CN219679532U - 一种基于自循环水处理的设施化水产养殖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于设施渔业养殖领域，提供了一种基于自循环水处理的设施化水产养殖系统，包括养鱼箱、过滤器、生态净化沟、缓冲池、残渣收集池和蔬菜种植设施；养鱼箱的排水管与过滤器的入口通过水管连接；生态净化沟的一端位于过滤器的出水管处；生态净化沟的另一端设置在与缓冲池通过水管相连；缓冲池通过带液泵的水管与养鱼箱的回水管相连；养鱼箱、过滤器、生态净化沟和缓冲池形成自循环水处理通路；过滤器的排渣口与残渣收集池通过管路连接，残渣收集池处设有吸污泵，用于将残渣吸出并通过管路分配到蔬菜种植设施中。这种基于自循环水处理的设施化水产养殖系统能耗低，具备高效养殖和生态环保的特征。

Description

一种基于自循环水处理的设施化水产养殖系统

技术领域

本实用新型涉及设施渔业养殖领域，具体涉及一种基于自循环水处理的设施化水产养殖系统。

背景技术

在设施渔业水产养殖过程中，目前有这几种具体实施方式：

(1)工厂化养殖模式

现有的工厂化循环水养殖模式是通过循环水处理系统来调节养殖水体，存在建设投资成本高，水处理能耗高，管理水平要求高等弊端；

(2)集装箱+调节池的养殖方式

集装箱和流水槽等养殖模式是通过从作为调节池的池塘大量换新水，养殖尾水再排放到池塘净化的方法进行流水养殖，这种方式需要配备大面积净化池塘，养殖设施水体受池塘水质(氨氮、亚盐、病害等)影响极大，养殖能耗较大等弊端。而且池塘中水的氨氮指标和鱼粪等杂质不断累积，水体的水质会进一步恶化。

(3)网箱养殖等

网箱养殖，是指在池塘中设置多个网箱，每个网箱有一定的独立性，但是共用池塘中的水；这种方式也时非常依赖水体的水质，而且水体的水质容易不断恶化。主要的原因在于养殖水体中的废渣(饲料残渣和鱼粪便等)没有及时过滤，长时间的累积和发酵，对水质造成极大的破坏。

现有技术中，也有采用过滤器的进行尾水处理的方案，如公开号为CN 217947910U的中国专利，公开了一种用于设施化养鱼的循环水净化器(申请号为202221935875.7)；该方案，存在诸多技术问题，第一，功能较为单一，只有过滤，没有进一步的其他处理，第二，采用自然沉淀，效果有待加强。

另外，关于生态养殖的专利较多，如公开号为CN213756300U的实用新型公开了一种池塘循环水高密度生态水产养殖系统，通过在池塘一侧设置有导流墙，在导流墙两端分别设置有与池塘相连通的第一进水口和出水口；在第一进水口和出水口之间的导流墙外侧沿水流方向依次设置有相连通的进水区、跑道养殖池、积排污池和水生植物净化区；在跑道养殖池底部和进水区内设置有推水增氧装置；该方案能够很好的解决了高密度淡水养殖鱼塘底部鱼类粪便、饲料残渣积累过多而造成的亚硝酸、氨氮等有害物质偏高的问题，形成流动循环水养殖，模拟河流活水生态养殖的池塘循环水高密度生态水产养殖系统。但是该系统无法做到严格的残渣过滤，且功能有限。

因此，有必要设计一种新的设施化水产养殖系统。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于自循环水处理的设施化水产养殖系统，能对尾水中鱼粪和饲料残渣等杂质进行过滤，通过自循环模式实现高效养殖，以及对残渣进行生态化处理。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种基于自循环水处理的设施化水产养殖系统，包括养鱼箱、过滤器、生态净化沟、缓冲池、残渣收集池和蔬菜种植设施；

养鱼箱的排水管与过滤器的入口通过水管连接；生态净化沟的一端位于过滤器的出水管处；生态净化沟的另一端设置在与缓冲池通过水管相连；缓冲池通过带液泵的水管与养鱼箱的回水管相连；养鱼箱、过滤器、生态净化沟和缓冲池形成自循环水处理通路；

