一种菌藻复合的可控水体养虾系统的制作方法

1.本发明涉及一种菌藻复合的可控水体养虾系统，属于水产养殖技术领域。


背景技术：

2.池塘养殖是我国凡纳滨对虾养殖的主要方式，随着养殖技术水平的提升，高位池精养模式、小棚养殖模式、大棚工厂化养殖模式等设施化养殖方式逐步扩大。养殖密度也由池塘养殖方式的1-3斤/m2提升至5-20斤/m2。随着养殖密度的不断增加，养殖池中的饵料和排泄物不断增多，给养殖水体的高效处理带来了一定的挑战。
3.目前，在高密度养殖条件下，常采用添加微藻，有益菌或大量换水等方式调控凡纳滨对虾的养殖水体，以使养殖池中的水质满足凡纳滨对虾的生长。在凡纳滨对虾实际养殖生产过程中，养虾池的水质易受环境的影响，采用添加微藻等单一方式也存在一定的弊端。比如当采用藻相调控养殖池水质时，藻类的生长容易受天气变化的影响，当养殖水体中有机物负荷过高或藻类没管控好时，容易发生倒藻现象，死亡的部分藻类产生藻毒素，进而败坏水质对养殖对象产生不利的影响。若采用大量换水的方式调控养殖池的水质，一方面排出的养殖尾水会污染环境，另一方面，一直换水养殖对象的也会产生应激反应，进而影响其健康生长。若采用添加有益菌的方式调控水质，一方面增加了养殖成本，另一方面添加的有益菌需要一定的时间培养才能适应环境，并且未必能在养殖环境中形成优势菌种，在一定程度上影响了其对养殖水体的高效调控。
4.现有的水体养虾系统具有以下问题：
5.1)工厂化养殖凡纳滨对虾过程中，养殖水体中氨氮、亚硝酸盐等水质指标较难实现有控调控，特别是在养殖后期，随着投饵量的不断加大，养殖水体中的氨氮等营养盐往往会超标，若不及时处理会影响养殖对象的健康生长。
6.2)在溶解氧充足的环境下，养殖水体中的硝酸盐等物质无法通过反硝化反应移出养殖池，一方面过高的硝酸盐浓度影响凡纳滨对虾的健康生长，另一方面，养虾过的水达不到排放标准，增加了再次处理养殖尾水的成本。
7.3)大水体养殖凡纳滨对虾时，养殖池中的水体交换不充分，部分曝气不充分的区域会形成死角，产生硫化氢等有毒有害物质，不仅影响凡纳滨对虾的生长，也在一定程度上影响了细菌或微藻对氨氮等营养盐的去除。
8.4)当采用藻相调控养殖水质时，藻类的生长易受天气的影响，在有机物负荷较高时，容易发生倒藻现象，产生的藻毒素被凡纳滨对虾摄食后会影响其生长。
9.5)采用生物絮团等原位处理氮磷等营养物质时，养殖水体中的悬浮物浓度过高，特别到养殖后期，需要定期排出过量的悬浮物以提升细菌的水处理效率，凡纳滨对虾长期在高悬浮物浓度的水体中生长时，由于缺少阳光的照射，一方面凡纳滨对虾体色会变淡，另一方面，其品质也会有所下降。


技术实现要素：

10.本发明提供一种菌藻复合的可控水体养虾系统及方法，能调控凡纳滨对虾的水质，使养殖水质维持在可控的水平，满足养殖对象的健康生长。
11.本发明采取以下技术方案：
12.一种菌藻复合的可控水体养虾系统，包括养虾池1、沸腾式移动床生物滤池3、小球藻培养槽5、排污管17；所述养虾池1中心底部设有一布水腔，布水腔上表面开设过水孔，布水腔横向通过循环水管2与位于养虾池四周的多个沸腾式移动床生物滤池3中的插管22的底部连通；所述插管22上端可选择性的插入水位保持管，所述水位保持管上端高于液面；所述沸腾式移动床生物滤池3内设有若干气提管18，所述气提管18底部与提供气体的气提装置连接；一部分气提管18顶部横向延伸至养虾池1上方；所述移动床生物滤池3内的底部还设有纳米曝气管10，内部填有生物滤料；所述小球藻培养槽5利用浮性材料29漂浮于养虾池1水面之上，并可随水位变化上下浮动；另一部分气提管18顶部横向延伸至小球藻培养槽5一端；所述小球藻培养槽5的另一端具有一可控开闭的排液口；所述排污管17上端穿过并高出所述布水腔，下端横向延伸至排污通道。
13.优选的，所述小球藻培养槽5呈狭长状，设置在养虾池1的侧边处。
