一种海参工厂化全封闭循环水养殖系统的制作方法
【专利摘要】一种海参工厂化全封闭循环水养殖系统，属于水产养殖【技术领域】，它包括专用养殖池和水处理系统；所述的专用养殖池为底部锅底形的圆角池，排水口位于池中心最低处，池底水平铺设3-5圈多孔底冲洗管；水处理系统包括缓流沉淀池、泵池、提水泵、蛋白质泡沫分离器、一级截污生物净化池、二级脱气生物净化池、汽水对流增氧池和管道式紫外消毒器；本发明根据海参的生物学特性和养殖水循环利用技术，设计了一种适合海参工厂化全封闭循环水养殖的养殖系统，使用本发明系统养殖日补充新水小于5％，跟传统换水或流水养殖比较，节水量达到95％以上；更重要的是大大减少了养殖过程中的控温能耗，节能70％以上。
【专利说明】一种海参工厂化全封闭循环水养殖系统
【技术领域】
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[0001]本发明属于水产养殖【技术领域】，具体地涉及一种海参工厂化全封闭循环水养殖系统。
【背景技术】
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[0002]海参(Apostichopus japonicus)又名刺参，在分类学上属于棘皮动物门(Echinodermata)、海参纲(Holothur1ider),分布于世界各大洋的潮间带至万米水深的海域，是沉积食性的海洋动物。海参具有很高的营养与药用价值，是我们人民十分喜爱的高档营养品，近年来随着市场消费需求的增长，海参养殖业蓬勃发展，年产值超过200亿元，成为我国北方沿海海水养殖业中产值最高的产业。
[0003]海参养殖主要分为近岸底播养殖、潮间带围堰养殖、池塘生态养殖和室内工厂化高密度养殖；由于受工业、旅游业、航运业、城市发展及近岸海洋环境污染等因素的影响，近岸底播养殖、潮间带围堰养殖、池塘生态养殖呈不断萎缩之势，室内工厂化养殖因为具有养殖环境可控、养殖密度高、生长周期短等优势，养殖规模在不断扩大；但是，目前的工厂化养殖主要是采用控温、换水养殖，养殖过程要消耗大量的能源和水源，并且需要定时倒池、冲洗附着基，人力成本很高，大量的外排水容易导致养殖区海水污染和疾病的爆发与流行，养殖风险高，同时也不符合国家节能环保、发展循环水经济的要求。
[0004]封闭式循环水养殖是近几年来在海水鱼类、对虾养殖产业中快速发展起来的一种新型养殖模式，其通过物理过滤、生物净化、杀菌消毒、脱气增氧等技术处理使90%以上的养殖水得以循环利用，大大降低了养殖对水资源的消耗、养殖污水排放和养殖过程的控温能耗，具有养殖产量高、自动化程度高、产品绿色无公害等显著优势。由于受沉积性摄食习性、沉积性排污习性的影响，海参的全封闭循环水养殖一直处于空白状态。
【发明内容】
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[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种海参工厂化全封闭循环水养殖系统
[0006]本发明根据海参的生物学特性和养殖水循环利用技术，设计了一种适合海参工厂化全封闭循环水养殖的养殖系统，使用本发明系统养殖日补充新水小于5%，跟传统换水或流水养殖比较，节水量达到95%以上；更重要的是大大减少了养殖过程中的控温能耗，节能70%以上。
[0007]本发明是通过如下技术方案来实现的:
[0008]一种海参工厂化全封闭循环水养殖系统，它包括专用养殖池、水处理系统
[0009]所述的专用养殖池为底部锅底形的圆角池，排水口位于池中心最低处，池底水平铺设3-5圈多孔底冲洗管，所述的多孔底冲洗管固定于专用养殖池底，多孔底冲洗管内侧面向池中心排水口方向每隔15厘米开直径8毫米的出水孔，用于冲洗池底沉积的海参粪便和残饵，多孔底冲洗管垂直焊接到进水管上，并通过控制阀与进水主管道连通；养殖池壁上端设一切向进水管，切向进水管通过控制阀与进水主管道相连；
