一种高效对虾节水养殖系统及使用方法与流程

1.本发明属于水产养殖技术领域，尤其涉及一种高效对虾节水养殖系统及使用方法。


背景技术：

2.对虾是水产养殖的重要组成部分，为人类提供大量优质蛋白，目前对虾养殖品种以凡纳滨对虾为主，养殖产量占世界甲壳类养殖产量的一半以上。我国海水养殖面积的逐渐紧缩，但对虾养殖产量仍然保持增长，由此反映了我国对虾养殖由池塘养殖向集约化养殖转变的趋势。
3.对虾工厂化养殖是我国对虾养殖业的重要组成部分，在我国北方地区取得了很大的发展，养殖模式主要分为工厂化换水养殖、生物絮团养殖和循环水养殖。生物絮团模式通过添加碳源提高碳氮比，促进异养细菌的生长，同化吸收对虾养殖废物，净化养殖环境，降低养殖换水量。循环水养殖系统借助物理过滤、生物过滤、杀菌消毒等措施处理、净化养殖水体，并实现循环利用。生物絮团模式由于调控技术复杂，养殖系统不稳定，可复制性较差，未能大面积推广；循环水养殖模式由于初次投入成本高，系统运行能耗较大，养殖工艺不成熟等原因，也未能实现商业化大规模应用。目前，我国对虾工厂化养殖仍然以换水模式为主，通过大量的水体交换排出养殖废物、维持养殖环境的稳定，虽然能实现良好的经济效益，但水体氮素积累问题突出、水资源消耗大、热能损失较高、环境污染较重，难以实现可持续发展，需要根据对虾养殖特点，在现有养殖技术的基础上开发一种经济、环保、高效的氮元素调控方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种高效对虾节水养殖系统及使用方法，以解决上述问题，实现高效去除养殖系统中的氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐等氮元素，大幅提升水资源利用率的目的。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种高效对虾节水养殖系统，包括养殖池，所述养殖池底面中心设有硝化结构，所述养殖池底面中心连通有反硝化结构，所述反硝化结构连通有排污管；
7.所述养殖池内侧壁与所述硝化结构之间的底面上设有充气部，所述硝化结构内设有曝气盘，所述养殖池内部靠近内侧壁处设有水体转动部，所述充气部、曝气盘、水体转动部连通有充气系统；
8.所述养殖池底面中心高度低于所述养殖池边部高度；
9.所述硝化结构用于接种硝化菌；所述反硝化结构用于接种反硝化菌。
10.优选的，所述硝化结构包括固定连接在所述养殖池底面中心的硝化网箱，所述硝化网箱为不锈钢网片组成的箱体，所述硝化网箱内填充有多孔悬浮基质，所述曝气盘设在所述多孔悬浮基质下方，所述硝化网箱底部与所述养殖池底面之间固定连接有支架，所述
硝化网箱顶面铺设有遮光板。
11.优选的，所述反硝化结构包括设在养殖池底面中心的反硝化集污槽，所述反硝化集污槽顶部固定连接有格珊板，所述反硝化集污槽内填充有铁丝网片，所述反硝化集污槽底部与所述排污管连通。
12.优选的，所述水体转动部包括若干纳米气管，若干所述纳米气管单向旋转分布，若干所述纳米气管与所述充气系统连通。
13.优选的，所述充气部为铺设在所述养殖池底面的气石，所述气石与所述充气系统连通，所述气石的铺设密度为3-6个/m2。
14.优选的，所述养殖池为边长5.5m的方形圆切角池，所述养殖池底面为锥形底，所述养殖池的底面坡度为1/15。
15.优选的，所述硝化网箱为圆柱形结构，所述硝化网箱的直径为1.5m，所述硝化网箱的高度为1.2m。
16.优选的，所述多孔悬浮基质的填充率为35-50％。
17.优选的，所述铁丝网片的填充率为50-80％。
18.一种高效对虾节水养殖的方法，所述方法为上述技术方案所述高效对虾节水养殖系统，包括如下步骤：
