本發(fā)明涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域，更具體地說涉及一種智能化循環(huán)生物絮團(tuán)養(yǎng)殖系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的提高，食品安全以及環(huán)境保護(hù)逐漸深入人心，水產(chǎn)養(yǎng)殖作為人們主要的優(yōu)質(zhì)蛋白供應(yīng)來源以及水資源和土地使用的重點(diǎn)領(lǐng)域，其安全無污染養(yǎng)殖顯得日益迫切。我國目前主要仍舊土塘養(yǎng)殖，其資源浪費(fèi)嚴(yán)重，病害不易防控。雖然近年來國內(nèi)循環(huán)水養(yǎng)殖有了一定的發(fā)展，但是其能源消耗較高且換水率高。在以上背景下，生物絮團(tuán)技術(shù)逐漸興起，通過污染物原位削減的方式，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)養(yǎng)殖。

然而生物絮團(tuán)技術(shù)運(yùn)行機(jī)理依靠菌群調(diào)控，其日常操作過程繁瑣，養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)往往由于流態(tài)不平衡，導(dǎo)致存在絮團(tuán)及營養(yǎng)死區(qū)，進(jìn)而使水質(zhì)惡化或絮團(tuán)膨脹，最終導(dǎo)致養(yǎng)殖失敗。因此，迫切需要一種操作方便、生物絮團(tuán)含量可控、碳源以及餌料投加準(zhǔn)確且自動化程度高的生物絮團(tuán)穩(wěn)定養(yǎng)殖系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)生物絮團(tuán)養(yǎng)殖系統(tǒng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低，且系統(tǒng)易失穩(wěn)的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種智能化循環(huán)式生物絮團(tuán)養(yǎng)殖系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)生物絮團(tuán)養(yǎng)殖系統(tǒng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低，且系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題。

一種智能化循環(huán)式生物絮團(tuán)養(yǎng)殖系統(tǒng)，包括養(yǎng)殖池、自動投餌機(jī)、碳源自動添加裝置、增氧裝置、生物絮團(tuán)濃度調(diào)控裝置、控制裝置；其中增氧裝置內(nèi)設(shè)有混氧罐，自動投餌機(jī)位于養(yǎng)殖池中心正上方，養(yǎng)殖池出水口一個(gè)支路為正常循環(huán)支路，出水經(jīng)混氧罐后回到養(yǎng)殖池，出水口另外一個(gè)支路主動調(diào)控支路，與生物絮團(tuán)濃度調(diào)控裝置相連，出水經(jīng)生物絮團(tuán)濃度調(diào)控裝置分離生物絮團(tuán)后再通過混氧罐回到養(yǎng)殖池，自動投餌機(jī)、碳源自動添加裝置和生物絮團(tuán)濃度調(diào)控裝置的工作均由控制裝置控制。

所述生物絮團(tuán)濃度調(diào)控裝置包括渦旋分離器和生物絮團(tuán)收集箱，所述的主動調(diào)控支路經(jīng)電磁閥b與渦旋分離器進(jìn)水口相連，所述的正常循環(huán)支路經(jīng)電磁閥c與混氧罐進(jìn)水口相連，渦旋分離器底排口通過電磁閥a連接于生物絮團(tuán)收集箱，而渦旋分離器的出水口與增氧裝置中的混氧罐進(jìn)水口相接，液氧罐與混氧罐相連。

所述增氧裝置包括納米曝氣環(huán)、混氧罐、液氧罐，混氧罐與液氧罐相連，納米曝氣環(huán)安裝于養(yǎng)殖池的底部，通過氣管與外部羅茨風(fēng)機(jī)相連，納米曝氣環(huán)的直徑為養(yǎng)殖池底部直徑的一半。

所述的碳源自動添加裝置包括環(huán)狀滴管、輸液管、碳源儲備箱，環(huán)狀滴管固定在養(yǎng)殖池池壁，環(huán)狀滴管通過輸液管與安放在碳源儲備箱底部的潛水泵相連，潛水泵由控制裝置控制，所述環(huán)狀滴管低于養(yǎng)殖水液面5cm，朝向池底的一面開有等距間隔的圓孔，圓孔大小為2mm。

