少养殖有害物质，提高养殖成功率。且低污染的大部分中上层养殖水在循环水处理单元120中采用低成本物理处理后即可输送至水产养殖单元110循环重复利用，能够有效降低双循环水产养殖系统100总体投资。
也就是说，循环水处理单元120和水产养殖单元110能够构成双循环水产养殖系统100的第一循环，使得水产养殖单元110内的大部分水体经循环水处理单元120净化处理后循环重复利用。
尾水处理单元130包括进口和出口。尾水处理单元130的进口与水产养殖单元110的第一排污口连通，以将水产养殖单元110内残饵粪便等含量较高的下层水通过自流或泵之类的设备输送至尾水处理单元130，并在尾水处理单元130内进行处理，以有效去除残饵粪便以及养殖过程中产生的氨氮、亚盐等有害物质，使得处理后的水能够达到排放标准或者循环回收利用，有效避免水产养殖单元110内残饵粪便等污染物含量较高的下层水对周围环境产生不利的影响，有利于生态、绿色养殖的发展。且高污染的下层小部分养殖水在尾水处理单元130中可采用自然生态环境或生化处理方法，可降低尾水处理单元130的占地面积和投资
源水处理单元140包括进口和出口。源水处理单元140的进口能够与尾水处理单元130的出口连通，源水处理单元140的出口能够与水产养殖单元110的进口和/或循环水处理单元120的进口连通，使得源水处理单元140能够接收并处理来自尾水处理单元130的水，以提升处理后的来自尾水处理单元130的水的品质，并将处理后的水通过自流或泵之类的设备输送至水产养殖单元110和/或循环水处理单元120，以向水产养殖单元110和/或循环水处理单元120提到补充水，一方面能够循环回收利用尾水处理单元130处理的水，减少养殖水排放量和水资源使用量，节能环保，另一方面能够有效保证进入水产养殖单元110的养殖水的品质，降低养殖病害发生的可能性，提高养殖成功率。
源水处理单元140的进口还能够与外部水源150连通，使得源水处理单元140能够接收并处理来自外部水源150的水，以提升处理后的外部水源150的水的品质，并将处理后的外部水源150的水通过自流或泵之类的设备输送至水产养殖单元110和/或循环水处理单元120，以向水产养殖单元110和/或循环水处理单元120提到补充水，以有效降低水产养殖单元110对养殖用水的水源水质要求，降低外部水源150因素对双循环水产养殖系统100建设选址的限制。
也就是说，尾水处理单元130、源水处理单元140和水产养殖单元110能够构成双循环水产养殖系统100的第二循环，使得水产养殖单元110内的少部分水体经尾水处理单元130和源水处理单元140净化处理后循环重复利用，并能够使得外部水源150的水经源水处理单元140净化处理后补充进水产养殖单元110，以为水产养殖单元110提供足够量的养殖水。
第一循环的循环水量可以是第二循环的循环水量的3-20倍，以既提高水产养殖单元110内大部分低污染的中上层养殖水的循环利用率，有效节约水资源，又保证对水产养殖单元110内小部分高污染的下层养殖水的净化处理，以提升水产养殖单元110内水环境以及双循环水产养殖系统100周围水环境的稳定，且保证水产养殖单元110有足够的补充水。
不同水产品对水质的要求存在差异，使得双循环水产养殖系统100的各个单元的具体设置会存在差异。下面将结合图1和图2对适用于鱼类养殖的双循环水产养殖系统100进行详细说明。
参考图1和图2，适用于鱼类养殖的双循环水产养殖系统100的水产养殖单元110包括至少一个养殖池111。在图2所示实施方式中，水产养殖单元110包括16个养殖池111。每4个养殖池111为一组，共4组。可以将横向设置的4个养殖池111分为一组，也可以将纵向设置的4个养殖池111分为一组。可以理解，养殖池111的数量、排布方式以及分组方式可以根据实际需要设置。
水产养殖单元110可以采用集装箱制成。相应的，养殖池111也可以采用集装箱制成，以使得养殖池111具有一体化、集成程度高、组合灵活、现场安装便捷等的优点。