过滤器的排渣口与残渣收集池通过管路连接，残渣收集池处设有吸污泵，用于将残渣吸出并通过管路分配到蔬菜种植设施中。

养鱼箱中设有自动检测装置，自动检测装置包括主板和与主板相连的温度探头、液位探头和溶氧探头。

过滤器为鱼粪过滤器，包括外桶以及固定在外桶内的过滤筒；外桶的底部和侧部密封；过滤筒外壁与外桶内壁之间设有间隙；过滤筒内或过滤筒外设有用于清洁过滤筒内壁的自洁机构；

外桶上设有用于尾水进入的进水管；进水管的出水口位于过滤筒下方或内部；

过滤筒的上方为清水仓；清水仓中设有用于排出清水的出清管；

过滤筒的下方为沉淀仓；沉淀仓底部设有用于排出沉淀物的排污管；排污管上设有排污阀；在外桶内部还设有用于对过滤出的清液进行硝化处理的硝化处理仓；硝化处理仓设有多个硝化球；硝化处理仓与清水仓通过隔离网分隔；隔离网用于防止硝化球进入清水仓；自洁机构为毛刷条、刮板或螺旋自洁器；外桶顶部的设有由电机安装架支撑的电机，外桶中部设有与电机传动连接的转轴；自洁机构固定在转轴上并由转轴驱动实现自洁；沉淀仓中设有倒置沉淀斗。

倒置沉淀斗的上方还设有沉淀仓内围挡，沉淀仓内围挡与倒置沉淀斗之间具有用于沉淀物滑出的间隙。外桶上设有观察窗。过滤筒底部设有毛刷盘。毛刷盘优选由电机驱动。毛刷盘为具有一个开口的扇形毛刷盘。外桶上设有观察管，观察管与沉淀仓连通。用于观察液位和沉淀情况等。

清水仓的出清管高度与养殖箱安全水位平齐；

养殖箱底部水进入鱼粪过滤器中进行过滤及硝化处理；过滤是指过滤尾水中的鱼粪及饲料残渣；硝化是指利用多孔球上附着的硝化菌降低尾水中的氨氮指标；清水仓排出的清液进入生态沟进行进一步处理。采用电控设备控制鱼粪过滤器的定期自洁和排渣。

养鱼箱内设有管式曝气装置。

生态净化沟环绕稻田设置。

生态净化沟种植有水培植物(水浮莲，水芹菜，狐尾草等)。

养鱼箱的侧板外侧设有保温板，养鱼箱上设有遮阳棚，遮阳棚顶设有太阳能热水器，养鱼箱内设有换热器；当水温低于预设温度时，太阳能换热器太阳能热水器与换热器为养鱼箱内的水体升温。

蔬菜种植设施中设有废渣分配管网和种植土壤；废渣分配管网用于将液态的废渣分配到种植土壤中。

一种设施化立体生态水产养殖方法，采用前述的基于自循环水处理的设施化水产养殖系统实施水产养殖；

养鱼箱的排水自流进入过滤器进行过滤和曝气硝化；过滤器排出的清水经过生态净化沟后进一步增加溶氧和降低氨氮；生态净化沟的出水进入缓冲池；再将缓冲池中的水作为养鱼箱的回水泵入养鱼箱，实现水的自循环；

另一方面，过滤器排出的残渣进入残渣收集池；再由吸污泵吸出通过管路分布到蔬菜种植设施的培植土壤中。

溶氧(溶氧即溶解氧)控制在3-6毫克/升之间，温度在20-28摄氏度。

更进一步，氨氮控制在0.2毫克/升之以下，亚硝酸盐浓度控制在0.01毫克/升以下。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的基于自循环水处理的设施化水产养殖系统，其核心是采用多功能的过滤器实现自循环养殖，另外，通过蔬菜种植消化水产养殖产生的残渣，不会对环境造成污染，可以实现零排放，而且，可以实现可观的经济效益。

