專利名稱：生態循環水種養系統及用該系統進行種養的方法
技術領域：
本發明屬于生態農業技術領域，具體涉及生態循環水種養系統及用該系統進行種養的方法。
背景技術：
目前，單一的農業種植面臨的主要問題是土地和水資源緊張，有機肥施用不足或優質有機肥供應不足，過分依賴化肥來提高產量從而導致土壤退化，農作物病蟲害增加，農產品質量下降，生產成本提高，生產效率和效益降低。養殖業出現的主要問題是，大量動物排泄物、殘餌及其它有機物質構成的養殖污水的排放嚴重污染了環境，同時又難以從被污染的環境中獲取生產所需要的優質潔凈水源。這同樣致使養殖動物病害增多且防治難度加大、產量及品質下降，養殖成本增加，生產效率降低。這些問題的存在大大制約了種植業和 養殖業向優質高效的方向發展。所以，如何化害為利，變廢為寶，減少污染，保護環境，大幅度降低生產成本，提高生產效率和效益，是種植業和養殖業共同面臨和需要解決的問題。現在，雖然已經有一些技術措施試圖來解決上述問題，但在實際使用時表現出一定的局限性，如規模小、范圍窄，周期長，成本高效率低，操作不方便等。目前普遍使用制作沼氣或生物肥的技術來對畜禽排放物進行處理利用，但這些技術要經過長時間的發酵，處理時間長，效率低。由此所形成的有機肥料因處理量、使用量大給運輸和施用都帶來不少困難。而且在制作生物肥的過程中還會造成二次污染。如何高效率、零污染地快速處理畜禽排放物是難點之一。又如使用物理化學方法的封閉循環水處理技術。此類技術的主要思路和特點是，通過網或砂石、紫外線臭氧、硝化細菌生物過濾及其他的物理化學裝置和設備與水產養殖池組成一個封閉系統，分別對養殖廢水進行過濾、消毒、去除其中的懸浮固體物、溶解性有機物、無機氮及二氧化碳等污染有害物質，增加溶氧、調節水溫，使水質達到漁業養殖水質標準后以循環再利用或達標排放。這類技術僅考慮到對水產養殖水的處理和利用問題，而忽略了水中物質的有效利用。且這些技術包含著較多的機械設備和化學物質。因此其成本高、適用的范圍窄、產品單一、總產量低、使用管理維護困難、綜合效率低。第三類是簡單的生態循環水處理技術，此技術一般方式是通過人工濕地、生態渠、微生物降解池等分別來對水進行處理，以期達到凈化養殖廢水并循環利用的目的。但這類技術同樣存在僅局限和偏重于養殖水質的處理且水流量小、水質凈化不夠徹底，沒有充分利用廢水中的各種有機及營養物質，沒有充分發揮各種資源的作用，出產產品單一等不足和缺陷。第四類是食物鏈型的生態農業模式。這是一種按照農業生態系統的能量流動和物質循環規律而設計的一種良性循環的農業生態系統。系統中一個生產環節的產出是另一個生產環節的投入，使得系統中的廢棄物多次循環利用，從而提高能量的轉換率和資源利用率，獲得較大的經濟效益，并有效的防止農業廢棄物對農業生態環境的污染。但是，在養殖和種植方面，目前存在局限和偏重于排泄物、糞便和殘餌這類物質的循環利用，對水的處理、利用不足，同樣效率也不高。

發明內容
針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于設計提供生態循環水種養系統及用該系統進行種養的方法的技術方案。該系統是一種集水產養殖、作物種植和太陽能綜合利用為一體的高效節能種養系統。所述的生態循環水種養系統，其特征在于包括水產養殖區和/或畜禽養殖區、生物餌料培養區、輔助水產養殖區、肥料添加區、農作物種植區、沉水植物栽培區、過濾區和消毒活化區，上述的水產養殖區和/或畜禽養殖區、生物餌料培養區、輔助水產養殖區、肥料 添加區、農作物種植區、沉水植物栽培區、過濾區和消毒活化區通過設置的循環水道構成水體循環體。所述的生態循環水種養系統，其特征在于所述水產養殖區包括一組并聯的水產養殖池塘。所述的生態循環水種養系統，其特征在于所述畜禽養殖區包括一組并聯的畜禽養殖圈舍。所述的生態循環水種養系統，其特征在于所述生物餌料培養區包括一組并聯或串聯的生物餌料培養池塘。所述的生態循環水種養系統，其特征在于所述輔助水產養殖區包括一組并聯或串聯的輔助水產養殖池塘，每個輔助水產養殖池塘中均設有增氧設備。