RU2771827C2 - Aquaponic system and method for growing plants and breeding fish and mollusk using aquaponic system - Google Patents
Aquaponic system and method for growing plants and breeding fish and mollusk using aquaponic system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2771827C2 RU2771827C2 RU2019106291A RU2019106291A RU2771827C2 RU 2771827 C2 RU2771827 C2 RU 2771827C2 RU 2019106291 A RU2019106291 A RU 2019106291A RU 2019106291 A RU2019106291 A RU 2019106291A RU 2771827 C2 RU2771827 C2 RU 2771827C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- tank
- cultivation
- growing
- water
- Prior art date
Links
- 230000001488 breeding Effects 0.000 title claims abstract description 64
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 title claims abstract description 57
- 241000237852 Mollusca Species 0.000 title abstract 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 212
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 197
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000000384 rearing Effects 0.000 claims description 77
- 235000015170 shellfish Nutrition 0.000 claims description 52
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 claims description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 10
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 claims description 8
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 claims description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 abstract description 66
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 20
- 230000001954 sterilising Effects 0.000 description 15
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 11
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000009313 farming Methods 0.000 description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 7
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 230000003213 activating Effects 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 229920001342 Bakelite® Polymers 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 210000003608 Feces Anatomy 0.000 description 1
- 240000001441 Fragaria vesca Species 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 210000002268 Wool Anatomy 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000004637 bakelite Substances 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 235000021190 leftovers Nutrition 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002101 nanobubble Substances 0.000 description 1
- 230000001546 nitrifying Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 nitrogen (nitrate) Chemical compound 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N nitrous acid Chemical compound ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 235000021012 strawberries Nutrition 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
[0001] Настоящее изобретение относится к аквапонной системе, содержащей устройство для разведения рыбы и моллюсков и устройство для гидропонного выращивания, интегрированные друг с другом, и к способу выращивания растений и разведения рыбы и моллюсков с применением системы.[0001] The present invention relates to an aquaponic system comprising a fish and shellfish rearing device and a hydroponic growing device integrated with each other, and to a method for growing plants and rearing fish and shellfish using the system.
Предшествующий уровень техникиPrior Art
[0002] Аквапонная система допускает осуществление как выращивания (разведения) рыбы и моллюсков, так и параллельного выращивания растений. Вследствие этого, аквапонная система привлекает внимание и начинает применяться на практике.[0002] The aquaponic system allows for both fish and shellfish rearing and parallel plant rearing. As a result, the aquaponic system is attracting attention and is beginning to be put into practice.
[0003] Аквапонная система содержит культивационные грядки, выполненные с возможностью выращивания растений, и резервуар для разведения рыбы и моллюсков (далее называемый «выростной резервуар»). Аквапонная система допускает параллельное осуществление разведения рыбы и моллюсков в выростном резервуаре и выращивания растений на культивационных грядках за счет подачи насосом жидкости в выростном резервуаре в каждую культивационную грядку и заставляя жидкость на культивационных грядках циклично поступать в выростной резервуар.[0003] The aquaponic system includes cultivation beds configured to grow plants and a fish and shellfish breeding tank (hereinafter referred to as "grow tank"). The aquaponic system allows for the parallel implementation of rearing fish and shellfish in the grow tank and growing plants in the grow beds by pumping the liquid in the grow tank to each grow bed and causing the liquid in the grow beds to cycle into the grow tank.
[0004] В качестве аквапонных систем предшествующего уровня техники приведены системы, раскрытые в патентных документах 1-5.[0004] As prior art aquaponic systems, systems disclosed in Patent Documents 1-5 are given.
[0005] В патентном документе 1 раскрыта модульная аквапонная установка. Также раскрыта аквапонная система, содержащая колокольные сифоны и многослойные лотки. Однако в патентном документе 1 не раскрыто, что колокольные сифоны вызывают падение жидкости, аэрируя посредством этого жидкость в водном резервуаре струей падающей воды.[0005] Patent Document 1 discloses a modular aquaponic setup. Also disclosed is an aquaponic system containing bell siphons and multilayer trays. However, Patent Document 1 does not disclose that the bell siphons cause the liquid to fall, thereby aerating the liquid in the water tank with a jet of falling water.
[0006] В патентном документе 2 раскрыто, что выпускаемая вода из модуля водного резервуара вынужденно протекает в садовый модуль, и растение выращивают за счет воды, часть которой фильтруется. Также раскрыто использование колокольных сифонов. Однако садовый модуль этого изобретения установлен в положении ниже, чем уровень воды модуля водного резервуара и, следовательно, не раскрыто, что водный резервуар для разведения подвергается адекватной аэрация выпускаемой водой, падающей из колокольных сифонов.[0006]
[0007] В патентном документе 3 раскрыта вертикальная аквапонная овощеводческая система. Однако нет ни раскрытия, что эта система содержит многослойные культивационные грядки, ни раскрытия, что эта система содержит систему выпуска воды, использующую колокольные сифоны. Кроме того, не раскрыто, что жидкость в водном резервуаре подвергается достаточной аэрации.[0007]
[0008] В патентном документе 4 раскрыта аквапонная система, содержащая водный резервуар для водяных животных, устройство для выращивания растений, биологический фильтр и блок и способ биологического расщепления отходов. Однако не раскрыто, что эта система вызывает падение выпускаемой воды из культивационных грядок с многослойным выращиванием в водный резервуар для разведения рыбы с колокольными сифонами для осуществления аэрации.[0008]
[0009] В патентном документе 5 раскрыта вертикальная аквапонная система, а также раскрыты колокольные сифоны. Однако эта система не является водным резервуаром для разведения рыбы, но система выполнена с возможностью подачи воды по трубе из экосистемы имеющегося пруда или озера. Кроме того, колокольные сифоны не выпускают воду в водный резервуар для разведения рыбы, что является причиной аэрации в водном резервуаре для разведения рыбы.[0009]
Список Противопоставленных МатериаловList of Contrasted Materials
Патентная ЛитератураPatent Literature
[0010] [PTL 1] US 2013/0047508 A1[0010] [PTL 1] US 2013/0047508 A1
[PTL 2] US 2014/0041594 A1[PTL 2] US 2014/0041594 A1
[PTL 3] US 2013/0160363 A1[PTL 3] US 2013/0160363 A1
[PTL 4] US 2014/0047767 A1[PTL 4] US 2014/0047767 A1
[PTL 5] US 2013/0098303 A1[PTL 5] US 2013/0098303 A1
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Техническая ПроблемаTechnical problem
[0011] Целью настоящего изобретения является осуществление разведения рыбы и моллюсков и выращивания растения в процессе циркуляции жидкости за счет использования культивационных грядок в два или более ярусов. Система выращивания растений представляет собой систему выращивания растений замкнутого типа. Жидкость в выростном резервуаре и жидкость в резервуаре для хранения воды заставляют циркулировать, и контролируют качество воды, улучшая посредством этого окружающую среду для разведения и окружающую среду для выращивания растений.[0011] It is an object of the present invention to implement fish and shellfish farming and plant cultivation in a fluid circulation process by using cultivation beds of two or more tiers. The plant growing system is a closed type plant growing system. The liquid in the growing tank and the liquid in the water storage tank are made to circulate and control the quality of the water, thereby improving the breeding environment and the growing environment.
Решение ПроблемыSolution
[0012] [Аквапонная Система 1][0012] [Aquaponic System 1]
Аквапонной системой настоящего изобретения является аквапонная система, содержащая интегрированные друг с другом систему разведения и систему выращивания, причем аквапонная система содержит выростной резервуар системы разведения и культивационные грядки системы выращивания. Культивационные грядки расположены в два или более ярусов в вертикальном направлении. Жидкость в выростном резервуаре подается на многоярусные культивационные грядки в два или более ярусов, и жидкость в культивационных грядках возвращается в выростной резервуар, циркулируя посредством этого по циркуляционной системе разведения и выращивания из выростного резервуара, культивационных грядок и выростного резервуара. Рыбу и моллюсков можно разводить в выростном резервуаре, а растения можно выращивать в культивационных грядках с циркулирующей жидкостью.The aquaponic system of the present invention is an aquaponic system comprising a rearing system and a growing system integrated with each other, the aquaponic system comprising a rearing tank of the rearing system and cultivation beds of the growing system. Cultivation beds are arranged in two or more tiers in the vertical direction. The nursery tank liquid is supplied to the multi-tier cultivation beds of two or more layers, and the cultivation bed fluid is returned to the nursery tank, thereby circulating through the breeding and growing circulation system from the nursery tank, the cultivation beds and the nursery tank. Fish and shellfish can be reared in a growing tank, and plants can be grown in cultivation beds with circulating fluid.