过滤器具有以下特点：

1、对废渣及时、快速的过滤净化：

本装置可以循环对养殖箱中的污水进行净化，收集过滤后的杂质，利用水的势能将养殖箱中的污水快速吸入循环水过滤器中，通过过滤器中的滤桶进行过滤处理；

2.具有生化处理功能

当增加基于硝化球和曝气的生化环节后，可以增加溶氧，降低氨氮指标，改善水质。

而且过滤和生化反应在不同的区域进行，结构上科学合理。

3、能耗极低

现有的水处理设备，需要微滤机，提升水的动力等，功耗至少要1个千瓦，本设备，只需要一个低能耗的自洁电机(控制部分的能耗可以忽略不计)，具有节能环保的效果，而且运行成本极低，具有巨大的经济效益，适合推广实施。

4.自动化运行

本装置通过控制模块对排污阀、进水阀等进行控制，使得装置可以自动化运行；

控制模块打开排污阀，关闭进水阀，污水区中的水带动沉积在集污仓的杂质流出净水器。控制模块关闭排污阀，打开进水阀，由于之前净水器中的一部分水已经通过排污管流出，净水器的水位下降，因此在虹吸作用下，养殖箱中的水会迅速回流至净水器中，直至两者中的水位大致齐平，基于虹吸效用，能增加进水的效率，进一步节能。

5.清水仓与其他仓隔离，可以防止养殖箱低于安全水位及过滤器满溢。

清水仓的排水管(出清管)高度与养殖箱安全水面平齐，利用U形管原理，可防止养殖箱出水故障或人员疏忽造成水位过低，从而造成养殖损失。

6.自洁功能

电机带动自洁机构(毛刷等旋转)能自动清洗滤桶的滤网，防止滤孔堵塞。

7.采用独立的沉淀机构

沉淀机构采用倒置沉淀斗，能加速沉淀过程，结构设计新颖。

总而言之，这种循环水净化器功能丰富，易于实施。

综上所述，本实用新型的基于自循环水处理的设施化水产养殖系统，是一种系统化的生态养殖方案；具有生态环保的特点，而且支持高密度的水产养殖，适合推广实施。

附图说明

图1为用于水产养殖尾水处理的鱼粪过滤器的结构示意图；

图2为过滤器水流方向以及排渣方向示意图。

图3为毛刷的结构示意图；

图4为环形进水管示意图；

图5为基于自循环水处理的设施化水产养殖系统总体结构示意图；

图6为残渣输布示意图；

图7为种植槽结构示意图；

图8为曝气仓的结构示意图；

图9为曝气管缠绕在养鱼箱的示意图(侧视图)；

图10为曝气管缠绕在养鱼箱的示意图(俯视图)；

图11为球形的球袋位于曝气管内的示意图；

图12为模块化的管式曝气装置示意图；

图13为胶囊形的球袋位于曝气管中的示意图。

标号说明：1-电机，2-电机安装架，3-出清管，4-隔离网，5-观察窗，6-过滤筒，7-转轴，8-进水管，9-排污管，10-排污阀，11-沉淀仓，12-毛刷盘，13-硝化处理仓，14-硝化球，15-螺旋自洁器，16-出清围挡，17-刷毛，18-分隔横版，19-沉淀仓内围挡。20-倒置沉淀斗；21-观察管，22-安装架，23-清水仓，24-外桶，25-曝气管。26-进水主管体，27-环形管体，28-分管体。29-种植槽，30-蔬菜，31-带土壤的网格杯。

200-箱体，210-曝气管，211-进水管，212-曝气仓，213-出水口，214-气泡，215-曝气盘，216-进气管，217-曝气环，218-悬浮球，219-曝气管壁，220-球袋，221-钢丝。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例1：

如图5，一种基于自循环水处理的设施化水产养殖系统，包括养鱼箱(又称养殖箱)、过滤器、生态净化沟、缓冲池、残渣收集池和蔬菜种植设施；养鱼箱的排水管与过滤器的入口通过水管连接；生态净化沟的一端位于过滤器的出水管处；生态净化沟的另一端设置在与缓冲池通过水管相连；缓冲池通过带液泵的水管与养鱼箱的回水管相连；养鱼箱、过滤器、生态净化沟和缓冲池形成自循环水处理通路；

