CN209768628U - 一种鱼植共生研究模型系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种鱼植共生研究模型系统，包括：养殖池、沉淀桶、种植区、F管液位控制装置；所述种植区包括种植层和硝化层，所述种植区的上层为种植层，下层为硝化层；所述硝化层与所述种植层的交界处设置所述F管液位控制装置；所述养殖池与所述沉淀桶之间、所述沉淀桶和所述种植区之间，所述种植区与所述养殖池之间均用管道相连。本实用新型提供的一种鱼植共生研究模型系统整体耗能低，实现了零耗能增氧；沉淀桶将粪菜分离，这有别于传统的虹吸式鱼菜共生系统。电控潮汐床使用常开型电控执行器，耗电量极低；而且该电控执行器比电磁阀耐用、比虹吸装置稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及鱼植共生技术领域，具体地说，特别涉及一种鱼植共生研究模型系统。
背景技术
在植物种植领域，化肥农业弊端逐渐凸显；在水产养殖领域，我国水产养殖废水排放标准逐渐规范化，人与自然的矛盾开始显现。此外，时而发生的食品安全问题，使人类逐渐意识到了生态农业的重要性。越来越多的人开始关注绿色、有机食品，这促使了越来越多的产业生产者、鱼类爱好者或种植爱好者，开始转型为研究对空间、物质利用率更高的鱼菜共生方式。
所谓“鱼菜共生”技术，就是将水产养殖与蔬菜栽培相结合，以养殖污水中未被摄食的饵料及鱼虾的排泄物等作为营养源，替代人工配置的营养液，同样具有育肥蔬菜的作用。以水培蔬菜吸收利用养殖污水中的有机物质，来达到净化水质的作用。同时，经由蔬菜发达的通气组织和根系传输到养殖池，提高水体溶氧。达到生态协同，鱼菜双收的目的。鱼菜共生作为生态农业的一支，方兴未艾。
鱼菜共生模式能充分利用鱼，蔬菜，微生物三者的优势，减少了渔药、农药、化肥、抗生素的使用，同时能减少空气和水资源污染，又节省了土地和环境成本。它符合两型农业发展理念，是一种节水、节地、低人工、高产量的新型农耕模式。它目前可细分为两大类子模式。
以顺应自然为导向的自然开环模式——稻鱼共生。这种模式种植区也就是养殖区，虽然成本较低，但对管理要求高。如：施药时，鱼、稻无法隔离，其农产品安全性难以获得消费者认可，综合效益较低。发源于重庆地区的以净化水质为主的池塘漂浮筏鱼菜共生，也是自然开环模式的一种，它存在着同样的安全性问题。此外，由于植物长期浸泡在水中，易发生缺氧烂根。只能种植以空心菜、水芹菜为主的水生植物，这大大限制了种植作物的种类。
另一大类模式是现代闭锁循环模式，它是现代鱼菜农场、鱼菜工厂的主流模式。该类模式中，将动物养殖区、细菌硝化区、植物种植区物理分割开来，通过管道相连为一整体，以水作为携带营养、三区相互沟通的载体。
现代闭锁循环模式与自然环境中的开环系统不同，现代闭锁循环系统的营养物质来源仅限于单一的鱼类饵料，养殖水始终是单一循环的养殖水体系。营养物质和微量元素会在该系统内不断消耗，乃至无法满足菜类的实际需要，无法真正达到和谐的共生系统。
实用新型内容
为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种鱼植共生研究模型系统。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种鱼植共生研究模型系统，包括：养殖池、沉淀桶、种植区、F管液位控制装置；所述种植区包括种植层和硝化层，所述种植区的上层为种植层，下层为硝化层；所述硝化层与所述种植层的交界处设置所述F管液位控制装置；
所述养殖池与所述沉淀桶之间、所述沉淀桶和所述种植区之间，所述种植区与所述养殖池之间均用管道相连。
进一步的，鱼植共生研究模型系统还包括供电装置；所述供电装置与水泵和F管液位控制装置连接，并为所述水泵和F管液位控制装置供电。
进一步的，所述F管液位控制装置由一常开型电控执行器、一定时插座和一F状PVC管道构成。
进一步的，鱼植共生研究模型系统还包括文氏管增氧装置，所述文氏管增氧装置设置于所述养殖池内；所述文氏管增氧装置的末端管道与养殖池的液面连接。