14.进一步的，所述养虾池1呈多边形，各切角部位具有所述沸腾式移动床生物滤池3。
15.优选的，所述排污管17上设有可阻挡颗粒物或虾排放，但不可阻挡水通过的排污盘，所述排污盘由设于布水腔上部的电磁铁16控制。
16.进一步的，还包括反硝化池4，所述各切角部位形成梯形的所述移动床生物滤池3，和三角形的所述反硝化池4；所述反硝化池4具有一水位调节区14；沸腾式移动床生物滤池3底部通过管子与反硝化池4底部相连，养殖水经过反硝化池底部的承托层自下而上流至表层，而后从反硝化池顶部的布水管流至所述水位调节区14，水位调节区14中安装气提管i28，通过气提作用将水位调节区14中的水提至养殖池中；反硝化池4底部装有承托层，承托层上面填有反硝化滤料，装置顶部装有反冲洗装置；当反硝化池生物过滤效果低于预期时，气提管i28中的纳米气管停止曝气，启动所述反冲洗装置，将反硝化池中的固形物冲洗下来；沸腾式移动床生物滤池3，反硝化池4和水位调节区14底部各自装有排污管道，通过排污管道可定期将对应区域的废弃物排出。
17.进一步的，小球藻培养槽5外壳内部装有全光谱灯光9、微量元素自动添加装置7和小球藻种自动添加装置8，所述白天当光照强度低于5000lx/m2，全光谱灯光9自动开启；微量元素自动添加装置根据小球藻培养槽5中微量元素或小球藻密度的监测值，通过小球藻种自动添加装置8往小球藻培养槽5中自动添加微量元素或小球藻种；小球藻培养槽5中的小球藻利用养殖水体中的氮磷等营养物质生长繁殖，小球藻的密度通过分光光度计自动检测：步骤s1、当小球藻的密度超过设定值时，小球藻培养槽的所述另一端的所述排液口自动打开，与此同时所述另一部分气提管18自动开启，养殖水从沸腾式移动床生物滤池3气提至小球藻培养槽4，小球藻培养槽4中富含高浓度藻类的水自所述排液口流至养虾池1中；步骤s2、当小球藻培养槽5中的小球藻的密度被稀释至设定值时，所述排液口自动关闭，所述另一部分气提管18自动停止气提，此时，小球藻利用养殖水体中的氮磷等营养物质生长繁殖，待小球藻密度扩增至设定值时，自动进入步骤s1，形成循环。
18.进一步的，气提管18并成一排，气提管18底部放有作为所述气提装置的纳米气管
21，当纳米气管21曝气时，通过气提作用将沸腾式移动床生物滤池3池底的水提至养虾池1中；当各个角上的所述一部分气提管18同时提水时，养虾池1中间底部的水被提至养虾池1的四个角，形成循环往复。
19.进一步的，还包括针对虾苗时期养虾池1与沸腾式移动床生物滤池3之间进行水体交换的辅助水体交换系统，有利于沸腾式移动床生物滤器的挂膜及养虾池水体的净化；所述辅助水体交换系统包括安装于沸腾式移动床生物滤池底部并与养虾池连通的连接管11，连接管11两端分别连有一对辅助插管，其中第一辅助插管13位于沸腾式移动床生物滤池3中，第二辅助插管12位于养虾池1中；第二辅助插管12上分布小孔，且外表面包有可阻挡虾苗通过的网；第一辅助插管13和第二辅助插管12的高度都略低于养虾池水位；当虾苗小于所述布水腔上表面的过水孔时，所述水位保持管插入所述插管22上部，养虾池底的水通过连接管11自流至沸腾式移动床生物滤池3中；所述第一辅助插管13、第二辅助插管12上端均可根据需要插入辅助水位保持管；当在第一辅助插管13上插上辅助水位保持管时，养虾池1中的水无法自流到沸腾式移动床生物滤池3中。
20.更进一步的，养虾池池底靠池边装有2圈纳米气管，当开启风机往纳米气管里进气时，养虾池四周的水随着气泡往池子中间流动，再加上养虾池中间底部区域的水通过气提作用提至养虾池四个角的区域，并且气提管出水口的方向一致，养虾池中的水在池子中循环往复流动；电磁铁16上部装有摄像头，实时监控养殖池中心区域虾的生长与摄食情况，养殖人员通过摄像头实时观察排污盘周围的工况，若发现排污盘聚集虾壳时，可减少投喂量；若发现排污盘上聚集死虾时或一个养殖周期结束需要起捕对虾时，将电磁铁通电，此时排污盘从排污口移开，死虾或活虾通过排污管移出养虾池。