所述的養(yǎng)殖池的出水口處裝有濾罩，濾罩形狀為倒鐘形。

與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是：

本發(fā)明結(jié)合生物絮團(tuán)污泥模型以及養(yǎng)殖對象生長模型，利用控制裝置實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)殖過程中餌料和碳源的定時(shí)定量精準(zhǔn)添加，并且結(jié)合渦旋分離器實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)殖池內(nèi)生物絮團(tuán)濃度的主動調(diào)控。同時(shí)，利用循環(huán)模式及精確氣提循環(huán)布置，優(yōu)化養(yǎng)殖池內(nèi)流場分布，提高了生物絮團(tuán)分布的均勻性，避免水力死區(qū)。其自動化程度高、操作過程精準(zhǔn)且穩(wěn)定性高，從而確保了生物絮團(tuán)養(yǎng)殖的成功率，有助于達(dá)到水產(chǎn)養(yǎng)殖的零排放、零污染和無病害的健康養(yǎng)殖目標(biāo)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明一種智能化循環(huán)生物絮團(tuán)養(yǎng)殖系統(tǒng)的主視圖；

圖2為圖1中環(huán)狀滴管的軸測圖；

圖3為圖1中裝有濾罩的養(yǎng)殖池的俯視圖；

圖4為圖3中濾罩的軸測圖；

圖中：1、養(yǎng)殖池，2、納米曝氣環(huán)，3、環(huán)狀滴管，4、自動投餌機(jī)，5、信號線，6、plc控制箱，7、電腦，8、pvc管，9、生物絮團(tuán)收集箱，10、電磁閥a，11、渦旋分離器，12、液氧罐，13、混氧罐，14、碳源儲備箱，15、輸液管，16、電磁閥b，17、電磁閥c，18、濾罩，19、接頭。

具體實(shí)施方式

如圖1-4所示，一種智能化循環(huán)式生物絮團(tuán)養(yǎng)殖系統(tǒng)，包括養(yǎng)殖池1、自動投餌機(jī)4、碳源自動添加裝置、增氧裝置、生物絮團(tuán)濃度調(diào)控裝置、控制裝置；控制裝置主要包括plc控制箱6和電腦7。增氧裝置內(nèi)設(shè)有混氧罐13，自動投餌機(jī)4位于養(yǎng)殖池1中心正上方，并通過信號線5與plc控制箱6相連，養(yǎng)殖池1出水口一個(gè)支路為正常循環(huán)支路，出水經(jīng)混氧罐13后回到養(yǎng)殖池1，出水口另外一個(gè)支路主動調(diào)控支路，與生物絮團(tuán)濃度調(diào)控裝置相連，出水經(jīng)生物絮團(tuán)濃度調(diào)控裝置分離生物絮團(tuán)后再通過混氧罐13回到養(yǎng)殖池1，自動投餌機(jī)4、碳源自動添加裝置和生物絮團(tuán)濃度調(diào)控裝置的工作均由控制裝置控制。

所述生物絮團(tuán)濃度調(diào)控裝置包括渦旋分離器11和生物絮團(tuán)收集箱9，所述的主動調(diào)控支路經(jīng)電磁閥b16與渦旋分離器11進(jìn)水口相連，所述的正常循環(huán)支路經(jīng)電磁閥c17與混氧罐13進(jìn)水口相連，渦旋分離器11底排口通過電磁閥a10連接于生物絮團(tuán)收集箱9，而渦旋分離器11的出水口與增氧裝置中的混氧罐13進(jìn)水口相接，液氧罐12與混氧罐13相連。

所述增氧裝置包括納米曝氣環(huán)2、混氧罐13、液氧罐12，混氧罐13與液氧罐12相連，納米曝氣環(huán)2安裝于養(yǎng)殖池1的底部，通過氣管與外部羅茨風(fēng)機(jī)相連，納米曝氣環(huán)2的直徑為養(yǎng)殖池1底部直徑的一半，其中，納米曝氣環(huán)2作為主要日常供氧方式，當(dāng)此方式出現(xiàn)問題時(shí)，液氧罐12將自動打開提供液氧以確保養(yǎng)殖池溶氧在5mg/l以上。

所述的碳源自動添加裝置包括環(huán)狀滴管3、輸液管15、碳源儲備箱14，環(huán)狀滴管3固定在養(yǎng)殖池1池壁，環(huán)狀滴管3通過輸液管15與安放在碳源儲備箱14底部的潛水泵相連，潛水泵由控制裝置控制，所述環(huán)狀滴管3低于養(yǎng)殖水液面5cm，朝向池底的一面開有等距間隔的圓孔，圓孔大小為2mm。圖2中，環(huán)狀滴管3設(shè)有接頭19用于和輸液管15相銜接。