[0010]水处理系统包括缓流沉淀池、泵池、提水泵、蛋白质泡沫分离器、一级截污生物净化池、二级脱气生物净化池、汽水对流增氧池和管道式紫外消毒器；缓流沉淀池为一底部带排污管的锥形底长方形水泥池；缓流沉淀池一端设布水器连接回水主管道，另一端为溢水墙；养殖水通过回水主管道进入缓流沉淀池，通过布水器的作用减缓流速，固体颗粒物在此沉淀落入底部锥形槽内，再通过锥形槽底部的多孔排污管排出，上清液通过溢水墙进入泵池；泵池为一低位水泥池，上清水溢流进入泵池后通过提水泵抽入蛋白质泡沫分离器，通过蛋白质泡沫分离器内的微气泡吸附分离水中的悬浮颗粒物和可溶性有机质后进入一级截污生物净化池，再流入二级脱气生物净化池，经过生物净化处理后的水进入汽水对流增氧池，池底放置纳米分散器，养殖水从二级脱气生物净化池上方流入，下方流出，利用纳米分散器把液态氧与养殖水进行充分混合，提高养殖水的溶氧量后进入管道式紫外消毒器进行杀菌消毒处理，最后进入进水主管道，再通过养殖池内上方的切向进水管和多孔底冲洗管两种方式进入专用养殖池。
[0011]进一步，所述的专用养殖池池底坡比为1:10。
[0012]进一步,所述的缓流沉淀池长5米,宽3米,缓流沉淀池池壁处深0.8米,缓流沉淀池长底部锥形槽深0.4米、底部锥形槽的坡比1:2。
[0013]进一步，所述的一级截污生物净化池为一底部带多孔排污管的锥形底池，一级截污生物净化池池内的生物填料为PVC刷状立体弹性填料，一级截污生物净化池底部结构及排污方法同缓流沉淀池；水流由一级截污生物净化池的一端上方进入另一端下方流出，一级截污生物净化池大小为养殖有效水体的1/10。进一步,所述的二级脱气生物净化池为一平底池，二级脱气生物净化池池内生物填料采用PVC塑料环，池底每平方米设置一个空气曝气盘，曝气盘连接罗兹鼓风机；水流由脱气生物净化池一端底部流入另一端上方溢出，二级脱气生物净化池大小为养殖有效水体的I /10。
[0014]一种海参工厂化全封闭循环水养殖系统的专用饲料，其组成成份及质量百分比如下:浒苔干粉30% ;海带干粉20% ;鱼粉4.5% ;酵母粉5% ;玉米蛋白8% ;复合酶0.5% ;复合维生素1% ;矿物盐1% ;粒径100微米以下的海泥30%。
[0015]本发明与现有技术相比的有益效果
[0016]1、设计了海参工厂化全封闭循环水养殖专用养殖池，该养殖池根据海参沉积性粪便的特点，加大了池底坡度，并在池底设置了多孔底冲洗管道，有利于池底污物的快速排出。
[0017]2、过滤系统采用了缓流沉淀池，海参饲料主要由经过超微粉碎的藻粉和泥沙组成，传统的介质过滤存在过滤效果差或容易堵塞等问题，利用海参排泄物沉积性强的特点采用缓流沉淀处理，一是造价低、运行能耗低，二是处理速度快、效果好。
[0018]3、根据海参养殖水固体颗粒物含量高、可溶性有机质含量高的特点，设计了专用养殖池一多功能回水装置一回水主管道一缓流沉淀池一泵池一提水泵一蛋白质泡沫分离器+臭氧一一级截污生物净化池一二级脱气生物净化池一汽水对流增氧池一管道式紫外消毒器一进水主管道一专用养殖池，养殖水的水处理工艺涵盖了固体颗粒物去除、可溶性有机质去除、生物净化、脱气、增氧和杀菌消毒等目前国内外养殖水循环利用处理的所有的技术措施。
[0019]4、根据海参工厂化全封闭循环水养殖系统特点和海参的摄食习性，开发的海参工厂化全封闭循环水养殖专用饲料，采用营养丰富、多被用作出口食品添加剂的缘管浒苔干粉作为饲料的营养剂和诱食剂，并在饲料中添加了经过超微粉碎的泥沙，一方面增加了饲料的沉降速度，另一方面满足了海参消化生理需求，同时减少了海参室内养殖过程中大量投喂泥沙造成的水质污染。专用饲料降低了水处理系统的压力，营养价值丰富，促生长作用明显。
