CN117941648A - 一种水产养殖用水生态调控装置及调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水产养殖技术领域，具体公开了一种水产养殖用水生态调控装置及调控方法。调控装置包括曝气管道，曝气管道的末端连接有曝气喷射组件，还包括高压水箱、出水管道和抽水管道；曝气喷射组件设置于高压水箱的底部，曝气管道上设置有曝气单向阀；出水管道前端连接高压水箱的底部，末端位于养殖水池的底部，出水管道上设置有出水阀；抽水管道的前端位于养殖水池内，后端位于高压水箱内，抽水管道上设置有抽水泵和抽水单向阀。调控方法基于上述调控装置，通过将氧气先溶解于低温高压的水中，然后再将这种高含氧水通入池塘中，可以避免氧气从水面逸出，提高溶解氧的效率和利用率，也可以调控水温，减少夏季高温对养殖水体的负面影响。
Description
技术领域
本发明属于水产养殖技术领域，特别涉及一种水产养殖用水生态调控装置及调控方法。
背景技术
在水产养殖生态中，溶解氧浓度和水体温度是影响水产生物健康的两大关键因素。水生动物的健康成长和生存依赖于充足的溶解氧。溶解氧不仅是鱼类和其他水生生物进行呼吸的必要条件，也对维护水质和水下生态系统平衡具有重要作用。然而，在高密度养殖环境下，生物的耗氧量显著增加，自然过程（如光合作用和大气氧气的水面扩散）难以提供足够的溶解氧来满足这一需求。因此，确保池塘或养殖容器内有充分的溶解氧水平是水产养殖业的一个重要关注点。
目前，促进养殖水体中溶解氧含量的常见方法包括直接曝气、水泵循环和搅拌等机械手段，这些方法通过增加水与空气之间的接触面积来加强氧气的进入。除了机械方法，化学增氧也被采用，如投放过氧化氢等化合物来释放氧气。这些传统增氧技术虽普遍应用，但存在若干局限性和缺点：
1.增氧效率低：采用传统的曝气增氧，气泡在上升过程中可能快速逸出水体，导致氧气利用率不高。
2.水温控制困难：在炎热的夏季，水温上升可能进一步压低溶解氧浓度，而传统机械曝气等方法通常无法有效调节水温。
3.对水体干扰：机械曝气可能会引起剧烈的水动力学变化，影响水体中的生物。
为了解决这些问题，现代水产养殖业需要一个更为高效的解决方案。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种水产养殖用水生态调控装置及调控方法，其通过将氧气先溶解于低温高压的水中，然后再将这种高含氧水通入池塘中，不仅可以避免氧气从水面逸出，提高溶解氧的效率和利用率，同时也可以在某种程度上调控水温，减少夏季高温对养殖水体的负面影响。此外，由于溶解氧的增加是通过水流混合实现的，可以减少对水体造成的物理干扰，减少对水体中生物的影响，并降低能源消耗。
为了实现上述目的，本发明提供一种水产养殖用水生态调控装置，包括曝气管道，曝气管道的末端连接有曝气喷射组件，还包括高压水箱、出水管道和抽水管道；曝气喷射组件设置于高压水箱的底部，曝气管道上设置有曝气单向阀；出水管道前端连接高压水箱的底部，末端位于养殖水池的底部，出水管道上设置有出水阀；抽水管道的前端位于养殖水池内，后端位于高压水箱内，抽水管道上设置有抽水泵和抽水单向阀。
进一步，还包括制冷组件，制冷组件能够向高压水箱内提供冷量。
进一步，曝气管道上设置有加压机，加压机位于曝气单向阀的上游，气源的下游。
进一步，高压水箱上开设有加药口，加药口上安装有加药阀。
进一步，还包括内循环管道，内循环管道的前端位于高压水箱的上部，末端连接曝气喷射组件；内循环管道上设置有内循环泵。
进一步，出水管道的末端设置有分散喷水组件，分散喷水组件的四周环绕设置有包围网，包围网能够阻止水产生物进入其内部。