过滤器的排渣口与残渣收集池通过管路连接，残渣收集池处设有吸污泵，用于将残渣吸出并通过管路分配到蔬菜种植设施中，为蔬菜提供肥料。

养鱼箱中设有自动检测装置，自动检测装置包括主板和与主板相连的温度探头、液位探头和溶氧探头。

养鱼箱内设有管式曝气装置。

生态净化沟环绕稻田设置，尾水中的部分氨氮可以被水稻吸收。

生态净化沟种植有水培植物(水浮莲，水芹菜，狐尾草等)。

养鱼箱的侧板外侧设有保温板，养鱼箱上设有遮阳棚，遮阳棚顶设有太阳能热水器，养鱼箱内设有换热器；当水温低于预设温度时，太阳能换热器太阳能热水器与换热器为养鱼箱内的水体升温。

蔬菜种植设施中设有废渣分配管网和种植土壤；废渣分配管网用于将液态的废渣分配到种植土壤中。

一种设施化立体生态水产养殖方法，采用前述的基于自循环水处理的设施化水产养殖系统实施水产养殖；

养鱼箱的排水自流进入过滤器进行过滤和曝气硝化；过滤器排出的清水经过生态净化沟后进一步增加溶氧和降低氨氮；生态净化沟的出水进入缓冲池；再将缓冲池中的水作为养鱼箱的回水泵入养鱼箱，实现水的自循环；

另一方面，过滤器排出的残渣进入残渣收集池；再由吸污泵吸出通过管路分布到蔬菜种植设施的培植土壤中。

溶氧(溶氧即溶解氧)控制在3-6毫克/升之间，温度在20-28摄氏度。

更进一步，氨氮控制在0.2毫克/升之以下，亚硝酸盐浓度控制在0.01毫克/升以下。

以下对过滤器进行说明：

如图1-图3所示，过滤器为鱼粪过滤器，包括外桶24；整个装置依托外桶由上至下分为四个功能区：

(1)清水仓，(2)硝化处理仓(曝气仓)、过滤筒(可以称为过滤仓)和沉淀仓；以下分别说明：

(1)过滤筒

过滤装置的主体结构是固定在外桶内的过滤筒6；外桶和过滤筒都采用圆筒形，且共轴心设置；外桶的底部和侧部密封；过滤筒外壁与外桶内壁之间设有间隙；过滤筒采用150-300目的滤网，优选200目。

过滤筒内设有用于清洁过滤筒内壁的自洁机构；自洁机构为螺旋自洁器15。外桶顶部的设有由电机安装架2支撑的电机1，外桶中部设有与电机传动连接的转轴7；自洁机构固定在转轴上并由转轴驱动实现自洁。过滤筒底部设有毛刷盘12。毛刷盘优选由电机驱动。毛刷盘为具有一个开口的扇形毛刷盘，参见图3，该开口作为残渣流出的通道。

外桶上设有用于尾水进入的进水管8；进水管的出水口位于过滤筒下方或内部；进水管位于过滤筒与沉淀仓之间，能尽量避免对沉淀仓的沉淀过程干扰。

(2)硝化处理仓(曝气仓)

在外桶内部还设有用于对过滤出的清液进行硝化处理的硝化处理仓13；硝化处理仓设有多个硝化球14；硝化处理仓与清水仓通过隔离网4分隔；隔离网用于防止硝化球进入清水仓。隔离网的网格只要比硝化球的直径小即可。硝化球上附着有硝化菌。硝化处理仓的底部设有曝气管25。曝气管用以增加水流溶氧值；曝气管和滤膜之间加入硝化多孔球，对水中氨氮亚盐进行降解。

(3)清水仓

过滤筒的上方为清水仓23；清水仓中设有用于排出清水的出清管3；

(4)沉淀仓

过滤筒的下方为沉淀仓11；沉淀仓底部设有用于排出沉淀物的排污管9；排污管上设有排污阀10。沉淀仓中设有倒置沉淀斗20。倒置沉淀斗的上方还设有沉淀仓内围挡19，沉淀仓内围挡与倒置沉淀斗之间具有用于沉淀物滑出的间隙。

