一种透光型生物净化循环水养鱼系统的制作方法

本发明属于农业领域海水鱼类养殖的范畴，海水养殖工业化符合国家农业产业发展方向，涉及工厂化循环水养鱼技术，尤其是一种用于海水养殖方面循环水养鱼系统中的透光型生物滤池的设计方法。

背景技术：

我国的循环水养鱼工厂生物滤池都是屋顶不透光的完全黑暗的设计方法，根据实践，认为黑暗条件有诸多不利，黑暗条件下海水藻类不能生存，特别是具有较好水质净化效果的各种绿色藻类无法生存，没有藻类的水域就不能建立水体生态平衡，生态不平衡的根本原因是缺少水生动植物的多样性，不能建立生态平衡的水质不适合养殖鱼类。因此这是目前封闭式循环水养鱼工艺设计中的一大缺陷，应予以创新和改进，在封闭式循环水养殖系统中大量培植具有水质净化功能的海水藻类，创建一个稳定可靠的养鱼生态平衡系统，对于发展工业化水产养殖具有重大意义。

在所公开的技术中，如中国发明专利的申请号为2013101186590.1“生态型封闭式循环水养鱼方法”，主要技术包括抽取海水蓄存沉淀，建立配水车间，养鱼车间，固液分离，生物滤池净化水质，紫外线消毒，增氧，养鱼车间污水经过湿地净化达标后流入蓄水沉淀池再次利用。在实际应用过程中，发现以下不足：

1、屋顶遮光完全黑暗的生物滤池中没有水生藻类等多种生物的存活。水生藻类包括石莼、浒苔等多种海水藻类具有能够分解和吸收利用水体中含氮、含磷类物质，如氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮和磷酸盐超标，对鱼类生长有害，这些物质超标则促发鱼病；固着生长的如藤壶、海葵和牡蛎等生物，具有控制水体微生物含量的功能，上述生物的缺乏，小环境下的生态平衡被打破，水质净化功能缺失，导致鱼病发生。对此，应予以创新和改进。 2、为了增加透光率，促进藻类等多种生物的生长，生物滤池的深度相对减低，设计深度为1500mm，比原来的减少1000mm，光照可照射到生物滤池底部，适合藻类、固着生长的藤壶、海葵和牡蛎等多种海洋生物的生长，营造一个良好的生态平衡环境。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提供了一种透光型生物净化循环水养鱼系统，保障生物滤池的采光效果，及改变了生物滤池的深度，这样的生物滤池光线可照射到底部，有利于海水藻类和其他生物的生长，水生藻类属于植物，具有吸收净化水中氨氮、亚硝酸盐、硝酸氮和磷酸盐的功能，固着生长的藤壶、海葵和牡蛎等生物可大量滤食水体中的微生物，控制病原微生物的数量，为工厂化循环水养鱼系统的水质净化提供保障，减少鱼病的发生，实现健康养殖和食品安全。

本发明的技术解决方案是，一种透光型生物净化循环水养鱼系统，包括养鱼车间内部的水循环系统和外部的水循环系统构成的封闭式水循环系统；其中：

养鱼车间内部的水循环系统包括：

（1）水源：选择水质优良的沿岸建抽水泵站，海水抽入蓄水沉淀池，沉淀水再进入配水车间；

（2）配水车间：配水车间内建设钢筋混凝土配水池，分成2个，每个容积400立方米，轮流使用，在配水车间可进行水温和盐度的调配，将配好的海水通过给水管道输入养鱼车间，该给水管道分别与生物滤池和养鱼池连通；

（3）生物滤池：生物滤池包括：生物滤池屋顶，分水池，泡沫分离池，泡沫分离槽，排污池，生物填料池，紫外线消毒池，增氧给水池，增氧给水管道；其中:

生物滤池屋顶，包括三角形或拱形架构的屋架，该三角形或拱形架构的屋架的外层和内层分别安装外阳光板和内阳光板，两层阳光板之间用支撑梁隔开，两层间隔100mm，采光、保温效果良好；

分水池：分水池长3500mm，宽1000mm，深1500mm，其主要作用是减缓水泵出水的冲力，与分水池相连的是泡沫分离池，在两池界墙的下部、池底之上开过水口，过水口长600mm，深400mm，经过水口流入泡沫分离池；

