CN213127648U - 一种光量子氢磁鱼菜共生系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光量子氢磁鱼菜共生系统，包括水产养殖池、微滤快速发酵一体机、废水净化塔、氢磁活化水机组、无土栽培池和循环水灭菌净化一体机，且上述各装置之间由管道依次连接；所述水产养殖池中连接有纯氧增氧机。本实用新型中的整个系统无“三废”产生；通过将水产养殖排出的粪便和残饵通过快速发酵技术制成液体发酵肥料，避免了生粪直接利用造成蔬菜烧根；首次将氢磁活化水技术应用于鱼、蔬菜和谐共生领域，发挥氢磁的生物学效应和植物学效应，提高了养殖品质。

Description

一种光量子氢磁鱼菜共生系统

技术领域

本实用新型涉及水产养殖及无土栽培技术领域，具体涉及一种光量子氢磁鱼菜共生系统。

背景技术

我国是世界第一渔业大国，也是世界水产品进出口贸易大国，水产品产量从1989年起连续28年稳居世界首位。平均每天每公斤鱼会向水体中排放1~2g的氨氮，3~5g的BOD（生物需氧量），耗去水中5~6g的溶解氧（相当于1m²水面2天的自然复氧量），污染1.5m³的水体。因此，为了实现生态平衡和可持续发展，近年来，国家相继出台了多条举措加大水产养殖行业的环保整治。因此我国渔业正面临着养殖基地向何处转移与怎么转型的困境。

另外，我国也是世界第一农业大国，同时还是世界第一农产品进口大国。然而随着我国耕地面积的逐年减少，作物生产逐渐专业化和规模化，特别是保护地设施栽培面积的逐年扩大，使土地的合理轮作制度难以得到进一步的推广和应用。另外，由于作物连作导致土壤中病虫害大量发生、盐分积聚、养分失衡、土壤板结及根系分泌物引起的毒副作用等也成为土壤栽培的难题。再加上土壤处理和消毒难度大，因此使得土壤种植数年后，效益下降，甚至停产。这些落后的农业模式和病害化学处理法已经无法满足农药、化肥、塑料、激素、废弃物等问题的解决，因此，发展绿色、高效、循环的现代农业模式迫在眉睫。

氢作为世界上分布广泛的元素，占宇宙质量的75%以上，且具有独特的生物学效应和植物学效应。由陈昌志、马献章等人申报的实用新型专利，专利号为ZL201810128323.7的《氢态农业负氢离子脉冲雷达设备》利用雷达脉冲振动技术制作氢水，并应用于农业领域，虽然成本较高，但结果发现用氢水结合营养液浇灌的西红柿可以提前半个月挂果；用于浇花，可以使花期延长5倍的时间；将经过盆养9天后濒临死亡的鱼放入氢水中，三小时后即可完全恢复生命。除此之外，日本高知大学农学系利用氢水灌溉大棚栽培的小松菜，其根部的氧化应激指标丙二醛下降91%，叶子的氧化应激指标丙二醛下降96%，并且增产32%。

光量子，简称光子，是传递电磁相互作用的基本粒子，在量子场论中被认为是电磁相互作用的媒介子，具有波粒二象性，能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质。根据法拉第的电磁理论，当导体在外力作用下通过磁场并作切割磁力线运动时，会产生电荷和使电荷运动的电动势，导体内产生电流和电势差等物理变化，于是产生电能。当切割磁力线的导体是以一定速度流动并具有一定导电性能的水时，在水流中同样也会产生电磁感应而被磁化。

由于磁场为水分子的热运动提供了能量，所以导致部分氢键角度被破坏，由104.5°减小到103°，水分子之间的相互作用力减小，活动加剧，分子之间距离增大，空气含量增加，因此水的性质发生了许多改变，如减少水分子间的集聚程度、改变化学键角度、水-离子胶合体半径减少、粘度减小、密度变小、含氧量增加、挥发性加快、比表面积增大、表面张力变小、渗透压增大，溶解度增大等，从而促进了气体在水溶液中的溶解与传递，并使得Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Ni⁺等金属离子在磁化水中更容易水合化，使生物体离子通道更加畅通，由此促进细胞膜上的离子传输，使生物体吸收水分和矿物离子等养分的能力加强、速度提高；另外，还会使植物叶面积增大，叶绿素含量增加，光合作用加强，营养增多，促进壮苗的形成和分蘖的增多，提高了产量，改变了品质。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光量子氢磁鱼菜共生系统，该系统将光量子技术与氢分子技术完美结合，并科学地应用于水产养殖和无土栽培，具有特殊的环保效益、经济效益及社会效益。