所述的生態循環水種養系統，其特征在于所述肥料添加區為肥料添加水泥池，所述肥料添加水泥池中設有肥料投料機。所述的生態循環水種養系統，其特征在于所述農作物種植區包括一組并聯或串聯的農作物種植池塘，所述沉水植物栽培區包括一組并聯或串聯的沉水植物栽培池塘。所述的生態循環水種養系統，其特征在于所述過濾區為過濾水泥池，所述過濾水泥池中的上層為粒徑I 2mm的細砂，中層為粒徑3 4 mm的中砂，底層為粒徑大于4mm的粗砂。所述的生態循環水種養系統，其特征在于所述消毒活化區為消毒活化水泥池，所述消毒活化水泥池內設有紫外線臭氧殺菌消毒機或微生物制劑投放機。利用權利要求I所述的生態循環水種養系統進行種養的方法，其特征在于包括以下步驟
1)在所述水產養殖區中單養適合高密度養殖并且高價值的肉食性魚類；在所述畜禽養殖區中集約化養殖雞、鴨、鵝、豬、牛或羊；在所述生物餌料培養區中單一或混合培養水生餌料生物；在所述輔助水產養殖區中單養或混養草食、濾食或雜食性魚類品種；在所述農作物種植區中單一種植水生農作物；在所述沉水植物栽培區中土植或盆植水生沉水植物；
2)水產養殖區或畜禽養殖區中產生的排泄廢物、殘餌和養殖污水通過循環水道的輸送依次進入生物餌料培養區進行分解處理、進入輔助水產養殖區進行活化處理、進入肥料添加區進行肥料投加、進入農作物種植區進行凈化處理、進入沉水植物栽培區進行凈化處理、進入過濾區進行過濾處理、進入消毒活化區進行消毒處理，最后通過循環水道回到水產養殖區或畜禽養殖區中，依次循環。
與現有技術相比本發明以一種全新的理念，整體、全面的觀點，長遠的目光，設計了一種循環水養殖和種植系統，將水產養殖或畜禽生產與農業種植有機高效結合，能較徹底地用生態方法高效率處理養殖污水并循環利用，實現排放達標或零排放，保護并美化環境，解決了農作物種植有機肥提供和施用的問題，將化肥的使用降到最低。同時在各環節高效地產出多種漁農產品，大幅度提高生產和管理效率，降低生產成本和能耗。本系統能有效控制各種漁農病原體和有害生物的傳染傳播范圍和速度，既能顯著提高水產養殖或畜禽養殖的產量和成活率，改善水產品或畜禽產品品質，實現水產品或畜禽產品的健康綠色養殖，又能減少化肥、農藥的用量，提高農產品的產量和質量，實現綠色生態農業。本系統高效地利用了土地和水資源，運行安全、管理維護方便，便于大規模、大面積推廣使用。


圖I為本發明采用水產養殖區的系統結構示意 圖2為本發明采用畜禽養殖區的系統結構示意 圖3為本發明采用水產養殖區和畜禽養殖區的系統結構示意圖。 圖中IA-水產養殖區；IB-畜禽養殖區；2_生物餌料培養區；3_輔助水產養殖區；4-肥料添加區；5_農作物種植區；6_沉水植物栽培區；7_過濾區；8_消毒活化區；9_循環水道。
具體實施例方式以下結合說明書附圖來進一步說明本發明。如圖所示，生態循環水種養系統包括水產養殖區IA和/或畜禽養殖區1B、生物餌料培養區2、輔助水產養殖區3、肥料添加區4、農作物種植區5、沉水植物栽培區6、過濾池7和消毒活化區8，上述的水產養殖區IA和/或畜禽養殖區1B、生物餌料培養區2、輔助水產養殖區3、肥料添加區4、農作物種植區5、沉水植物栽培區6、過濾池7和消毒活化區8通過設置的循環水道9構成水體循環體。水產養殖區IA由多個水產養殖池塘組成,并聯排列,各水產養殖池塘中單養適合高密度養殖的高價值的肉食性魚類，如鱖魚、烏鱧、鱸魚、鲇魚、鰻魚等，或者養殖其它水生動物，如龜、鱉、蛙、鱷等。這個區域的養殖生產特點是密度高、投餌量大，以利于實現高產量、高效益和管理自動化，但是其產生的排泄廢物、殘餌和養殖污水的量非常大，同時需求大量的潔凈水。畜禽養殖區IB由多個畜禽養殖圈舍構成，并聯排列，畜禽養殖圈舍中集約化養殖雞、鴨、鵝、豬、牛、羊等畜禽種類，其特點類似于水產養殖區1A。水產養殖區IA和本畜禽養殖區IB需要的潔凈水均單獨來自系統中的消毒活化區8，其產生的排泄廢物、殘餌和養殖污水自動排入生物餌料培養區2。生物餌料培養區2由多個生物餌料池塘組成，并聯或串聯排列。在各個生物餌料池塘中單一或混合培養水生餌料生物，如小球藻、輪蟲、枝角類、橈足類、浮萍、水蚯蚓、螺、貝等。其主要作用是大量、快速分解利用水中的排泄物、殘餌及其它有機物質，降低COD和B0D，為輔助水產養殖區3中養殖的魚類提供餌料并初步凈化水體。藻類、輪蟲、枝角類、橈足類、浮萍等餌料生物被水流帶入輔助水產養殖區3，富余的或不能隨水流排出的餌料生物按實際情形捕撈并投放入輔助水產養殖區3飼喂魚類或直接出售。