泡沫分离池：泡沫分离池为长方形，长3500mm，宽2900mm，深1500mm，底部设直径110mm的排污口，其上装有PVC蝶阀，该排污口与地沟相通，在泡沫分离池的底部安装用于产生大量微小泡沫的离心式曝气机，产生的泡沫吸附杂质浮于水面，泡沫在水流作用下溢流到一侧的泡沫分离槽；

泡沫分离槽：泡沫分离槽长3500mm，宽600mm，深1500mm，泡沫溢流口位于泡沫分离池和泡沫分离槽之间的界墙上部，溢流口长3500mm，深200mm，泡沫分离槽的底部设排污口，直径160mm；泡沫经160mm管道开放式排入地沟；

排污池：两个排污池为正方形，规格相同，边长3500mm，深1500mm，底部设计成漏斗状的锥形底，其边缘高度500mm，两个排污池以斜对角线的方式开设过水口，便于水流旋转，沉淀颗粒物，开口设在锥形底边缘的上部，开口深600mm，宽400mm，排污池底部中心设排污口，直径160mm，其上设有PVC蝶阀，该排污口与地沟相连；

生物填料池：生物填料池长12500mm，宽3500mm，深1500mm，该生物填料池内悬挂立体弹性生物填料，每平方米悬挂直径150mm的立体生物填料100根，立体弹性生物填料的表面长满净化养鱼废水作用的活性生物膜，在生物滤池与紫外线消毒池之间的界墙下部，池底之上设计过水口，过水口长600mm，深400mm，净化水通过过水口流入紫外线消毒池；

紫外线消毒池：紫外线消毒池长1750mm，宽1000mm，深1500mm，紫外线消毒器悬挂于紫外线消毒池内，紫外线消毒池与增氧给水池之间的界墙上端设计过水口，过水口长1000mm，深300mm，消毒净化水经过水口流入增氧给水池，在增氧给水池下部安装通向各养鱼池的直径250mm的PVC增氧给水管道；

增氧给水管道：该增氧给水管道铺设在养鱼池墙上端，每个养鱼池的一角安装直径75mm的PVC分水管，其上装有PVC蝶阀，配水车间的水经直径250mm的PVC给水管道与养鱼车间的养鱼池和生物滤池连接供水，通向养鱼池的给水管道安装在地沟上端，安装在养鱼池的增氧给水管道的PVC分水管道与配水车间给水管道的分水管道以斜对角形式连接，水流则以切线方向形成旋流；

（4）养鱼车间：养鱼车间屋顶不透光，用保温板或保温棉材料覆盖，沿养鱼车间纵向中间设地沟，地沟之上铺设盖板形成人行通道，人行通道两侧建设2个养鱼系统，每个系统包括：养鱼池，回水管道，排污管道，回水渠道，微滤机池，水泵槽，水泵，其中：

养鱼池：该养鱼池为正方形，边长6500mm，养鱼池中心设排水口，预埋PVC回水管道和排污管道，回水管道直径110mm，由养鱼池中心排水口连接直径110mm的回水管道与回水渠道连通，由养鱼池中心排水口连接直径160mm的排污管道与地沟连通，排污管道设有阀门；

回水渠道：该回水渠道位于养鱼池外侧，宽500mm，长度等于同侧所有养鱼池边长和微滤机池宽的总和，深700mm，在回水渠道的底部铺设5mm厚的PVC板，对应每个养鱼池的位置设直径110mm的排污口，通过连接直径110mm的PVC管道与地沟连通，养鱼池的回水经回水渠道流入微滤机池，通过微滤机过滤颗粒物杂质；

微滤机池：微滤机池长3500mm，宽1500mm，深1200mm，底部设直径110mm排污口，该排污口通过直径110mmPVC管道与地沟连通，在PVC管道设有蝶阀，微滤机池内安装微滤机，经微滤机过滤的水流入水泵槽；

水泵槽：水泵槽与微滤机池相连，水泵槽20长3000mm，宽1500mm，深1500mm，在水泵槽之外安装水泵，将水抽入生物滤池的分水池；

水泵：选用每小时流量200立方米的水泵，混流清水泵较为适宜；

外部的水循环系统包括：

（5）湿地污水处理系统：由养鱼车间排出的污水经地沟进入湿地污水处理系统，经过湿地污水处理系统净化的养鱼废水达到应用标准后流入蓄水沉淀池，该湿地污水处理系统包括一级湿地污水处理池和二级湿地污水处理池；其中：

