基於溫室大棚的循環海水養殖系統的製作方法

2023-07-06 09:32:26 4

本發明屬於溫室大棚海水養殖的技術領域，特別是涉及一種基於溫室大棚的循環海水養殖系統。

背景技術：

近年來我國海水養殖業發展迅速，養殖總產量已連續多年居世界首位，然而從主要養殖品種產量的區域分布來看，氣候條件的差異使得海水養殖業存在區域發展不均衡現象。以江蘇沿海地區為例，陸基開放式海水養殖系統水溫一般只有不足半年時間高於15℃，其餘時間不能滿足暖溫性或暖水性魚類適宜生長的溫度需求，魚類的新陳代謝水平低、生長速度慢，使得養成周期往往需要2-3年時間；主要養殖魚類越冬期間還需要轉移到室內暫養，轉移與暫養過程損耗大、生產成本高。為了應對養殖過程中春秋兩季積溫不足和越冬問題，如何強化海水養殖系統水溫調控已引起廣泛重視。相比於燃煤鍋爐與電加熱設備等水溫調控措施，開發利用太陽能有利於實現節能降耗，具有較大的推廣應用潛力。

然而，現有海水養殖溫室大棚在盛夏和寒冬季節運行時均存在問題。盛夏季節，海水養殖溫室大棚內氣溫和水溫均較高，病源微生物容易滋生，導致養殖對象病害暴發。另外，當水溫超過養殖對象適溫範圍上限時，養殖對象可能停止攝食甚至死亡。為降低海水養殖溫室大棚內溫度，可選用草簾或保溫被，通過疊層搭蓋或卷被機收放等形式固定在溫室大棚上方，但是遭遇大風時草簾或保溫被易於損壞。取下大棚膜，保持通風可解決海水養殖溫室大棚度夏問題，但是，如果沒有遮擋，降水會導致養殖系統海水鹽度出現波動，另外，還存在病源微生物輸入的可能。寒冬季節，現有海水養殖溫室大棚存在效率低下的問題。另外，如採用定期換水的方式來維持養殖水體水質，換水會帶來養殖系統高溫水排放與外界低溫水輸入兩個熱量損失過程。所以，大部分海水養殖溫室大棚在冬季運行時，仍然需要於燃煤鍋爐或電加熱設備進行輔助。

針對上述問題，有必要研發並整合相關技術，著重解決海水養殖溫室大棚在盛夏和寒冬季節運行時面臨的問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種基於溫室大棚的循環海水養殖系統，解決寒冬季節大棚升溫效率低和換水時熱量損失大的問題，同時能夠解決盛夏季節大棚內溫度過高的問題。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是提供一種基於溫室大棚的循環海水養殖系統，包括溫室養殖大棚、養殖模塊、水處理模塊和環境在線監測系統，所述溫室養殖大棚為間隔的雙層結構、夏季時外層的大棚膜採用鋁箔隔熱膜，所述溫室養殖大棚雙層結構之間沿橫向均勻設置若干排向下的霧化噴頭，所述養殖模塊設置於溫室養殖大棚內、包括若干海水養殖池，所述水處理模塊設置於溫室養殖大棚內，水處理模塊設有沉澱池、生物填料池、泡沫分離器、過濾器和人工溼地，所述沉澱池與養殖模塊的排水管相連，所述沉澱池、生物填料池、泡沫分離器、過濾器和人工溼地依次相連且過濾器和人工溼地分別通過進水管與海水養殖池相連形成養殖海水循環處理系統，所述環境在線監測系統包括控制主機和用於監測系統內外氣溫和水溫的溫度傳感器、用於監測各海水養殖池ph、溶氧量、鹽度的ph傳感器、溶氧量傳感器、鹽度傳感器和布設於生物填料池中的水位傳感器。