(5)其余结构

外桶上设有观察窗5，便于观察外桶内部的情况。外桶上设有观察管(21)，观察管与沉淀仓连通。用于观察液位和沉淀情况等。

过滤装置的工作过程说明：

尾水经由进水管进入到外桶中部，经过旋转毛刷一遍过滤，向上再进入过滤筒中，进行第二次过滤；尾水两次过滤后进入硝化处理仓进行曝气硝化处理；硝化处理后的水经隔离网后溢出(俗称翻墙)到清水仓中，再由出清管自流到生态处理槽中。

过滤后的沉淀(鱼粪，饲料残渣等)沿着倒置沉淀斗的上表面并经过沉淀仓内围挡与倒置沉淀斗之间间隙滑落到沉淀仓的底部；

当沉淀积累到一定程度，再通过手动打开排污阀清理一次沉淀，或定期的自动打开排污阀清理沉淀，比如工作2小时自动清理一次。

进水管优选采用环形的进水管，参见图4，即外桶内设置环形的进水管，环形的进水管包括进水主管体26、环形管体27和进水分管27；进水主管体作为进水端，环形管体为圆环形管，进水分管沿环形管体的周向分布，本实例中采用8个，也可以是其他数量。采用环形进水，水波较小，有利于过滤和沉淀。

清水仓的出清管高度与养殖箱安全水位平齐；

养殖箱底部水进入鱼粪过滤器中进行过滤及硝化处理；过滤是指过滤尾水中的鱼粪及饲料残渣；硝化是指利用多孔球上附着的硝化菌降低尾水中的氨氮指标；清水仓排出的清液进入生态沟进行进一步处理。

采用管式曝气装置，可以进一步增加溶氧，需要的时候可靠开启，也可以选择不开启。管式曝气装置的说明如下：

如图8-11，以及图13，一种管式曝气装置，包括曝气管210和与曝气管连接的曝气仓，曝气头(即曝气盘215)位于曝气仓中，曝气头通过气管与气泵相连；曝气仓与进水管211连接，曝气管与曝气仓上的出水口对接。水进入曝气仓后，与气泡混合，再进入曝气管中，气泡与硝化菌接触，从而进行硝化反应。曝气管为软管，优选波纹管，可以如图9-10所示的缠绕，也可以不缠绕，直接放置在生态沟(即普通的水沟)中，曝气管内设有多个用于装载悬浮球的载体，每一个载体中装载有多个悬浮球218；曝气时，曝气头的输出的气泡进入曝气管中。所述的载体为非密封的球体、袋体或胶囊型的容器，也可以是其他形状，如橄榄球形。载体通过连接件串联。连接件为钢丝，尼龙绳等。

曝气管采用多层缠绕设置时，能最大限度的节约空间，此种布置方法适合设置在养鱼箱中。

另一种管式曝气装置：模块式曝气装置

如图12-13，一种管式曝气装置，包括曝气管210和曝气头，曝气头通过气管与气泵相连；

曝气管内设有多个用于装载悬浮球的载体，每一个载体中装载有多个悬浮球218；曝气头位于曝气管的曝气管内靠近端口的位置，曝气时，曝气头的输出的气泡进入曝气管中。所述的载体为非密封的球体、袋体或胶囊型的容器。载体通过连接件串联。连接件为钢丝，尼龙绳等。管式曝气装置及方法为模块式装置，多个管式曝气装置及方法通过串联或并联方式连接。如串联方式设置在生态沟中。也可以多个管式曝气装置及方法布置在养鱼箱中。这种方式的好处就是采用模块化，灵活性好。曝气管采用PVC管。