一级湿地污水处理池面积20000平方米，该池与地沟连通，养鱼车间的污水经地沟流入一级湿地污水处理池，在一级湿地污水处理池的底部增殖贝类，贝类具有滤除水中颗粒物的功能，通过贝类的滤食作用净化水质，经一级湿地污水处理池净化的养鱼废水流入二级湿地污水处理池；

二级湿地污水处理池面积20000平方米，该池与一级湿地污水处理池连通，在二级湿地污水处理池培植水草和藻类，进一步吸收利用养鱼废水中的含氮、含磷类物质，净化水达标后流入蓄水沉淀池。

本发明中，步骤4中所述的回水渠道底部铺设5mm厚的PVC板，铺设时在该板上打孔，孔径110mm，与回水渠道预埋的排污口相对应。

本发明中，步骤（4）中所述的排污池，底部漏斗状锥形底，边缘高度500mm，中心开口160mm，用PVC管道与地沟联通，用直径160mmPVC蝶阀控制，排污池之间的过水口设在漏斗边缘之上，以斜对角方式设计，开口为侧扁型，深600mm，宽400mm，使水流旋转，便于颗粒物沉淀于锥形底排污口排污。

本发明中，步骤4中所述的紫外线消毒池中悬挂紫外线消毒器，紫外线消毒器包括紫外线灯管，石英套管，紫外线消毒器的框架；其中：

紫外线灯管长1540mm，功率75瓦，分列3排，每排9根，紫外线灯管总计27根；

石英套管长1600mm，直径23mm，石英套管内装紫外线灯管，主要作用是防水；

紫外线消毒器框架，框架上部是防水箱，用PVC板制成，防水箱底板上打孔直径23mm，分3排，每排9孔，共计27孔，均等排列，孔内安装石英套管，框架四角安装直径50mm的PVC管做支撑，在框架的底部安装PVC板，与上端防水箱底板相对应，在该板上打孔直径23mm，分3排，每排9孔，共计27孔，均等排列，石英套管安装在其中。

本发明中，所涉及的生物滤池屋顶的屋架结构除采用三角形架构之外，也可以采用拱形架构。同样具有透光空间。

本发明的有益效果是：

本发明改变过去传统的设计模式，将生物滤池由黑暗改为明亮透光，在屋顶设计为双层阳光板，透光率70%。为了保障生物滤池的采光效果，同时将生物滤池降低深度为1500mm，这样的生物滤池光线可照射到底部，有利于海水藻类和其他生物的生长，水生藻类属于植物，具有吸收净化水中氨氮、亚硝酸盐、硝酸氮和磷酸盐的功能，固着生长的藤壶、海葵和牡蛎等生物可大量滤食水体中的微生物，控制病原微生物的数量，为工厂化循环水养鱼系统的水质净化提供保障，减少鱼病的发生，实现健康养殖和食品安全。另外，通过实践，这样的生物滤池内生物种类丰富多样且量大，特别是生物滤池的池壁和其它附着物上长满了石莼、浒苔等大型藻类，生物滤池底部、四壁还有很多滤食性动物如藤壶、海葵、牡蛎等固着生长，另外立体弹性生物填料的表面活性生物膜丰厚，形成了一个类似于人工海洋环境的循环水养殖系统，系统中生物多样性的综合效果显著，水质净化优良，建立了一个稳定的循环水生态平衡的健康养殖系统。

附图说明

图1是本发明的系统配置图；

图2是生物滤池屋顶设计示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步地说明。

如图1、图2所示的一种透光型循环水养鱼系统的生物净化方法的系统配置工程，包括：

1、养鱼水源：在近海岸取水口处建立蓄水沉淀池2，通过沿海扬水站1向蓄水沉淀池2注入海水。本例蓄水沉淀池面积50000平方米，用混凝土护坡，防止风浪冲击而浑水，容水深度2000mm，容水量100000立方米。

2、配水车间3：配水车间3内建2个钢筋混凝土配水池，每个配水池规格相等，分别是：长20000mm，宽10000mm，深2000mm，容水量400立方米，在此调节温度和盐度，2个配水池轮流使用，调配合格后送入养鱼车间5。

