CN116098109A - 一种池塘工业化养殖系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种池塘工业化养殖系统，核心内容包括工厂化循环水养殖设施、池塘生态净化/稻田轮作系统。工厂化循环水养殖设施包括养殖鱼池；鱼池水通过上溢口经生物过滤和增氧杀菌后返回养殖鱼池。池塘生态净化/稻田轮作系统包括池塘生态净化池/稻田和人工湿地；经微滤机过滤后的水体经池塘生态净化池和人工湿地完成净化后回到养殖鱼池；视池塘底泥淤积情况，部分池塘可轮作稻田，消纳底泥中营养物质。本发明通过将工厂化循环水养殖技术与池塘工程化技术相融合，利用池塘生态净化系统对养殖水体进行净化，降低工厂化循环水处理负荷与配置，并将养殖污泥发酵分解为可被植物吸收的离子态物质，未分解浓缩污泥用作基肥，减少成本，实现循环种养。

Description

一种池塘工业化养殖系统
技术领域
本发明涉及水产养殖领域，尤其涉及到一种池塘工业化养殖系统。
背景技术
目前，我国多数池塘养殖场仍为依赖水域自然条件演化而成的，设施化水平不高，资源利用率低，其生产粗放、水资源浪费、养殖污染等问题严重制约了池塘养殖业的发展，具体表现在：
1.基础设施落后。池塘养殖主要成形于地势较低的低洼地，养殖设施的性状、大小、深浅差异不一，标准化程度低，与大农业相比，设施化、机械化、智能化水平明显落后；养殖技术来自经验积累，生产资源利用率低，规模化管理难度大，养殖模式简单、复制性差。
2.污染问题严重。随着养殖技术的不断提高，池塘养殖单位水体的养殖负荷也随之增加，但是大量的饲料投入和鱼类代谢物的积累必然导致池塘内源性污染加重，进而对养殖对象物造成胁迫甚至导致死亡，换水是最常用的处理方式，但会使大量养殖尾水排放到周围水体中，加剧其富营养化程度，造成环境污染。
3.单位产出低下。限于池塘养殖较低的组织程度与设施化水平，池塘养殖产出总体上依赖自然水质及水温条件，春放苗、秋收鱼，周期性生产，季节性供应，无法可持续供应水产品，且产品上市有固定的高峰和低谷，集中上市收益低，压塘延后又有风险，叠加由室外不可控环境引发的对疾病和自然灾害的脆弱抵抗力，整体效益一直在低水平上徘徊。
为了解决上述问题，现有技术中采用工厂化循环水养殖的方式，运用机械化、自动化手段，使养殖产品生产达到快速、优质、高效、成批且稳定的一种养殖方式，其在生产效率高、受环境制约小、节水节地等方面与池塘等传统养殖方式相比具有一定优势，但尾水处理、投资与运行成本成为其发展的主要制约。
例如：申请号为202110290598.2的专利申请文件公开了一种循环水工厂化养殖系统，包括养殖池，所述养殖池内设置水泵，所述水泵连接管道，所述管道连接粗滤装置，粗滤装置将从养殖池中出来的水中的大颗粒悬浮物过滤掉；所述粗滤装置连接生态滤池，将粗滤过的水进行硝化处理；所述生态滤池包括池体，设置在池体上方的植物框架，所述植物框架上种植水生植物，所述植物框架下方设置出水管，所述植物框架下方设置填料装置，所述池体下方设置进水管。
上述专利申请方案在循环水工厂化养殖系统中设置了生态滤池，生态滤池中通过硝化处理，可以对水中的氨等有害物质进行去除；设置了曝气管和填料单元，可以使硝化处理的效率进行有效的提高。通过同时设置厌氧、缺氧微生物和好氧微生物，增加废水处理区域内微生物的多样性，形成小范围的微生物生态闭环，从而提高对废水中有害物质的处理效率和处理效果，处理后的水体有害物质残留量极少，可重新作为养殖水使用。
但是该专利申请方案的循环水工厂化养殖系统仍存在以下问题：
1.循环水工厂化养殖系统中的水经过多次循环利用，氮磷营养盐等可溶性物质会逐步积累到影响鱼类生长的地步，其解决方式是通过换水或反硝化去除，处理成本会比较高。
2.循环水工厂化养殖系统由于其高密度养殖方式，养殖过程会产生大量鱼粪残饵等不溶性固体颗粒，其中含有大量有机物质未被有效循环利用，排放处理成本高。