这种装置中，优选采用如图12所述的环形曝气头(参见图12的左端)，这样输出气泡更均匀，曝气效果更佳。环形曝气头通过气管与气泵相连即可。

管式曝气装置其核心是通过引入曝气管来增加曝气行程，从而达到曝气效果(降低氨氮，增加溶氧)，成本低，而且空气(气泡)与硝化菌结合的时间更久，利用率更高。另外，这种管式曝气装置，与养鱼箱(具备保温机构)配合，实现循环水(尾水)处理，具有良好的曝气效果。

蔬菜种植设施的说明：

如图6和7所示，蔬菜种植设施优选采用多条平行的种植槽；吸污泵抽出的液态的残渣先进入主管，在经多条分管分别输送到对应的多条种植槽中，种植槽优选倾斜设置，倾斜度优选5-10度，种植槽中设置多个盛放有土壤的网格杯*(杯体的杯壁上设有网格)，残渣可以经过网格杯的网格通道进入杯体中，为杯体中种植是蔬菜提供水分和肥料，以促进其生长。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于自循环水处理的设施化水产养殖系统，其特征在于，包括养鱼箱、过滤器、生态净化沟、缓冲池、残渣收集池和蔬菜种植设施；

养鱼箱的排水管与过滤器的入口通过水管连接；生态净化沟的一端位于过滤器的出水管处；生态净化沟的另一端设置在与缓冲池通过水管相连；缓冲池通过带液泵的水管与养鱼箱的回水管相连；养鱼箱、过滤器、生态净化沟和缓冲池形成自循环水处理通路；

过滤器的排渣口与残渣收集池通过管路连接，残渣收集池处设有吸污泵，用于将残渣吸出并通过管路分配到蔬菜种植设施中。

2.根据权利要求1所述的基于自循环水处理的设施化水产养殖系统，其特征在于，养鱼箱中设有自动检测装置，自动检测装置包括主板和与主板相连的温度探头、液位探头和溶氧探头。

3.根据权利要求1所述的基于自循环水处理的设施化水产养殖系统，其特征在于，过滤器为鱼粪过滤器，包括外桶(24)以及固定在外桶内的过滤筒(6)；外桶的底部和侧部密封；过滤筒外壁与外桶内壁之间设有间隙；过滤筒内或过滤筒外设有用于清洁过滤筒内壁的自洁机构；

外桶上设有用于尾水进入的进水管(8)；进水管的出水口位于过滤筒下方或内部；

过滤筒的上方为清水仓(23)；清水仓中设有用于排出清水的出清管(3)；

过滤筒的下方为沉淀仓(11)；沉淀仓底部设有用于排出沉淀物的排污管(9)；排污管上设有排污阀(10)；

在外桶内部还设有用于对过滤出的清液进行硝化处理的硝化处理仓(13)；硝化处理仓设有多个硝化球(14)；硝化处理仓与清水仓通过隔离网(4)分隔；隔离网用于防止硝化球进入清水仓；

自洁机构为毛刷条、刮板或螺旋自洁器(15)；

外桶顶部的设有由电机安装架(2)支撑的电机(1)，外桶中部设有与电机传动连接的转轴(7)；自洁机构固定在转轴上并由转轴驱动实现自洁；

沉淀仓中设有倒置沉淀斗(20)。

4.根据权利要求1所述的基于自循环水处理的设施化水产养殖系统，其特征在于，养鱼箱内设有管式曝气装置。

5.根据权利要求1所述的基于自循环水处理的设施化水产养殖系统，其特征在于，生态净化沟环绕稻田设置。

6.根据权利要求1所述的基于自循环水处理的设施化水产养殖系统，其特征在于，生态净化沟种植有水培植物。

7.根据权利要求1所述的基于自循环水处理的设施化水产养殖系统，其特征在于，养鱼箱的侧板外侧设有保温板，养鱼箱上设有遮阳棚，遮阳棚顶设有太阳能热水器，养鱼箱内设有换热器；当水温低于预设温度时，太阳能换热器太阳能热水器与换热器为养鱼箱内的水体升温。

8.根据权利要求1-7任一项所述的基于自循环水处理的设施化水产养殖系统，其特征在于，蔬菜种植设施中设有废渣分配管网和种植土壤；废渣分配管网用于将液态的废渣分配到种植土壤中。