[0013] [Аквапонная Система 2][0013] [Aquaponic System 2]
Аквапонная система настоящего изобретения может содержать циркуляционную систему выращивания, в которой жидкость в резервуаре для хранения воды циркулирует через резервуар для хранения воды, культивационные грядки и резервуар для хранения воды, и циркуляционную систему разведения, в которой жидкость в выростном резервуаре циркулирует через выростной резервуар, резервуар для хранения воды и выростной резервуар. Циркуляция жидкости может осуществляться одновременно в обеих циркуляционных системах, с осуществлением посредством этого выращивания растений, при этом жидкость циркулирует по циркуляционному пути выращивания, и с одновременным осуществлением разведения рыбы и моллюсков, при этом жидкость циркулирует по циркуляционной системе разведения.The aquaponic system of the present invention may include a circulating rearing system in which the liquid in the water storage tank circulates through the water storage tank, cultivation beds, and the water storage tank, and a circulating breeding system in which the liquid in the grow tank circulates through the grow tank, tank for water storage and a nursery tank. The liquid circulation can be carried out simultaneously in both circulating systems, with the implementation through this cultivation of plants, while the liquid circulates through the circulating rearing path, and while the culture of fish and shellfish is carried out, while the liquid circulates through the circulating rearing system.
[0014] [Аквапонная Система 3][0014] [Aquaponic System 3]
Аквапонной системой настоящего изобретения является выше упомянутая аквапонная система 1 или 2, в которой системой выращивания может быть циркуляционная система выращивания замкнутого типа (для помещения). В этом случае в системе выращивания осветительное устройство может быть расположено таким образом, чтобы осветительное устройство было способно освещать растения, выращиваемые на культивационных грядках, ускоряя посредством этого фотосинтез.The aquaponic system of the present invention is the aforementioned
[0015] [Аквапонная Система 4][0015] [Aquaponic System 4]
Аквапонной системой настоящего изобретения является любая из упомянутых выше аквапонных систем 1-3, которая может содержать оба или любое из устройства контроля качества воды, выполненного с возможностью контроля качества жидкости в выростном резервуаре, и устройства улучшения окружающей среды, выполненного с возможностью улучшения окружающей среды для выращивания растений.The aquaponic system of the present invention is any of the aquaponic systems 1 to 3 mentioned above, which may comprise both or any of a water quality control device configured to control the quality of the liquid in the rearing tank and an environmental improvement device configured to improve the environment for growing plants.
[0016] [Аквапонная Система 5][0016] [Aquaponic System 5]
Аквапонная система настоящего изобретения может содержать устройство подачи воздуха, выполненное с возможностью аэрации жидкости в выростном резервуаре или резервуаре для хранения воды. Устройством подачи воздуха могут быть колокольные сифоны или другие устройства подачи воздуха, установленные на культивационных грядках.The aquaponic system of the present invention may include an air supply device configured to aerate liquid in a nursery tank or a water storage tank. The air supply device may be bell siphons or other air supply devices installed in the cultivation beds.
[0017] [Аквапонная Система 6][0017] [Aquaponic System 6]
Аквапонная система настоящего изобретения может содержать оба или любое из устройства физической фильтрации и устройства биологической фильтрации в циркуляционной системе разведения и выращивания или циркуляционной системе разведения. В этом случае также может быть добавлено устройство стерилизации. Устройство физической фильтрации представляет собой устройство фильтрации, выполненное с возможностью фильтрации твердых веществ в выростном резервуаре или резервуаре для хранения воды, а устройство биологической фильтрации представляет собой устройство фильтрации, выполненное с возможностью проведения нитрификации с преобразованием по меньшей мере аммонийного компонента в жидкости в выростном резервуаре или резервуаре для хранения воды в нитрит и с преобразованием нитрита в нитрат.The aquaponic system of the present invention may comprise both or any of a physical filtration device and a biological filtration device in a circulating breeding and rearing system or a circulating breeding system. In this case, a sterilization device can also be added. A physical filtration device is a filtration device capable of filtering solids in a nursery tank or a water storage tank, and a biological filtering device is a filtering device configured to carry out nitrification to convert at least an ammonium component to a liquid in a nursery tank, or water storage tank to nitrite and with the conversion of nitrite to nitrate.
[0018] [Способ 1 выращивания растений и разведения рыбы и моллюсков][0018] [Method 1 for growing plants and breeding fish and shellfish]
Способ выращивания растений и разведения рыбы и моллюсков настоящего изобретения включает разведение рыбы и моллюсков в выростном резервуаре и выращивание растений на многоярусных культивационных грядках за счет использования любой из упомянутых выше аквапонных систем 1-6.The method of growing plants and breeding fish and shellfish of the present invention includes rearing fish and shellfish in a nursery tank and growing plants in multi-tiered cultivation beds by using any of the aquaponic systems 1-6 mentioned above.
[0019] [Способ 2 выращивания растений и разведения рыбы и моллюсков][0019] [
Способ выращивания растений и разведения рыбы и моллюсков настоящего изобретения может включать активацию циркуляции жидкости через циркуляционную систему выращивания для выращивания растений на культивационных грядках и дальнейшую активацию циркуляции жидкости также через циркуляционную систему разведения для разведения рыбы и моллюсков в выростном резервуаре за счет использования упомянутой выше аквапонной системы 2.The method of growing plants and rearing fish and shellfish of the present invention may include activating the circulation of liquid through the circulating rearing system to grow plants in cultivation beds and further activating the circulation of liquid also through the circulating rearing system for rearing fish and shellfish in the rearing tank by using the aquaponic system mentioned above 2.
[0020] [Способ 3 выращивания растений и разведения рыбы и моллюсков][0020] [
Способ выращивания растений и разведения рыбы и моллюсков настоящего изобретения может включать, в случае, когда системой выращивания является циркуляционная система выращивания замкнутого типа (для помещения), освещение растений осветительным устройством в процессе выращивания на культивационных грядках, ускоряя посредством этого фотосинтез.The method of growing plants and rearing fish and shellfish of the present invention may include, in the case where the growing system is a closed-type (indoor) circulating growing system, lighting the plants with a lighting device during growing in cultivation beds, thereby accelerating photosynthesis.
[0021] [Способ 4 выращивания растений и разведения рыбы и моллюсков][0021] [
Способ выращивания растений и разведения рыбы и моллюсков настоящего изобретения может включать регулирование качества жидкости в выростном резервуаре или резервуаре для хранения воды и разведение рыбы и моллюсков и выращивание растений с контролируемой жидкостью.The method of growing plants and breeding fish and shellfish of the present invention may include adjusting the quality of the liquid in the rearing tank or water storage tank and breeding fish and shellfish and growing plants with controlled fluid.
[0022] [Способ 5 выращивания растений и разведения рыбы и моллюсков][0022] [
Способ выращивания растений и разведения рыбы и моллюсков настоящего изобретения может включать аэрацию жидкости в выростном резервуаре или резервуаре для хранения воды, для осуществления посредством этого разведения рыбы и моллюсков и выращивания растений с жидкостью, содержащей воздух. В этом случае жидкость на культивационной грядке в каждом из ярусов можно заставлять падать в жидкость в выростном резервуаре или резервуаре для хранения воды с помощью колокольных сифонов и взбалтывать жидкость в выростном резервуаре или резервуаре для хранения воды, аэрируя посредством этого жидкость, или можно также включать активацию вспенивания жидкости в выростном резервуаре или резервуаре для хранения воды от источника подачи воздуха, аэрируя посредством этого жидкость.The method of growing plants and rearing fish and shellfish of the present invention may include aerating a liquid in a nursery tank or a water storage tank, to thereby carry out fish and shellfish breeding and growing plants with an air-containing liquid. In this case, the liquid in the grow bed in each of the tiers can be made to fall into the liquid in the grow tank or water storage tank by means of bell siphons and agitate the liquid in the grow tank or water storage tank, thereby aerating the liquid, or the activation can also be turned on. foaming the liquid in the nursery or water storage tank from an air supply, thereby aerating the liquid.
