CN213153525U - 一种智能工厂化水产生态养殖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种智能工厂化水产生态养殖系统，包括若干主养池和2个以上辅养池；主养池用于养殖主养动物和藻类植物，主养池通过颗粒物过滤装置与辅养池连接，以将主养池内产生的颗粒物过滤后输送至辅养池；辅养池用于养殖食用颗粒物的辅养动物，辅养池通过粪污过滤装置与外部收集装置连接，以将辅养池内产生的粪污集中处理获取有机肥。本实用新型能够充分利用生态学原理，把溶散在水中的营养物质作为其他生物的营养来源，实现营养物质的循环利用，有效减少饲料资源浪费、并实现污染物零排放。

Description

一种智能工厂化水产生态养殖系统

技术领域

本实用新型涉及水产养殖技术领域，具体涉及一种智能工厂化水产生态养殖系统。

背景技术

《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》指出：实施乡村振兴战略，是解决人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间矛盾的必然要求，是实现“两个一百年”奋斗目标的必然要求，是实现全体人民共同富裕的必然要求。水产品蛋白质含量丰富、脂肪含量低、肉质鲜美、营养丰富、深受消费者喜爱。随着我国人民生活水平的提高，消费者膳食结构的不断优化和改善，水产品在居民膳食结构中的比重将会不断增加。同时，水产养殖业是农业中不可或缺的重要产业，发展水产养殖是新时期农业农村工作的重点。水产养殖业的健康发展不但可以满足人民日益增长的美好生活需要，而且可以带动农民致富，实现共同富裕的目标。

我国是世界上主要的水产品生产国之一，水产品总产量自1989年起连续30年居世界第一，2019年，我国养殖水产品产量5050万吨，是世界上唯一养殖水产品总量超过捕捞总量的渔业国。但是，我国的水产养殖业相对来说还比较粗放，集约化、设施化水平比较低，容易受气候等自然条件的影响，病害多发、水体污染严重、养殖成功率低。因此，农业农村部、生态环境部等十部委联合发布的《关于加快推进水产养殖业绿色发展的若干意见》指出：提高养殖设施和装备水平，鼓励水处理装备、深远海大型养殖装备、集装箱养殖装备、养殖产品收获装备等关键装备研发和推广应用。推进智慧水产养殖，引导物联网、大数据、人工智能等现代信息技术与水产养殖生产深度融合，开展数字渔业示范。《乡村振兴战略规划（2018－2022年）》也提出：合理确定内陆水域养殖规模，发展集约化、工厂化水产养殖和深远海养殖。近些年，基于国家粮食安全和海洋强国战略提出了蓝色粮仓的概念，蓝色粮仓(blue granary)是以优质蛋白高效供给和拓展我国粮食安全的战略空间为目标，利用海洋和内陆水域环境和资源，通过创新驱动产业转型升级，培育农业发展新动能，基于生态优先、陆海统筹、三产融合构建具有国际竞争力的新型渔业生产体系。与传统渔业与陆地传统农业相比，蓝色粮仓兼具资源、空间、产业等多种属性，以高效生态与空间拓展为特征。因此，发展生态型的工厂化水产养殖不但是水产养殖业发展的必然趋势，也是乡村振兴战略与蓝色粮仓建设的需要。

工厂化水产养殖具有占用空间小、养殖密度高、智能可控、高效节水、病害少产量高、产品质量好、生态环保等特点，因此，发展工厂化水产养殖已是大势所趋，是摆脱传统粗放经营方式、摆脱资源依赖的最佳途径。截至 2017年底，我国工厂化水产养殖面积达到7000万平米，总产量达42.9万吨。虽然我国工厂化水产养殖面积和产量都位居世界前列，但是目前我国大部分工厂化养殖模式以流水养殖和半封闭式循环水养殖为主，封闭式循环水养殖模式占比还很小，而且封闭循环水养殖也需通过过滤装置实现净水养殖。

