零排放受控生態溫室的製作方法
2023-05-28 20:02:26
專利名稱：零排放受控生態溫室的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種零排放受控生態溫室。
背景技術：
綠色革命帶來了農業的大增產，解決了農民的溫飽問題。但由於高產農產品對化 肥、農藥和灌溉的依賴過度，導致土壤、水系和大氣的汙染，病蟲害的抗性增強，土壤次生鹽 漬化等生態和環境問題，以及生產成本上升的問題，造成土地質量和農民收益雙下降，已對 我國耕地資源可持續利用和糧食安全提出了嚴峻的挑戰。食物鏈被破壞，食品安全堪憂，水 安全問題也非常突出，尤其是沿海省份化肥使用已嚴重超出合理標準，加上畜禽、水產養殖 汙水超標排放，造成難以治理的面源汙染，引起湖泊、河流、淺海水域原生態系統的富營養 化，對廣大居民健康也構成了威脅。因此，人們希望新綠色革命能消除廣大農村的貧困，促 進和提高貧瘠土地的生產能力，降低生產成本，尤其是改善生態和環境質量，維繫自然界中 食物鏈的健康循環，實現可持續發展。
發明內容
本發明的目的在於提供一種零排放受控生態溫室，該零排放受控生態溫室強調節 約用水，節能減排，可持續發展的新觀念，除植物蒸騰作用的耗水外，不向系統外排放任何 養殖汙水，減少對自然資源的依賴，實現種養結合和汙染物零排放。本發明特別適合於在自 然資源緊缺、生態環境惡化的地區廣泛推廣應用。本發明的技術方案在於一種零排放受控生態溫室，包括由透明板頂棚1和鋼製 溫室框架2構成的溫室，所述溫室周側設置有防蟲網3，其特徵在於所述溫室的內部底側 設置有若干魚類養殖池9和一生物濾池18，所述各魚類養殖池9之間通過U型網管，所述魚 類養殖池9的上端部蓋設有操作平臺10，所述操作平臺10上設置有若干紅萍栽培層架6和 若干植物栽培床5，所述與生物濾池18相鄰的魚類養殖池9的上側部設置有溢流口 16，所 述流經溢流口 16的水體經水過濾裝置17後通向生物濾池18，所述生物濾池18的底側設置 有循環水泵19，所述循環水泵19輸入端設置在生物濾池18的池底，所述循環水泵19的輸 出端經一電池閥20後分成兩路，其中之一路經循環水輸配管路22通向紅萍栽培層架6和 植物栽培床5進行淨化和增氧後，再供給魚類養殖池9循環利用。上述循環水泵19的輸出端經一電池閥20後分成兩路，其另一路經精密過濾閥21 和噴霧罐路22後通向設置在溫室頂棚鋼製溫室框架2上的噴霧裝置26，以調節溫室的溼度 和溫度。上述透明板頂棚1為雙層中空無色聚碳酸酯透明板，所述防蟲網3為不鏽鋼防蟲 網，所述防蟲網3上設置有保溫薄膜4，所述溫室的周部的防蟲網3上還均設有若干個通風 扇25。上述魚類養殖池9由磚砌池牆7和混泥土池底8構成。上述紅萍栽培層架6的頂層為高等植物栽培層，其中部各層為紅萍栽培層，其底
3層為食用菌栽培層，所述的食用菌栽培層外周部圍設有遮陰保溼網。上述溫室由控制器24自動調節控制，所述控制器24的輸入端與水溫探頭13、若 幹氣溫探頭14以及若干溼度探頭15相連接，所述控制器24的輸出端與噴霧裝置26、通風 扇25、循環水泵19、精密過濾閥21及電磁閥20相連接，所述水溫探頭13設置在操作平臺 10的下側，所述氣溫探頭14和溼度探頭15設置在植物栽培床5的下側或紅萍栽培層架6 上。上述操作平臺10上設置有若干用於作為溫室內部主幹道的混泥土路11、若干鋼 筋柵欄路12和用於使操作人員能夠通往魚類養殖池的若干活動操作平臺。上述紅萍栽培層架6和植物栽培床5由鋼材焊接架和石板材砌池構成。本發明的優點在於本發明是根據農業生態工程學原理，時空結構優化原則，以水 為介質，集水產養殖和植物栽培於一體，通過工程設計和設施支撐，實現了高密度、集約化、 節水化養殖。該生態溫室不依賴於土壤，而是採用立體循環水培法，大大提高了土地利用率 和綜合生產效率，全面提升農業綜合能力。