藻菌水系对虾循环水养殖系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及水产品养殖【技术领域】，具体涉及一种藻菌水系对虾循环水养殖系统，包括：养殖池，养殖池上方设置有附带可调光照强度设施且覆盖养殖池上方的屋顶，养殖池的池底由四周向中央逐渐倾斜且池底中央设有排水口，养殖池的养殖面积为400-1000m2，养殖池为圆形或倒角的正方形；水处理装置，依次由出水井、过滤机槽、回水井、循环水泵和泡沫气浮塔组成，排水口通过管路与出水井相连，出水井依次与过滤机槽、回水井及循环水泵相连，循环水泵通过管路与泡沫气浮塔相连，泡沫气浮塔通过管路与设于养殖池周边的切线布水管相连。本发明，具有成本低、能耗低、自体净化、高产出等特点，可广泛应用于集约化水产养殖行业。
【专利说明】藻菌水系对虾循环水养殖系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及水产品养殖【技术领域】，具体涉及一种藻菌水系对虾循环水养殖系统。【背景技术】
[0002]当前海水对虾的围塘养殖方式大多采用开放式。开放式水产养殖过程中的残饵、粪便和由外源性营养物质繁生出的微生物通过换水行为被直接外排，大量无机和有机营养元素如氨氮、磷酸盐、溶解性有机碳和有机颗粒在水体交换中直接进入环境，从而造成整个养殖水域大环境的恶化，进而引发水质污染、病害滋生、水产品的卫生和安全等一系列限制水产养殖业可持续发展的主要问题。
[0003]南美白对虾高位池养殖和大棚养殖是近年来发展迅速的对虾集约化养殖模式，在亚热带区域一年可养二季以上，形成反季节养殖，成倍增加生产能力，极大地提高养殖效益。南美白对虾大棚集约化养殖利用高采光条件下形成的藻相水系维护养殖水环境的稳定，但养殖用水却以直接排放的方式进入到自然环境中。由于南美白对虾大棚集约化养殖是一种高生物物质培育环境，其排放水对养殖周边环境造成了明显的富营养危害，加之随着沿海经济的不断发展，自然环境可用于养殖的“干净海水”越来越匮乏，这种开放式集约化养殖与低碳节能、环境和谐的现代化农业发展方向呈现背离。
[0004]与其相反，循环水养殖摆脱了传统养殖业受自然环境束缚，凭借它在养殖过程的主要环境因子(包括水流、水质、光照)和饲料等进行人工调控和循环利用，为养殖生物提供适宜生长的环境条件，实现了高产、高效，能使养殖周期缩短2~6倍，单位面积产量比高产池塘提高20~80倍，养殖用水量减少120~1600倍，且不污染环境。从可持续发展的要求看，循环水养殖模式是未来中国水产养殖模式发展的根本方向，从发展过程看，池塘养殖设施、流水型养殖设施、网箱养殖设施因为我国渔业生产的国情在相当长的时间内是不可替代的，但必须按照可持续发展的要求进行调整，以改善对应健康养殖、可持续发展要求的不利因素，以适应国家对水产养殖模式转变的需要。池塘养殖设施模式转变的重点是应用工程化生态控制技术，提高水资源、土地资源的利用率，控制排放，提升健康养殖水平。流水型养殖设施模式转变的重点是应用设施化技术，注重水的节约使用和排放的控制。即使是循环水养殖系统，在适应养殖生产实际的过程中也必须在系统装备的节能优化、设施的简化上作出调整，以降低运行成本和投资规模。随着现代科技的飞速发展和水产业的优化升级，集约化循环水养殖作为一种水产品养殖环境和营养供给自动控制的标准化养殖模式，以其节能、节水和高产等优势越来越受到人们的关注。
[0005]循环水处理系统是工厂化养殖的核心，而水处理的核心是对水中固体有机物质(悬浮与沉淀)和溶解性的氨氮类物质的处理。目前的集约化循环水养殖系统主要利用微滤方式去除前者，用生物过滤的方式去除后者，这种处理方式被流程式加以使用，但它也表现出对系统有效性的限制。首先它占用了生产环境的一定比例空间；二是净化处理的效率波动明显；三是需要耗费能量、设备和人工维控。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为了克服上述所述的问题，提供一种藻菌水系对虾循环水养殖系统。