由于水产动物生活在水里，投喂的饵料只有一部分被动物摄食，剩余的散食溶解在水中，不但造成饵料的浪费，而且也污染水体。同时，水产动物的粪便也排泄在水中，与残饵一起加剧水体污染。例如，对虾养殖过程中投喂的饵料只有75%被摄食，其余残饵溶解散失在水中，同时大约产生27%的粪便（干重）、25%的悬浮颗粒物和1%的氨态氮，仅有24%的饲料氮转化为养殖对虾产量。2018年我国水产饲料总产量2211万吨，其中对虾饲料约160万吨，直接散失在水中的就有40万吨。可见，如何充分利用生态学原理，把溶散在水中的营养物质作为其他生物的营养来源，通过鱼虾藻的共生系统实现营养物质的循环利用，以减少饲料资源浪费、污染物零排放是工厂化水产养殖迫切需要解决的技术问题，也将推动我国蓝色粮仓的技术与模式创新。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型实施例提供一种智能工厂化水产生态养殖系统，以解决上述技术问题。

为实现上述技术目的，本实用新型实施例提供一种智能工厂化水产生态养殖系统，其改进之处在于：包括若干主养池和1个以上辅养池； 所述主养池用于养殖主养动物和藻类植物，所述主养池通过颗粒物过滤装置与所述辅养池连接，以将所述主养池内产生的颗粒物过滤后输送至所述辅养池；所述辅养池用于养殖食用颗粒物的辅养动物，所述辅养池通过粪污过滤装置与外部收集装置连接，以将所述辅养池内产生的粪污集中处理获取有机肥。

本实用新型由于采取以上技术方案，与现有技术相比，其具有以下优点：

本实用新型通过具体设置主养池和辅养池能够充分利用生态学原理，把溶散在水中的营养物质作为其他生物的营养来源，通过鱼虾藻的共生系统实现营养物质的循环利用，有效减少饲料资源浪费、并实现污染物零排放。

本实用新型智能化程度高，饲料资源浪费少，污染物零排放，可以广泛应用于水产养殖技术领域，实现离岸、循环水利用、高产、智能、生态、工厂化水产养殖。

附图说明

图1是本实用新型的智能工厂化水产生态养殖系统的其中一个实施例的布局图；

图2是本实用新型的智能工厂化水产生态养殖系统的其中一个实施例的控制原理图；

图3是本实用新型的智能工厂化水产生态养殖系统的阳光房的结构示意图。

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明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1～3所示，本实用新型实施例提供一种智能工厂化水产生态养殖系统，包括若干主养池1和两个以上辅养池2，另外还设置蓄水池4和一循环池6；通常可以设置7～18个主养池1、2个以上辅养池2、一个以上蓄水池4和一个以上循环池6；本实施例中，7个主养池1、2个辅养池2，但是不限于此，具体使用时，可以根据需要进行设置；

主养池1用于养殖主养动物和藻类植物，主养池1通过颗粒物过滤装置3与辅养池2连接，以将主养池内产生的排泄物及代谢物被主养池内的微生物分解成絮团成颗粒状物质，经过滤装置输送至辅养池；辅养池2用于养殖食用颗粒物的辅养动物，辅养池2通过粪污过滤装置与外部收集装置连接，以将辅养池2内产生的粪污集中处理获取有机肥。

一个优选的技术方案：辅养池包括连接在一起的第一辅养池与第二辅养池；两个辅养池养殖品种不同：第一辅养池用于养殖以杂物为食的吞食性鱼类、辅养池2养殖以微生物为食的滤食性鱼类作为辅养动物。

主养池过滤出的颗粒物输送至所述第一辅养池给吞食性鱼类食用；食用后所产生的排泄物经过本池内的有益动、植微生物分解、还原、同化后使物质变性，后在自然水压的作用下随水流入所述第二辅养池给滤食性鱼类食用；滤食性鱼类把上述物质食用后，所产生的排泄物经过本池内的有益动、植微生物分解、还原、同化后使物质变性，后在自然水压的作用下随水流入循环池内；经过循环池内的有益动、植微生物分解、还原、同化后，使物质二次变性后可作为主养池的养殖动物的辅助饵料。蓄水池用于存贮水源补充养殖系统消耗的水分；所述循环池通过颗粒物过滤装置与所述主养池连接，主养池内的水及排泄物在机械作用下随水通过颗粒物过滤装置；水回入循环池内，过滤出的颗粒物输送至所述第二辅养池。