因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种池塘工业化养殖系统，通过将工厂化循环水养殖技术与池塘工程化技术相结合，设置池塘生态净化池和人工湿地对养殖水体进行净化，能降低工厂化循环水处理负荷与配置，减少生产成本，提高运行稳定性，并实现养殖水体的全利用；通过发酵方式将养殖水体中的有机物质矿化分解为可被植物高效吸收的离子态营养物质，并通过水肥一体化方式浇灌蔬菜，将养殖污泥发酵后用作土壤基肥，实现养殖固液废弃物“吃干榨尽”，节水节肥，达到循环种养的目的。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：
一种池塘工业化养殖系统，包括工厂化循环水养殖设施、池塘生态净化/稻田轮作系统、设施蔬菜大棚系统和工厂化苗种培育系统。
所述工厂化循环水养殖设施包括养殖鱼池、微滤机、固定床、移动床生物反应器和纯氧/臭氧混合装置；
所述养殖鱼池的顶部通过溢水口连接内循环管路，在所述内循环管路上依次设有移动床生物反应器、固定床和纯氧/臭氧混合装置，养殖鱼池中70％至90％的水体通过溢水口进入内循环管路，分别经过固定床、移动床生物反应器和纯氧/臭氧混合装置，经悬浮物截留、生物过滤和增氧杀菌后返回养殖鱼池内；
所述养殖鱼池的底部通过排污口连接微滤机，养殖鱼池池底10％至30％的水体和沉底固体颗粒通过排污口进入微滤机，微滤机的出口端分别通过排污管路和排水管路连接发酵组件和池塘生态净化系统；
所述发酵组件包括发酵罐，经微滤机拦截的固体颗粒由排污管路排入发酵罐，发酵罐内接种的复合芽孢杆菌对固体颗粒进行发酵，发酵后的上清液用于浇灌土壤种植的蔬菜，发酵后的沉底污泥收集并添加混合改良剂进行堆肥发酵后，作为基肥施于设施蔬菜大棚土壤中；所述池塘生态净化/稻田轮作系统包括池塘生态净化池和人工湿地；
经微滤机过滤后的水体通过排水管路进入放养有滤食性鱼类的一级或多级池塘生态净化池，水体中的氮磷元素由藻类和浮游生物吸收后，再被滤食性鱼类滤食，完成初步净化；净化后的水体再经过人工湿地，进行深度净化和藻类去除，最后经水泵提升至纯氧/臭氧混合装置，经增氧和杀菌后回到养殖鱼池，完成水体循环。
进一步的，所述池塘生态净化池的部分区域可设置为稻田，通过轮作种植水稻消除底泥中的氮磷元素，在北方地区可在池塘/稻田上覆盖薄膜大棚保温。
进一步的，还包括配套设施设备，所述配套设施设备包括工厂化苗种培育系统、堆肥车间、机械化投喂和起捕装备。
进一步的，所述池塘生态净化池通过田埂围成三角形区域，若干池塘生态净化池以工厂化循环水养殖设施为中心环绕交错设置，所述机械化投喂和起捕装备设置在田埂上，可实现一台装置作业覆盖多个池塘。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.在池塘养殖中引入工厂化循环水养殖模式，利用工厂化循环水养殖可控度高、生产效率高、可持续生产等特点，与池塘生态工程化技术相融合，充分发挥池塘生态系统多营养层级协同作用，将池塘作为工厂化循环水养殖系统尾水处理的一部分，形成一种新的生产工艺流程，构建提出一种池塘工业化养殖系统。
2.通过池塘生态净化池和人工湿地对养殖水体中的污染物进行净化，降低工厂化循环水处理负荷与配置，减少建设和运行成本，提高运行稳定性，并实现养殖水体的全利用。具体来说，一是利用生态净化池中浮游生物的繁殖吸收、固定氮磷，同时放养虑食性鱼类摄取浮游生物，实现水体净化；二是利用人工湿地过滤去除多余营养元素及藻类等固体杂质。
3.通过发酵方式，将养殖废弃物中的有机物质矿化分解为可被蔬菜高效吸收的离子态营养物质，用于蔬菜种植，实现废弃物全资源化利用。具体来说，一是将发酵混合液以水肥一体化方式用于浇灌大棚蔬菜，二是将沉底污泥进行浓缩并添加混合改良剂后通过堆肥化方法使污泥转化为更稳定的有机态物质，将其作为基肥施于土壤，改良土壤肥力、耕性和保水能力。