[0020]5、采用海参工厂化全封闭循环水养殖日补充新水小于5%，跟传统换水或流水养殖比较，节水量达到95%以上；更重要的是大大减少了养殖过程中的控温能耗，节能70%以上。同时，循环水养殖系统是一个以硝化细菌、反硝化细菌等益生菌为主导的养殖环境，整个养殖过程海参不容易发病，无须使用任何抗生素，因此，保证了养殖产品的绿色无公害。
【专利附图】
【附图说明】
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[0021]图1本发明系统的流程工艺图。
【具体实施方式】
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[0022]下面通过实施例来对本发明的技术方案作进一步解释，但本发明的保护范围不受实施例任何形式上的限制。
[0023]实施例1
[0024]一种海参工厂化全封闭循环水养殖系统，它包括专用养殖池和水处理系统、
[0025]专用养殖池是根据海参的摄食和排污的特点设计的，①专用养殖池为5m*5m的圆角池，池壁处深0.8米，圆角半径1.2米水泥池；②池底四边高，中心低，池底坡度1:10，排水口位于池中心最低处，直径110毫米，排水口处接排水管，排水管连接循环水养殖多功能回水装置(已经申请专利，专利号201210091105.3，名称海水鱼类工厂化循环水养殖系统多功能回水装置)；③池底铺设4圈多孔底冲洗管，管径30毫米，管间距50厘米，用关卡固定于池底，多孔底冲洗管内侧面向池中心排水口方向每隔15厘米开直径8毫米的出水孔，用于冲洗池底沉积的海参粪便和残饵，多孔底冲洗管垂直焊接到直径63毫米的进水管上，且相互连通，并通过控制阀与进水主管道相连；养殖池壁上端设一直径为50毫米的切向进水管，切向进水管也通过控制阀与进水主管道相连。
[0026]2)水处理系统:
[0027]水处理系统包括缓流沉淀池、泵池、提水泵、蛋白质泡沫分离器、一级截污生物净化池、二级脱气生物净化池、汽水对流增氧池和管道式紫外消毒器。
[0028]缓流沉淀池为一底部带排污管的锥形底长方形水泥池。缓流沉淀池一端设布水器，布水器连接回水主管道，另一端为溢水墙。缓流沉淀池长5米，宽3米，缓流沉淀池池壁处深0.8米，底部锥形槽深0.4米，底部锥形槽坡比1:2 ;从专用养殖池中流出的养殖水通过回水主管道进入缓流沉淀池，通过布水器的作用减缓流速，固体颗粒物在此沉淀落入底部锥形槽内，再通过锥形槽底部的多孔排污管排出，上清液通过溢水墙进入泵池。
[0029]泵池为一低位水泥池，池深1.5米，长3米，宽1.2米。
[0030]提水泵为3.0kw低扬程潜水泵,核定流量100m3/h,泵体置于泵池池底中心，出水管连接蛋白质泡沫分离器。
[0031]蛋白质泡沫分离器来自杭州大贺水处理技术有限公司，流量100m3/h，出水管通向一级截污生物净化池；为提高蛋白质泡沫分离器的处理效果，在蛋白质分离器进气管上接入臭氧，臭氧发生器来自烟台豪尔臭氧设备有限公司，产气量60g/h。
[0032]一级截污生物净化池为一底部带多孔排污管的锥形底池，池内的生物填料为PVC刷状立体弹性填料，底部结构及排污方法同缓流沉淀池；水流由一级截污生物净化池的一端上方进入，另一端下方流出，一级截污生物净化池大小为养殖有效水体的1/10。
[0033]二级脱气生物净化池为一平底池，池内生物填料为PVC塑料环，池底每平方米设置一个空气曝气盘，曝气盘连接罗兹鼓风机；水流由脱气生物净化池一端底部流入另一端上方溢出，二级脱气生物净化池大小为养殖有效水体的1/10。
[0034]汽水对流增氧池为一长方形水泥池，容量3m3，一端连接二级脱气生物净化池，另一端连接管道式紫外消毒器，池底放置纳米分散器，养殖水从汽水对流增氧池上方流入，下方流出，在汽水对流增氧池池底与纳米分散器产生的大量液氧微气泡充分对流混合；纳米分散器来自青岛正商溶氧设备有限公司，纳米分散器连接液氧罐。