輔助水產養殖區3由多個輔助水產養殖池塘組成，并聯或串聯排列。各輔助水產養殖池塘設置一定動力的增氧設施，單養或混養草食、濾食性或雜食性魚類，如草魚、鯉魚、鯽魚、羅非魚、鰱魚、鳙魚、鯪魚及鲴亞科魚類等。其主要作用是利用消耗生物餌料培養區2排入的餌料生物、過剩的排泄物、殘餌、其它有機物質，曝氣增氧進一步活化處理水質。經過此功能區利用處理過的水流入肥料添加區4。肥料添加區4為肥料添加水泥池，上設肥料投入機，能按下游種植區植物的正常生長需要，定時定量添加上游來水中可能缺乏的磷、鉀等營養元素。其水流入農作物種植區5。農作物種植區5由多個農作物種植池塘組成，并聯或串聯排列。種植或利用浮床無土種植方法在各個農作物種植池塘中單一種植水生農作物，如水稻、蕹菜、西洋菜、泥蒿、 茭白、蓮藕、菖蒲、荸薺等。該功能區的主要作用是充分利用水體及其攜帶的營養物質，通過其沉降、吸附、吸收、化感作用進一步去除水中的懸浮固體物、溶解性有機物、無機氮及二氧化碳等物質，抑制有害生物(如，藍藻)生長,高效率地處理水體。同時低成本產出大量無公害糧食和蔬菜，收獲農產品。其水流入沉水植物栽培區6。沉水植物栽培區6由多個沉水植物栽培池塘組成，并聯或串聯排列。其中土植或盆植沉水植物，如馬來眼子菜、苦草、狐尾藻、金魚藻、伊樂藻等。此區域的主要功能是進一步吸收去除水中過剩的氮、磷等營養元素，抑制有害生物(如，藍藻)生長，消耗降低水中二氧化碳、增加水體溶氧，凈化處理水質。生長過旺過多的沉水植物可以定期輪流刈割以向水生觀賞市場出售或為輔助水產養殖區3草食性魚類提供餌料。過濾區7由一個過濾水泥池組成，砂石過濾。上層為粒徑I 2mm細砂，中層為粒徑3 4 m中砂，底層為粒徑大于4mm粗砂。主要作用是過濾去除水中的生物和懸浮顆粒。經過濾的水流入消毒活化區8。消毒活化區8由一個水泥池組成，內設紫外線、臭氧殺菌消毒機或微生物制劑投放機。主要作用是對循環水進行殺菌消毒或添加活化微生態制劑，殺滅或抑制有害病原菌，使水體完全達到水產養殖區IA或畜禽養殖區IB的需要。循環水道9為PVC波紋管或水泥渠道結構，串聯或并聯依次連接上述各功能區內的池塘或水池，水流能自動或通過泵提從上一級池塘流入到下一級池塘，并能根據功能區各水池的水位和生態需求自動控制流量，它既是上級池塘的排水道又是下級池塘的進水道。各級池塘的面積、數量及各循環水道的管徑大小和輸水能力，都可以根據養殖和種植的具體情形加以量化，以實現種養殖的生產效率和生態效益的最優化。利用權利本發明的生態循環水種養系統進行種養的方法，其包括以下步驟
1)在所述水產養殖區IA中單養適合高密度養殖并且高價值的肉食性魚類；在所述畜禽養殖區IB中集約化養殖雞、鴨、鵝、豬、牛或羊；在所述生物餌料培養區2中單一或混合培養水生餌料生物；在所述輔助水產養殖區3中單養或混養草食、濾食或雜食性魚類品種；在所述農作物種植區5中單一種植水生農作物；在所述沉水植物栽培區6中土植或盆植水生沉水植物；
2)水產養殖區IA或畜禽養殖區IB中產生的排泄廢物、殘餌和養殖污水通過循環水道9的輸送依次進入生物餌料培養區2進行分解處理、進入輔助水產養殖區3進行活化處理、進入肥料添加區4進行肥料投加、進入農作物種植區5進行凈化處理、進入沉水植物栽培區6進行凈化處理、進入過濾區7進行過濾處理、進入消毒活化區8進行消毒處理，最后通過循環水道9回到水產養殖區IA或畜禽養殖區IB中，依次循環。因此，經由上述結構特征及循環處理的詳細說明，可清楚看出本發明不僅能對水產養殖或畜禽養殖產生的糞便、殘餌及養殖污水有很強的、持續處理凈化的效果，而且將養殖污水處理的過程切實地轉化成了向農作物提供有機肥的過程，產出多種農牧或農漁產品。本發明通過較大面積的不同種類的生物來處理污水，環境美化程度高，水質凈化效果好，水流量大，完全能滿足高密度、高投餌的魚類養殖的需 要，提高養殖生產效率，便于養殖管理。本發明既能化害為利，變廢為寶，又能節約土地和水資源，高效率、低能耗、零排放地實現全生態種養殖。