进一步，高压水箱的顶部设置有排空口，排空口上安装有排空阀。
一种水产养殖用水生态调控方法，基于上述的水产养殖用水生态调控装置，调控方法包括以下步骤：
步骤一：向高压水箱内充水，直至达到预设水位；
步骤二：向高压水箱内水体底部曝气，直至高压水箱内压力升高至预设压力；
步骤三：开启出水阀，高压水箱中的水自动涌入养殖水池，直至高压水箱内的压力下降到预设压力；
步骤四：关闭出水阀，重复步骤一，直至结束向养殖水池中补充氧气。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过将氧气先溶解于低温高压的水中，然后再将这种高含氧水通入池塘中，不仅可以避免氧气从水面逸出，提高溶解氧的效率和利用率，同时也可以在某种程度上调控水温，减少夏季高温对养殖水体的负面影响。此外，由于溶解氧的增加是通过水流混合实现的，可以减少对水体造成的物理干扰，减少对水体中生物的影响，并降低能源消耗。
本发明与加药机结合，使得本发明可以在向水体中补充氧气的同时，可以将药物送入水池底部，并且送入水池底部的药物提前与高压水箱内的水混合，同时曝气又可以促进混合程度，然后将溶解有药物的水送入养殖水池底部，这种方式药物扩散更加迅速，分布更加均匀，可避免局部药物浓度过高对水生生物产生负面影响。
本发明通过设置内循环管道和内循环泵，在高压条件下进行二次曝气，能够确保高压水体中氧气的溶解量达到要求。
本发明通过在出水管道的末端设置分散喷水组件，让高含氧量的水体能够分散喷射在养殖水池的底部。相比于喷射气体，喷射液体的惯性更大，可以依靠惯性将高含氧量的水体喷射到更远的位置，混合效果更佳。分散喷水组件的四周环绕设置有包围网，包围网能够阻止水产生物进入其内部，不仅可以保护分散喷水组件，而且可以保护水生生物免受低温、高速、高含氧量的水体的直接冲击。
本发明能够为养殖水池补充充足的溶解氧，调节水温，向水池底部快速均匀添加药物营养物质，对养殖用水的生态起到高效的调节作用。
附图说明
图1为本发明水产养殖用水生态调控装置的整体示意图
图2为图1中A处放大图；
图3为分散喷水组件和包围网的示意图。
图中：01-曝气管道、02-曝气喷射组件、03-高压水箱、04-出水管道、05-抽水管道、06-曝气单向阀、07-出水阀、08-抽水泵、09-抽水单向阀、10-制冷组件、11-加压机、12-加药阀、13-内循环管道、14-内循环泵、15-分散喷水组件、16-包围网、17-排空阀。
具体实施方式
在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
参照图1至图3，本实施例公开了一种水产养殖用水生态调控装置，包括曝气管道01，曝气管道01的末端连接有曝气喷射组件02。还包括高压水箱03、出水管道04和抽水管道05。曝气喷射组件02设置于高压水箱03的底部，曝气管道01上设置有曝气单向阀06。出水管道04前端连接高压水箱03的底部，末端位于养殖水池的底部，出水管道04上设置有出水阀07。抽水管道05的前端位于养殖水池内，后端位于高压水箱03内，抽水管道05上设置有抽水泵08和抽水单向阀09。进一步，高压水箱03的顶部设置有排空口，排空口上安装有排空阀17。