[0035]管道式紫外消毒器来自杭州大贺水处理技术有限公司，流量100m3/h，功率1.5kw。养殖水通过管道式紫外消毒器消毒处理后流向进水主管道。
[0036]3)海参工厂化全封闭循环水养殖水处理工艺:
[0037]养殖池水通过池底中心排水口进入池壁外侧的具有控制养殖池水位和快速排污功能的多功能回水装置(已经申请专利，专利号201210091105.3，名称海水鱼类工厂化循环水养殖系统多功能回水装置)后进入回水主管道，从回水主管道通向缓流沉淀池进行沉淀处理，上清水溢流进入泵池后通过提水泵抽入蛋白质泡沫分离器，通过蛋白质泡沫分离器(加臭氧)内的微气泡吸附分离水中的悬浮颗粒物和可溶性有机质后进入一级截污生物净化池，一方面利用一级截污生物净化内的PVC刷状立体弹性填料进一步拦截、吸附水中的颗粒物，另一方面利用填料表面的生物膜吸收、分解水中的氨氮、亚硝酸盐、磷酸盐等有毒、有害的可溶性无机盐，经过一级截污生物净化池处理后的养殖水再流入二级脱气生物净化池，利用具有更高表面积的PVC塑料环状填料表面的生物膜进一步吸收、分解水中的氨氮、亚硝酸盐、磷酸盐等有毒、有害的可溶性无机盐的同时，通过大量曝气去除水中因为养殖生物代谢和生物膜上细菌代谢产生的CO2,防止养殖水pH值下降；经过生物净化处理后的水进入汽水对流增氧池，利用纳米分散器把液态氧与养殖水进行充分混合，提高养殖水的溶氧量后进入管道式紫外消毒器进行杀菌消毒处理，最后进入进水主管道，再通过养殖池内上方的切向进水管和多孔底冲洗管两种方式进入养殖池。整个过程通过合理的高程设计达到一级提水后梯级自流完成，运行能耗低。工艺流程如图1:
[0038]4)专用饲料:
[0039]海参的工厂化全封闭循环水养殖必须使用下沉速度快、诱食性强、溶蚀率低，并含有一定量超粉碎泥沙的专用颗粒饲料，我们研发了一种专用饲料，其配方如下:浒苔干粉:30% ;海带干粉:20% ;鱼粉:4.5% ;酵母粉:5% ;玉米蛋白:8% ;复合酶:0.5% ;复合维生素:1*% ;矿物盐:1*% ;粒径100微米以下的海泥:30 。
[0040]制备方法:先把干浒苔和干海带用粉碎机碾磨2-3遍，过100目筛后加入其他原料，搅拌机搅拌均匀，加水调成面团状；再用螺杆式制粒机在2°C?10°C的低温条件下挤压出直径3?4mm的颗粒；在65°C低温烘干20min ;最后置0°C?_5°C冷藏库低温保存。
[0041]海参工厂化全封闭循环水养殖系统建好以后，经过一周左右的试运行，在供水、供气、设施等各部分都运行正常的情况下，放养规格不低于0.5克的海参苗，初始放养密度不高于5kg/m3 ;养殖水温15± 1°C，盐度28%。土 I ;水循环频次控制在10?12次/天；日补充新水量根据水质指标由刚启动时的20%逐渐减少至5%;早晚各投喂I次，投喂量控制在海参鲜重的3%左右；平时用养殖池上方的切向进水管进行循环，投喂前2小时改用池底冲洗管进行水循环；主要水质指标控制在:氨氮小于0.5/L，亚硝酸盐小于0.1/L，C0D小于4/L，pH值7.5?8.2，固体颗粒物小于15/L。
[0042]生产中的实验:
[0043]2011年10月16日至2012年3月15日在烟台天源水产有限公司进行了为期5个月的海参工厂化全封闭循环水养殖试验，试验系统用烟台天源水产有限公司原有的鲆鲽类半循环水养殖系统改造而成，一套养殖系统包含12个养殖池，总有效养殖水体240m3。试验用海参全部来自烟台天源水产有限公司室内工厂化养殖车间，试验初始，海参平均体重4.43 ± 0.79g，平均放养密度3.82 ± 0.12kg/m3 ;养殖水温15± 1°C，盐度28%。± I ;水循环频次控制在10?12次/天；日补充新水量根据水质指标由刚启动时的20%逐渐减少至5%;早晚各投喂I次，投喂量控制在海参鲜重的3%左右；试验期主要水质指标控制在:氨氮小于0.5/L，亚硝酸盐小于0.1/L，COD小于4/L，pH值7.5?8.2，固体颗粒物小于15/L ;试验结束，海参平均体重27.13±3.22g，养殖平均密度23.68±0.77kg/m3。试验期平均成活率82.3%。