[0023] [Способ 6 выращивания растений и разведения рыбы и моллюсков][0023] [Method 6 for growing plants and breeding fish and shellfish]
Способ выращивания растений и разведения рыбы и моллюсков настоящего изобретения может также включать, в процессе циркуляции в циркуляционной системе разведения и выращивания или в процессе циркуляции в циркуляционной системе разведения, проведения обеих или любой из фильтрации с удалением (фильтрацией) твердых веществ в жидкости и биологической фильтрации с нитрификацией с преобразованием по меньшей мере аммонийного компонента в жидкости в нитрат. При необходимости жидкость в процессе циркуляции также можно стерилизовать.The method of growing plants and rearing fish and shellfish of the present invention may also include, while circulating in a circulating breeding and rearing system or circulating in a circulating breeding system, performing both or any of the filtration with removal (filtration) of solids in the liquid and biological filtration with nitrification to convert at least the ammonium component in the liquid to nitrate. If necessary, the liquid in the circulation process can also be sterilized.
Преимущественные Результаты ИзобретенияAdvantageous Results of the Invention
[0024] Аквапонная система настоящего изобретения имеет следующие результаты. (1) Культивационные грядки расположены на множестве ярусов в вертикальном направлении и, следовательно, площадь выращивания растений увеличивается даже в узком пространстве. (2) Жидкость, очищенную при выращивании растений, заставляют циклично поступать в выростной резервуар, и, следовательно, жидкость, подходящая для разведения рыбы и моллюсков, имеет возможность циклично поступать в выростной резервуар. (3) Имеется устройство контроля качества воды, и, следовательно, может создаваться окружающая среда, предпочтительная для разведения рыбы и моллюсков и выращивания растений. (4) Системой выращивания является гидропонная циркуляционная система выращивания замкнутого типа (для помещения), и, следовательно, система выращивания менее подвержена влиянию внешней температуры или ущербу от вредителей. (5) В системе выращивания осветительное устройство расположено таким образом, чтобы осветительное устройство было способно освещать растения, выращиваемые на культивационных грядках, ускоряя посредством этого фотосинтез, и, следовательно, рост растений может быть ускорен. (6) Имеется устройство подачи воздуха. Вследствие этого, жидкость в выростном резервуаре можно аэрировать, увеличивая растворенный кислород в жидкости, и кислород может подаваться способом, предпочтительным для разведения рыбы и моллюсков и выращивания растений. (7) В циркуляционной системе расположены оба или одно из устройства физической фильтрации и устройства биологической фильтрации. Вследствие этого, твердое вещество в выростном резервуаре фильтруется, а аммоний нитрифицируется в азотистую кислоту, необходимую для выращивания растений. Таким образом, даже жидкость в выростном резервуаре может изменяться в жидкость, подходящую для выращивания растений и подаваемую на культивационные грядки. (8) Когда добавляют устройство стерилизации, циркулирующая жидкость стерилизуется. Вследствие этого, может подаваться жидкость, которая является гигиеничной для разведения рыбы и моллюсков и выращивания растений.[0024] The aquaponic system of the present invention has the following results. (1) Cultivation beds are arranged in a plurality of tiers in the vertical direction, and therefore the cultivation area of plants is increased even in a narrow space. (2) The liquid purified by growing plants is made to cycle into the rearing tank, and therefore the liquid suitable for fish and shellfish rearing is able to cycle into the growing tank. (3) There is a water quality control device, and therefore, a favorable environment for fish and shellfish farming and plant cultivation can be created. (4) The cultivation system is a closed-type (indoor) hydroponic circulating cultivation system, and therefore the cultivation system is less affected by outside temperature or pest damage. (5) In the growing system, the lighting device is disposed so that the lighting device is able to illuminate the plants grown in the cultivation beds, thereby accelerating photosynthesis, and therefore, plant growth can be accelerated. (6) There is an air supply device. Because of this, the liquid in the rearing tank can be aerated, increasing the dissolved oxygen in the liquid, and the oxygen can be supplied in a manner that is preferred for fish and shellfish farming and plant growing. (7) Both or one of the physical filtration device and the biological filtration device are located in the circulation system. As a consequence, the solid matter in the grow tank is filtered and the ammonium is nitrified into nitrous acid, which is necessary for plant growth. Thus, even the liquid in the growing tank can be changed into a liquid suitable for growing plants and supplied to the cultivation beds. (8) When the sterilization device is added, the circulating liquid is sterilized. Because of this, a liquid that is hygienic for fish and shellfish farming and plant growing can be supplied.
[0025] Способ выращивания растений и разведения рыбы и моллюсков с применением аквапонной системы настоящего изобретения имеет следующие результаты. Используется любая из упомянутых выше аквапонных систем и, следовательно, могут быть получены результаты аквапонных систем.[0025] The method of growing plants and breeding fish and shellfish using the aquaponic system of the present invention has the following results. Any of the aquaponic systems mentioned above is used and therefore aquaponic system results can be obtained.
Краткое Описание чертежейBrief description of drawings
[0026] Фиг. 1 представляет собой вид спереди для иллюстрации примера аквапонной системы настоящего изобретения.[0026] FIG. 1 is a front view to illustrate an example of an aquaponic system of the present invention.
Фиг. 2 представляет собой вид спереди для иллюстрации другого примера аквапонной системы настоящего изобретения.Fig. 2 is a front view to illustrate another example of the aquaponic system of the present invention.
Фиг. 3 представляет собой пояснительное изображение колокольного сифона в аквапонной системе настоящего изобретения.Fig. 3 is an explanatory view of the bell siphon in the aquaponic system of the present invention.
Фиг. 4 представляет собой пояснительное изображение колокольного сифона в разобранном виде.Fig. 4 is an exploded view of the bell siphon.
Фиг. 5(a), фиг. 5(b), фиг. 5(c) и фиг. 5(d) каждая представляет собой пояснительное изображение выпуска жидкости колокольным сифоном.Fig. 5(a), FIG. 5(b), FIG. 5(c) and FIG. 5(d) each is an explanatory view of the discharge of liquid by the bell siphon.
Описание вариантов осуществленияDescription of Embodiments
[0027] Ниже описаны варианты осуществления аквапонной системы настоящего изобретения и способ выращивания растений и разведения рыбы и моллюсков (далее называемый «способ разведения и выращивания») с применением системы.[0027] Embodiments of the aquaponic system of the present invention and a method for growing plants and breeding fish and shellfish (hereinafter referred to as "breeding and rearing method") using the system are described below.