本实用新型的技术方案为：一种光量子氢磁鱼菜共生系统，包括水产养殖池、微滤快速发酵一体机、废水净化塔、氢磁活化水机组、无土栽培池和循环水灭菌净化一体机，且上述各装置之间由管道依次连接；所述水产养殖池中连接有纯氧增氧机。

进一步，所述微滤快速发酵一体机包括固液两相分离器与快速发酵桶两部分；所述水产养殖池排出的粪污通过固液两相分离器处理后，固体残饵、粪便通过快速发酵桶发酵腐熟成有机肥料，可用于无土栽培，为蔬菜的生长提供养分。

进一步，所述废水净化塔由预处理桶和脱碳增氧生化塔组成；所述预处理桶包括预处理进水口和其内部的生化球，且通过泵和输水管道与脱碳增氧生化塔相连接；所述脱碳增氧生化塔包括引风机、风筒、喷淋脱碳模块、微生物处理模块和百叶窗，所述引风机安装在脱碳增氧生化塔的顶部的风筒上，风筒下方设置有喷淋脱碳模块、网架和微生物处理模块，所述百叶窗设置在脱碳增氧生化塔底部的两侧；所述脱碳增氧生化塔底部设有蓄水盘，所述蓄水盘的一侧设有排水口，蓄水盘的底部设有排污口；所述排水口与氢磁活化水机组相连。

进一步，所述生化球内含有土壤杆菌、肠球菌和乳酸杆菌，用于将水体中的残饵、粪便等复杂有机物转化成水分子有机物和二氧化碳等无机物。

进一步，所述喷淋脱碳模块包括安装在塔体内的喷头和喷头下方的脱碳蜂窝填料，所述喷头与输水管道相连，呈阵列状排布在脱碳蜂窝填料上方。

进一步，所述微生物处理模块悬挂在网架下方，由含有硝化细菌、芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌等耗氧和兼氧微生物进行培菌后的辫带式生物填料组成，用于将废水中的氨氮代谢为亚硝酸盐，并将亚硝酸盐进一步代谢为硝酸盐，同时还能进一步分解残饵、粪便中其他微生物不易分解的纤维素、半纤维素、多聚糖以及碳水化合物，提高废水的净化处理效果。

进一步，所述无土栽培池水面放置种植漂浮板，漂浮板上面种植蔬菜，漂浮板下面养殖泥鳅、黄鳝、黄骨鱼或龙虾等水产；蔬菜的根茎可以净化水质，同时还能为泥鳅、黄鳝、黄骨鱼、龙虾等起到遮阴作用。

进一步，所述无土栽培池中投有多孔悬浮硝化菌球，该多孔悬浮硝化菌球可以进一步分解水培池中泥鳅、黄鳝、龙虾等水产的残饵、粪便，并且也能将氨氮转化为硝酸盐，由此起到净化水质的作用。

进一步，所述循环水灭菌净化一体机具有过滤、消毒、增氧的作用，从无土栽培池排入的废水经过处理后，泵回水产养殖池，实现水体的循环使用。

与现有技术相比，本实用新型的创新之处在于：整个系统无“三废”产生；将水产养殖排出的粪便和残饵通过快速发酵技术制成液体发酵肥料，避免了生粪直接利用造成蔬菜烧根；首次将氢磁活化水技术应用于鱼、蔬菜和谐共生领域，发挥氢磁的生物学效应和植物学效应，真正意义上做到种菜不施肥（化肥）、有病不用药（化学药剂），提高了养殖品质。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图；

图2为本实用新型中废水净化塔的结构示意图；

图中：1-水产养殖池、2-微滤快速发酵一体机、3-预处理桶、301-进水口、302-生化球、303-泵、304-输水管道、4-脱碳增氧生化塔、401-引风机、402-风筒、403-喷头、404-脱碳蜂窝填料、405-网架、406-辫带式生物绳填料、407-百叶窗、408-空气、409-蓄水盘、410-排水口、411-排污口、412-多孔悬浮生化球、5-氢磁活化水机组、6-无土栽培池、7-循环水灭菌净化一体机、8-纯氧增氧机。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型是一种光量子氢磁鱼菜共生系统，包括由管道顺次连接的水产养殖池1、微滤快速发酵一体机2、预处理桶3、脱碳增氧生化塔4、氢磁活化水机组5、无土栽培池6和循环水灭菌净化一体机7图中箭头方向为水流方向。