使用时，主养池1养殖的主养动物可以为当地销售效果好的、经济价值高的品种，如南美白对虾、金鲳鱼等各种名贵纯淡水或海水虾类、鱼类；也可作为各种名贵纯淡水、海水种苗培育标粗的智能化零排放的环保设施设备。定时向主养池1添加专用饲料和专用微生态制剂，利用细菌分解处理水体中的可溶性有机物作为藻类植物的营养来源，而藻类植物又成为主养动物的食物，这样，水中溶解的有机物、细菌、藻类、主养动物之间因为食物链的关系而达到动态平衡状态，形成有藻有菌的养殖模式，营造整个养殖系统水体的菌藻平衡，强化微生动物、微生植物的种群，强大的微生动物、微生植物有序地分解、还原、同化整个养殖系统水体的排泄物、代谢物质转化成氨基酸、多糖、菌藻蛋白等，实现高产量、污染物零排放的目的。

辅养池2用于养殖食用颗粒物的吞食性鱼类和滤食性鱼类作为辅养动物，其中，颗粒物包括主养池1过滤出来的饵料残渣和粪便，辅养动物可以选择高密度养殖、摄食量大、食性杂，耐受力强的动物，本实施例中，选用塘角鱼、巴沙鱼、乌鲻鱼、鲢鱼等；可根据主养水产动物是咸水或纯淡水来决定辅养动物种类。辅养动物产生的粪污集中至收集装置后，可以在收集装置中添加微生态制剂获取有机肥。

具体的，主养池1根据所选水产动物养殖周期，采取分阶段连续养殖的方式，即：把主养池1分为3～6个养殖阶段，例如，把主养池1设置3个养殖阶段，即：1个育苗池、2个生长池、4个育成池，每个阶段养殖时间为1个月。

当1个育苗池中的动物养殖2个月后，就把育苗池的动物分到2个生长池中继续养殖，再过2个月当完成成长阶段的养殖后，再把生长池中的动物分到4个育成池中，再过2个月即可达到上市的标准，把育成池的动物捕捞销售。

当育苗池、生长池和育成池清空后，马上补充新的动物，这样就可以实现分阶段循环养殖。

显然，通过以上设置能够充分利用生态学原理，把溶散在水中的营养物质作为其他生物的营养来源，实现营养物质的循环利用，有效减少饲料资源浪费、并实现污染物零排放。

在一些实施例中，主养池1和辅养池2的进水口与蓄水池4的出水口连接，以从蓄水池4获得鲜水，蓄水池4的进水口用于连接水源5，主养池1和辅养池2的出水口通过颗粒物过滤装置3连接循环池6的进水口，循环池6的出水口连接主养池1的进水口，以对水循环利用。

在一个实施例中，主养池1、蓄水池4和循环池6上均设置有水位控制装置7，以通过水位控制装置7控制启动补水和停止补水，具体为：

当蓄水池4的水位低于设定高度时，水位控制装置7控制水源5的水自动补水到蓄水池4；当

主养池1和循环池6的水位低于设定高度时，水位控制装置7控制蓄水池4中的水自动补水到主养池1和循环池6，当相应池子的水位达到设定高度时，水位控制装置7控制补水自动停止。

本实施例中，设置1个蓄水池4、1个循环池6，但不限于此，实际使用时，可以根据需要进行设置。

具体的，主养池1、辅养池2、蓄水池4和循环池6均采用PC透明材料加工制成，以利于获得充足的阳光，但是不限于此PE透明材料，也可以是水泥池等。

在一些实施例中，主养池1、辅养池2、蓄水池4和循环池6均设置在阳光房8内。

在一个实施例中，阳光房8包括屋顶、墙体、大门和翻窗，屋顶底面周向固定连接墙体，墙体上设置大门和翻窗。

本实施例中，墙体、大门和翻窗均采用PC透明阳光板，屋顶采用PC透明阳光板和彩色瓦。

具体的，屋顶上还设置通风口和换气扇。

更具体的，阳光房8采用金属框架支撑。

由于本实用新型采用有藻有菌的养殖模式，并使得藻类植物和细菌参与物质循环，降解并转化水中的污染物，而藻类和部分细菌需要利用阳光，同时，充足的阳光也有利于水产动物的健康与生长 ，因此本实用新型设置上述阳光房8，以实现如下功能：