[0028] (Аквапонная Система согласно варианту осуществления 1)[0028] (Aquaponic System according to Embodiment 1)
Аквапонная система настоящего изобретения, проиллюстрированная в качестве примера на фиг. 1, содержит выростной резервуар 1 для разведения рыбы и моллюсков, культивационные грядки 2 для выращивания растений, которые расположены на множестве ярусов с интервалами в вертикальном направлении, насос 3 для подачи воды, выполненный с возможностью нагнетания жидкости в выростном резервуаре 1 с подачей жидкости на культивационную грядку 2 в каждом из ярусов, трубу 4 для подачи воды, выполненную с возможностью подачи в выростной резервуар 1 жидкости, нагнетаемой насосом 3 для подачи воды, на культивационные грядки 2, колокольные сифоны 5, выполненные с возможностью выпуска жидкости на культивационной грядке 2 в каждом из ярусов, и трубу 6 для выпуска воды, выполненную так, что выпускаемые жидкости, выпускаемые из колокольных сифонов 5, объединяются и вынуждены падать в выростной резервуар 1.The aquaponic system of the present invention, illustrated by way of example in FIG. 1 comprises a nursery tank 1 for breeding fish and shellfish,
[0029] [Выростной резервуар][0029] [Growing tank]
В качестве выростного резервуара 1 может использоваться выростной резервуар, такой же, как резервуар обычной наземной циркуляционной системы выращивания замкнутого типа, или выростной резервуар, имеющий новую конструкцию, материал и форму. Размером выростного резервуара 1 является размер (емкость), подходящий для разведения рыбы и моллюсков, и он имеет размер и глубину, допускающие хранение жидкости, которая может подаваться на многоярусные культивационные грядки 2. С точки зрения снижения веса подходит выростной резервуар 1, сделанный из смолы. На фиг. 1 выростной резервуар 1 установлен в положении ниже, чем культивационная грядка 2 на самом нижнем ярусе, но выростной резервуар 1 может быть установлен в другом положении при условии, что выпускаемая из культивационных грядок 2 жидкость может падать в выростной резервуар 1. Например, выростной резервуар 1 может быть зарыт в землю или также может быть расположен в помещении или вне помещения.As the nursery tank 1, a nursery tank, the same as a tank of a conventional closed-type terrestrial circulating cultivation system, or a nursery tank having a new design, material and shape, can be used. The size of the rearing tank 1 is a size (tank) suitable for fish and shellfish farming, and it has a size and depth capable of storing liquid that can be supplied to the
[0030] [Насос для подачи воды][0030] [Water pump]
Жидкость в выростном резервуаре 1 нагнетается насосом 3 для подачи воды и подается на культивационные грядки 2 по трубе 4 для подачи воды. В качестве насоса 3 для подачи воды, может использоваться циркуляционный насос, такой же как насос, используемый в обычной наземной циркуляционной системе выращивания замкнутого типа, или насос, имеющий новую конструкцию и функцию. Мощность насоса, емкость насоса и так далее устанавливают так, чтобы на многоярусные культивационные грядки 2 можно было подавать жидкость, необходимую для выращивания растений.The liquid in the growing tank 1 is pumped by the
[0031] [Труба для подачи воды][0031] [Water supply pipe]
Труба 4 для подачи воды соединена с насосом 3 для подачи воды и содержит распределительные трубы 7 для подачи жидкости в выростном резервуаре 1, нагнетаемой насосом 3 для подачи воды, на культивационную грядку 2 в каждом из ярусов. В качестве трубы 4 для подачи воды, может использоваться труба, сделанная из смолы или металла.The
[0032] [Культивационная грядка][0032] [Cultivation Bed]
В качестве культивационной грядки 2 может использоваться культивационная грядка, такая же, как грядка, используемая в обычной гидропонной циркуляционной системе выращивания замкнутого типа, или культивационная грядка, имеющая новую конструкцию, материал и форму. Размер, глубину, длину и боковую ширину культивационной грядки 2 устанавливают, чтобы они подходили для выращивания растений. С точки зрения снижения веса подходит культивационная грядка 2, сделанная из смолы. На дно культивационной грядки 2 может быть уложена или не уложена почва для выращивания растений, например, Hydroton, черный шлак, вермикулит, перлит, каменная вата, кокосовый торф, бакелит и другие культурные почвы или их комбинации. Количество ярусов культивационных грядок 2 выбирают таким образом, чтобы получить такой масштаб, чтобы можно было контролировать степень развития растений. Многоярусные культивационные грядки 2 могут быть закреплены на стеллаже 8 или установлены на стеллаже 8 с возможностью снятия.As the
[0033] Хотя культивационные грядки 2 могут быть установлены вне помещения, культивационные грядки 2 также могут быть установлены в помещении, которое не может впускать солнечный свет, образуя посредством этого циркуляционную систему выращивания замкнутого типа. Циркуляционная система выращивания замкнутого типа представляет собой систему общего назначения, выполненную с возможностью выращивания растений путем установки системы выращивания в помещении, которое плохо впускает или не может впускать солнечный свет и подвергая растения освещению искусственным светом. Культивация растений, проводимая на культивационных грядках 2, может представлять собой любое из тонкопленочной гидропонной культивации, называемой технология питательной пленки (NFT), гидропонной культивации с глубинным потоком, называемой глубоководная культивация (DWC), культивации на керамзите, называемой Ebb & Flow, и другие способы культивации. Колокольные сифоны 5 используют для выпуска воды обычно при культивации на керамзите (также можно использовать в гидропонной культивации с глубинным потоком), а в других способах перетекающую воду просто выпускают. В настоящем изобретении может использоваться капельная вентиляционная система, которую часто используют при выращивании клубники и так далее, а также может использоваться любая из других систем.[0033] Although the
[0034] [Осветительное устройство][0034] [Lighting device]
Если принимают циркуляционную систему выращивания замкнутого типа, в настоящем изобретении необходимо, чтобы на культивационных грядках 2 или стеллаже 8 было установлено осветительное устройство (не показано), для ускорения фотосинтеза выращиваемых растений с освещением от осветительного устройства. В качестве осветительного устройства можно использовать различные излучающие свет устройства, такие как LED, электрическая лампа, флуоресцентная лампа, натриевая лампа высокого давления, металлогалогенная лампа и плазменный источник света. Осветительное устройство располагают таким образом, чтобы равномерно освещать растения в процессе выращивания. Осветительное устройство может быть расположено на культивационных грядках 2 на всех ярусах или любом ярусе.If a closed-type circulating cultivation system is adopted, the present invention requires that a lighting device (not shown) be installed on the
[0035] [Колокольный сифон][0035] [Bell Siphon]
Колокольный сифон 5 установлен на нижней поверхности 2a культивационной грядки 2 в каждом из ярусов и выполнен с возможностью скапливания жидкости (культивационной жидкости) на культивационной грядке 2 для выпуска жидкости наружу. На фиг. 1 колокольный сифон 5 соединен с культивационной грядкой 2 в каждом из ярусов, и колокольный сифон 5 в каждом из ярусов соединен с трубой 6 для выпуска воды, так что жидкость, выпускаемая из колокольного сифона 5 в каждом из ярусов, падает в выростной резервуар 1 через выпускное отверстие 2b каждой культивационной грядки по трубе 6 для выпуска воды. Падающая выпускаемая жидкость аэрирует жидкость в выростном резервуаре 1 (жидкость в выростном резервуаре 1 взбалтывается, и в жидкость подается кислород (подается воздух), увеличивая растворенный кислород).The bell siphon 5 is installed on the
[0036] В качестве примера, колокольный сифон 5, проиллюстрированный на фиг. 3, содержит опорную трубу 9 (фиг. 4), которая прикреплена к нижней поверхности 2a культивационной грядки 2, проходя через нее, входную трубу 10, которую сверху вставляют в опорную трубу 9 таким образом, чтобы она выступала в культивационную грядку 2, выходную трубу 11, которую снизу вставляют в опорную трубу 9 таким образом, чтобы она выступала за пределы культивационной грядки 2, вертикальную трубу 13a, которая охватывает внешнюю периферию входной трубы 10, и крышку 13b, которая охватывает верхнюю часть вертикальной трубы 13a. В настоящем изобретении вертикальная труба 13a и крышка 13b образуют колпак 12. Колпак 12 выполнен так, выступать над поверхностью H жидкости W на культивационной грядке 2. Для того, чтобы жидкость W на культивационной грядке 2 протекала в вертикальную трубу 13a, на нижнем конце периферийной стенки вертикальной трубы 13a открыты впускные порты 14. Впускной порт 14 может иметь любую форму, например, желоба и отверстия. Количество желобов и отверстий может быть выполнено произвольно в соответствии с величиной выпуска воды, а положением отверстий также может быть любое осевое положение вертикальной трубы 13a. Величину выпуска воды колокольного сифона 5 проектируют в соответствии с величиной выпуска воды культивационной грядки 2.[0036] As an example, the bell siphon 5 illustrated in FIG. 3 comprises a support pipe 9 (FIG. 4) which is attached to the