进一步的，所述文氏管增氧装置包括：入水口、喉管、气口、扩口以及出水口；所述喉管的一端连接所述入水口，所述喉管的另一端设置有扩口，所述扩口的末端设置所述出水口；所述喉管还连接有气口。
进一步的，所述养殖池侧壁的底部设置有排水管；所述养殖池的侧壁的上部设置有带筛网的溢流口；所述溢流口的位置低于养殖池的顶部。
进一步的，所述养殖池内设置所述水泵，所述水泵通过第一出水管与所述沉淀桶连接，所述沉淀桶通过第二出水管与所述种植区连接；
所述水泵的周围设置有隔离装置，所述隔离装置为柱状筛网状结构。
进一步的，所述种植层与所述硝化层之间设置有隔离层；所述隔离层为透水致密的藤棉；
所述种植层内铺设有陶粒，所述陶粒上设置有多个种植篮；
所述硝化层通过隔水板隔离成多个硝化仓，所述硝化仓内设置有生化球；
所述隔离板上设置有圆形流水口；所述圆形流水口的直径小于所述生化球的直径。
进一步的，所述沉淀桶的侧壁底部设置有第一排污阀；所述种植区的底部设置有第二排污阀。
进一步的，所述第一出水管的末端设置有90°水平弯头；所述90°水平弯头设置于所述沉淀桶内，所述沉淀桶内设置有PVC管，所述PVC管与所述第二出水管连接，所述第二出水管的一端设置于所述PVC管内，另一端设置有阀门。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本实用新型提供的一种鱼植共生研究模型系统整体耗能低，实现了零耗能增氧；沉淀桶将粪菜分离，这有别于传统的虹吸式鱼菜共生系统。电控潮汐床使用常开型电控执行器，耗电量极低；而且该电控执行器比电磁阀耐用、比虹吸稳定。
鱼植共生研究模型系统为闭锁循环系统，较传统养殖节水90％。养殖池的废水经水泵抽到沉淀桶沉淀，大粒径的鱼粪残饵在这里与水分离。水沿管道下落后进入种植区的下部——硝化层，其中的硝化细菌将有机物分解为无机盐。水继续上行到种植区的上部——种植层，净化后的水再经过管道循环至养殖池。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例的一种鱼植共生研究模型系统的示意图；
图2是本实用新型实施例的文氏管增氧装置的示意图；
图3是本实用新型实施例的沉淀桶的俯视图；
图4是本实用新型实施例的种植区的示意图；
图5是本实用新型实施例的种植区的剖视图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
本实用新型提供了一种鱼植共生研究模型系统，参见图1，包括：养殖池1、沉淀桶2、种植区3、F管液位控制装置5；所述种植区3包括种植层31和硝化层32，所述种植区3的上层为种植层31，下层为硝化层32；所述硝化层32与所述种植层31的交界处设置所述F管液位控制装置5；
所述养殖池1与所述沉淀桶2之间、所述沉淀桶2和所述种植区4之间，所述种植区4与所述养殖池1之间均用管道相连。
具体地，该系统采用环流设计：养殖池1的环流设计能实现快速集污，将污物快速集中到沉淀桶2，以防止因鱼粪、残饵在养殖池1发酵而造成的局部水质恶化；同时，通过设置沉淀桶2，将污物与植物分离，使系统清洗更加便利、便于堵塞时的快速解决。同时，本实施例中，设置有两个种植区，在其他实施例中种植区可以为多个。
进一步的，一种鱼植共生研究模型系统还包括供电装置7；所述供电装置7与水泵和F管液位控制装置连接，并为所述水泵和F管液位控制装置供电。
进一步的，所述F管液位控制装置由一常开型电控执行器、一定时插座和一F状PVC管道构成。
具体地，通过设置F管液位控制装置，利用虹吸原理实现水位涨落的传统系统在运行时间较长后，因鱼粪积累，会发生排水不稳定的现象，这种故障在观赏小型鱼菜共生产品中尤其常见；F管液位控制装置有效解决了这一问题。
进一步的，一种鱼植共生研究模型系统还包括文氏管增氧装置6，所述文氏管增氧装置6设置于所述养殖池1内；所述文氏管增氧装置6的末端管道与养殖池1的液面连接。
具体地，通过设置文氏管增氧装置，实现仅利用水体重力做功，实现了养殖区的零耗能增氧。