作為本發明一種優選的實施方式，所述溫室養殖大棚的端面呈半弓形、包括保溫牆、鍍鋅管支架、卡槽、卡槽固定器、卡簧、內大棚膜和外大棚膜，所述鍍鋅管支架搭建成上下兩層，各層的鍍鋅管支架沿縱向平行設置，所述鍍鋅管支架的上端連接到保溫牆、下端連接地面樁基，所述卡槽通過卡槽固定器分別固定在兩層鍍鋅管支架外側，所述內大棚膜和外大棚膜通過卡簧固定在卡槽上，所述外大棚膜夏季採用鋁箔隔熱膜。

作為對上述實施方式的進一步改進，所述上下兩層鍍鋅管支架之間沿橫向平行布設有若干水管，所述水管並聯進水，所述霧化噴頭通過水管供水，管路中設有超濾過濾器對水進行過濾處理。

作為對上述實施方式的進一步改進，所述上下兩層鍍鋅管支架之間的間距為50～80cm。

作為對上述實施方式的進一步改進，所述保溫牆採用保溫砂漿與保溫砌磚砌成，保溫牆內側覆蓋保溫材料。

作為對上述實施方式的進一步改進，所述海水養殖池的進水管道布設於保溫牆一側、採用並聯進水，海水養殖池的排水管道布設於相對保溫牆的另一側，各海水養殖池的排水管道進水端設置成豎向插管結構控制水位，插管高度為0.5～0.9m。

作為本發明另一種優選的實施方式，所述各海水養殖池中設有增氧機。

作為本發明另一種優選的實施方式，所述沉澱池內放置斜板，沉澱池底部設有排汙口與排汙井相連。

作為本發明另一種優選的實施方式，所述生物填料池與泡沫分離器之間設有並聯的水泵。

作為本發明另一種優選的實施方式，所述過濾器分為三級、依水流方向依次填充碎石、陶粒、石英砂進行過濾，所述人工溼地與海水養殖池的面積比為1:5，所述人工溼地以陶粒為基質、並種植秋茄。

有益效果

在本發明中，大棚膜和鋁箔隔熱膜通過卡槽和卡簧固定在雙層鍍鋅管支架上，宜於拆卸、更換與安裝，便於該系統全年封閉式連續穩定運行；兩層大棚膜之間設有霧化噴頭，在寒冬季節，以霧化的液滴為媒介，充分吸收並儲存太陽能，最大限度提升海水養殖溫室大棚內溫度；通過水處理模塊可以維持海水養殖溫室大棚內水質穩定，實現海水的循環利用，避免由於換水造成熱量損失；在盛夏季節，將外層大棚膜更換為鋁箔隔熱膜，並通過設在內層大棚膜與鋁箔隔熱膜之間的霧化噴頭，有利於以霧化液滴為媒介吸熱降溫，避免海水養殖溫室大棚內水溫過高。

本發明的系統營造了適宜的養殖環境，便於擴展養殖周期，提高養殖對象生長速度，有利於海水養殖溫室大棚全年的連續穩定運行，增加年均收益。

附圖說明

圖1為本發明溫室養殖大棚的結構示意圖。

圖2為本發明水處理模塊的工藝流程示意圖。

圖3為本發明溫室養殖大棚冬季時內外水溫和氣溫走勢圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。

如圖1和圖2所示的一種基於溫室大棚的循環海水養殖系統，包括溫室養殖大棚、養殖模塊、水處理模塊和環境在線監測系統。

溫室養殖大棚包括保溫牆1、鍍鋅管支架2、卡槽3、卡槽固定器4、卡簧5、內大棚膜和外大棚膜。保溫牆1為磚混結構，採用保溫砂漿與保溫砌磚砌成，保溫牆1內側覆蓋保溫材料，如泡沫板、擠塑板、聚氨酯板、酚醛樹脂、巖棉、珍珠巖材料。鍍鋅管支架2一端連接保溫牆1，另一端連接地面樁基，搭建成上下兩層弧形支架，兩層支架之間間距50～80cm。卡槽3通過卡槽固定器4分別固定在兩層鍍鋅管支架2外側。內大棚膜和外大棚膜通過卡簧5固定在卡槽3上，外大棚膜夏季採用鋁箔隔熱膜。