[0037] [Выпуск воды колокольным сифоном][0037] [Bell Siphon Discharge]
Когда жидкость W на культивационной грядке 2, которая протекает в вертикальную трубу 13a через впускные порты 14 вертикальной трубы 13a (фиг. 5(a)), скапливается в вертикальной трубе 13 и достигает положение выше, чем верхняя концевая поверхность (впуск) 10a входной трубы 10 (фиг. 5(b)), избыточная вода автоматически протекает во входную трубу 10 через впуск 10a и выходит из выходной трубы 11 в трубу 6 для выпуска воды (фиг. 5(d)). В случае, когда жидкость подается на культивационную грядку 2 с перерывами, когда избыточная вода выходит, как проиллюстрировано на фиг. 5(d), уровень воды в вертикальной трубе 13a снижается. Между тем, в случае, когда жидкость подается на культивационную грядку 2 непрерывно, даже когда жидкость выходит, уровень воды в вертикальной трубе 13a находится в положении выше чем впуск 10a входной трубы 10, как проиллюстрировано на фиг. 5(c).When the liquid W on the
[0038] [Труба для выпуска воды][0038] [Water outlet pipe]
В качестве трубы 6 для выпуска воды, может использоваться имеющаяся труба, сделанная из смолы или металла. Труба 6 для выпуска воды выполнена так, что жидкости, выпускаемые из колокольного сифона 5 на ярусах, объединяются и вынуждены падать в выростной резервуар 1. На фиг. 1 колокольный сифон 5, расположенный на культивационной грядке 2 на самом нижнем ярусе, не соединен с трубой 6 для выпуска воды для того, чтобы заставлять жидкость прямо падать в выростной резервуар 1, а колокольные сифоны 5, расположенные на культивационных грядках 2 на втором и последующих ярусах от дна, соединены с трубой 6 для выпуска воды, так что жидкости объединяются в трубе 6 для выпуска воды и вынуждены падать в выростной резервуар 1.As the water outlet pipe 6, an existing pipe made of resin or metal can be used. The water outlet pipe 6 is designed in such a way that the liquids discharged from the bell siphon 5 on the tiers are combined and forced to fall into the growing tank 1. FIG. 1 the bell siphon 5 located on the
[0039] [Устройство физической фильтрации и Устройство биологической фильтрации][0039] [Physical Filtration Device and Biological Filtration Device]
Жидкость в выростном резервуаре 1 содержит испражнения рыб и моллюсков в процессе разведения, объедки (остатки) корма, другие твердые вещества, аммоний и так далее. Желательно, чтобы твердые вещества, такие как испражнения и объедки корма, фильтровались устройством физической фильтрации, а аммоний (NH3) нитрифицировался в нитрит (NO2), а затем в нитрат (NO3) устройством биологической фильтрации (биореактором). Нитрат (NO3) представляет собой элемент, важный для роста растений.The liquid in the rearing tank 1 contains the excrement of fish and shellfish during the breeding process, leftovers (remains) of food, other solids, ammonium, and so on. Preferably, solids such as feces and food scraps are filtered by a physical filtration device and ammonium (NH3) is nitrified to nitrite (NO2) and then to nitrate (NO3) by a biological filtration device (bioreactor). Nitrate (NO3) is an element important for plant growth.
[0040] <Устройство физической фильтрации>[0040] <Physical Filtering Device>
В качестве устройства физической фильтрации, отдельно или в комбинации может использоваться циклонный фильтр, радиальный фильтр, сетчатый фильтр, губка и так далее. Устройство физической фильтрации может быть установлено в выростном резервуаре 1 или в любом месте циркуляционной системы разведения и выращивания, в которой жидкость в выростном резервуаре 1 циркулирует через выростной резервуар 1, культивационные грядки 2 и выростной резервуар 1.As a physical filtration device, cyclone filter, radial filter, mesh filter, sponge and so on can be used alone or in combination. The physical filtration device can be installed in grow tank 1 or anywhere in a circulating breeding and rearing system in which liquid in grow tank 1 is circulated through grow tank 1, grow
[0041] (Устройство биологической фильтрации)[0041] (Biological Filtration Device)
В качестве устройства биологической фильтрации, может использоваться имеющееся устройство биологической фильтрации. Устройство биологической фильтрации может быть установлено в выростном резервуаре 1 или в любом месте циркуляционной системы разведения и выращивания, в которой жидкость в выростном резервуаре 1 циркулирует через выростной резервуар 1, культивационные грядки 2 и выростной резервуар 1.As a biological filtration device, an existing biological filtration device can be used. The biological filtration device can be installed in grow tank 1 or anywhere in the circulating breeding and rearing system in which the liquid in grow tank 1 circulates through grow tank 1,
[0042] [Устройство контроля качества воды][0042] [Water quality control device]
Желательно, чтобы использовалась жидкость, подходящая для разведения рыбы и моллюсков и выращивания растений. Значение pH, электропроводность (EC), температура жидкости, растворенный кислород жидкости и так далее варьируют в зависимости от разведения рыбы и моллюсков и выращивания растений. В настоящем изобретении может иметься устройство 15 контроля качества воды (фиг. 1), выполненное с возможностью контроля качества жидкости в выростном резервуаре 1. Устройство контроля качества воды выполнено с возможностью измерения pH, EC, компонентов жидкости и так далее с помощью реагента, датчика и так далее и их регулирования. Устройство 15 контроля качества воды также может содержать устройство нагрева, устройство стерилизации, устройство подачи воздуха и так далее. На фиг. 1 устройство 15 контроля качества воды расположено в выростном резервуаре 1, но устройство 15 контроля качества воды может быть установлено в другом месте при условии, что жидкость в выростном резервуаре 1 можно контролировать.Preferably, a liquid suitable for fish and shellfish farming and plant growing is used. The pH value, electrical conductivity (EC), fluid temperature, dissolved oxygen of the fluid, and so on vary depending on fish and shellfish farming and plant cultivation. In the present invention, there may be a water quality control device 15 (FIG. 1) configured to monitor the quality of the liquid in the rearing tank 1. The water quality control device is configured to measure pH, EC, liquid components, and so on with a reagent, a sensor, and so on and their regulation. The water
[0043] [Устройство регулирования pH][0043] [pH control device]
Устройство регулирования pH выполнено с возможностью регулирования значения pH жидкости в выростном резервуаре 1. В качестве устройства регулирования pH, может использоваться регулятор pH, который с помощью датчика способен определять значение pH жидкости в выростном резервуаре 1 и регулировать обнаруженное значение pH до значения pH, подходящего для разведения рыбы и моллюсков и выращивания растений.The pH adjusting device is configured to adjust the pH value of the liquid in the rearing tank 1. As the pH adjusting device, a pH controller can be used, which, by means of a sensor, is able to detect the pH value of the liquid in the growing tank 1 and adjust the detected pH value to a pH value suitable for farming fish and shellfish and growing plants.
[0044] [Устройство регулирования EC][0044] [EC Control Device]
Регулирование EC включает измерение EC жидкости имеющимся устройством измерения EC и автоматическое или ручное регулирование результата измерения на основании заданного значения, так чтобы EC достигала заданного значения. EC может быть измерена за счет использования имеющегося инструмента измерения EC.EC control involves measuring the EC of a liquid with an available EC meter and automatically or manually adjusting the result of the measurement based on a setpoint so that the EC reaches the setpoint. EC can be measured using the available EC measurement tool.
[0045] [Устройство нагрева][0045] [Heating device]
Устройство нагрева выполнено с возможностью подогрева жидкости, когда температура жидкости низкая, и для измерения температуры жидкости может использоваться инструмент измерения температуры, и для подогрева жидкости может использоваться нагреватель погружного типа или другие нагреватели. В этом случае может иметься устройство управления, устройство регулирования температуры и так далее, которые выполнены с возможностью проведения регулировки привода устройства нагрева на основании измеренной температуры и регулировки заданной температуры.The heating device is configured to heat the liquid when the temperature of the liquid is low, and a temperature measuring instrument may be used to measure the temperature of the liquid, and an immersion type heater or other heaters may be used to heat the liquid. In this case, there may be a control device, a temperature control device, and so on, which are configured to adjust the drive of the heating device based on the sensed temperature and adjust the set temperature.