21.本发明的有益效果在于：
22.1)藻类培养区为独立区域，与养虾池分隔开来，避免藻类自身产生的不利因素对养虾区域产生影响；
23.2)藻类培养区装有自动补光装置和营养元素自动添加装置，能高效调控藻类的生长，避免了藻类生长易受天气的影响。
24.3)藻类可以自动往养殖池中添加，一方面能降低养殖水体中氮磷等营养物质，另一方面，凡纳滨对虾摄入活藻后，有利于改善其体色。
25.4)循环管从养殖池中间取水，并通过养殖池四个角放置的沸腾式移动床过滤后重新气提至养殖池中，有利于养殖池中水体的充分交换，提升菌藻对养殖水体中营养盐的去除。
26.5)高效实用，节能环保，水体的循环全部通过气提方式实现，无水泵等设备，避免了因设备维修产生的费用，也降低了系统运行的整体能耗。
27.6)系统设有反硝化区，该区域填放的滤料一方面可将硝酸盐氮转成氮气等物质，解决了养殖水体中因硝酸盐浓度过高无法直接外排，需要再次进行处理的问题。另一方面，滤料也具有截留分解养殖水体中悬浮物的能力，通过控制进入反硝化区的水体流量，调节养殖池中悬浮物的浓度，将养殖池的透明度维持在合理水平，可显著提升菌藻复合体对养殖水体的处理效率。
28.7)采用电磁铁方式控制养虾池池底排污盘的开启和关闭，养殖人员可根据需求实时控制排污盘的开关，将养殖池中的固形物移出养虾池，并能将养虾池中的虾通过管道流
至集虾池中，实现养殖对象的自动化起捕，减少因人为操作而造成对养殖对象的影响。
29.8)辅助水体交换系统适用于虾苗的状态，因此可实现凡纳滨对虾全过程养殖，即从p10规格养至商品规格都在同一系统中，养殖对象在生长过程中无需转移生长场所，降低了常规养殖方法因转移养殖对象而造成的损失，提高了养殖对象的成活率。
30.9)菌藻复合的可控水体养殖系统为多边形，利于排列布局，能充分利用土地资源，无空间浪费，提升单位面积的养殖产量。
附图说明
31.图1是本发明菌藻复合的可控水体养虾系统的俯视图。
32.图2是图1中右下角部位的放大图。
33.图3是图1中右侧部位的放大图。
34.图4是与图2对应的立面图。
35.图5是环形布水腔及排污盘等结构的示意图。
36.图中，1、养虾池，2、循环水管，3、沸腾式移动床生物滤池，4、反硝化池，5、小球藻培养槽，6、软管，7、微量元素自动添加装置，8、小球藻种自动添加装置，9、全光谱灯光，10、环形纳米气管，11、连接管，12、第二辅助插管，13、第一辅助插管，14、水位调节区，15、排污盘，16、电磁铁，17、排污管，18、气提管；
37.5、小球藻培养槽，21、纳米气管，22、插管，23、水位保持管，24、水位保持管2，25、反冲洗装置，26、排污管道，27、布水管，28，气提管ⅰ，29、浮性材料；
38.31、环形布水腔，15、排污盘，16、电磁铁。
具体实施方式
39.下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
40.参见图1-图5，一种菌藻复合的可控水体养虾系统形状为正方形，由养虾池1，循环水管2，沸腾式移动床生物滤池3，反硝化池4，小球藻培养槽5，纳米曝气管10，底排管等装置组成。养虾池1为方切角八边形状，即养虾池1的四周有四个切角，每个切角放置沸腾式移动床生物滤池3和反硝化池4。养虾池1四边放置小球藻培养槽5，小球藻培养槽5的一端通过软管6与沸腾式移动床生物滤池5内部的管子相连，其小球藻培养槽5外装有浮性材料29，可悬浮于养虾池中，并且可以随养虾池水位的上下波动自由浮动。小球藻培养槽5外壳为亚克力材质，内部装有全光谱灯光、微量元素自动添加装置和小球藻种自动添加装置，白天当光照强度低于5000lx/m2，全光谱灯光自动开启，当小球藻培养槽中微量元素缺少或小球藻密度一直升不上来时，微量元素自动添加装置和小球藻种自动添加装置将往小球藻培养槽中自动添加微量元素或小球藻种。