1.遮风挡雨的抵御天气变化的影响；

2.透明阳光板的设计可以确保获得充足的阳光；

3.屋顶透明阳光板与彩色瓦搭配，在保障阳光充足的基础上，防止阳光灼伤；

4.翻窗和屋顶的通风口、换气扇确保空气流通，及时排出有害气体，并通过适时的开启与关闭来调节室内温度。

在一些实施例中，主养池1上方设置轨道，轨道上设置自动投料机，以使得自动投料机沿轨道根据设定投料参数自动按时按量向料台处投喂饵料。

在一个实施例中，料台处设置监控装置，以通过监控装置获取饵料剩余情况信息，并根据饵料剩余情况信息调整自动投料机的投料参数，以实现精准投喂，进一步减少浪费。

在一些实施例中，主养池1和辅养池2与供氧系统9连接，以通过供氧系统9为主养池1和辅养池2内的动物提供充足的氧气。

在一些实施例中，供氧系统9包括曝气机91、纯氧发生器92和溶解氧浓度监控装置93，溶解氧浓度监控装置93实时监测主养池1和辅养池2内的溶解氧浓度，并根据溶解氧浓度开启或关闭纯氧发生器92，具体为：

曝气机91设置为24小时不间断向主养池1和辅养池2内充氧，溶解氧浓度监控装置93实时监测主养池1和辅养池2内的溶解氧浓度，当主养池1或辅养池2水体中溶解氧浓度低于设定值时，纯氧发生器92启动，通过溶氧锥94向相应池内充氧，当相应池内水体中溶解氧浓度达到设定值时，纯氧发生器92自动停止工作。

在一些实施例中，主养池1和辅养池2与温度控制系统10连接，以通过温度控制系统10为主养池1和辅养池2内的动物提供适宜的温度。

在一个实施例中，温度控制系统10包括空气能热水器101和温度监控装置102，空气能热水器101设置在循环池6，温度监控装置102设置在主养池1和辅养池2内，以实时监测主养池1和辅养池2内水体温度，具体使用时：

当温度监控装置102监测主养池1或辅养池2内水温低于设定温度时，自动启动空气能热水器101对循环池6的水进行加热，通过循环池6使主养池1或辅养池2水体升温。当温度监控装置102监测主养池1或辅养池2内水温达到设定温度时，空气能热水器101自动停止工作。

本实施例中，主养池1和辅养池2水体温度控制在28±1℃。

在一些实施例中，主养池1和辅养池2上方设置照明系统，以在必要时提供光亮。

在一个实施例中，照明系统包括开关箱和LED灯，且LED灯悬挂在主养池1和辅养池2上方。

在一些实施例中，主养池1和辅养池2内设置氨氮传感器11，以通过氨氮传感器11实时监测氨氮指标数据，进而使其符合工厂化养殖要求标准。

在一些实施例中，主养池1和辅养池2内设置PH传感器，以通过PH传感器实时监测PH值指标数据，进而使其符合工厂化养殖要求标准。

在一些实施例中，各相应电器设备均与控制柜12电连接。

在一些实施例中，颗粒物过滤装置3可以采用微滤机。

基于以上设置，本实用新型的智能工厂化水产生态养殖系统具有以下优点：

1.以智能控制为基础：本实用新型通过设置水循环利用、温度控制、供氧控制、自动投料、微生物平衡与水质控制、排泄物过滤处理、物联网与监控、照明系统的智能控制，实现设备运行和养殖环境的稳定，使水产养殖完全摆脱极端天气等因素的影响，降低了养殖风险，是高产高效工厂化生产的重要保障。

2.以离岸内陆养殖为突破：本实用新型通过水质控制实现养殖用水的循环利用，只需要补充蒸发等因素消耗的水量，用水量少，可以实现离岸内陆养殖，确保在内陆地区的养殖成功率，让内陆地区吃上鲜活的水产品，养殖用水可以是地下井水，也可以用大海、江河湖泊作为水源5。

3.以生态平衡为关键：有藻有菌的养殖模式是本实用新型与当前同类工厂化养殖设施相比最大的突破与进步，也是实现生态平衡和养殖成功率的关键。即通过主辅养动物种类的科学搭配以及微生物制剂的使用，把主养动物的残饵和粪便的有形部分作为辅养动物的食物，把溶解在水中的营养物质作为微生物和藻类的营养，达到了营养物质的输入、输出，合成、分解的平衡，实现了养殖系统内的水质稳态和生态平衡。

4.以独特的工厂化养殖为特色：本实用新型通过工厂化的设施、标准化的流程，实现了与通常的水产养殖完全不同的生产模式。由于农业生产具有较长的生产周期，所以收获往往是一年一次或几次。但本实用新型实现了完全工厂化的持续生产与收获，以南美白对虾为例，一个养殖系统即可保证每月收获1批对虾，全年收获12批对虾（目前冬棚养殖模式最多可达4批）。如果建设一个拥有30个养殖系统的对虾工厂，就可以根据实际情况选择每天收获1批对虾还是几天收获1批，完全颠覆了对虾的传统养殖模式。