本实施例在启用时，首先开启排空阀17，开启抽水泵08向高压水箱03内冲水，高压水箱03中的空气逐渐通过排空口排出，也可以采用其他临时性排空措施。当高压水箱03中的水位达到设定值时，关闭抽水泵08停止抽水，然后通过曝气管道01和曝气喷射组件02向高压水箱03内曝气。曝气喷射组件02为本领域成熟的现有技术，用于让空气或氧气在水下分散喷射。曝气气源可以选用空气或者氧气，如果曝气气源选用空气，则在开始曝气时就可以关闭排空阀17，如果曝气气源选用氧气，则在高压水箱03内液位上方的空气排出后再关闭排空阀17。排空阀17关闭后，随着曝气继续进行，不断有气体从液面溢出，使得液面上方气压逐渐升高，整个高压水箱03的压力不断攀升，直至高压水箱03内的压力达到设定值，停止曝气。此时由于高压水箱03内为高压状态，水中溶解的氧气含量超出常压下的饱和含量。随后，开启出水阀07，高压水箱03内的水在高压作用下通过出水管道04流入养殖水池底部。从出水管道04末端喷出的水由于压力下降，其中溶解的氧气开始析出，饱和水夹杂着少量细碎的气泡一同喷入养殖水池底部，与养殖水池中的水混合。待高压水箱03内的压力下降到一定程度，关闭排水阀，重新开启抽水泵08向高压水箱03内补充水，然后不断进行进行补水、曝气加压、排水、补水的循环，不断用超饱和的高含氧水与养殖水池内的水混合，以提高养殖水池内的氧含量。采用上述技术方案，几乎没有氧气能够从养殖水池的水面逸出，氧气利用率高，适合采用纯氧气源进行快速补充氧气。
作为本实施例进一步的方案：还包括制冷组件10，制冷组件10能够向高压水箱03内提供冷量。制冷组件10可以采用传统的制冷循环，通常包括内部换热器、压缩机、外部换热器、膨胀器，也可以采用最新的半导体制冷技术等，这些技术均为现有技术，本领域技术人员酌情进行选用设置即可，此处不做赘述。
夏季是养殖水池缺氧最严重的季节。基本的物理规律是，水中的氧气溶解度随着温度的升高而下降。此外，气温的升高还会间接影响水中生物的代谢率，包括鱼类和微生物。温度升高时，它们的代谢活动增强，进一步消耗水中的氧气，这也使得水中的溶解氧含量减少。而且，如果高温天气持续，则可能促进水体富营养化过程，增加藻类的生长，藻类大量死亡后的分解同样需要消耗大量的溶解氧。总体上看，适宜的气温对水体中生态系统的健康和稳定是很重要的，极端气候环境下，人为干预养殖水池的温度是十分必要的。
本实施例通过设置制冷组件10，可以降低高压水箱03内的水温，然后将低温水送入养殖水池内，从而间接控制养殖水池的水温。同时，降低高压水箱03内的水温还可以增加氧气的溶解度，提高冷水中的氧气溶解量。
本实施例将氧气先溶解于低温高压的水中，然后再将这种高含氧水通入池塘中，不仅可以避免氧气从水面逸出，提高溶解氧的效率和利用率，同时也可以在某种程度上调控水温，减少夏季高温对养殖水体的负面影响。此外，由于溶解氧的增加是通过水流混合实现的，可以减少对水体造成的物理干扰，减少对水体中生物的影响，并降低能源消耗。
作为本实施例进一步的方案：曝气管道01上设置有加压机11，加压机11位于曝气单向阀06的上游，气源的下游。加压机11用于提高曝气压力，以满足高压水箱03的压力需求。
作为本实施例进一步的方案：高压水箱03上开设有加药口，加药口上安装有加药阀12。
水产养殖往往需要加入抗生素、抗寄生虫药物、解毒剂、镇静剂、免疫增强剂等药物，以及维生素、矿物质等微量营养物质。若直接采用直接倾倒、浸泡等方式向水体中添加，扩散缓慢，甚至可能因局部药物浓度过高影响水生生物。
将本发明与加药机结合，使得本实施例可以在向水体中补充氧气的同时，可以将药物送入水池底部，并且送入水池底部的药物提前与高压水箱03内的水混合，同时曝气又可以促进混合程度，然后将溶解有药物的水送入养殖水池底部，这种方式药物扩散更加迅速，分布更加均匀，可避免局部药物浓度过高对水生生物产生负面影响。
作为本实施例进一步的方案：还包括内循环管道13，内循环管道13的前端位于高压水箱03的上部，末端连接曝气喷射组件02。内循环管道13上设置有内循环泵14。采用这种技术方案，在一些情况下，可以在完成曝气加压后，进行二次曝气，确保高压水体中氧气的溶解量达到要求。这种方式的应用场景通常是高压水箱03液面以上空间不足，进行短时间曝气即达到预设压力，导致高压水体中无法溶解足够的氧气。