进一步的，参见图2，所述文氏管增氧装置6包括：入水口61、喉管62、气口63、扩口64以及出水口65；所述喉管62的一端连接所述入水口61，所述喉管62的另一端设置有扩口64，所述扩口64的末端设置所述出水口65；所述喉管62还连接有气口63。
进一步的，参见图1，所述养殖池1侧壁的底部设置有排水管11；所述养殖池1的侧壁的上部设置有带筛网的溢流口14；所述溢流口14的位置低于养殖池的顶部。所述溢水口故障状态可溢水；同时溢水口带筛网是防止鱼儿逃逸。
进一步的，所述养殖池1内设置所述水泵12，所述水泵12通过第一出水管15与所述沉淀桶1连接，所述沉淀桶1通过第二出水管22与所述种植区4连接；所述水泵12的周围设置有隔离装置13，所述隔离装置13为柱状筛网状结构；用于供鱼粪进入，把鱼挡在网外。
进一步的，参见图4和图5，所述种植层31与所述硝化层32之间设置有隔离层33；所述隔离层33为透水致密的藤棉，透水致密的藤棉为一种常见的过滤、培菌用水族材料；具体在种植植物的实际过程中，还应在藤棉上加盖一层能防止植物根部扎入藤棉、硝化层的阻隔物，如：平整的瓷砖，水可经种植箱内壁与瓷砖间的缝隙自由涨落。
所述种植层31内铺设有陶粒，所述陶粒上设置有多个种植篮311；具体应用时，应在种植篮的四周做好遮光处理，这是因为硝化细菌具有避光生长的特性，而硝化细菌是水中毒害物质转化为营养盐的关键生物。
所述硝化层32通过隔水板321隔离成多个硝化仓，所述硝化仓内设置有生化球322，生化球322为一种用来给硝化细菌提供附着场所的水族滤材。
所述隔离板321上设置有圆形流水口323；所述圆形流水口323的直径小于所述生化球的直径；本实施例中，硝化层设置有5个隔水板，第一隔水板的首端设置有圆形流水口，第二隔水板的末端设置有圆形流水口；第三隔水板的首端设置有圆形流水口，第四隔水板的末端设置有圆形流水口；第五隔水板的首端设置有圆形流水口；即相邻两个隔水板的圆形流水口错开，从而使得硝化层内形成S型流水。
进一步的，所述沉淀桶2的侧壁底部设置有第一排污阀21；所述种植区3的底部设置有第二排污阀4。
具体地，所述第一排污阀、第二排污阀均采用水管连接普通塑料阀门的结构，通过手动开闭阀门来控制污物流出，这是为了：①方便堵塞故障的快速排查、解决②在生态系统尚未稳定阶段，能及时排出未被分解的污物，如：粪便、残余饲料等，以确保生态系统稳步、可控的建立。
进一步的，参见图3，所述第一出水管15的末端设置有90°水平弯头16；所述90°水平弯头16设置于所述沉淀桶2内，所述沉淀桶2内设置有PVC管23，所述PVC管23与所述第二出水管22连接，所述第二出水管22的一端设置于所述PVC管23内，参见图1，所述第二出水管22的另一端设置有阀门8；阀门8采用普通塑料阀门：手动开闭来控制水流通断。
具体地，一段水平的出水管将水泵抽上来的水导出到沉淀桶的中上层。这段笔直的出水管末端，接一个90°的弯头。拧动弯头，使弯头出水水流水平流出(只需垂直于竖直方向，朝内或朝外皆可)。弯头作用：改变出水水流流向，使其朝向桶内一侧，加上水受到的重力作用，便能在沉淀桶和大PVC管之间形成环形水流，快速将水中污物通过涡流集中到沉淀桶下部。
本实施例中，鱼植共生研究模型系统为闭锁循环系统，较传统养殖节水90％。养殖池的废水经水泵抽到沉淀桶沉淀，大粒径的鱼粪残饵在这里与水分离。水沿管道下落后进入种植区的下部——硝化层，其中的硝化细菌将有机物分解为无机盐。水继续上行到种植区的上部——种植层，其中的无机盐经植物吸收，净化后的水再经由管道循环至养殖池。
本实施例中还提供了该系统的实现原理，具体如下：
非水生植物的根不能长期浸泡在鱼菜共生系统的水中，为解决这一问题。在硝化层与种植层交界的部位，加装了一个液位控制装置。该装置由一个常开型电控执行器、一个定时插座和一个F状PVC管道构成。正常情况下，水流通过F型管道下水位口流出。在植物需要水的时候，电控执行器通电，其控制的阀门关闭，液位持续上涨，直至从F管的上水位口溢出。电控执行器与定时插座相连，通过人为设定一天中的通电周期，来实现对植物根部的精准供水供肥。水在自然下落的过程中，在通过文氏管时，重力做功，产生负压中心，将外界大气吸入水中，实现了零耗能增氧的效果。整个系统由电力驱动，一路用于水泵，一路用于定时插座。电控执行器搭配定时插座，能实现供水时间精准到某一时段、精确到秒。耗电量与传统虹吸式鱼菜共生模式相差无几，但相较于传统模式更为精确、稳定。