养殖池111可以是矩形池、圆形池或者圆角方形池。养殖池111可以采用帆布池、钢结构、钢化玻璃、PE材料或者水泥砌砖等构造。在图2所示实施方式中，养殖池111为直径12米、高3米的圆形帆布池。养殖池111内养殖水体容积约为300立方米。可以理解，养殖池111的大小可以根据实际需要设置。
养殖池111包括上文中述及的进口、第一排水口和第一排污口。养殖池111还包括排水管和排污管。排水管可以连通在第一排水口和循环水处理单元120的进口之间，以将养殖池111内残饵粪便等含量较低的中上层水输送至循环水处理单元120。排污管可以连通在第一排污口和尾水处理单元130的进口之间，以将养殖池111内残饵粪便等含量较高的下层水输送至尾水处理单元130。
在鱼类养殖的实施方式中，养殖池111内约80%-90%的养殖水可通过排水管进入循环水处理单元120，并经循环水处理单元120处理后进入养殖池111内循环利用。养殖池111内约10%-20%的养殖水可通过排污管进入尾水处理单元130，并经尾水处理单元130处理后达到排放标准排放，或再次经过源水处理单元140处理后进入养殖池111内循环利用。
养殖池111内产生的残饵粪便等能够在重力的作用逐渐下沉，并能够在进入养殖池111内的水带动的水力环流作用下不断聚集在养殖池111的底层中央，因此第一排污口优选地设置在养殖池111的底部中央，以将养殖池111内残饵粪便等含量较高的下层水通过排污管输送至尾水处理单元130，有效提高养殖池111内残饵粪便等污染物排出的效率。
循环水处理单元120包括过滤模块121和提质模块122。过滤模块121的进口与养殖池111的第一排水口连通，如通过排水管与养殖池111的第一排水口连通，以使得养殖池111内的中上层水能够进入过滤模块121，并经过滤模块121拦截去除水中的悬浮物以及少量的残饵粪便等污染物。
过滤模块121具体的可以包括微滤机、砂滤罐或砂滤池等的自动反冲洗过滤装置。在鱼类养殖的实施方式中，过滤模块121可以选用微滤机。养殖池111内的中上层水进入微滤机后，水中悬浮物、少量的残饵粪便等污染物被微滤机滚筒上的滤网拦截去除，滤出的水流入微滤机滚筒下方的清水区并进入提质模块122。
若微滤机滤网堵塞导致微滤机进水区水位升高，则过滤模块121可以自动启动反冲洗程序。反冲洗泵可以抽取清水区的滤出水对堵塞的滤网进行冲洗。同时微滤机滚筒不断转动以使整个滤网都能被冲洗干净。微滤机等自动反冲洗过滤装置的废水出口与尾水处理单元130的进口连通，如与尾水处理单元130的沉淀模块131的进口连通，反冲水废水可以经管路排入尾水处理单元130进行处理，以避免循环水处理单元120产生的废水对双循环水产养殖系统100周围环境产生不利的影响，有利于促进双循环水产养殖系统100的绿色、生态、安全发展。
提质模块122连通在过滤模块121的出口和水产养殖单元110的进口之间。提质模块122具体的连通在过滤模块121的出口和养殖池111的进口之间。过滤模块121滤出的水经提质模块122进一步净化处理后进入养殖池111循环利用。
提质模块122可以包括排抗消杀子模块123和增氧提质子模块124。过滤模块121的出口与排抗消杀子模块123的进口连通，以使得过滤模块121滤出的水能够进入排抗消杀子模块123，在排抗消杀子模块123中，经光电能反应的强氧化作用杀灭水中的病毒和细菌，并分解残留药剂和抗生素等，以进一步提高水的品质。
增氧提质子模块124连通在排抗消杀子模块123的出口和水产养殖单元110的进口之间。增氧提质子模块124具体的连通在排抗消杀子模块123的出口和养殖池111的进口之间，也就是增氧提质子模块124的进口与排抗消杀子模块123的出口连通，增氧提质子模块124的出口与养殖池111的进口连通，使得排抗消杀子模块123中的水能够先进入增氧提质子模块124，以大幅度提高水中的溶解氧，之后在进入养殖池111循环利用，以不断补充养殖池111内消耗的溶解氧，保持养殖池111内溶解氧的稳定。