權利要求
1.生態循環水種養系統，其特征在于包括水產養殖區(IA)和/或畜禽養殖區(1Β)、生物餌料培養區(2)、輔助水產養殖區(3)、肥料添加區(4)、農作物種植區(5)、沉水植物栽培區(6)、過濾區(7)和消毒活化區(8)，上述的水產養殖區(IA)和/或畜禽養殖區(1Β)、生物餌料培養區(2)、輔助水產養殖區(3)、肥料添加區(4)、農作物種植區(5)、沉水植物栽培區(6)、過濾區(7)和消毒活化區(8)通過設置的循環水道(9)構成水體循環體。
2.如權利要求I所述的生態循環水種養系統，其特征在于所述水產養殖區(1Α)包括一組并聯的水產養殖池塘。
3.如權利要求I所述的生態循環水種養系統，其特征在于所述畜禽養殖區(IB)包括一組并聯的畜禽養殖圈舍。
4.如權利要求I所述的生態循環水種養系統，其特征在于所述生物餌料培養區(2)包括一組并聯或串聯的生物餌料培養池塘。
5.如權利要求I所述的生態循環水種養系統，其特征在于所述輔助水產養殖區(3)包括一組并聯或串聯的輔助水產養殖池塘，每個輔助水產養殖池塘中均設有增氧設備。
6.如權利要求I所述的生態循環水種養系統，其特征在于所述肥料添加區(4)為肥料添加水泥池，所述肥料添加水泥池中設有肥料投料機。
7.如權利要求I所述的生態循環水種養系統，其特征在于所述農作物種植區(5)包括一組并聯或串聯的農作物種植池塘，所述沉水植物栽培區(6)包括一組并聯或串聯的沉水植物栽培池塘。
8.如權利要求I所述的生態循環水種養系統，其特征在于所述過濾區(7)為過濾水泥池,所述過濾水泥池中的上層為粒徑I 2_的細砂，中層為粒徑3 4 _的中砂,底層為粒徑大于4_的粗砂。
9.如權利要求I所述的生態循環水種養系統，其特征在于所述消毒活化區(8)為消毒活化水泥池，所述消毒活化水泥池內設有紫外線、臭氧殺菌消毒機或微生物制劑投放機。
10.利用權利要求I所述的生態循環水種養系統進行種養的方法，其特征在于包括以下步驟 1)在所述水產養殖區(IA)中單養適合高密度養殖并且高價值的肉食性魚類；在所述畜禽養殖區(IB)中集約化養殖雞、鴨、鵝、豬、牛或羊；在所述生物餌料培養區(2)中單一或混合培養水生餌料生物；在所述輔助水產養殖區(3)中單養或混養草食、濾食或雜食性魚類品種；在所述農作物種植區(5)中單一種植水生農作物；在所述沉水植物栽培區(6)中土植或盆植水生沉水植物； 2)水產養殖區(1Α)或畜禽養殖區(1Β)中產生的排泄廢物、殘餌和養殖污水通過循環水道(9)的輸送依次進入生物餌料培養區(2)進行分解處理、進入輔助水產養殖區(3)進行活化處理、進入肥料添加區(4)進行肥料投加、進入農作物種植區(5)進行凈化處理、進入沉水植物栽培區(6)進行凈化處理、進入過濾區(7)進行過濾處理、進入消毒活化區(8)進行消毒處理，最后通過循環水道(9)回到水產養殖區(1Α)或畜禽養殖區(1Β)中，依次循環。
全文摘要
生態循環水種養系統及用該系統進行種養的方法，屬于生態農業技術領域。其包括水產養殖區和/或畜禽養殖區、生物餌料培養區、輔助水產養殖區、肥料添加區、農作物種植區、沉水植物栽培區、過濾區和消毒活化區，上述的水產養殖區和/或畜禽養殖區、生物餌料培養區、輔助水產養殖區、肥料添加區、農作物種植區、沉水植物栽培區、過濾區和消毒活化區通過設置的循環水道構成水體循環體。本發明是一種集水產養殖、作物種植和太陽能綜合利用為一體的高效節能種養系統。
文檔編號A01K1/02GK102835319SQ20121033603
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者周運和, 林偉東 申請人:杭州翔海生態漁業科技有限公司