19.将扩繁后的硝化菌接入所述硝化结构内；
20.对虾放苗前和养殖过程中向所述养殖池内添加益生菌；
21.养殖过程中向所述养殖池内添加日饵料投喂量20-25％的碳源培养异养微生物；
22.控制所述充气系统运行，使所述养殖系统运行。
23.本发明具有如下技术效果：
24.(1)硝化网箱体积小，仅为养殖水体的1/30-1/20，远低于循环水养殖系统中生物滤池的比例；硝化网箱可移动，便于维护和长期使用；硝化网箱位于养殖池中央，沉积物可随残饵粪便等固体废物及时排出，避免循环水养殖系统生物滤池沉积物腐败恶化水质的问题。
25.(2)碳源添加量少，仅为饵料投喂量的20-25％，远低于生物絮团养殖模式中碳源添加量，通过联合微生物自养硝化和异养同化作用控制氨氮和亚硝酸盐，碳排放低、效率高。
26.(3)反硝化集污槽体积小，占地面积仅为养殖池的1/150-1/60；有机物和铁丝网同时为反硝化提供电子，脱氮效率高。
27.(4)养殖系统土地、空间利用率高，建设成本低；养殖系统组成结构简单，维护方便，运行、管理成本低；综合微生物同化、硝化、反硝化等多种氮循环途径控制养殖系统氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐等氮元素浓度，并利用多种益生菌维持良好养殖水环境，水资源利用率高、能耗低、经济效益好。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图
获得其他的附图。
29.图1为本发明的结构示意图；
30.图2为本发明的俯视结构示意图
31.图3为本发明实施例二的俯视结构示意图；
32.图4为本发明实施例二纳米气管与弧形挡板配合截面示意图。
33.其中，1、养殖池；2、硝化网箱；3、反硝化集污槽；4、排污管；5、支架；6、不锈钢网片；7、多孔悬浮基质；8、遮光板；9、纳米气管；10、曝气盘；11、格珊板；12、铁丝网片；13、阀门；14、排污口；15、弧形挡板。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
36.实施例一：
37.参照图1-2所示，本实施例提供一种高效对虾节水养殖系统，包括养殖池1，养殖池1底面中心设有硝化结构，养殖池1底面中心连通有反硝化结构，反硝化结构连通有排污管4；
38.养殖池1内侧壁与硝化结构之间的底面上设有充气部，硝化结构内设有曝气盘10，养殖池1内部靠近内侧壁处设有水体转动部，充气部、曝气盘10、水体转动部连通有充气系统；
39.养殖池1底面中心高度低于养殖池1边部高度；
40.硝化结构用于接种硝化菌；反硝化结构用于接种反硝化菌。
41.进一步优化方案，硝化结构包括固定连接在养殖池1底面中心的硝化网箱2，硝化网箱2为不锈钢网片6组成的箱体，硝化网箱2内填充有多孔悬浮基质7，曝气盘10设在多孔悬浮基质7下方，硝化网箱2底部与养殖池1底面之间固定连接有支架5，硝化网箱2顶面铺设有遮光板8。不锈钢网片6网径为1.2cm，硝化网箱2可移动，经处理维护后可移池使用或连续使用，遮光板8为黑色用于避光。
42.进一步优化方案，反硝化结构包括设在养殖池1底面中心的反硝化集污槽3，反硝化集污槽3顶部固定连接有格珊板11，反硝化集污槽3内填充有铁丝网片12，反硝化集污槽3底部与排污管4连通。格珊板11隔绝对虾，反硝化集污槽3占养殖池1底面积的1/150-1/60，反硝化集污槽3为锥形底，便于沉积物的排放，排污管4连接反硝化集污槽3底部中央，在排污管4上设置阀门13，通过阀门13和排污管4上的排污口14将固体废物排出养殖池1。