零排放受控生態溫室底部高密度養殖魚類，上部 種植蔬菜、瓜果和花卉等綠色高等植物，還可多層養殖紅萍。利用紅萍飼餵魚類，經魚消化 吸收將植物蛋白轉化成動物蛋白，而未吸收的部分以糞便形式進入循環水體中，並通過水 循環系統提供給供紅萍、蔬菜和花卉等植物營養吸收。該生態溫室充分利用光、溫、熱等資 源，進行立體種養，實現蔬菜等植物對水肥的多層次吸收、攔截，最大程度的消除富營養化 養殖水中氮、磷等營養物質；尤其是通過紅萍放氧和對水體氨氮的吸收，控制水環境，保證 魚類的正常攝食和生長；從而全面實現體系內物質、能量循環，使整個系統生產循環過程中 實現汙染物的「全攔截、無滲漏、零排放」。這不僅可以解決資源短缺給農業生產帶來的種種 問題，提供安全、優質的農業產品，產生一定的經濟效益，而且能有效減少農業面源汙染對 環境惡化的影響。
圖1為零排放受控生態溫室結構示意圖。圖中1.透明板頂棚2.鋼製溫室框架3.不鏽鋼防蟲網4.保溫薄膜5.植物栽 培床6.紅萍栽培層架7.磚砌池牆8.混凝土池底9.魚類養殖池10.操作平臺11.鋼筋 混凝土路12.鋼筋柵欄路13.水溫探頭14.氣溫探頭15.溼度探頭16.溢流口 17.水 過濾裝置18.生物濾池19.循環水泵20.電磁閥21.精密過濾閥22.噴霧管路23.循 環水輸配管路24.控制器25.通風扇26.噴霧裝置。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
，進一步闡述本發明創造。參考附圖1，本發明為零排放受控生態溫室，包括由透明板頂棚1和鋼製溫室框架 2構成的溫室，所述溫室周側設置有防蟲網3，其特徵在於所述溫室的內部底側設置有若 乾魚類養殖池9和一生物濾池18，所述各魚類養殖池9之間通過U型網管，所述魚類養殖池 9的上端部蓋設有操作平臺10，所述操作平臺10上設置有若干紅萍栽培層架6和若干植物 栽培床5，所述與生物濾池18相鄰的魚類養殖池9的上側部設置有溢流口 16，所述流經溢 流口 16的水體經水過濾裝置17後通向生物濾池18，所述生物濾池18的底側設置有循環水泵19，所述循環水泵19輸入端設置在生物濾池18的池底，所述循環水泵19的輸出端經一 電池閥20後分成兩路，其中之一路經循環水輸配管路22通向紅萍栽培層架6和植物栽培 床5進行淨化和增氧後在供給魚類養殖池9。上述循環水泵19的輸出端經一電池閥20後分成兩路，其另一路經精密過濾閥21 和噴霧罐路22後通向設置在溫室頂棚鋼製溫室框架2上的噴霧裝置26，以調節溫室的溼度 和溫度。上述透明板頂棚1為雙層中空無色聚碳酸酯透明板，所述防蟲網3為不鏽鋼防蟲 網，所述防蟲網3上設置有保溫薄膜4，所述溫室的周部的防蟲網3上還均設有若干個通風 扇25。上述魚類養殖池9由磚砌池牆7和混泥土池底8構成。上述紅萍栽培層架6的頂層為高等植物栽培層，其中部各層為紅萍栽培層，其底 層為食用菌栽培層，所述的食用菌栽培層外周部圍設有遮陰保溼網。 上述溫室由控制器24自動調節控制，所述控制器24的輸入端與水溫探頭13、氣溫 探頭14以及溼度探頭15相連接，所述控制器24的輸出端與噴霧裝置26、通風扇25、循環 水泵19、精密過濾閥21及電磁閥20相連接，所述水溫探頭13設置在操作平臺10的下側， 所述氣溫探頭14和溼度探頭15設置在植物栽培床5的下側或紅萍栽培層架6上。上述操作平臺10上設置有若干用於作為溫室內部主幹道的混泥土路11、若干鋼 筋柵欄路12和用於使操作人員能夠通往魚類養殖池的若干活動操作平臺。上述紅萍栽培層架6和植物栽培床5由鋼材焊接架和石板材砌池構成。更具體的實施例如下