作为本实施例进一步的方案：出水管道04的末端设置有分散喷水组件15，让高含氧量的水体能够分散喷射在养殖水池的底部。相比于喷射气体，喷射液体的惯性更大，可以依靠惯性将高含氧量的水体喷射到更远的位置，混合效果更佳。分散喷水组件15的四周环绕设置有包围网16，包围网16能够阻止水产生物进入其内部，不仅可以保护分散喷水组件15，而且可以保护水生生物免受低温、高速、高含氧量的水体的直接冲击。
基于上述水产养殖用水生态调控装置，本实施例实际上提供了一种新的水产养殖用水生态调控方法，包括以下步骤：
步骤一：向高压水箱03内充水，直至达到预设水位；
步骤二：向高压水箱03内水体底部曝气，直至高压水箱03内压力升高至预设压力；
步骤三：开启出水阀07，高压水箱03中的水自动涌入养殖水池，直至高压水箱03内的压力下降到预设压力；
步骤四：关闭出水阀07，重复步骤一，直至结束向养殖水池中补充氧气。
以上仅对本发明的较佳实施例进行了详细叙述，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种水产养殖用水生态调控装置，包括曝气管道（01），所述曝气管道（01）的末端连接有曝气喷射组件（02），其特征在于：还包括高压水箱（03）、出水管道（04）和抽水管道（05）；所述曝气喷射组件（02）设置于所述高压水箱（03）的底部，所述曝气管道（01）上设置有曝气单向阀（06）；所述出水管道（04）前端连接所述高压水箱（03）的底部，末端位于养殖水池的底部，所述出水管道（04）上设置有出水阀（07）；所述抽水管道（05）的前端位于养殖水池内，后端位于所述高压水箱（03）内，所述抽水管道（05）上设置有抽水泵（08）和抽水单向阀（09）。
2.根据权利要求1所述的水产养殖用水生态调控装置，其特征在于：还包括制冷组件（10），所述制冷组件（10）能够向所述高压水箱（03）内提供冷量。
3.根据权利要求1所述的水产养殖用水生态调控装置，其特征在于：所述曝气管道（01）上设置有加压机（11），所述加压机（11）位于所述曝气单向阀（06）的上游，气源的下游。
4.根据权利要求1所述的水产养殖用水生态调控装置，其特征在于：所述高压水箱（03）上开设有加药口，所述加药口上安装有加药阀（12）。
5.根据权利要求1所述的水产养殖用水生态调控装置，其特征在于：还包括内循环管道（13），所述内循环管道（13）的前端位于所述高压水箱（03）的上部，末端连接所述曝气喷射组件（02）；所述内循环管道（13）上设置有内循环泵（14）。
6.根据权利要求1所述的水产养殖用水生态调控装置，其特征在于：所述出水管道（04）的末端设置有分散喷水组件（15），所述分散喷水组件（15）的四周环绕设置有包围网（16），所述包围网（16）能够阻止水产生物进入其内部。
7.根据权利要求1所述的水产养殖用水生态调控装置，其特征在于：所述高压水箱（03）的顶部设置有排空口，所述排空口上安装有排空阀（17）。
8.一种水产养殖用水生态调控方法，其特征在于，基于权利要求1所述的水产养殖用水生态调控装置，所述调控方法包括以下步骤：
步骤一：向高压水箱（03）内充水，直至达到预设水位；
步骤二：向高压水箱（03）内水体底部曝气，直至高压水箱（03）内压力升高至预设压力；
步骤三：开启出水阀（07），高压水箱（03）中的水自动涌入养殖水池，直至高压水箱（03）内的压力下降到预设压力；
步骤四：关闭出水阀（07），重复步骤一，直至结束向养殖水池中补充氧气。
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