沸腾式移动床生物滤池3内部的气提管18底部装有纳米气管21，当纳米气管时，沸腾式移动床生物滤池3内部的水间歇性通过气提作用提至小球藻培养槽5中。小球藻培养槽中的小球藻利用养殖水体中的氮磷等营养物质生长繁殖，小球藻的密度可以通过分光光度计自动检测，当小球藻的密度超过设定值时，小球藻培养槽另一端的开口自动打开，安装于沸腾式移动床生物滤池内部管子中的曝气头自动开启增氧功能，养殖水从沸腾式移动床生物滤池气提至小球藻培养槽，小球藻培养槽中富含高浓度藻类的水流至养虾池中。当小球藻的密度被稀释至设定值时，小球藻培养槽另一端的开口自动关闭，
并自动停止气提，此时，小球藻利用养殖水体中的氮磷等营养物质生长繁殖，待小球藻密度扩增至设定值时，自动进入上述循环。
41.沸腾式移动床生物滤池通过循环水管2与养虾池中心相连，内部装有6根气提管，当沸腾式移动床生物滤池3中的水位因气提作用降低时，养虾池底的水通过循环管自流至沸腾式移动床生物滤池上层水中。通至沸腾式移动床生物滤池3中的循环管上接有插管22，插管22高度略低于养虾池水位，插管上开有圆孔，圆孔直径为1cm。插管22上可放置水位保持管23/24，当在插管22上插上水位保持管时，养虾池底的水无法自流到沸腾式移动床生物滤池。气提管18并成一排，每根管子的出水方向与养殖池壁平行，管子底部放有纳米气管21，当纳米气管21曝气时，通过气提作用将沸腾式移动床生物滤池3池底的水提至养虾池1中。当四个角上的气提管同时提水时，养虾池中间底部的水被提至养虾池的四个角，循环往复，可实现养殖水体的充分交换。沸腾式移动床生物滤池底部装有环形纳米气管10，内部填有64孔生物滤料，具有降解氨氮等营养盐的功能。
42.参件图1，沸腾式移动床生物滤池3底部装有连接管11，其另一端与养虾池相连。连接管11两端连有第一辅助插管13和第二辅助插管12，第一辅助插管13和第二辅助插管12分别位于沸腾式移动床生物滤池3和养虾池1中。第二辅助插管12上均匀分布小孔，且插管外面包有100目网，防止养虾池中的虾苗游至沸腾式移动床生物滤池中。第一辅助插管13和第二辅助插管12的高度都略低于养虾池水位。当沸腾式移动床生物滤池中的水位因气提作用降低时，养虾池底的水通过连接管自流至沸腾式移动床生物滤池中。第一辅助插管13上可放置辅助水位保持管，当在第一辅助插管13上插上辅助水位保持管时，养虾池中的水无法自流到沸腾式移动床生物滤池中。
43.沸腾式移动床生物滤池3底部通过管子与反硝化池底部相连，养殖水经过反硝化池底部的承托层自下而上流至表层，而后从反硝化池顶部的布水管流至水位调节区，水位调节区中安装气提管ⅰ28，通过气提作用将水位调节区中的水提至养殖池中。反硝化池4底部装有承托层，承托层上面填有3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯共聚物和火山岩等反硝化滤料，装置顶部装有反冲洗装置25。反硝化池4既具有将养殖水体中的硝酸盐还原成氮气等功能，又能截留降解养殖水体中部分悬浮物。当反硝化池生物过滤效果一般时，气提管ⅰ28中的纳米气管停止曝气，启动反冲洗装置，将反硝化池中的固形物冲洗下来。沸腾式移动床生物滤池，反硝化池和水位调节区底部装有排污管道，通过排污管道可定期将该区域的废弃物排出。
44.养虾池池底靠池边装有2圈纳米气管，当开启风机往纳米气管里进气时，养虾池四周的水随着气泡往池子中间流动，再加上养虾池中间底部区域的水通过气提作用提至养虾池四个角的区域，并且气提管出水口的方向一致，养虾池中的水在池子中循环往复流动，有利于水体的充分交换，提升养殖水体中营养盐的去除效率。