本發明的一種零排放受控生態溫室。其特點在於所述的溫室框架2系單棚鋼結構。頂 棚1呈圓弧狀，採用雙層中空無色聚碳酸酯透明板(俗稱陽光板)製成，該材料質量輕，其 重量是雷同厚度玻璃的1/20，且強度高，抗疲勞、抗紫外線照射和耐溫差性能好，透光率在 79、1%之間。溫室四周外部設有防蟲網3和冬季使用的保溫薄膜4。溫室內部設置的操作 平臺10由若干條鋼筋混凝土路11、若干條鋼筋柵欄路12及若干個活動操作平臺構成。養 殖系統包括紅萍栽培區、綠色高等植物栽培區和水產養殖區。活動操作平臺下部為魚類養 殖池9，採用磚砌池牆7和混凝土池底8結構，根據不同魚類的習性和數量分割成若干個養 殖池。各養殖池之間設有U型網管，既具備魚的防竄功能，又保持養殖水體能充分流動。分 布在操作平臺上方的若干架紅萍栽培層架6和若干架高等植物栽培床5均採用鋼材焊接架 和石板材砌池結構，其中紅萍栽培層架設置若干層，頂層種植蔬菜、藥材、花卉等高等植物， 中間各層為紅萍栽培區，底層為食用菌栽培區，並配置遮陰保溼網。各養殖區的水體高度均 可根據養殖對象進行調控。水循環淨化系統由循環水泵19、生物濾池18、水過濾裝置17、 循環水輸配管路23、溢流口 16、及電磁閥20和流量閥等水暖配件組成。循環水總流量，進 入各養殖池的分流量，以及進入紅萍區的淨化流量均可根據氣候、季節以及紅萍、綠色高等 植物、魚類生長情況，由控制箱24調控。環境控制系統由水溫探頭13、氣溫探頭14、溼度探 頭15、噴霧裝置26、通風扇25、噴霧管路22、精密過濾閥21及電磁閥20等組成，噴霧時間 和噴霧量的自動控制亦由控制箱智能管理。本發明的技術原理在於
(1)零排放受控生態溫室底部高密度養殖魚類，上部種植水稻、蔬菜、瓜果和花卉等綠色高等植物，還可多層養殖紅萍。利用紅萍飼餵魚類，經魚消化吸收將植物蛋白轉化成動物 蛋白，而未吸收的部分以糞便形式進入循環水體中，供水稻、蔬菜、紅萍等植物營養吸收；完 成食物鏈循環的同時，通過紅萍放氧和植物對水體氨氮的吸收，控制水環境，保證魚類的正 常攝食和生長。(2)紅萍是零排放受控生態溫室中重要生物部件。紅萍生長繁殖速度快，活體對 重金屬有很強的富集離子能力，幹萍體對重量金屬元素具有強烈的吸附作用，並能將硒鹽 轉化為揮發態硒，具有超強的植物萃取和淨化能力。紅萍自身存在吸氨的優勢，其葉腔中共 生著一種固氮藍藻，能夠將大氣中的氨氣轉化為植物體可吸收的氨類物質。紅萍採用多層 栽培，綠色面積很大，足以完成對流經養殖循環水中氨氮的直接吸收。一般來說，氨氮的去 除主要取決於紅萍的供氧能力，紅萍輸送氧至根區，在根莖部產生好氧環境消耗汙染物， 在這種環境下，氨氮被氧化為N0_2和N0_3。故紅萍對氮元素的去除主要有自身的直接吸收 和微生物的硝化一反硝化作用。紅萍在生長繁殖過程中能形成發達的根系，該根系好像一 個龐大的「生物濾網」，濾網表面形成的生物膜可以將魚體的排洩物分解為二氧化碳、氨、碳 酸鹽、磷酸鹽等簡單化合物。因此，紅萍具有降解有機汙染物的能力和維護水體平衡的功 效，對水質的改善起到積極作用，是淨化水產養殖水體的良好材料。(3)高密度集約化水產養殖的瓶頸通常是水體中NH4+-N含量升高和DO含量下降。 常規解決瓶頸問題的方法是流水養魚或設施增氧或化學增氧。流水養魚需要大量更換水 體，既浪費寶貴的水資源，又容易造成環境汙染。設施增氧或化學增氧，只能短暫性提高水 體中DO含量，卻無法抑制水體中NH4+-N含量持續升高的趨勢。零排放受控生態溫室中循 環養殖水通過紅萍培養架後，NH/-N有明顯的去除；更重要的是，紅萍在吸收水體NH/-N過 程中，還提高了水體中溶氧量，同時解決上述的兩個瓶頸問題，並從真正意義上實現水產養 殖汙水零排放。溫室框架和栽培床構件均可以利用當地的竹木資源，以大幅降低設施的造價。栽 培床上所種植的植物也應是多樣性，例如，反季節蔬菜、名貴花卉、地道中草藥等都可以在 生態大棚內生長。本發明不局限上述最佳實施方式，任何人在本發明的啟示下都可以得出其他各種 形式的尿液淨化處理裝置。凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發 明的涵蓋範圍。