本实施例中的一种微型鱼菜共生研究模型系统，旨在解决小型鱼菜共生系统难以长期稳定运行的问题，预试验结果显示：自2018年11月9日至2019年2月20日期间，该模型系统一直未换水，已经稳定运行104天。这直接证明了该系统的稳定性，也间接证明了该模型系统用于科学研究的可行性。需要说明的是，该设计中的电控潮汐种植床也可以替代为零能耗的虹吸潮汐种植床。该模型系统在集污、能耗、试验对照方面融入更为精细化的设计，如双(多)缸设计：①形成的环流能快速将水中污物集中，替代了生产过程中的底部的高能耗推水装置。②双(多)缸设计对于科研试验中的对照性原则十分友好，可通过增加缸体的数量来增加组别。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本实用新型提供的一种鱼植共生研究模型系统整体耗能低，实现了零耗能增氧；沉淀桶将粪菜分离，这有别于传统的虹吸式鱼菜共生系统。电控潮汐床使用常开型电控执行器，耗电量极低；而且该电控执行器比电磁阀耐用、比虹吸装置稳定。
以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种鱼植共生研究模型系统，其特征在于，包括：养殖池、沉淀桶、种植区、F管液位控制装置；所述种植区包括种植层和硝化层，所述种植区的上层为种植层，下层为硝化层；所述硝化层与所述种植层的交界处设置所述F管液位控制装置；
所述养殖池与所述沉淀桶之间、所述沉淀桶和所述种植区之间，所述种植区与所述养殖池之间均用管道相连。
2.如权利要求1所述的鱼植共生研究模型系统，其特征在于，还包括供电装置；所述供电装置与水泵和F管液位控制装置连接，并为所述水泵和F管液位控制装置供电。
3.如权利要求1所述的鱼植共生研究模型系统，其特征在于，所述F管液位控制装置由一常开型电控执行器、一定时插座和一F状PVC管道构成。
4.如权利要求1所述的鱼植共生研究模型系统，其特征在于，还包括文氏管增氧装置，所述文氏管增氧装置设置于所述养殖池内；所述文氏管增氧装置的末端管道伸入养殖池的液面以下。
5.如权利要求4所述的鱼植共生研究模型系统，其特征在于，所述文氏管增氧装置包括：入水口、喉管、气口、扩口以及出水口；所述喉管的一端连接所述入水口，所述喉管的另一端设置有扩口，所述扩口的末端设置所述出水口；所述喉管还连接有气口。
6.如权利要求1所述的鱼植共生研究模型系统，其特征在于，所述养殖池侧壁的底部设置有排水管；所述养殖池的侧壁的上部设置有带筛网的溢流口；所述溢流口的位置低于养殖池的顶部。
7.如权利要求2所述的鱼植共生研究模型系统，其特征在于，所述养殖池内设置所述水泵，所述水泵通过第一出水管与所述沉淀桶连接，所述沉淀桶通过第二出水管与所述种植区连接；
所述水泵的周围设置有隔离装置，所述隔离装置为柱状筛网状结构。
8.如权利要求7所述的鱼植共生研究模型系统，其特征在于，所述种植层与所述硝化层之间设置有隔离层；所述隔离层为透水致密的藤棉；
所述种植层内铺设有陶粒，所述陶粒上设置有多个种植篮；
所述硝化层通过隔水板隔离成多个硝化仓，所述硝化仓内设置有生化球；
所述隔离板上设置有圆形流水口；所述圆形流水口的直径小于所述生化球的直径。
9.如权利要求7所述的鱼植共生研究模型系统，其特征在于，所述沉淀桶的侧壁底部设置有第一排污阀；所述种植区的底部设置有第二排污阀。
10.如权利要求7所述的鱼植共生研究模型系统，其特征在于，所述第一出水管的末端设置有90°水平弯头；所述90°水平弯头设置于所述沉淀桶内，所述沉淀桶内设置有PVC管，所述PVC管与所述第二出水管连接，所述第二出水管的一端设置于所述PVC管内，另一端设置有阀门。
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