4.通过将池塘改造为类三角形态，更便于进行机械化围网收获，将起捕设施置于塘埂上，一台起捕设施也便于收获多个池塘。
附图说明
图1是本发明所述的池塘工业化养殖系统工艺图。
图2是本发明所述的池塘工业化养殖系统的核心工艺流程图。
图3是本发明所述的池塘工业化养殖系统的俯瞰布局图。
图4是本发明所述的池塘工业化养殖系统的硬件配置图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1、图2和图3所示，本发明提出的一种池塘工业化养殖系统，包括工厂化循环水养殖设施和池塘生态净化/稻田轮作系统；
所述工厂化循环水养殖设施包括养殖鱼池、微滤机、固定床、移动床生物反应器和纯氧/臭氧混合装置；
所述养殖鱼池的顶部通过溢水口连接内循环管路，在所述内循环管路上依次设有固定床、移动床生物反应器和纯氧/臭氧混合装置，养殖鱼池中70％至90％水体通过溢水口进入内循环管路，分别经过固定床、移动床生物反应器和纯氧/臭氧混合装置，经悬浮物截留、生物过滤和增氧杀菌后返回养殖鱼池内；
所述养殖鱼池的底部通过排污口连接微滤机，养殖鱼池池底10％至30％水体和沉底固体颗粒通过排污口进入微滤机，微滤机的出口端分别通过排污管路和排水管路连接发酵组件和池塘生态净化系统；
所述发酵组件包括发酵罐，经微滤机拦截的固体颗粒由排污管路排入发酵罐，发酵罐内接种的复合芽孢杆菌对固体颗粒进行发酵，发酵后的上清液用于浇灌土壤种植的蔬菜，发酵后的沉底污泥收集并添加混合改良剂进行堆肥发酵后，作为基肥施于设施蔬菜大棚土壤中；
所述池塘生态净化系统包括池塘生态净化池和人工湿地；
经微滤机过滤后的水体通过排水管路进入放养有滤食性鱼类的池塘生态净化池，水体中的氮磷元素由藻类和浮游生物吸收后，再被滤食性鱼类滤食，完成初步净化；净化后的水体再经过人工湿地，进行深度净化和藻类去除，最后经过纯氧/臭氧混合装置，经增氧和杀菌后回到养殖鱼池，完成水体循环。
所述池塘生态净化池的部分区域可设置为稻田，通过种植用水稻来消除底泥中的氮磷元素，在北方地区可在池塘/稻田上覆盖薄膜大棚保温。
还包括配套设施设备，所述配套设施设备包括工厂化苗种培育车间、堆肥车间、机械化投喂和起捕装备。
所述池塘生态净化池通过田埂围成三角形区域，若干池塘生态净化池以工厂化循环水养殖设施为中心环绕交错设置，所述机械化投喂和起捕装备设置在田埂上，可实现一台装置作业覆盖多个池塘。
实施例
本实施例构建了一种工业化池塘养殖系统，以200亩规模化场作为一个标准单元为例，其包括：
1)工厂化循环水养殖设施
在10亩场区面积内构建。建设直径8m、高2m鱼池48个，有效养殖水体4300m3以上，养殖密度50-60kg/m3，年产鱼量500t(可根据冬夏两季水温情况，分别养殖鲟鱼、大口黑鲈或草鱼等)；设置残饵粪便收集分离、水质净化、计数计量、精准投喂、起鱼分级、疫苗注射等设备；针对地域气候条件和生产要求设置车间建造和设施大棚。
2)池塘设施系统
占用场区面积140亩，水系互通，并进行工程化构建，以70％为池塘作为净化池塘，年产鲢鳙鱼及其他生态产品5t以上；以30％轮作稻田，年产有机稻14t，消纳养殖排放物质；根据生产需要，所有池塘都可以形成稻田，释放鱼池“藏粮”潜力，力保粮食供应。在北方地区可覆盖薄膜大棚，以提升水温，减少蒸发损失。
3)设施蔬菜种植区
占用场区面积6亩，在部分池埂上设置温室大棚，以鱼粪发酵肥料，实施水肥一体化灌溉，可年产特色西红柿20t(或其他蔬菜)。
4)其他设施系统
包括工厂化苗种培育车间、堆肥车间、信息化管理平台以及办公、仓库、生活等用房。
本实施例将池塘改造为类三角形，以工厂化循环水养殖设施为中心，使池塘围绕工厂化循环水养殖设施进行环形布置，能充分利用水土资源，节省空间。类三角形池塘更便于机械化收获，将起捕设施置于塘埂上，一台起捕设施便于收获多个池塘。