3、透光型生物滤池6：透光型生物滤池6包括：透光型生物滤池的屋顶25、分水池7、泡沫分离池8、泡沫分离槽9、排污池10、排污池11、生物填料池12、紫外线消毒池13和增氧给水池14、增氧给水管道15。其中：

透光型生物滤池的屋顶26：采用直径2.0寸镀锌管制作三角形架构的屋架30（也可以选用拱形架构），在三角形架构的屋架的外层安装外阳光板27，在三角形架构的屋架的内层安装内阳光板28，双层阳光板之间支撑梁29隔开，其空间是100mm，形成中空保温层，既透光又保温，效果良好，阳光板采用透光率70%的为宜（见图2）。

生物滤池6为了达到良好的光照效果，建造的生物滤池深度为1500mm，光线可以照射到生物滤池6的底部。

水在生物滤池的流向是：分水池7→泡沫分离池8→排污池10→排污池11→生物填料池12→紫外线消毒池13→增氧给水池14。

分水池7长3500mm，宽1000mm，深1500mm，分水池与泡沫分离池之间的界墙下部，位于池底之上的部位开口过水，过水口长600mm，高400mm。

泡沫分离池8长3500mm，宽2900mm，深1500mm，池底设排污口，用直径110mmPVC管道通向地沟22，用直径110mm的PVC蝶阀控制。泡沫分离池底部放置离心式曝气机，离心式曝气机启动后产生大量细微泡沫，泡沫表面吸附水中微小颗粒物，泡沫从泡沫分离槽9溢流到地沟。

泡沫分离槽9在泡沫分离池8靠近地沟一侧，建泡沫分离槽9，泡沫分离槽9长3500mm，宽600mm，深1500mm，泡沫由泡沫分离池8与泡沫分离槽9之间的界墙上部溢流到泡沫分离槽9内，在界墙上部设溢流口，长3500mm，高200mm，泡沫由此溢出，泡沫分离槽9的底部设排污口160mm，安装直径160mm的PVC管道，通向地沟22，无需阀门控制。在泡沫分离池与排污池界墙的一角开设过水口，过水口位于排污池10锥形底的上部边缘，开口深600mm，宽400mm，经泡沫分离的水流入排污池10。

排污池10和排污池11，两个排污池规格相同，正方形，长3500mm，宽3500mm，深1500mm，底部为漏斗状的锥形底，便于排污，锥形底边缘高度500mm，在其边缘之上两个排污池之间以斜对角方式开设过水口，过水口侧扁型，深600mm，宽400mm，排污池锥形底中心安装PVC排污管，直径160mm，排污口安装直径160mm的蝶阀控制。经过排污池10和排污池11排污后的水流入生物填料池12。

经过排污后的水流入生物填料池12，该池长12500mm，宽3500mm，深1500mm，过水口位于排污池11和生物填料池之间的界墙下部，排污池11锥形底的边缘上部，过水口侧扁型，深600mm，宽400mm，生物填料池12的底部设排污口，用直径160mm的PVC管道通向地沟22，安装直径160mm的PVC蝶阀控制。生物填料池内装有立体弹性生物填料，该生物填料是环保材料厂的定型产品，每平方米悬挂直径150mm的立体弹性生物填料100根，立体弹性生物填料表面生长活性生物膜，具有水质净化作用，净化水通过生物滤池12处理后流入紫外线消毒池13，其过水口设在紫外线消毒池与生物填料池之间的界墙下部，池底之上，过水口长600mm，高400mm，生物填料池12的净化水由此过水口流入紫外线消毒池13。

紫外线消毒池13长1750mm，宽1000mm，深1500mm，紫外线消毒池13内安装紫外线消毒器，紫外线消毒器包括：紫外线灯管、石英套管和紫外线消毒器框架；其中：

紫外线灯管长1540mm，功率75瓦，分列3排，每排9根，紫外线灯管总计27根；

石英套管长1600mm，直径23mm，石英套管内装紫外线灯管，主要作用是防水；

紫外线消毒器框架，框架上部是防水箱，用PVC板制成，防水箱底板上打孔直径23mm，分3排，每排9孔，共计27孔，均等排列，孔内安装石英套管，框架四角安装直径50mm的PVC管做支撑，在框架的底部安装PVC板，与上端防水箱底板相对应，在该板上打孔直径23mm，分3排，每排9孔，共计27孔，均等排列，石英套管安装在其中。