上下兩層鍍鋅管支架2之間沿橫向平行布設有若干水管4，水管4並聯進水，外層鍍鋅管支架2上沿橫向均勻布置若干排霧化噴頭6，朝向向下，通過水管4提供水源。水源經超濾過濾器處理，用於過濾水源中細小顆粒物，避免堵塞霧化噴頭。霧化噴頭噴出的液滴匯集後循環利用。

養殖模塊設置在溫室養殖大棚內，包括若干磚混結構海水養殖池、增氧機、進水管道、排水管道。海水養殖池為方形半埋式鍋底結構，面積約15～50m2，採用並聯進水，在鍋底結構最低處設置排水口，排水口上設置有一定高度pvc插管(0.5～0.9m)，利用插管高度控制海水養殖池水位。增氧機根據需要開啟，保障養殖水體有充足的溶氧(溶氧濃度大於4.5mg/l)。進水管道布置在靠近保溫牆1一側，排水管道布置在另外一側。

水處理模塊設置在溫室養殖大棚內，包括淨化池區和淨化裝置區。淨化池區設有沉澱池和生物填料池，布置在靠近海水養殖池排水管道一側，淨化裝置區設有泡沫分離器、過濾器和人工溼地，布置在靠近海水養殖池進水管道一側。沉澱池與養殖模塊的排水管道相連，沉澱池內放置斜板，沉澱池底部設有排汙口與排汙井相連，用於沉澱所述海水養殖池排水中的大顆粒物，並將沉澱的汙泥排放到排汙井。生物填料池與沉澱池通過管道相連，填料池內懸掛有毛刷狀、盤狀和球狀生物填料，用於生物膜附著，處理沉澱池上清液。生物填料池與泡沫分離器之間設有水泵，為雙泵並聯，當其中一臺出現故障時，可自動切換，主要用於將生物填料池水體抽送到泡沫分離器。泡沫分離器置於過濾器頂部，用於去除水體有機物，之後自流到過濾器。過濾器分為三級，依水流方向依次填充碎石(直徑10～20mm)、陶粒(直徑5～10mm)、石英砂(直徑3～5mm)，出現填料堵塞時可實現自動反衝洗，用於水體懸浮物去除。過濾器部分出水(80％)經進水管道排入海水養殖池，另有部分水體(20％)排入人工溼地。人工溼地與海水養殖池面積比為(1：5)，以陶粒(直徑5～10mm)為基質，並種植秋茄，採取間歇式運行方式，用於水體深度處理，去除硝態氮、磷酸鹽等汙染物，人工溼地出水排入海水養殖池。如圖2所示，海水養殖池水體排入沉澱池後，流入生物填料池，經水泵一次抽水提升，依次經過泡沫分離器、過濾器以及人工溼地，再回到海水養殖池，實現養殖水體在養殖模塊以及淨化模塊中的循環流動。

環境在線監測系統包括控制主機和用於監測溫度、ph、溶氧量、鹽度、水位的五種傳感器。溫度傳感器布設在系統內外，用於監測系統內外氣溫與水溫；ph、溶氧量和鹽度傳感器布設於海水養殖池中，用於養殖水體基本理化指標監測；水位傳感器布設於生物填料池中，用於監測養殖系統水量變化情況。系統內外氣溫與水溫的監測結果如圖3所示，養殖周期內該循環養殖系統運行穩定，本實施例中溫室養殖大棚內養殖池水溫可穩定在15℃左右，明顯高於系統外水溫。此外，養殖水體非離子氮、亞硝態氮和硫化物等重要水質指標濃度均維持在較低水平，符合《漁業水質標準》要求。

相比於傳統黑鯛養殖模式，由于越冬期無需開展室內外轉運，該實施例中，基於雙層溫室大棚的循環海水養殖系統不僅節約了大量人工成本，而且能有效避免轉運過程可能帶來的損耗，試驗結束時黑鯛的存活率為96％。另外，由于越冬試驗期間養殖系統內平均水溫為13.5±1.3℃，高於黑鯛最低攝食水溫(8℃)，使得黑鯛在越冬期間繼續進食生長成為可能，有利於延長生長期。