[0046] [Устройство стерилизации][0046] [Sterilization Device]
Устройство стерилизации выполнено с возможностью стерилизации в жидкости в выростном резервуаре 1 бактерий, вирусов, водорослей и так далее, и может использоваться, например, ультрафиолетовое устройство стерилизации, озонное устройство стерилизации и другие устройства стерилизации. Устройство стерилизации может быть расположено в выростном резервуаре 1 или в любом месте вышеупомянутой циркуляционной системы.The sterilization device is capable of liquid sterilization in the growing tank 1 of bacteria, viruses, algae and so on, and can be used, for example, ultraviolet sterilization device, ozone sterilization device and other sterilization devices. The sterilization device can be located in the rearing tank 1 or anywhere in the aforementioned circulation system.
[0047] [Устройство подачи воздуха][0047] [Air supply unit]
Когда в упомянутой выше жидкости имеется недостаток растворенного кислорода, для подачи в жидкость кислорода из устройства подачи воздуха в жидкость может подаваться воздух. Устройство подачи воздуха выполнено с возможностью поддержания или увеличения в жидкости в выростном резервуаре 1 растворенного кислорода и взбалтывания жидкости для подачи кислорода в окружающем воздухе в жидкость (проведения аэрации). Может использоваться воздушный насос или генерирующее нанопузырьки устройство, и взбалтывание жидкости может осуществляться путем обеспечения падения жидкости, выпускаемой из культивационной грядки 2, в жидкость в выростном резервуаре 1.When there is a lack of dissolved oxygen in the above-mentioned liquid, air can be supplied from the air supply device to the liquid to supply oxygen to the liquid. The air supply device is configured to maintain or increase dissolved oxygen in the liquid in the growth tank 1 and agitate the liquid to supply oxygen in the ambient air to the liquid (aeration). An air pump or a nanobubble generating device may be used, and agitation of the liquid may be carried out by causing the liquid discharged from the
[0048] [Устройство улучшения окружающей среды][0048] [Environment Improvement Device]
В настоящем изобретении в дополнение к упомянутым выше устройствам также могут иметься различные устройства улучшения окружающей среды, выполненные с возможностью улучшения окружающей среды разведения и окружающей среды выращивания растений, такие как генерирующее диоксид углерода устройство и генерирующее воздушную струю устройство.In the present invention, in addition to the above-mentioned devices, there may also be various environmental improvement devices capable of improving the breeding environment and the plant growing environment, such as a carbon dioxide generating device and an air jet generating device.
[0049] <Генерирующее диоксид углерода устройство>[0049] <Carbon Dioxide Generating Device>
Генерирующее диоксид углерода устройство выполнено с возможностью получения диоксида углерода (CO2) для подачи диоксида углерода в воздух вокруг культивационных грядок 2, ускоряя посредством этого фотосинтез.The carbon dioxide generating device is configured to produce carbon dioxide (CO2) to supply carbon dioxide to the air around the
[0050] <Генерирующее воздушную струю устройство>[0050] <Air Jet Generating Device>
Генерирующее воздушную струю устройство выполнено с возможностью создания ветра, и может использоваться вентилятор, кондиционер воздуха и так далее. Генерируемый ветер используется для улучшения вентиляции периферии культивационных грядок 2. В дополнение, генерирующее воздушную струю устройство также может регулировать температуру и влажность в помещении.The air jet generating device is configured to generate wind, and a fan, an air conditioner, and so on can be used. The generated wind is used to improve the ventilation of the periphery of the
[0051] Устройство улучшения окружающей среды, например, генерирующее диоксид углерода устройство и генерирующее воздушную струю устройство может быть установлено в помещении, в котором выращивают растения, или за пределами помещения. За счет улучшения вентиляции среды выращивания растений и регулирования температуры и влажности в помещении также можно подавлять появление насекомых.[0051] An environmental improvement device such as a carbon dioxide generating device and an air jet generating device may be installed in a plant growing room or outdoors. By improving the ventilation of the growing environment and controlling the indoor temperature and humidity, insects can also be suppressed.
[0052] В качестве жидкости для выращивания растений можно использовать жидкость, полученную путем перемешивания трех главных элементов, азота, фосфорной кислоты и калия, с другими основными элементами, такими как калий и магний, и полезными элементами, такими как натрий и кремний, в зависимости от типа растений. В качестве жидкости можно использовать, например, химическое жидкое удобрение, такое как Otsuka House или Hyponica. В случае аквапонной системы с органической культивацией, в которой не используется химическое жидкое удобрение, достаточно азота (нитрата) подается за счет нитрифицирующее действие жидкости в выростном резервуаре 1. Однако, жидкость подвержена дефициту фосфорной кислоты, калия и так далее, и, следовательно, необходимо дополнять жидкость этими элементами за счет использования органических добавок и так далее.[0052] As a liquid for growing plants, a liquid obtained by mixing the three main elements, nitrogen, phosphoric acid, and potassium, with other main elements, such as potassium and magnesium, and beneficial elements, such as sodium and silicon, can be used, depending on the type of plant. As a liquid, for example, a chemical liquid fertilizer such as Otsuka House or Hyponica can be used. In the case of an organic cultivation aquaponic system that does not use chemical liquid fertilizer, sufficient nitrogen (nitrate) is supplied by the nitrifying action of the liquid in grow tank 1. However, the liquid is subject to deficiency of phosphoric acid, potassium, and so on, and therefore it is necessary supplement the liquid with these elements through the use of organic additives, and so on.
[0053] В аквапонной системе фиг. 1 может иметься обходной проход BP, представленный на фиг. 1 воображаемой линией, а в обходном проходе BP также могут быть расположены устройство физической фильтрации, устройство биологической фильтрации, устройство стерилизации, устройство 15 контроля качества воды и так далее.[0053] In the aquaponic system of FIG. 1, there may be a BP bypass shown in FIG. 1 as an imaginary line, and a physical filtration device, a biological filtration device, a sterilization device, a water
[0054] [Способ разведения и выращивания с применением системы фиг. 1][0054] [The breeding and growing method using the system of FIG. one]
Как описано ниже, за счет использования аквапонной системы, проиллюстрированной на фиг. 1, в выростном резервуаре 1 разводят рыбу и моллюсков, а на культивационных грядках 2 выращивают растения. Жидкость в выростном резервуаре 1 нагнетается насосом 3 для подачи воды с подачей в трубу 4 для подачи воды, а из трубы 4 для подачи воды жидкость расходится по распределительным трубам 5 для подачи на культивационную грядку 2 на каждом из ярусов. Кроме того, жидкость на культивационных грядках 2 собирают с помощью колокольных сифонов 5 для подачи в трубу 6 для выпуска воды и заставляют падать в выростной резервуар 1 по трубе 6 для выпуска воды. В этом случае жидкость на культивационной грядке 2 на самом нижнем ярусе заставляют падать в выростной резервуар 1 непосредственно из колокольного сифона 5, установленного на культивационной грядке 2 на самом нижнем ярусе. Жидкость в выростном резервуаре 1 взбалтывается падающей выпускаемой жидкостью, и кислород из окружающего воздуха подается в жидкость в выростном резервуаре 1 (жидкость в выростном резервуаре 1 аэрируется). В этом случае жидкости из культивационной грядки 2 на ярусах объединяются в трубе 6 для выпуска воды и вынуждены падать в выростной резервуар 1. Вследствие этого, выпускаемая жидкость становится относительно сильной струей воды, получая за счет этого способность достаточной аэрации жидкости в выростном резервуаре 1. Жидкость в выростном резервуаре 1 нагнетается насосом 3 для подачи воды и вынуждена циркулировать по системе из трубы 4 для подачи воды, культивационных грядок 2, колокольных сифонов 5, трубы 6 для выпуска воды и выростного резервуара 1 для осуществления посредством этого разведения рыбы и моллюсков и выращивания растений. В это время желательно, чтобы в выростном резервуаре 1 проводился контроль качества жидкости, с пополнением необходимого количества жидкости, замены загрязненной жидкости и так далее. Жидкость может нагнетаться насосом 3 для подачи воды непрерывно или с перерывами под управлением таймера времени.As described below, by using the aquaponic system illustrated in FIG. 1, fish and shellfish are bred in the rearing tank 1, and plants are grown in the