在鱼类高密度养殖中，提质模块122优选地还可以包括CO2脱除子模块125。CO2脱除子模块125连通在过滤模块121的出口和排抗消杀子模块123的进口之间，也就是CO2脱除子模块125的进口与过滤模块121的出口连通，CO2脱除子模块125的出口与排抗消杀子模块123的进口连通。过滤模块121滤出的水先进入CO2脱除子模块125，经空气吹脱作用将鱼类呼吸产生的大量CO2从水体中脱除，避免水中大量溶解的CO2对鱼类造成不利的影响。CO2脱除子模块125的出水再经排抗消杀子模块123和增氧提质子模块124处理后进入养殖池111循环利用。
循环水处理单元120可以采用集装箱制成。相应的，循环水处理单元120的过滤模块121和提质模块122可以为通过管路串联的两个独立集装箱，也可以集成在一个集装箱内，以使得过滤模块121和提质模块122具有一体化、集成程度高、组合灵活、现场安装便捷等的优点。
在图2所示实施方式中，1个循环水处理单元120可以为2个养殖池111提供循环水，即每2个养殖池111配套1个循环水处理单元120，每组养殖池111配套2个循环水处理单元120。可以理解，在未示出的实施方式中，循环水处理单元120和养殖池111的配套关系可以根据实际需求设置，如即每个养殖池111均配套1个循环水处理单元120，或每组养殖池111配套1个循环水处理单元120。
尾水处理单元130包括沉淀模块131和净化模块132。沉淀模块131可以包括进口、第二排水口和第二排污口。进口可以根据实际需要设置在沉淀模块131的上部或者顶部。沉淀模块131的进口与养殖池111的第一排污口连通，使得养殖池111内残饵粪便等含量较高的下层水能够进入沉淀模块131进行沉淀以固液分离。第二排水口可以设置在沉淀模块131的中上部。第二排污口可以设置在沉淀模块131的中下部或底部。
净化模块132能够连通在沉淀模块131的第二排水口和源水处理单元140的进口之间，也就是净化模块132的进口能够与第二排水口连通，净化模块132的出口能够与源水处理单元140的进口连通，使得沉淀模块131中的上层清液能够进入净化模块132进行处理，且处理后的水能够经源水处理单元140进一步净化处理后，继续作为养殖用水进入养殖池111循环利用。
净化模块132的出口也可以与河流等的外部水源150连通，使得经净化模块132处理后的水也可以达标排放到双循环水产养殖系统100周边的河流等的外部水源150，经过河流等的外部水源150的自净能力，又作为源水进入源水处理单元140，经处理后继续作为养殖用水进入养殖池111利用。
净化模块132可以采用生态塘、人工湿地等的自然生态环境形式，也可以采用活性污泥法、生物膜法等生化处理池方式，以去除养殖水中的残饵粪便、氨氮、亚硝酸盐氮以及磷等污染物，并可降低净化模块132的占地面积和投资。
在鱼类养殖的实施方式中，由于鱼类养殖尾水的处理量较大，也就是养殖池111内的残饵粪便等含量较高的下层水的处理量较大，净化模块132优选地采用生态塘的形式，有利于降低造价。生态塘内构成自然生态环境，通过浮水植物、沉水植物和挺水植物的组合，以及菌、藻、滤食性鱼类等作用，使尾水中的有机物、氮、磷等污染物在生态塘内沉降，并分解、吸收、代谢为水生植物生长所需的营养物质，最终通过植物的收获使得污染物得以去除。
在鱼类养殖的实施方式中，生态塘的出水优选地在达标后排放到双循环水产养殖系统100周边的河流等的外部水源150，经过河流等的外部水源150的自净能力，作为源水进入源水处理单元140，经处理后继续作为养殖用水进入养殖池111利用。
尾水处理单元130优选地还包括固废处理模块133。固废处理模块133与沉淀模块131的第二排污口连通，以使得沉淀模块131底部的污泥能够排入固废处理模块133进行处理。