所述的養(yǎng)殖池1的出水口處裝有濾罩18，濾罩18形狀為倒鐘形。養(yǎng)殖池1出水口分別經(jīng)電磁閥b16和電磁閥c17通過pvc管8與生物絮團(tuán)濃度調(diào)控裝置中的渦旋分離器11進(jìn)水口相連和混氧罐13進(jìn)水口相連。

另外，自動投餌機(jī)、碳源自動添加裝置中的潛水泵、生物絮團(tuán)濃度調(diào)控裝置處的電磁閥a以及電磁閥b、c的工作均由plc控制箱6進(jìn)行控制，plc控制箱6相關(guān)程序的調(diào)整通過電腦7完成。

本發(fā)明是這樣工作的：養(yǎng)殖過程中，養(yǎng)殖池1里的養(yǎng)殖水液面高于環(huán)狀滴管3約5cm，通過納米曝氣環(huán)2進(jìn)行曝氣，確保養(yǎng)殖水體溶解氧在5mg/l，同時(shí)，改變養(yǎng)殖池1內(nèi)流場，通過cfd數(shù)值模擬，當(dāng)納米曝氣環(huán)2直徑為養(yǎng)殖池1直徑一半時(shí)最利于生物絮團(tuán)均勻分布。在確定養(yǎng)殖對象后根據(jù)養(yǎng)殖對象的生長模型和養(yǎng)殖密度通過plc控制箱6控制自動投餌機(jī)4每日的投餌量和投餌時(shí)間（比如每日投喂三次，每次間隔8小時(shí)）；再根據(jù)每日的投餌量，在一定的碳氮比并結(jié)合asm3模型情況下確定每日碳源的添加量，碳源由plc控制箱6控制碳源儲備箱14中的潛水泵抽取一定體積碳源通過環(huán)狀滴管3進(jìn)行定時(shí)（以每日投喂三次為例，在投餌后4個(gè)小時(shí)添加碳源，因?yàn)榇藭r(shí)為養(yǎng)殖對象的排便時(shí)間）和定量添加，其中，環(huán)狀滴管3如圖2所示，其均勻分布的圓孔確保碳源能夠均勻添加。

碳源采用液體碳源，為降低成本，碳源可采用水產(chǎn)品下腳料的發(fā)酵液。根據(jù)生物絮團(tuán)活性污泥模型asm3以及日常碳源的添加量可計(jì)算得出每日生物絮團(tuán)的增加量。為保證養(yǎng)殖水體處于較為穩(wěn)定有利于養(yǎng)殖對象生長的生物絮團(tuán)濃度（總固體顆粒物含量），此部分生物絮團(tuán)的增加量需要定時(shí)分離出水體。為分離生物絮團(tuán)，養(yǎng)殖池1中出水有兩條支路可以選擇，其中一條支路為正常循環(huán)支路，plc控制箱6控制電磁閥c17打開，而電磁閥b16關(guān)閉，養(yǎng)殖池1中出水通過pvc管8經(jīng)電磁閥c17到混氧罐13直接回到養(yǎng)殖池1內(nèi)；另一條支路即為生物絮團(tuán)濃度自動調(diào)控，在投餌前1個(gè)小時(shí)，plc控制箱6控制電磁閥c17關(guān)閉，而電磁閥b16打開，養(yǎng)殖水經(jīng)電磁閥b16到渦旋分離器11，其中一部分生物絮團(tuán)被沉積到渦旋分離器11底部，處理后的養(yǎng)殖水再經(jīng)過混氧罐13流回養(yǎng)殖池；在渦旋分離器11進(jìn)水口之前安裝流量計(jì)，控制進(jìn)水流量，在此流量條件下，渦旋分離器11分離生物絮團(tuán)的效率是一定的，因此plc控制此支路打開時(shí)間即可控制分離生物絮團(tuán)的總量。生物絮團(tuán)分離完畢后，再由plc控制箱轉(zhuǎn)換至另一支路，同時(shí)打開電磁閥a10排出沉積在渦旋分離器11底部的生物絮團(tuán)至生物絮團(tuán)收集箱9中。由于以上支路的循環(huán)，進(jìn)一步改善了養(yǎng)殖池1內(nèi)流場，促進(jìn)生物絮團(tuán)分布更均勻。為了確保在排水過程中養(yǎng)殖對象的逃逸，在排水口處安裝濾罩18，其形狀以及具體安裝位置見圖3和圖4。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)和實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。