[0007]本发明的藻菌水系对虾循环水养殖系统是对全封闭循环水养殖的适应性改进模式，具有成本低、能耗低、自体净化、高产出等特点，可取代开放式集约化对虾养殖及全封闭式循环水对虾养殖，广泛应用于集约化水产养殖行业。
[0008]为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案:
一种藻菌水系对奸循环水养殖系统，包括:
养殖池，养殖池上方设置有附带可调光照强度设施且覆盖养殖池上方的屋顶，养殖池的池底由四周向中央逐渐倾斜且池底中央设有排水口，养殖池的养殖面积为400-1000m2，养殖池为圆形或倒角的正方形；
水处理装置，依次由出水井、过滤机槽、回水井、循环水泵和泡沫气浮塔组成，排水口通过管路与出水井相连，出水井依次与过滤机槽、回水井及循环水泵相连，循环水泵通过管路与泡沫气浮塔相连，泡沫气浮塔通过管路与设于养殖池周边的切线布水管相连。
[0009]养殖池的池底为由四周向中央逐渐倾斜的锅形底，且其排水口设置在池底中央，是为了有利于养殖生产过程中水中废弃物的汇集并排出。在本循环水养殖系统中，养殖池中的水体呈现中心旋转状，由于向心力的作用，水中的固体物(沉积物、废弃物、残饵、粪便、尸体等)向水体中央集聚，锅形底和中央排水口的结构设计更有助于水中悬浮物的有效排出。将养殖池的形状设计成圆形或近圆形(倒角的正方形)的养殖池，更有助于环形水流的形成。·
[0010]泡沫气浮塔又称蛋白质分离器，其工作原理:循环水经射流泵泵入蛋白质分离器，泵入过程中吸入大量的空气，期间多次发生水气混合体切割，形成N形水流，产生大量微细气泡。在水、气、粒三相混合的体系中，不同介质的相表面上都因受力不平衡而存在界面张力，当微气泡与固体悬浮颗粒接触时，由于表面张力的作用就会产生表面吸附作用。微气泡向上运动时，水中的悬浮颗粒和胶质(主要是养殖生物的残铒及排泄物等到有机物)便附着在微气泡表面上，造成密度小于水的状态，利用浮力原理使其随气泡向上运动，并聚积在上部水面，随着微气泡的不断产生，聚积的气泡不断推积到顶部的收集管中被排出(由于蛋白质分离器呈圆柱状，故称泡沫气浮塔)。泡沫气浮塔适合去除粒径小于50 y m的固体悬浮物质。
[0011]切线布水管之所以称之为切线是指布水管的出水方向与圆形或近圆形养殖池池壁成平行或小角度的进水管，进水管的这种设计是为了让出水方向与池中水体运动方向一致，其实也正是进水管的这种设计造成了圆形或近圆形(倒圆角的正方形)养殖池的水体形成绕中心旋转的流态。
[0012]本系统采用的养殖池为由四周向中央逐渐倾斜的结构，且池底中央设有排水口、中央排水、切线进水、旋流形的环形水流形态等设计可以使水体中的废弃物随循环水即时有效排出养殖池，不会因废物沉积造成水质败坏，从而可以加大水深，提高单位面积上的养
殖容量，最终提高了产量。
[0013]作为优选，养殖池内水体形成环形水流，切线布水管的出水方向与养殖池内水体
的运动方向一致。[0014] 此系统为循环水系统，通过水的循环将养殖池中各类影响水质的废弃物质(主要由沉积物、残饵、粪便、尸体构成的固体悬浮物)带出养殖池，在不同的处理环节去除这些废弃物，让干净的水流回养殖池。圆形或近圆形(倒角正方形)池型、切线布水管、锅形底、中央排水口和环形水流形态都是为了加强固体悬浮物往水体中央集聚排出的效果。当然必须考虑水流的速度及由此带来的向心力对池中养殖生物的影响。