在本实用新型中，水产养殖池1的底部为漏斗形构造，底部中央设有排污口，便于沉积在池底的残饵和粪便顺利排出。纯氧增氧机8向水产养殖池1中供氧，并与传统罗茨风机、纳米增氧系统配合使用，使氧气与水高效融合并处于螯合状态，即使水经过处理后，还能再较长的时间内保持较高的溶氧量。

微滤快速发酵一体机2包括有固液两相分离器与快速发酵桶两部分；水产养殖池1排出的粪污通过固液两相分离器处理后，固体残饵、粪便通过快速发酵桶发酵腐熟成有机肥料，避免了直接利用对蔬菜的烧根隐患，并为其生长提供了营养所需，而且还能为无土栽培池中的泥鳅、龙虾等提供蛋白、多糖营养。

如图2所示，废水净化塔由预处理桶3和脱碳增氧生化塔4组成；所述预处理桶3内放置有生化球302，该生化球302中含有土壤杆菌、肠球菌、乳酸杆菌等微生物，可以预先将微滤快速发酵一体机2中排出的废水通过进水口301到预处理桶3，中的残饵、粪便等复杂有机物转化成水分子有机物和二氧化碳等无机物。处理后的废水在泵303的抽吸作用下，经输水管道304送至脱碳增氧生化塔4中。

脱碳增氧生化塔4内从上到下依次分布有引风机401、风筒402、喷淋脱碳模块、微生物处理模块和塔体下方的百叶窗407；其中，所述喷淋脱碳模块由喷头403和脱碳蜂窝填料404组成；喷头403呈阵列排布在脱碳增氧生化塔4内横向的输水管道304上，从预处理桶3中流出的废水由喷头403均匀喷淋在脱碳蜂窝填料404上，并结成一层薄薄的水膜，水膜在张力的作用下增大了废水与空气的接触面积。在引风机401的抽吸作用下，空气408由百叶窗407进入塔内，并由下而上流动，强大的抽吸力使得水膜被空气切割而破裂，水膜中携带的二氧化碳逸出，并从塔体顶部的风筒402排出；由于空气408在上升的过程中携带了氧气，因此在脱除多余二氧化碳的同时又增加了水中的载氧量。

经脱碳增氧处理后的废水滴流而下，流经微生物处理模块；本实用新型中的微生物处理模块安装在网架405下方，由辫带式生物绳填料406组成；辫带式生物绳填料406经过硝化细菌、芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌等耗氧和兼氧微生物进行培菌，当含有氨氮的废水流经后，在微生物的作用下可将氨氮代谢为亚硝酸盐，并将亚硝酸盐进一步代谢为硝酸盐，同时还能进一步分解残饵、粪便中其他微生物不易分解的纤维素、半纤维素、多聚糖以及碳水化合物。从百叶窗407进入的空气408在上升的过程中，也为辫带式生物绳填料408上的微生物提供了氧气，有助于提高微生物的活性。辫带式生物绳填料408具有表面积大、挂膜效果好、菌种富集度高的优势，可以提高氧的转移速率和利用效率；在引风机与百叶窗的协同作用下，可以加大填料与氧气的接触面积，有助于促进微生物的生长与繁殖，提高生化效果。

经由辫带式生物绳填料408处理后的水滴流而下，聚集至脱碳增氧生化塔4底部的蓄水盘409中；所述蓄水409内投有经硝化细菌、芽孢杆菌培菌后的多孔悬浮生化球412，当废水滴至多孔悬浮生化球412表面后，附着在生物球上的微生物迅速启动生化功能，进一步促进氨氮——亚硝酸盐、亚硝酸盐——硝酸盐的能量转换，提升废水的净化效果。净化后的废水从蓄水盘409侧面的排水口410排出，蓄水盘409中的少量固体沉积物从底部排污口411排出塔外。排出塔外的固体沉积物通过人工运送的方式重新将其运送回微滤快速发酵一体机2中的快速发酵桶中。

脱碳增氧生化塔4内含有硝化细菌、芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌等耗氧和兼氧微生物，将废水中的氨氮代谢为亚硝酸盐，并将亚硝酸盐进一步代谢为硝酸盐，同时还能进一步分解残饵、粪便中其他微生物不易分解的纤维素、半纤维素、多聚糖以及碳水化合物，提高废水的净化处理效果。