43.进一步优化方案，水体转动部包括若干纳米气管9，若干纳米气管9单向旋转分布，若干纳米气管9与充气系统连通。纳米气管9数量为4根，纳米气管9长2m按照图2所示进行布设，推动水体旋转、集污。
44.进一步优化方案，充气部为铺设在养殖池1底面的气石，气石与充气系统连通，气
石的铺设密度为3-6个/m2。充气系统为养殖池1内的曝气盘10、纳米气管9、气石进行充气。
45.进一步优化方案，养殖池1为边长5.5m的方形圆切角池，养殖池1底面为锥形底，养殖池1的底面坡度为1/15。
46.进一步优化方案，硝化网箱2为圆柱形结构，硝化网箱2的直径为1.5m，硝化网箱2的高高度为1.2m。
47.进一步优化方案，多孔悬浮基质7的填充率为35-50％。
48.进一步优化方案，铁丝网片12的填充率为50-80％。
49.一种高效对虾节水养殖的方法，该方法基于上述技术方案所述的高效对虾节水养殖系统，包括如下步骤：
50.硝化网箱2接种亚硝化单胞菌和硝化螺菌，亚硝化单胞菌(dsm101675)和硝化螺菌(dsm105286)源自dsmz德国微生物菌种保藏中心，以碳酸氢钠或碳酸钠为碳源、以氯化铵和亚硝酸钠为氮源、添加微量元素配制培养基，菌种在无菌条件下扩繁后接入硝化网箱以促进生物膜的培养；对虾放苗密度500尾/m2，对虾放苗前及养殖过程中向养殖池1中添加芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌等益生菌调控养殖系统微生物群落，芽孢杆菌通过添加红糖、充氧条件下扩繁后移入养殖池，酵母菌和乳酸菌在添加红糖、厌氧条件下扩繁后移入养殖池；包括益生菌扩繁过程中使用的红糖量在内，向养殖系统中添加日饵料投喂量20-25％的碳源培养异养微生物，利用异养微生物的同化作用分解、吸收部分养殖废物，减轻硝化网箱的负荷，定期监测养殖系统水质状况，系统运行前期和后期适当提高碳源的添加量，避免前期硝化网箱2生物膜不成熟、后期饵料投喂量过大导致的氨氮、亚硝酸盐积累问题；残饵粪便等固体废物在水流作用下汇集于反硝化集污槽3，内部溶氧《3mg/l，添加的部分碳源为反硝化集污槽3中的异养反硝化细菌提供碳源进行反硝化脱氮，铁丝网片12一方面催化促进异养反硝化过程，另一方面为自养反硝化提供电子，提高养殖系统脱氮效率，控制养殖系统硝酸盐水平，反应后的沉积物通过排污管4排出养殖系统，排污频率不超过2次/天，日排污量为养殖水体0-5％；系统运行前期存在一定程度的氨氮和亚硝酸盐积累，皆在对虾安全浓度以内，30天后系统可以稳定运行，tan《1mg/l，no
2-‑
n《0.8mg/l，no
3-‑
n《5mg/l；对虾生长状态良好，养殖61天后，存活率超过70％，养殖产量达到6.3kg/m3。
51.实施例二：
52.参照图3-4所示，本实施例的对虾节水养殖系统与实施例一的区别仅在于，纳米气管9与养殖池1侧壁之间设有夹角，纳米气管9靠近养殖池1的一侧设有弧形挡板15，弧形挡板15的开口侧朝向纳米气管9，弧形挡板15的长度不小于纳米气管9的长度。本实施例在纳米气管9的一侧设置弧形挡板15可以使纳米气管9吹出的气泡朝向养殖池1的中心，推动养殖池1内的水流流向其中心，同时将纳米气管9与养殖池1之间设置一定的夹角，可以促进水流的旋转，使得养殖池1的集污能力更强。
53.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
54.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出
的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。