[0015]一般的室外养殖池在建设过程中，考虑进排水的可行性，通常不会构筑较深的养殖池(无法有效完全排出养殖池水);而常规的循环水养殖池(平底构造)，如果加大单位面积上的养殖水体(加大水深)，则单位面积上的沉积现象就会明显加大，容易在池底形成有害的废弃物沉积而影响水质。本系统采用由四周向中央逐渐倾斜的养殖池结构，且池底中央设有排水口、中央排水、切线进水、旋流形的环形水流形态等设计可以使水体中的废弃物随循环水即时有效排出养殖池，不会因废物沉积造成水质败坏，因而可以加大水深，从而提高单位面积上的养殖容量就变得可行有效。
[0016]作为优选，所述泡沫气浮塔为两个，且经其引出的切线布水管位于养殖池的相对位置。泡沫气浮塔设置为两个，且采用两个泡沫气浮塔以引出切线布水管，从而能够使养殖池内更容易形成环形水流。
[0017]作为优选,养殖池内设有自动控温设备和自动增氧设备。
[0018]作为优选，回水井内设有自动控温设备和高溶氧散气设备。
[0019]作为优选，养殖池的墙体为砖混结构，养殖池的屋顶为钢架结构且附带双层薄膜。
[0020]作为优选，养殖池内水每日循环4-6次。
[0021]通常高密度养殖的循环量在8-20个流量之间。本系统是高密度对虾养殖系统，但由于省却了生物过滤和消毒环节，水循环流程只发生一次提水行为(耗能)，因此是一项低能耗的循环养殖系统。
[0022]作为优选，养殖池内的水深为2.5-3.0m。
[0023]目前对虾养殖池水深1.5m-2.0m,少数达到2.5m。在相同的面积上提高深度，实质是加大了养殖水体，相同的放养密度，由于水体的增加，单位面积的养殖量就增加了，产量也提升了。通过实际生产效果对比，在藻菌水环境条件下，采用循环水的养殖方式，3.0m的水深是可以有效提高单位面积的养殖产量。
[0024]作为优选，养殖池内水体中含有单细胞藻类和有益微生物，且单细胞藻类的密度为IO4-1O6个/ml，有益微生物的密度为IO5-1OVml,养殖池内的水温维持在25-32°C。其中养殖池内水体中溶解氧浓度维持在6mg/L以上，要求达到7-8mg/L。
[0025]本系统中建构的藻菌水系中单细胞藻类主要为绿藻和硅藻的品种。单细胞藻类也称微藻，是以水为电子供体的光能自养生物，以光能作为能源，利用氮、磷等营养物质合成复杂的有机质。微藻的生长可降低水体中的氮、磷含量。对氮和磷吸收效果最好的微藻是螺旋藻、小球藻、栅藻、颤藻，栅列藻等，尤以小球藻的降氮能力最强，硅藻可吸收养殖池中废水富含的无机物质N、P、Si等，对废水净化率可达90%。
[0026]在养殖水体中接种有益的单细胞藻类，既可起到除氮增氧的作用，又起到增饵肥水作用，当其形成优势群体时，还能抑制有害藻类和病原生物的生长。藻类的光合作用还能产生大量的氧气，氧充足能促进亚硝酸盐向硝酸盐的转化，同时，可减少水体因缺氧而形成的恶臭气味，改善水体生态环境，抑制和减轻氨氮、亚硝酸盐、硫化氢对养殖生物的毒害作用，提高养殖对象的食欲和饲料利用率，促进养殖生物的生长发育。
[0027]单细胞藻类和有益微生物，这二种微生物的种群结构和数量随养殖进程有所变化，它们主要是对水中的氨氮类有机营养物进行降解、吸收和转化(省却了常规循环水系统中的生物净化环节)，同时它们的优势存在抑制了病原微生物的繁生，起到了防病抗病的效果(省却了常规循环水系统中的消毒环节)。
[0028]可以用于水产养殖的有益微生物包括乳酸菌、双歧杆菌、芽孢杆菌、硝化菌、酵母菌、光合细菌等。乳酸菌可以抵抗革兰氏阴性致病菌，增加肠黏膜的免疫调节活性，增强机体抗感染能力；双歧杆菌制剂抑制革兰氏阴性菌，减少肠杆菌细胞壁内毒素进入机体；芽孢杆菌能使肠道内PH下降，NH3浓度降低，促进淀粉、纤维素等的分解；硝化细菌可以将水中氨态氮转化为硝酸氮一无害化。酵母菌含有动物所必需的多种维生素、微量元素、烟酸、叶酸、胆碱和丰富的蛋白质，可以增加消化酶的活性，并能增加非特异性免疫系统的活性，酵母菌与乳酸菌共用，可提高对虾幼苗的生长率、存活率。光合细菌具有光合作用能力，能直接消耗利用水中有机物、氨氮，还可利用硫化氢，并可通过反硝化作用除去水中的亚硝酸氮，具有很高的水质净化能力，从而改善水质，促进水产动物生长。