脱碳增氧生化塔4处理后的水，通过氢磁活化水机组5制成的氢磁活化水具有弱碱性、小分子的特性，可以通过减小蔬菜叶片气孔开度，保持水分平衡和膜稳定性，降低叶绿素分解和细胞膜损伤，增强耐旱性能，节约用水量；另外，通过增强抗氧化酶的活性和渗透调节能力，可以缓解蔬菜的耐寒性能；通过提高光合作用和抗氧化能力以及渗透物质的积累，可以提高蔬菜的耐热性能；通过调控与植物抗病相关激素（水杨酸、茉莉酸）的受体蛋白基因的表达，或者通过提高多酚氧化酶（PPO）活性和NO含量，增强对灰霉菌的抗性，提高抵抗病虫害的能力，替代农药（化学药剂、生物菌剂）的使用；除此之外，由于蔬菜的根系参与了对水分与营养元素的吸收，因此，氢磁活化水通过参与调控蔬菜根系的发育，加快蔬菜的增长，改善蔬菜的品质。

所述无土栽培池6采用漂浮板水培方式，漂浮板上面种植蔬菜，下边可以养殖泥鳅、黄鳝、黄骨鱼、龙虾等水产；蔬菜的根茎可以净化水质，同时还能为泥鳅、黄鳝、黄骨鱼、龙虾等起到遮阴作用。另外，无土栽培池6中还投有多孔悬浮硝化菌球，可以进一步分解水培池中泥鳅、黄鳝、黄骨鱼、龙虾等水产生物所产生的残饵、粪便以及蔬菜残根，并且也能将氨氮转化为硝酸盐，起到净化水质的作用。

氢磁活化水机组5制作出的氢磁活化水具有聚氧斥氮的特性，通入无土栽培池6之后，有助于降低氨氮，提高无土栽培池中泥鳅、黄鳝、黄骨鱼、龙虾等水产体内血红蛋白的载氧量，促进水产的快速生长，同时还有助于培养多孔悬浮硝化菌球中的微生物的繁殖的活性。

无土栽培池6中的废水直接排入循环水灭菌净化一体机7，依次经过过滤、高级氧化灭菌消毒处理后变为无菌的富氧水，泵回水产养殖池之后，可以实现水体的循环使用，实现“养鱼不换水，种菜不施肥”。

凡依照本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型创造的专利涵盖范围内。

Claims (6)

1.一种光量子氢磁鱼菜共生系统，其特征在于：包括水产养殖池、微滤快速发酵一体机、废水净化塔、氢磁活化水机组、无土栽培池和循环水灭菌净化一体机，且上述各装置之间由管道依次连接；所述水产养殖池中连接有纯氧增氧机。

2.根据权利要求1所述的一种光量子氢磁鱼菜共生系统，其特征在于：所述微滤快速发酵一体机包括固液两相分离器与快速发酵桶两部分；所述水产养殖池排出的粪污通过固液两相分离器处理后，固体残饵、粪便通过快速发酵桶发酵腐熟成有机肥料，可用于无土栽培，为蔬菜的生长提供养分。

3.根据权利要求1所述的一种光量子氢磁鱼菜共生系统，其特征在于：所述废水净化塔由预处理桶和脱碳增氧生化塔组成；所述预处理桶包括预处理进水口和其内部的生化球，且通过泵和输水管道与脱碳增氧生化塔相连接；所述脱碳增氧生化塔包括引风机、风筒、喷淋脱碳模块、微生物处理模块和百叶窗，所述引风机安装在脱碳增氧生化塔的顶部的风筒上，风筒下方设置有喷淋脱碳模块、网架和微生物处理模块，所述百叶窗设置在脱碳增氧生化塔底部的两侧；所述脱碳增氧生化塔底部设有蓄水盘，所述蓄水盘的一侧设有排水口，蓄水盘的底部设有排污口；所述排水口与氢磁活化水机组相连。

4.根据权利要求3所述的一种光量子氢磁鱼菜共生系统，其特征在于：所述喷淋脱碳模块包括安装在塔体内的喷头和喷头下方的脱碳蜂窝填料，所述喷头与输水管道相连，呈阵列状排布在脱碳蜂窝填料上方。

5.根据权利要求1所述的一种光量子氢磁鱼菜共生系统，其特征在于：所述无土栽培池水面放置种植漂浮板，水中投有多孔悬浮硝化菌球。

6.根据权利要求1所述的一种光量子氢磁鱼菜共生系统，其特征在于：所述循环水灭菌净化一体机具有过滤、消毒、增氧的作用，从无土栽培池排入的废水经过处理后，泵回水产养殖池，实现水体的循环使用。

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