在紫外线消毒池13与增氧给水池14的界墙上沿开设过水口，过水口长1000mm，深300mm，经紫外线消毒的水流入增氧给水池14。

增氧给水池14长1750mm，宽1000mm，深1500mm，在底部安装氧气释放器，氧气释放器属定型产品，增氧水通过安装在增氧给水池底部的PVC管道15流入养鱼池，直径250mm。

养鱼池给水管道15是直径250mm的PVC管道，通向各养鱼池，向养鱼池供水，在养鱼池一角安装分水管，分水管是直径75mm的PVC管道，用直径75mm的PVC蝶阀控制，与配水车间的给水管道4的分水管形成斜对角安装方式，便于形成水流旋转，养鱼池废水经回水管道17流入回水渠道18。

4、养鱼车间5：养鱼车间5包括：养鱼池16、回水渠道18、微滤机池19、水泵槽20、水泵21和地沟23；

养鱼池16为正方形，边长6500mm，深1000mm，中心设排水口，向排水口坡降5%，排水口直径160mm，通向回水渠道18方向变径安装110mmPVC管道，通向地沟23方向安装直径160mmPVC管道，用于养鱼池排污，用直径160mmPVC蝶阀控制；

回水渠道18位于每排养鱼池的外侧（相对于中间通道而言），回水渠道18长是10个养鱼池和1个微滤机池宽度的总和，回水渠道18宽500mm，深700mm，底部铺设5mm厚的pvc板，回水渠道18底部对应每个养鱼池位置建排污口，并通过直径110mm的PVC管道，底部铺设的5mmPVC板对应排污口开孔直径110mm，形成排污管道连接到地沟23。养鱼池水经回水渠道流向微滤机池19；

微滤机池19内安装在微滤机，微滤机池19长3500mm，宽1500mm，深1200mm，微滤机是在回水渠道的末端，位于养鱼池16和生物滤池6之间，经微滤机过滤的水流入一侧的水泵槽20；

水泵槽20长3000mm，宽1500mm，深1500mm，在水泵槽外侧安装水泵21；

水泵21可选用每小时流量200立方米的混流清水泵，水泵21抽水流入生物滤池6中的分水池7。

上述中，完成了养鱼车间5内部的循环流程。

5、湿地污水处理系统：湿地污水处理系统包括一级湿地污水处理池23、二级湿地污水处理池24；其中：

一级湿地污水处理池23面积20000平方米，在一级湿地污水处理池增殖底栖贝类，主要包括蛏类和蛤类，这些贝类具有良好的滤水功能，滤除颗粒物，可将浑水滤清，经过一级湿地污水处理后的净化水流入二级湿地污水处理池24；

二级湿地污水处理池24面积20000平方米，在二级湿地污水处理池培植水草和藻类，如川蔓藻等大型藻类这些水生植物具有吸收利用水中富营养物质的作用，使水质得到净化，净化达标的水流入蓄水沉淀池2，然后进入配水车间3调配海水，将调配好的海水经直径250mmPVC管道4流入养鱼车间5。

上述中，完成了养鱼车间5之外的湿地循环流程。

实施本发明的关键是：利用好的水质决定鱼类是否健康生长和食品安全，工厂化封闭式循环水养鱼系统的水质净化方法是核心技术，设计中模拟海洋生态环境，在循环水养鱼系统中建立一个综合性、效率高的水体生态平衡系统，有三类生物在循环水养鱼系统中起重要作用，第一类是适宜的海水藻类，如石莼、浒苔等，这些藻类对于吸收利用因鱼类排泄物而产生的氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮和磷酸盐等作用显著；第二类是生长在生物填料表面的以有益微生物为主要组成的活性生物膜，它具有高效净化水质和分解水中有害物质的功效；第三类是其它有益水生生物类，如固着在生物滤池壁上的藤壶、海葵、牡蛎、滤食浮游植物和原生动物等微生物，通过这些生物的滤食和分解作用，可以稳定控制养鱼循环水中游离细菌、病原虫和微生物的数量，保持水环境的生态平衡。要达到这种效果，只有在光照条件下才能使上述三类生物共生共存，特别是大型海藻具有高效吸收利用氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮和磷酸盐类的能力，是净化水质的主力军，这种方法有利于建立一个稳定可靠的生态平衡系统，生态平衡即水质良好而稳定，水质好，则养鱼好，生态平衡稳定，食品安全有保障。