[0029]作为优选，本系统采用自动化监控及检测技术。
[0030]本发明的有益效果是:
I本系统采用独特的结构设计，利用由四周向中央逐渐倾斜的养殖池结构以及池底中央设有排水口中央排水、并且在养殖池内形成环形水流促进池内水体循环，及时地将养殖池内的废弃物排出池外，提高了养殖池内的水体环境，从而不仅规避了传统封闭式循环水设备高投入的风险，并且提高了养殖池的水深，增加了单位面积的养殖密度，更符合对虾习性，提高了单位面积的产量和对虾的成活率；
2.本循环水养殖系统是在低能 耗状态下进行的高产出养殖生产，相比传统循环水养殖养殖模式，能耗降低30%以上，单位面积产出比提高30%以上；
3.通过定向与非定向建构技术完成藻菌水系的建构，以单细胞藻类为主，其它有益微生物为辅的适宜对虾生长的独立生态系统一藻菌水系，可以省却传统净化水循环养殖系统中二大环节——生物净化和消毒杀菌，不仅减少了非生产空间的占用和设备投入，也使系统运行明显降低了成本；
4.本系统开发引入的生产全过程关键要素-自动化监控及检测技术，改变了农业生产经验型生产的本质，将产业行为导向设施型生产，产品品质提升，产量稳定，符合农业高新技术发展的方向。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是本发明的结构示意图，
图2是本发明的另一个结构示意图。
[0032]图中:I养殖池，2排水口，3水处理装置，4出水井，5过滤机槽，6回水井，7循环水泵，8泡沫气浮塔，9切线布水管。
【具体实施方式】
[0033]下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。[0034]如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
[0035]实施例1:
一种藻菌水系对奸循环水养殖系统，包括:
养殖池1，养殖池I上方设置有附带可调光照强度设施且覆盖养殖池I上方的屋顶，养殖池I的墙体为砖混结构，养殖池I的屋顶为钢架结构且附带双层薄膜，养殖池I的池底由四周向中央逐渐倾斜且池底中央设有排水口 2，养殖池I内的水深为2.5m，养殖池I的养殖面积为400m2，养殖池I为圆形；
水处理装置3，依次由出水井4、过滤机槽5、回水井6、循环水泵7和两个泡沫气浮塔8组成，排水口 2通过管路与出水井4相连，出水井4依次与过滤机槽5、回水井6及循环水泵7相连，循环水泵7通过管路与泡沫气浮塔8相连，泡沫气浮塔8通过管路与设于养殖池I周边的切线布水管9相连。并且经泡沫气浮塔8引出的切线布水管9位于养殖池I的相对位置，养殖池I内水体形成环形水流，切线布水管9的出水方向与养殖池I内水体的运动方向一致。养殖池I内水每日循环6次。
[0036]养殖池I内水体中含有单细胞藻类和有益微生物，且单细胞藻类的密度为IO4个/ml，有益微生物的密度为107/ml，养殖池I内设有自动控温设备和自动增氧设备，控制养殖池I内的水温维持在25°C，回水井6内设有自动控温设备和高溶氧散气设备，控制水体溶解氧浓度维持在7mg/L以上。对虾养殖池I放苗进行养殖生产前，养殖水体中进行定向单细胞藻类培养，在养殖过程中进行有益微生物制剂的投放，养殖生产过程中对虾养殖池I中的养殖密度为30万/亩。
[0037]本系统采用自动化监·控及检测技术对各设备进行监测控制。
[0038]实施例2:
一种藻菌水系对奸循环水养殖系统，包括:
养殖池1，养殖池I上方设置有附带可调光照强度设施且覆盖养殖池I上方的屋顶，养殖池I的墙体为砖混结构，养殖池I的屋顶为钢架结构且附带双层薄膜，养殖池I的池底由四周向中央逐渐倾斜且池底中央设有排水口 2，养殖池I内的水深为3.0m，养殖池I的养殖面积为1000m2，养殖池I为倒角的正方形；
水处理装置3，依次由出水井4、过滤机槽5、回水井6、循环水泵7和两个泡沫气浮塔8组成，排水口 2通过管路与出水井4相连，出水井4依次与过滤机槽5、回水井6及循环水泵7相连，循环水泵7通过管路与泡沫气浮塔8相连，泡沫气浮塔8通过管路与设于养殖池I周边的切线布水管9相连。并且经泡沫气浮塔8引出的切线布水管9位于养殖池I的相对位置，养殖池I内水体形成环形水流，切线布水管9的出水方向与养殖池I内水体的运动方向一致。养殖池I内水每日循环4次。
[0039]养殖池I内水体中含有单细胞藻类和有益微生物，且单细胞藻类的密度为IO6个/ml，有益微生物的密度为105/ml，养殖池I内设有自动控温设备和自动增氧设备，控制养殖池I内的水温维持在32°C，回水井6内设有自动控温设备和高溶氧散气设备，控制水体溶解氧浓度维持在7mg/L以上。对虾养殖池I放苗进行养殖生产前，养殖水体中进行定向单细胞藻类培养，在养殖过程中进行有益微生物制剂的投放，养殖生产过程中对虾养殖池I中的养殖密度为30万/亩。
【权利要求】
1.一种藻菌水系对虾循环水养殖系统，其特征在于，包括: 养殖池(I )，养殖池(I)上方设置有附带可调光照强度设施且覆盖养殖池(I)上方的屋顶，养殖池(I)的池底由四周向中央逐渐倾斜且池底中央设有排水口(2)，养殖池(I)的养殖面积为400-1000m2，养殖池(I)为圆形或倒角的正方形； 水处理装置(3)，依次由出水井(4)、过滤机槽(5)、回水井(6)、循环水泵(7)和泡沫气浮塔(8)组成，排水口(2)通过管路与出水井(4)相连，出水井(4)依次与过滤机槽(5)、回水井(6)及循环水泵(7)相连，循环水泵(7)通过管路与泡沫气浮塔(8)相连，泡沫气浮塔(8)通过管路与设于养殖池(I)周边的切线布水管(9)相连。
2.根据权利要求1所述的藻菌水系对虾循环水养殖系统，其特征在于，养殖池(I)内水体形成环形水流，切线布水管(9)的出水方向与养殖池(I)内水体的运动方向一致。
3.根据权利要求1或2所述的藻菌水系对虾循环水养殖系统，其特征在于，所述泡沫气浮塔(8)为两个，且经其引出的切线布水管(9)位于养殖池(I)的相对位置。
4.根据权利要求1或2所述的藻菌水系对虾循环水养殖系统，其特征在于，养殖池(I)内设有自动控温设备和自动增氧设备。
5.根据权利要求1或2所述的藻菌水系对虾循环水养殖系统，其特征在于，回水井(6)内设有自动控温设备和高溶氧散气设备。
6.根据权利要求1或2所述的藻菌水系对虾循环水养殖系统，其特征在于，养殖池(I)的墙体为砖混结构，养殖池(I)的屋顶为钢架结构且附带双层薄膜。
7.根据权利要求1或2所述的藻菌水系对虾循环水养殖系统，其特征在于，养殖池(I)内水每日循环4-6次。
8.根据权利要求1或2所述的藻菌水系对虾循环水养殖系统，其特征在于，养殖池(I)内的水深为2.5-3.0m0
9.根据权利要求1所述的藻菌水系对虾循环水养殖系统，其特征在于，养殖池(I)内水体中含有单细胞藻类和有益微生物，且单细胞藻类的密度为IO4-1O6个/ml，有益微生物的密度为105-107/ml，养殖池(I)内的水温维持在25-32°C。
10.根据权利要求1所述的藻菌水系对虾循环水养殖系统，其特征在于，本系统采用自动化监控及检测技术。
【文档编号】A01K63/04GK103563818SQ201310504060
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】张学舒 申请人:浙江海洋学院