固废处理模块133可以包括固废处理子模块134和浓缩子模块135。固废处理子模块134连通在沉淀模块131的第二排污口和浓缩子模块135的进口之间，也就是固废处理子模块134的进口与第二排污口连通，固废处理子模块134的出口与浓缩子模块135的进口连通。经沉淀模块131固液分离后的富含残饵粪便等的污泥先进入固废处理子模块134，固废处理子模块134可以采用生物或化学方法对粪便残饵等进行处理。固废处理子模块134处理后的污泥随后进入浓缩子模块135，在浓缩子模块135中固液进一步分离，上清液可以作为液态有机肥还田或种植农作物，少量底泥经压缩后可以作为土壤改良剂，达到固废资源化利用的目的。
在鱼类养殖的实施方式中，固废处理子模块134优选地采用生物方法，通过特定微生物的分解代谢作用，改变残饵粪便等状态，并释放出污泥中的氮、磷营养元素。
尾水处理单元130可以采用集装箱制成。相应的，尾水处理单元130的沉淀模块131、净化模块132和固废处理模块133可以分别构造为独立的集装箱，也可以集成在一个集装箱内，以使得沉淀模块131、净化模块132和固废处理模块133具有一体化、集成程度高、组合灵活、现场安装便捷等的优点。
在图2所示实施方式中，沉淀模块131与循环水处理单元120放置在一起，因此也可以与循环水处理单元120集成在一个集装箱内。每2个养殖池111配套1个沉淀模块131，以便就近、快速地对养殖池111内残饵粪便等含量较高的下层水进行固液分离处理，防止因排放管路太长，残饵粪便等在管路中堆积及分解，导致管路堵塞，影响后续净化模块132的处理效果。
源水处理单元140包括预处理模块141和水质调节模块142。源水处理单元140的进口能够与尾水处理单元130的净化模块132的出口和河流等外部水源150连通；源水处理单元140的出口能够与水产养殖单元110的进口和/或循环水处理单元120的进口连通。相应的，预处理模块141的进口能够与净化模块132的出口和河流等外部水源150连通；水质调节模块142的进口与预处理模块141的出口连通，水质调节模块142的出口能够与水产养殖单元110的养殖池111的进口和/或循环水处理单元120的过滤模块121的进口连通，使得源水和/或来自尾水处理单元130的净化模块132的水经经自流或泵等的设备先进入预处理模块141进行预处理，之后再经水质调节模块142的处理后输送至水产养殖单元110的养殖池111和/或循环水处理单元120的过滤模块121，以为供养殖池111提供补充水。
预处理模块141可以包括初沉子模块、通心菜等的植物种植子模块和菌藻养殖子模块。进入预处理模块141的进水首先进入初沉子模块，在初沉子模块经重力沉降后流入通心菜等的植物种植子模块。通心菜等的植物的根系可以吸附拦截进水中大部分的悬浮物质，并且对进水氮磷等营养物质有一定的吸收降解作用。随后进水进入菌藻养殖子模块，菌藻养殖子模块中的菌藻能够进一步降解进水中含有的氮、磷营养物质。
在日常管理中，可以对预处理模块141的水进行每日取样检测，检测诸如SS（suspended solids，悬浮物）、COD（Chemical Oxygen Demand，化学需氧量）、氨氮、亚硝酸盐氮、总磷、总氮等的水质指标，并根据检测结果及预处理模块141内菌藻生长情况及时补充益生菌等的微生物及藻类，以有效保证预处理模块141对进水的预处理效果。
优选地，可以在菌藻养殖子模块设置表曝机、增氧机或曝气盘等的增氧设备，以提高菌藻养殖子模块中水的溶解氧，并通过对水体的扰动促进水体流动，有效提升藻类和微生物的分布均匀性，以及加强藻类的光合作用和微生物的需氧代谢，以有效保证菌藻养殖子模块对进水的预处理效果。
经预处理模块141处理后的源水进入水质调节模块142进一步处理。水质调节模块142根据养殖水产品不同水质要求可以配置过滤功能、pH调整功能、消毒杀菌功能、盐度和营养元素补充功能等。经水质调节模块142调节后的源水可以直接作为补充水进入水产养殖单元110的养殖池111，或经循环水处理单元120进一步处理后再进入水产养殖单元110的养殖池111。
在鱼类养殖的实施方式中，水质调节模块142配置过滤、pH调整和消毒杀菌功能。水质调节模块142的出水优选地直接作为补充水进入养殖池111。