45.养虾池中心底部区域装有环形布水腔，环形布水腔四周均匀布接有4根循环水管，并与养虾池四周的沸腾式移动床生物滤池相连。养虾池正中心装有排污盘，下面连接排污管。排污盘外圈金属材质，旁边装有电磁铁，当电磁铁通电时，在磁力的作用力，排污盘会从排污口移开，当电磁铁断电时，排污盘依靠一端弹簧的作用重新复位。电磁铁上部装有摄像头，实时监控养殖池中心区域凡纳滨对虾的生长与摄食情况。养殖人员可通过摄像头实时观察排污盘周围的工况，若发现排污盘聚集虾壳时，可减少投喂量；若发现排污盘上聚集死
虾时或一个养殖周期结束需要起捕对虾时，将电磁铁通电，此时排污盘从排污口移开，死虾或活虾通过排污管移出养虾池。
46.下面再具体距离说明：
47.构建了一种菌藻复合的可控水体养虾系统，系统长和宽分别为16m，四个切角的直角边分别为3m，沸腾式移动床生物滤池为梯形结构，宽为1.5m，硝化反应池也为梯形结构，宽为1.3m。养虾池水体为1.2m，体积为285m3。小球藻培养槽为长方体，长为8m，宽为1m，厚为0.2m。养虾池中心的排污盘直径为0.6m，环形布水腔外圈直径为0.9m，排污盘和环形布水腔表层都开小孔，小孔直径为0.6mm。
48.将p10规格的虾苗放入养虾池，此时，插管上插上水位保持管，养虾池底的水无法通过循环管进入沸腾式移动床生物滤池。移走第一辅助插管上的水位保持管2，开启进气管，沸腾式移动床生物滤池中气提管底部的纳米气管和水位调节区中气提管ⅰ的纳米气管持续曝气，在气提的作用下，养虾池中的水通过连接管流至沸腾式移动床生物滤池中，滤池中的一部分养殖水被提至养虾池表层，养殖水在沸腾式移动床生物滤池的停留时间为30分钟，该过程有利于生物滤池中滤料表面生物膜的成熟。滤池中的一部分养殖水流至反硝化反应区，通过控制气量大小，使反硝化应该区的水力停留时间维持在2小时左右，以使滤料表面快速富集反硝化细菌。
49.沸腾式移动床生物滤池中的1根气提管通过软管与小球藻培养槽相连，根据小球藻培养槽中小球藻密度的变化，定期开启气提管底部的纳米气管，即当小球藻的密度超过设定值时，小球藻培养槽另一端的开口自动打开，安装于沸腾式移动床生物滤池内部管子中的纳米气管自动开启增氧功能，养殖水从沸腾式移动床生物滤池气提至小球藻培养槽，小球藻培养槽中富含高浓度藻类的水流至养虾池中。当小球藻的密度被稀释至设定值时，小球藻培养槽另一端的开口自动关闭，并自动停止气提，此时，小球藻利用养殖水体中的氮磷等营养物质生长繁殖，待小球藻密度扩增至设定值时，自动进入上述循环。在此过程中，微量元素补充装置定期补充适宜小球藻生长的元素，自动补光装置根据光照的强弱也自动开启或关闭全光谱灯光，以使小球藻在最佳的环境下生长繁殖，并提升小球藻对养殖水中氮磷等营养盐的水处理效率。
50.当对虾生长至1g时，移走插管上水位保持管，在第一辅助插管上插上水位保持管24。此时，沸腾式移动床生物滤池和反硝化反应区的功能性细菌已基本成熟。在气提的作用下，养虾池中心底部区域的水通过循环管流至沸腾式移动床生物滤池中，而后沸腾式移动床生物滤池中的一部分水通过5根气提管提至养虾池的表层，一部分水通过1根气提管通过软管提至小球藻培养槽中，一部分水在水位调节区中的气提管i的作用下，先流至反硝化区和水位调节区，而后提至养虾池中。养虾池水中的氨氮，亚硝氮，硝氮等营养盐和悬浮物在沸腾式移动床生物滤池和反硝化反应区中细菌和藻类的共同作用下得到转化和分解，养殖水质能满足凡纳滨健康生长的需求。小球藻培养槽中的小球藻一方面可以净化水质，另一方面还能充当养殖对象的生物饵料，降低养殖对象的饵料系数，提升养殖经济效益。
51.当发现养虾池底固形物过多时，可通过控制电磁铁，实现排污盘的自动开启，将固形物实时排出养虾池。当养殖对象长至商品规格需要出虾时，排污盘在电磁铁的作用下，自动开启，养虾池中的虾通过排污管流至集虾池中。
52.以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变
换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。