權利要求
一種零排放受控生態溫室，包括由透明板頂棚1和鋼製溫室框架2構成的溫室，所述溫室周側設置有防蟲網3，其特徵在於所述溫室的內部底側設置有若干魚類養殖池9和一生物濾池18，所述各魚類養殖池9之間通過U型網管，所述魚類養殖池9的上端部蓋設有操作平臺10，所述操作平臺10上設置有若干紅萍栽培層架6和若干植物栽培床5，所述與生物濾池18相鄰的魚類養殖池9的上側部設置有溢流口16，所述流經溢流口16的水體經水過濾裝置17後通向生物濾池18，所述生物濾池18的底側設置有循環水泵19，所述循環水泵19輸入端設置在生物濾池18的池底，所述循環水泵19的輸出端經一電池閥20後分成兩路，其中之一路經循環水輸配管路22通向紅萍栽培層架6和植物栽培床5進行淨化和增氧後，再供給魚類養殖池9循環利用。
2.根據權利要求1所述的零排放受控生態溫室，其特徵在於所述循環水泵19的輸出 端經一電池閥20後分成兩路，其另一路經精密過濾閥21和噴霧罐路22後通向設置在溫室 頂棚鋼製溫室框架2上的噴霧裝置26，以調節溫室的溼度和溫度。
3.根據權利要求1所述的零排放受控生態溫室，其特徵在於所述透明板頂棚1為雙 層中空無色聚碳酸酯透明板，所述防蟲網3為不鏽鋼防蟲網，所述防蟲網3上設置有保溫 薄膜4，所述溫室的周部的防蟲網3上還均設有若干個通風扇25。
4.根據權利要求1所述的零排放受控生態溫室，其特徵在於所述魚類養殖池9由磚 砌池牆7和混泥土池底8構成。
5.根據權利要求1所述的零排放受控生態溫室，其特徵在於所述紅萍栽培層架6的 頂層為高等植物栽培層，其中部各層為紅萍栽培層，其底層為食用菌栽培層，所述的食用菌 栽培層外周部圍設有遮陰保溼網。
6.根據權利要求1所述的零排放受控生態溫室，其特徵在於所述溫室由控制器24自 動調節控制，所述控制器24的輸入端與水溫探頭13、若干氣溫探頭14以及若干溼度探頭 15相連接，所述控制器24的輸出端與噴霧裝置26、通風扇25、循環水泵19、精密過濾閥21 及電磁閥20相連接，所述水溫探頭13設置在操作平臺10的下側，所述氣溫探頭14和溼度 探頭15設置在植物栽培床5的下側或紅萍栽培層架6上。
7.根據權利要求1所述的零排放受控生態溫室，其特徵在於所述紅萍栽培層架6和 植物栽培床5由鋼材焊接架和石板材砌池構成。
8.根據權利要求1所述的零排放受控生態溫室，其特徵在於所述操作平臺10上設置 有若干用於作為溫室內部主幹道的混泥土路11、若干鋼筋柵欄路12和用於使操作人員能 夠通往魚類養殖池的若干活動操作平臺。
全文摘要
本發明為一種零排放受控生態溫室，包括由透明板頂棚1和鋼製溫室框架2構成的溫室，所述溫室周側設置有防蟲網3，其特徵在於所述溫室的內部底側設置有若干魚類養殖池9和一生物濾池18，所述魚類養殖池9的上端部蓋設有操作平臺10，所述操作平臺10上設置有若干紅萍栽培層架6和若干植物栽培床5，所述魚類養殖池9的上側部設置有溢流口16，所述流經溢流口16的水體經水過濾裝置17後通向生物濾池18，所述循環水泵19的輸出端分成兩路，其中之一路經精密過濾閥21和噴霧罐路22後通向噴霧裝置26，以調節溫室的溼度，該零排放受控生態溫室強調節約用水，節能減排，可持續發展的新觀念，除植物蒸騰作用的耗水外，不向系統外排放任何養殖汙水，減少對自然資源的依賴，實現種養結合和汙染物零排放。
文檔編號E04H5/08GK101956473SQ20101028980
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月25日 優先權日2010年9月25日
發明者劉中柱, 楊有泉, 鄧素芳, 陳敏 申請人:福建省農業科學院農業生態研究所