本实施例资源利用率高，通过工厂化循环水养殖与池塘工程技术的集合，提高单位水土面积产量，产鱼量是传统池塘养殖的2.5倍以上，用水量下降90％以上，养殖排放问题整体解决。
本实施例种养结合，充分利用氮磷等养殖排放物种植蔬菜、水稻等农作物，实现了养殖废弃物“吃干榨尽”，节水节肥，达到循环种养的目的。
本实施例使用养殖排放的浓缩污泥作为种植基肥，并利用鱼粪发酵水肥灌溉，土壤有机质含量增加，微生物结构改善，蔬菜根系更为发达，减少化肥和农药使用。
本实施例利用池塘生态净化池和人工湿地净化工厂化循环水养殖水质，减少系统投资和运行成本，提高运行稳定性，并实现养殖水体的全利用。
本实施例产业革新，构建商品化鱼、菜、米工业化种养生产模式，为传统池塘转型提供了先进的生产方式，形成“藏粮于渔”的战略价值。
整个生产系统更适合机械化作业，养殖机械化率可达90％以上。
在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本发明的限制。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种池塘工业化养殖系统，其特征在于，包括工厂化循环水养殖设施和池塘生态净化/稻田轮作系统、设施蔬菜大棚系统和工厂化苗种培育系统。
所述工厂化循环水养殖设施包括养殖鱼池、微滤机、固定床、移动床生物反应器和纯氧/臭氧混合装置；
所述养殖鱼池的顶部通过溢水口连接内循环管路，在所述内循环管路上依次设有移动床生物反应器、固定床和纯氧/臭氧混合装置，养殖鱼池中70％至90％水体通过溢水口进入内循环管路，分别经过固定床、移动床生物反应器和纯氧/臭氧混合装置，经悬浮物截留、生物过滤和增氧杀菌后返回养殖鱼池内；
所述养殖鱼池的底部通过排污口连接微滤机，养殖鱼池池底10％至30％水体和沉底固体颗粒通过排污口进入微滤机，微滤机的出口端分别通过排污管路和排水管路连接发酵组件和池塘生态净化系统；
所述发酵组件包括发酵罐，经微滤机拦截的固体颗粒由排污管路排入发酵罐，发酵罐内接种的复合芽孢杆菌对固体颗粒进行发酵，发酵后的上清液用于浇灌土壤种植的蔬菜，发酵后的沉底污泥收集并添加混合改良剂进行堆肥发酵后，作为基肥施于设施蔬菜大棚土壤中；
所述池塘生态净化/稻田轮作系统包括池塘生态净化池/稻田和人工湿地；
经微滤机过滤后的水体通过排水管路进入放养有滤食性鱼类的一级或多级池塘生态净化池，水体中的氮磷元素由藻类和浮游生物吸收后，再被滤食性鱼类滤食，完成初步净化；净化后的水体再经过人工湿地，进行深度净化和藻类去除，最后经水泵提升至纯氧/臭氧混合装置，经增氧和杀菌后回到养殖鱼池，完成水体循环。
2.根据权利要求1所述的池塘工业化养殖系统，其特征在于，所述池塘生态净化池的部分区域可根据池塘底泥淤积情况和生产季节设置为稻田，通过种植水稻消除底泥中的氮磷元素，在北方地区可在池塘/稻田上覆盖薄膜大棚。
3.根据权利要求1所述的池塘工业化养殖系统，其特征在于，还包括配套设施设备，所述配套设施设备包括工厂化苗种培育系统、堆肥车间、机械化投喂和起捕装备。
4.根据权利要求3所述的池塘工业化养殖系统，其特征在于，所述池塘生态净化池通过田埂围成三角形区域，若干池塘生态净化池以工厂化循环水养殖设施为中心环绕交错设置，所述机械化投喂和起捕装备设置在田埂上，可实现一台装置作业覆盖多个池塘。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117023865A (zh) * 2023-08-14 2023-11-10 青海黄河上游水电开发有限责任公司工程建设分公司 自清洁鱼类养殖污水处理系统

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