在图2所示实施方式中，水质调节模块142为4个，每个水质调节模块142为一组（4个）养殖池111提供养殖补充水。
源水处理单元140可以采用集装箱制成。相应的，源水处理单元140的预处理模块141和水质调节模块142可以分别构造为通过管路连通的独立的集装箱，也可以集成在一个集装箱内，以使得预处理模块141和水质调节模块142具有一体化、集成程度高、组合灵活、现场安装便捷等的优点。
参考图1和图3，其示出了根据本发明的适用于虾类养殖的双循环水产养殖系统100。下面只针对该系统与适用于鱼类养殖的系统的区别做详细说明。
在该系统中，水产养殖单元110包括8个养殖池111。每4个养殖池111为一组，共2组。可以将纵向设置的4个养殖池111分为一组，也可以将2排横向设置的2个养殖池111分为一组。可以理解，养殖池111的数量、排布方式以及分组方式可以根据实际需要设置。
在虾类养殖的实施方式中，养殖池111为直径15米、高1.5米的圆形帆布池。养殖池111内养殖水体容积约为175立方米。养殖池111内约90%-95%的养殖水可通过排水管进入循环水处理单元120，并经循环水处理单元120处理后进入养殖池111内循环利用。养殖池111内约5%-10%的养殖水可通过排污管进入尾水处理单元130，并经尾水处理单元130处理后达到排放标准排放，或再次经过源水处理单元140处理后进入养殖池111内循环利用。
由于虾类养殖水体中需要一定的盐度，如2-5度的盐度，因而在虾类养殖的实施方式中，源水处理单元140的水质调节模块142需配置过滤、消毒杀菌以及盐度和营养元素补充功能。也就是源水处理单元140的预处理模块141的水进入水质调节模块142后，需先进行过滤和消毒杀菌，然后再投加海盐晶及对虾养殖所必须的营养元素，将水调整为适合对虾生长的具备一定盐度的水质后，作为补充水进入养殖池111内。
在图3所示实施方式中，1个水质调节模块142可以为8个养殖池111提供补充水。为确保养殖池111补充水可以连续补充，水质调节模块142设置为2个，一用一备。
虾类养殖生物量较鱼类养殖少，养殖池111内水中污染物浓度较低，因此每组养殖池111可以配备1个循环水处理单元120，即1个循环水处理单元120可以为4个养殖池111提供循环水。且循环水处理单元120无需设置CO2脱除子模块125。
虾类与鱼类养殖不同的是，虾类生长需要不断脱壳，因此为了更好地进行虾壳的收集并防止虾壳造成管路的堵塞，尾水处理单元130的沉淀模块131就近放置在养殖池111旁边，且每个养殖池111配套一个沉淀模块131。如在图3所示实施方式中，2个沉淀模块131集成在一个集装箱内，放置在养殖池111的一侧，如设置在相邻的2个养殖池111的中间的位置，以节约制造成本。
优选地在沉淀模块131的中上部设置滤网。滤网能够在虾类脱壳期间拦截随养殖池111内的下层水排出的虾壳，并便于后期人工清理虾壳。
由于虾类对于氨氮、亚盐等较为敏感，因此在虾类养殖的实施方式中，净化模块132采用生化处理池的方式，以通过生化处理池内硝化细菌和反硝化细菌的代谢降解作用，将进入净化模块132的水中的有害分子氨和亚硝酸盐氮等转化为无害的硝酸盐氮及氮气。
由于虾养殖的尾水（养殖池111内的下层水）中的污染物浓度较低且具有一定的盐度，如果生化处理池采用活性污泥法，一方面由于处理水量大，生化水力停留时间短，硝化细菌容易流失，影响生化处理效果，另一方面由于处理的尾水带有一定的盐度，活性污泥法的微生物较难培养。为此需要采用生物膜法，也就是在净化模块132内投放MBBR（Moving-Bed Biofilm Reactor，移动床生物膜反应器）悬浮填料，水中微生物可以依附在填料表面并形成生物膜，使得硝化细菌泥龄与池内HRT（Hydraulic Retention Time，水力停留时间）分离，得以生存并繁殖，不易流失。且优选地可在净化模块132的底部设置曝气装置。