[0055] (Аквапонная Система согласно варианту осуществления 2)[0055] (Aquaponic System according to Embodiment 2)
Аквапонная система настоящего изобретения, проиллюстрированная в виде другого примера на фиг. 2, также как в варианте осуществления 1, проиллюстрированном на фиг. 1, содержит выростной резервуар 1, многоярусные культивационные грядки 2, насос 3 для подачи воды, трубу 4 для подачи воды, колокольные сифоны 5 и трубу 6 для выпуска воды. Аквапонная система настоящего изобретения согласно другому примеру дополнительно содержит резервуар 16 для хранения воды, циркуляционный насос 17, подающий проход 18, устройство 19 физической фильтрации, устройство 20 биологической фильтрации, устройство 21 стерилизации и возвратный проход 22.The aquaponic system of the present invention, illustrated as another example in FIG. 2, just as in Embodiment 1 illustrated in FIG. 1 comprises a rearing tank 1,
[0056] В качестве выростного резервуара 1, культивационных грядок 2, насоса 3 для подачи воды, труба 4 для подачи воды, колокольные сифоны 5 и труба 6 для выпуска воды, можно использовать такие же составные элементы, что и на фиг. 1.[0056] As the growing tank 1, the
[0057] Циркуляционный насос 17 выполнен с возможностью подачи жидкости из выростного резервуара 1 в резервуар 16 для хранения воды через подающий проход 18, и можно использовать подводный насос общего назначения, нагнетающий насос наземного типа и так далее.[0057] The
[0058] На фиг. 2 жидкость в резервуаре 16 для хранения воды можно заставлять циркулировать через циркуляционную систему выращивания из насоса 3 для подачи воды, культивационных грядок 2 и резервуар 16 для хранения воды. Одновременно, жидкость в выростном резервуаре 1 также можно заставить циркулировать через циркуляционную систему разведения из циркуляционного насоса 17, подающего прохода 18, устройства 19 физической фильтрации, устройства 20 биологической фильтрации, устройства 21 стерилизации, резервуара 16 для хранения воды, насоса 3 для подачи воды и возвратного прохода 22. В этом случае жидкость, нагнетаемая насосом 3 для подачи воды, подается как в возвратный проход 22, так и в трубу 4 для подачи воды. Вследствие этого, между возвратным проходом 22 и трубой 4 для подачи воды в разветвленной части расположен регулирующий клапан 23 (фиг. 2) для того, чтобы с помощью регулирующего клапана 23 регулировать величину подачи воды в возвратный проход 22 и трубу 4 для подачи воды. Жидкость также может возвращаться в возвратный проход 22 через возвратный специализированный насос (возвратный насос), отдельный от насоса 3 для подачи воды.[0058] FIG. 2, the liquid in the
[0059] На фиг. 2, резервуар 16 для хранения воды расположен под культивационной грядкой 2 на самом нижнем ярусе, и жидкость на многоярусных культивационных грядках 2 заставляют падать в резервуар 16 для хранения воды через колокольные сифоны 5 и трубу 6 для выпуска воды, аэрируя посредством этого жидкость в резервуаре 16 для хранения воды. В этом случае выпускаемую жидкость из культивационной грядки 2 на самом нижнем ярусе заставляют падать в резервуар 16 для хранения воды прямо из колокольного сифона 5, не проходя по трубе 6 для выпуска воды.[0059] FIG. 2, the
[0060] В некоторых средних точках подающего прохода 18 расположены устройство 19 физической фильтрации и устройство 20 биологической фильтрации. На фиг. 2 устройство 19 физической фильтрации расположено со стороны циркуляционного насоса 17 (передней стороны в направлении подачи), а устройство 20 биологической фильтрации расположено со стороны резервуара 16 для хранения воды (стороны назначения в направлении подачи) относительно устройства 19 физической фильтрации. Однако расположение устройства 19 физической фильтрации и устройства 20 биологической фильтрации может быть обратным. При условии, что может осуществляться достаточная фильтрация, может иметься только одно из устройства 19 физической фильтрации и устройства 20 биологической фильтрации. Устройство 19 физической фильтрации и устройство 20 биологической фильтрации такие же, как в варианте осуществления 1.[0060] At some midpoints of the
[0061] [Осветительное устройство][0061] [Lighting device]
Аквапонной системой фиг. 2 также может быть циркуляционная система выращивания замкнутого типа, и может быть установлено осветительное устройство для ускорения фотосинтеза выращиваемых растений с помощью освещения от осветительного устройства. Осветительное устройство в этом случае также может быть таким же, как в случае варианта осуществления 1.The aquaponic system of Fig. 2 may also be a closed-type circulating cultivation system, and a lighting device may be installed to accelerate the photosynthesis of cultivated plants using the lighting from the lighting device. The lighting device in this case can also be the same as in the case of Embodiment 1.
[0062] [Устройство физической фильтрации, устройство биологической фильтрации, Устройство контроля качества воды и Устройство улучшения окружающей среды][0062] [Physical Filtration Device, Biological Filtration Device, Water Quality Control Device, and Environment Improvement Device]
В аквапонной системе фиг. 2, также как в аквапонной системе согласно варианту осуществления 1, также могут иметься устройство физической фильтрации, устройство биологической фильтрации, устройство контроля качества воды и устройство улучшения окружающей среды.In the aquaponic system of FIG. 2, as well as the aquaponic system of Embodiment 1, there may also be a physical filtration device, a biological filtration device, a water quality control device, and an environmental improvement device.
[0063] [Способ разведения и выращивания с применением системы фиг. 2][0063] [The breeding and growing method using the system of FIG. 2]
Разведение рыбы и моллюсков и выращивания растений проводится за счет использования аквапонной системы, проиллюстрированной на фиг. 2 таким же образом, как в случае применения аквапонной системы фиг. 1. На фиг. 2 жидкость в резервуаре 16 для хранения воды нагнетается насосом 3 для подачи воды и подается в трубу 4 для подачи воды, а из трубы 4 для подачи воды жидкость подается на культивационную грядку 2 в каждом из ярусов, для выращивания посредством этого растений на культивационной грядке 2. Жидкость на культивационных грядках 2 заставляют падать в резервуар 16 для хранения воды из колокольных сифонов 5 по трубе 6 для выпуска воды. Жидкость на культивационной грядке 2 на самом нижнем ярусе можно заставлять падать в резервуар 16 для хранения воды непосредственно из колокольного сифона 5, установленного на культивационной грядке 2 на самом нижнем ярусе. Падающая жидкость аэрирует жидкость в резервуаре 16 для хранения воды. Жидкость, имеющая растворенный кислород, повышенный за счет аэрации, нагнетается насосом 3 для подачи воды и подается в возвратный проход 22, и жидкость подается из возвратного прохода 22 в выростной резервуар 1, для выращивания посредством этого в выростном резервуаре 1 рыбы и моллюсков. Жидкость в выростном резервуаре 1 подается циркуляционным насосом 17 в подающий проход 18, и подается в устройство 19 физической фильтрации, устройство 20 биологической фильтрации, устройство 21 стерилизации и резервуар 16 для хранения воды. В это время качество воды контролируют также как в варианте осуществления 1, улучшая посредством этого окружающую среду для выращивания растений.Fish and shellfish farming and plant cultivation is carried out using the aquaponic system illustrated in FIG. 2 in the same manner as in the case of the aquaponic system of FIG. 1. In FIG. 2, the liquid in the
[0064] [Пополнение жидкости][0064] [Fluid replenishment]
Также в случае фиг. 2, желательно, чтобы в выростном резервуаре 1 проводилось пополнение, замена жидкости и так далее. Циркуляция жидкости из резервуара 16 для хранения воды, и циркуляция жидкости из выростного резервуара 1 может осуществляться постоянно или регулярно (с перерывами) в заданное время.Also in the case of FIG. 2, the rearing tank 1 is desirably replenished, replaced with liquid, and so on. The circulation of liquid from the