【权利要求】
1.一种海参工厂化全封闭循环水养殖系统，其特征在于它包括专用养殖池和水处理系统； 所述的专用养殖池为底部锅底形的圆角池，排水口位于专用养殖池中心最低处，池底水平铺设3-5圈多孔底冲洗管，所述的多孔底冲洗管固定于专用养殖池底，多孔底冲洗管内侧面向池中心排水口方向每隔15厘米开直径8毫米的出水孔，用于冲洗池底沉积的海参粪便和残饵，多孔底冲洗管垂直焊接到进水管上，并通过控制阀与进水主管道连通；养殖池壁上端设一切向进水管，切向进水管通过控制阀与进水主管道相连； 水处理系统包括缓流沉淀池、泵池、提水泵、蛋白质泡沫分离器、一级截污生物净化池、二级脱气生物净化池、汽水对流增氧池和管道式紫外消毒器；缓流沉淀池为一底部带排污管的锥形底长方形水泥池；缓流沉淀池一端设布水器连接回水主管道，另一端为溢水墙；养殖水通过回水主管道进入缓流沉淀池，通过布水器的作用减缓流速，固体颗粒物在此沉淀落入底部锥形槽内，再通过锥形槽底部的多孔排污管排出，上清液通过溢水墙进入泵池；泵池为一低位水泥池，上清水溢流进入泵池后通过提水泵抽入蛋白质泡沫分离器，通过蛋白质泡沫分离器内的微气泡吸附分离水中的悬浮颗粒物和可溶性有机质后进入一级截污生物净化池，再流入二级脱气生物净化池，经过生物净化处理后的水进入汽水对流增氧池，池底放置纳米分散器，养殖水从二级脱气生物净化池上方流入，下方流出，利用纳米分散器把液态氧与养殖水进行充分混合，提高养殖水的溶氧量后进入管道式紫外消毒器进行杀菌消毒处理，最后进入进水主管道，再通过养殖池内上方的切向进水管和多孔底冲洗管两种方式进入专用养殖池。
2.根据权利要求1所述的一种海参工厂化全封闭循环水养殖系统，其特征在于所述的专用养殖池池底坡比为1:10。
3.根据权利要求1所述的一种海参工厂化全封闭循环水养殖系统，其特征在于所述的缓流沉淀池长5米，宽3米，缓流沉淀池池壁处深0.8米，缓流沉淀池长底部锥形槽深0.4米、底部锥形槽的坡比1:2。
4.根据权利要求1所述的一种海参工厂化全封闭循环水养殖系统，其特征在于所述的一级截污生物净化池为一底部带多孔排污管的锥形底池，一级截污生物净化池池内的生物填料为PVC刷状立体弹性填料，一级截污生物净化池底部结构及排污方法同缓流沉淀池；水流由一级截污生物净化池的一端上方进入另一端下方流出，一级截污生物净化池大小为养殖有效水体的1/10。
5.根据权利要求1所述的一种海参工厂化全封闭循环水养殖系统，其特征在于所述的二级脱气生物净化池为一平底池，二级脱气生物净化池池内生物填料采用PVC塑料环，池底每平方米设置一个空气曝气盘，曝气盘连接罗兹鼓风机；水流由脱气生物净化池一端底部流入另一端上方溢出，二级脱气生物净化池大小为养殖有效水体的1/10。
6.权利要求1所述的一种海参工厂化全封闭循环水养殖系统的专用饲料，其组成成份及质量百分比如下:浒苔干粉30% ;海带干粉20% ;鱼粉4.5% ;酵母粉5% ;玉米蛋白8% ；复合酶0.5% ;复合维生素I % ;矿物盐1% ;粒径100微米以下的海泥30%。
【文档编号】A01K63/00GK104322419SQ201410629575
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】朱建新, 刘寿堂, 曲克明, 刘慧 , 薛致勇, 杨志, 曲江波 申请人:中国水产科学研究院黄海水产研究所