在虾类养殖的实施方式中，经尾水处理单元130的净化模块132处理后的出水优选地再次经过源水处理单元140处理后进入养殖池111内循环利用，能够有效利用尾水中的盐分以及虾养殖所必须的营养元素，进而减少对水质调节模块142投加的海盐晶及虾养殖所必须的营养元素，以降低养殖成本。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
Claims (8)
1.一种双循环水产养殖系统，其特征在于，包括：
水产养殖单元；
循环水处理单元，所述循环水处理单元的进口与所述水产养殖单元的第一排水口连通，所述循环水处理单元的出口与所述水产养殖单元的进口连通，所述循环水处理单元用于处理所述水产养殖单元的中上层水并供所述水产养殖单元使用；
尾水处理单元，所述尾水处理单元的进口与所述水产养殖单元的第一排污口连通，所述尾水处理单元用于处理所述水产养殖单元的下层水；
源水处理单元，所述源水处理单元用于接收并处理来自所述尾水处理单元和外部水源的水，所述源水处理单元的出口与所述水产养殖单元的进口和/或所述循环水处理单元的进口连通，以供应处理后的水；
其中，所述循环水处理单元和所述水产养殖单元构成所述双循环水产养殖系统的第一循环，所述尾水处理单元、所述源水处理单元和所述水产养殖单元构成所述双循环水产养殖系统的第二循环；
所述源水处理单元包括预处理模块和水质调节模块，所述水质调节模块的进口与所述预处理模块的出口连通，所述水质调节模块的出口与所述水产养殖单元的进口和/或所述循环水处理单元的进口连通；
其中，所述预处理模块包括初沉子模块、植物种植子模块和菌藻养殖子模块，所述植物种植子模块中的植物的根系用于吸附拦截进水中的悬浮物质，并且对进水中的营养物质进行吸收降解，所述菌藻养殖子模块中的菌藻用于进一步降解进水中的营养物质；
所述尾水处理单元包括沉淀模块、净化模块和固废处理模块，所述沉淀模块的进口与所述第一排污口连通，所述净化模块连通在所述沉淀模块的第二排水口和所述源水处理单元的进口之间，所述固废处理模块包括固废处理子模块和浓缩子模块，所述固废处理子模块连通在所述沉淀模块的第二排污口和所述浓缩子模块的进口之间。
2.根据权利要求1所述的双循环水产养殖系统，其特征在于，所述第一循环的循环水量是所述第二循环的循环水量的3-20倍。
3.根据权利要求1所述的双循环水产养殖系统，其特征在于，所述循环水处理单元包括过滤模块和提质模块，所述过滤模块的进口与所述第一排水口连通，所述源水处理单元的出口与所述水产养殖单元的进口和/或所述过滤模块的进口连通，所述提质模块连通在所述过滤模块的出口和所述水产养殖单元的进口之间。
4.根据权利要求3所述的双循环水产养殖系统，其特征在于，所述提质模块包括排抗消杀子模块和增氧提质子模块，所述过滤模块的出口与所述排抗消杀子模块的进口连通，所述增氧提质子模块连通在所述排抗消杀子模块的出口和所述水产养殖单元的进口之间。
5.根据权利要求4所述的双循环水产养殖系统，其特征在于，所述提质模块还包括CO2脱除子模块，所述CO2脱除子模块连通在所述过滤模块的出口和所述排抗消杀子模块的进口之间。
6.根据权利要求3所述的双循环水产养殖系统，其特征在于，所述过滤模块包括自动反冲洗过滤装置，所述自动反冲洗过滤装置的废水出口与所述尾水处理单元的进口连通。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的双循环水产养殖系统，其特征在于，所述水产养殖单元包括至少一个养殖池，所述养殖池包括排水管和排污管，所述排水管与所述循环水处理单元的进口连通，所述排污管与所述尾水处理单元的进口连通。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的双循环水产养殖系统，其特征在于，所述水产养殖单元、所述循环水处理单元、所述尾水处理单元和所述源水处理单元中的至少一个采用集装箱制成。
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