[0065] (Аквапонная Система согласно варианту осуществления 3)[0065] (Aquaponic System according to Embodiment 3)
Аквапонной системой настоящего изобретения может быть другая аквапонная система, чем проиллюстрировано на фиг. 1 и фиг. 2. Может быть установлено любое количество ярусов культивационных грядок 2, иное чем проиллюстрированное количество. Культивационные грядки 2, имеющие разные размеры и формы, также можно установить в виде множества ярусов. Также может иметься два или более выростных резервуаров 1 и два или более резервуаров 16 для хранения воды. В этом случае выростные резервуары 1 и резервуары 16 для хранения воды могут иметь разные размеры и формы, соответственно. Устройство контроля качества воды может содержать упомянутое выше оборудование и устройство или может не содержать их часть. Например, в двух ярусах также могут иметься оба или любое из устройства 19 физической фильтрации и устройства 20 биологической фильтрации. Резервуар 16 для хранения воды также может быть зарыт в землю.The aquaponic system of the present invention may be a different aquaponic system than that illustrated in FIG. 1 and FIG. 2. Any number of tiers of
[0066] (Аквапонная Система согласно варианту осуществления 4)[0066] (Aquaponic System according to Embodiment 4)
В аквапонной системе, проиллюстрированной на фиг. 1, выростной резервуар 1 расположен под культивационными грядками 2, а в аквапонной системе, проиллюстрированной на фиг. 2, выростной резервуар 1 и культивационные грядки 2 расположены на одинаковой высоте. Однако, выростной резервуар 1 может быть расположен над культивационными грядками 2. В этом случае жидкость в выростном резервуаре 1 заставляют естественно падать на культивационные грядки 2 для подачи на них воды, а выпускаемую из культивационных грядок 2 воду заставляют циклично поступать в выростной резервуар с помощью насоса.In the aquaponic system illustrated in FIG. 1, the rearing tank 1 is located under the
[0067] (Аквапонная Система согласно варианту осуществления 5)[0067] (Aquaponic System according to Embodiment 5)
Аквапонная система настоящего изобретения может содержать аквапонную систему, проиллюстрированную в качестве базового элемента на фиг. 1 или фиг. 2, а для увеличения масштаба системы разведения и системы выращивания базовые элементы могут располагаться в боковом направлении или в продольном направлении. В этом случае система выращивания, в которой культивационные грядки 2 расположены на стеллаже 8, используется в качестве базового элемента, и системы выращивания могут быть расположены в боковом направлении или в продольном направлении, а также может использоваться выростной резервуар 1 и резервуар 16 для хранения воды, каждый из которых имеет большую емкость в соответствии с увеличенной системой выращивания. В любом из упомянутых выше случаев друг с другом могут быть соединены по меньшей мере стеллажи 8 систем культивирования, расположенные в боковом направлении или в продольном направлении. Если возможно, для того, чтобы соединить культивационные грядки 2 друг с другом, культивационные грядки 2 в каждом блоке могут быть выполнены с возможностью соединения друг с другом в боковом направлении или в продольном направлении.The aquaponic system of the present invention may comprise the aquaponic system illustrated as a basic element in FIG. 1 or fig. 2, and for scaling up the breeding system and rearing system, the base elements can be positioned in the lateral direction or in the longitudinal direction. In this case, a growing system in which the
Список ссылочных обозначенийList of reference designations
[0068] 1 выростной резервуар[0068] 1 nursery tank
2 культивационная грядка2 cultivation beds
2a нижняя поверхность (культивационной грядки)2a bottom surface (of the cultivation bed)
2b выпускное отверстие (культивационной грядки)2b outlet (cultivation bed)
3 насос для подачи воды3 water pump
4 труба для подачи воды4 water pipe
5 колокольный сифон5 bell siphon
6 труба для выпуска воды6 water outlet pipe
7 распределительная труба7 distribution pipe
8 стеллаж8 rack
9 опорная труба9 support pipe
10 входная труба10 inlet pipe
10a верхняя концевая поверхность (впуск) (входной трубы)10a upper end surface (inlet) (inlet pipe)
11 выходная труба11 outlet pipe
12 колпак12 cap
13a вертикальная труба13a vertical pipe
13b крышка13b cover
14 впускной порт (вертикальной трубы)14 inlet port (vertical pipe)
15 устройство контроля качества воды15 water quality control device
16 резервуар для хранения воды16 water storage tank
17 циркуляционный насос17 circulation pump
18 подающий проход18 serving pass
19 устройство физической фильтрации19 physical filter device
20 устройство биологической фильтрации20 biological filtration device
21 устройство стерилизации21 sterilization devices
22 возвратный проход22 return passage
23 регулирующий клапан23 control valve
BP обходной проходBP bypass
H поверхность водыH water surface
W жидкостьw liquid
Claims (54)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016022716A JP6047749B1 (en) | 2016-02-09 | 2016-02-09 | Aquaponics system, seafood breeding method and plant cultivation method using the same |
JP2016-022716 | 2016-02-09 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018115372A Division RU2682036C1 (en) | 2016-02-09 | 2016-12-22 | Aquapone system and method of cultivation of plants and breeding of fish and mollusks with the application of the aquapone system |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019106291A RU2019106291A (en) | 2019-05-08 |
RU2019106291A3 RU2019106291A3 (en) | 2021-08-30 |
RU2771827C2 true RU2771827C2 (en) | 2022-05-12 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL8501715A (en) * | 1985-06-13 | 1987-01-02 | Aloysius Marinus Luyken | Cultivating vegetable and animal biomass possibly including worms - in at least partly closed space, recycling water used whilst removing solids by sedimentation and dissolved matter by biological filtration |
US5046451A (en) * | 1988-05-19 | 1991-09-10 | Inslee Glenn E | Fish farm and hydroponic greenhouse |
RU2075925C1 (en) * | 1993-10-11 | 1997-03-27 | Малое предприятие "Патент" Государственного научно-исследовательского и проектного института "Гипронисельпром" | Ecological complex |
JP3111953U (en) * | 2005-04-22 | 2005-07-28 | 英明 袖山 | Household hydroponics equipment |
RU157255U1 (en) * | 2015-07-10 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) | DEVICE FOR JOINT GROWING OF HYDROBIONTS AND PLANTS |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL8501715A (en) * | 1985-06-13 | 1987-01-02 | Aloysius Marinus Luyken | Cultivating vegetable and animal biomass possibly including worms - in at least partly closed space, recycling water used whilst removing solids by sedimentation and dissolved matter by biological filtration |
US5046451A (en) * | 1988-05-19 | 1991-09-10 | Inslee Glenn E | Fish farm and hydroponic greenhouse |
RU2075925C1 (en) * | 1993-10-11 | 1997-03-27 | Малое предприятие "Патент" Государственного научно-исследовательского и проектного института "Гипронисельпром" | Ecological complex |
JP3111953U (en) * | 2005-04-22 | 2005-07-28 | 英明 袖山 | Household hydroponics equipment |
RU157255U1 (en) * | 2015-07-10 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) | DEVICE FOR JOINT GROWING OF HYDROBIONTS AND PLANTS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2682036C1 (en) | Aquapone system and method of cultivation of plants and breeding of fish and mollusks with the application of the aquapone system | |
US9974251B2 (en) | Multi-layered aquaponics system and method | |
JP6150413B2 (en) | Urban bio-flac farming and plant cultivation system using aquaphonic | |
US20190343091A1 (en) | An aquaponics system | |
US8915016B2 (en) | Methods for growing living organisms | |
JP5629288B2 (en) | Seafood culture apparatus and method | |
KR102035095B1 (en) | Multipurpose fish farm | |
JP6304732B2 (en) | Hydroponic cultivation system using seawater and cultivation system for sowing seedlings | |
RU2771827C2 (en) | Aquaponic system and method for growing plants and breeding fish and mollusk using aquaponic system | |
RU153441U1 (en) | COMPLEX FOR FISH REPRODUCTION | |
RU128820U1 (en) | INSTALLATION FOR INCUBATION OF CAVIAR AND GROWING YOUNG FISH | |
KR20220158339A (en) | Aquaponics system with enhanced fluidity | |
KR20220097060A (en) | Aquaponics apparatus |