5.高产高效突破业界极限：本实用新型采用分阶段连续养殖的模式，充分利用养殖系统的空间，产量可以达到常规生产的20倍以上，且确保养殖成功率100%。以南美白对虾为例，常规养殖模式下每亩虾塘每造虾的产量仅为400-500公斤，一年仅能生产2-3造，而成功率目前只有20-30%。如果应用本实用新型技术建设一个330平方米的养殖系统，即可以实现每月生产1批虾，月产量为912公斤，全年生产12批，年产量可达10944公斤，且成功率可达100%。

6.专用饲料与微生态制剂是保障：针对本实用新型养殖系统的特点和高产高效的要求，提供专用饲料与微生态制剂，最大程度发挥养殖动物的生产性能和饲料的营养价值，确保系统内养殖动物与藻类、微生物的平衡，以及养殖用水的稳态，是实现高产、高效、高成功率的重要保障。

7.生态环保无污染：本实用新型以生态学理论为指导，在水的循环利用的基础上，通过“饵料-主养动物-微生物-藻类-主养动物-辅养动物”的物质循环方式，实现了营养物质的多级循环利用，确保没有污染物以及污水排放。

8.绿色安全无药残：由于本实用新型是一种有藻有菌的养殖模式，如果在养殖过程中添加抗生素和化学药剂，就会破坏养殖单元内的生态平衡，造成系统瘫痪，养殖失败，因此，本实用新型养殖过程不添加抗生素和化学药剂，确保水产品绿色安全无药残。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。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)

1.一种智能工厂化水产生态养殖系统,其特征在于，包括若干主养池和两个以上辅养池；

所述主养池用于养殖主养动物和藻类植物，所述主养池通过颗粒物过滤装置与所述辅养池连接，以将所述主养池内产生的颗粒物过滤后输送至所述辅养池；

所述辅养池用于养殖食用颗粒物的辅养动物，所述辅养池通过粪污过滤装置与外部收集装置连接，以将所述辅养池内产生的粪污集中处理获取有机肥。

2.根据权利要求1所述一种智能工厂化水产生态养殖系统，其特征在于，所述主养池和所述辅养池的进水口与蓄水池的出水口连接，所述蓄水池的进水口用于连接水源，所述主养池和所述辅养池的出水口连接循环池的进水口，所述循环池的出水口连接所述主养池的进水口。

3.根据权利要求2所述一种智能工厂化水产生态养殖系统，其特征在于，所述主养池、所述蓄水池和所述循环池上均设置有水位控制装置，以通过所述水位控制装置控制启动补水和停止补水。

4.根据权利要求2所述一种智能工厂化水产生态养殖系统，其特征在于，所述主养池、所述辅养池、所述蓄水池和所述循环池均设置在阳光房内。

5.根据权利要求1所述一种智能工厂化水产生态养殖系统，其特征在于，所述主养池上方设置轨道，所述轨道上设置自动投料机，以使得所述自动投料机沿所述轨道根据设定投料参数自动按时按量向料台处投喂饵料。

6.根据权利要求5所述一种智能工厂化水产生态养殖系统，其特征在于，所述料台处设置监控装置，以通过所述监控装置获取饵料剩余情况信息，并根据饵料剩余情况信息调整所述自动投料机的投料参数。

7.根据权利要求1所述一种智能工厂化水产生态养殖系统，其特征在于，所述主养池和所述辅养池与供氧系统连接，以通过所述供氧系统为所述主养池和所述辅养池内的动物提供充足的氧气。

8.根据权利要求7所述一种智能工厂化水产生态养殖系统，其特征在于，所述供氧系统包括曝气机、纯氧发生器和溶解氧浓度监控装置，所述溶解氧浓度监控装置实时监测所述主养池和所述辅养池内的溶解氧浓度，并根据溶解氧浓度开启或关闭所述纯氧发生器。

9.根据权利要求1所述一种智能工厂化水产生态养殖系统，其特征在于，所述主养池和所述辅养池与温度控制系统连接，以通过所述温度控制系统为所述主养池和所述辅养池内的动物提供适宜的温度。

10.根据权利要求1所述一种智能工厂化水产生态养殖系统，其特征在于，所述主养池和所述辅养池上方设置照明系统。

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