本發(fā)明屬于溫室大棚海水養(yǎng)殖的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于溫室大棚的循環(huán)海水養(yǎng)殖系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來我國海水養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，養(yǎng)殖總產(chǎn)量已連續(xù)多年居世界首位，然而從主要養(yǎng)殖品種產(chǎn)量的區(qū)域分布來看，氣候條件的差異使得海水養(yǎng)殖業(yè)存在區(qū)域發(fā)展不均衡現(xiàn)象。以江蘇沿海地區(qū)為例，陸基開放式海水養(yǎng)殖系統(tǒng)水溫一般只有不足半年時(shí)間高于15℃，其余時(shí)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(yǎng)成周期往往需要2-3年時(shí)間；主要養(yǎng)殖魚類越冬期間還需要轉(zhuǎn)移到室內(nèi)暫養(yǎng)，轉(zhuǎn)移與暫養(yǎng)過程損耗大、生產(chǎn)成本高。為了應(yīng)對(duì)養(yǎng)殖過程中春秋兩季積溫不足和越冬問題，如何強(qiáng)化海水養(yǎng)殖系統(tǒng)水溫調(diào)控已引起廣泛重視。相比于燃煤鍋爐與電加熱設(shè)備等水溫調(diào)控措施，開發(fā)利用太陽能有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，具有較大的推廣應(yīng)用潛力。

然而，現(xiàn)有海水養(yǎng)殖溫室大棚在盛夏和寒冬季節(jié)運(yùn)行時(shí)均存在問題。盛夏季節(jié)，海水養(yǎng)殖溫室大棚內(nèi)氣溫和水溫均較高，病源微生物容易滋生，導(dǎo)致養(yǎng)殖對(duì)象病害暴發(fā)。另外，當(dāng)水溫超過養(yǎng)殖對(duì)象適溫范圍上限時(shí)，養(yǎng)殖對(duì)象可能停止攝食甚至死亡。為降低海水養(yǎng)殖溫室大棚內(nèi)溫度，可選用草簾或保溫被，通過疊層搭蓋或卷被機(jī)收放等形式固定在溫室大棚上方，但是遭遇大風(fēng)時(shí)草簾或保溫被易于損壞。取下大棚膜，保持通風(fēng)可解決海水養(yǎng)殖溫室大棚度夏問題，但是，如果沒有遮擋，降水會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)殖系統(tǒng)海水鹽度出現(xiàn)波動(dòng)，另外，還存在病源微生物輸入的可能。寒冬季節(jié)，現(xiàn)有海水養(yǎng)殖溫室大棚存在效率低下的問題。另外，如采用定期換水的方式來維持養(yǎng)殖水體水質(zhì)，換水會(huì)帶來養(yǎng)殖系統(tǒng)高溫水排放與外界低溫水輸入兩個(gè)熱量損失過程。所以，大部分海水養(yǎng)殖溫室大棚在冬季運(yùn)行時(shí)，仍然需要于燃煤鍋爐或電加熱設(shè)備進(jìn)行輔助。

針對(duì)上述問題，有必要研發(fā)并整合相關(guān)技術(shù)，著重解決海水養(yǎng)殖溫室大棚在盛夏和寒冬季節(jié)運(yùn)行時(shí)面臨的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于溫室大棚的循環(huán)海水養(yǎng)殖系統(tǒng)，解決寒冬季節(jié)大棚升溫效率低和換水時(shí)熱量損失大的問題，同時(shí)能夠解決盛夏季節(jié)大棚內(nèi)溫度過高的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種基于溫室大棚的循環(huán)海水養(yǎng)殖系統(tǒng)，包括溫室養(yǎng)殖大棚、養(yǎng)殖模塊、水處理模塊和環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，所述溫室養(yǎng)殖大棚為間隔的雙層結(jié)構(gòu)、夏季時(shí)外層的大棚膜采用鋁箔隔熱膜，所述溫室養(yǎng)殖大棚雙層結(jié)構(gòu)之間沿橫向均勻設(shè)置若干排向下的霧化噴頭，所述養(yǎng)殖模塊設(shè)置于溫室養(yǎng)殖大棚內(nèi)、包括若干海水養(yǎng)殖池，所述水處理模塊設(shè)置于溫室養(yǎng)殖大棚內(nèi)，水處理模塊設(shè)有沉淀池、生物填料池、泡沫分離器、過濾器和人工濕地，所述沉淀池與養(yǎng)殖模塊的排水管相連，所述沉淀池、生物填料池、泡沫分離器、過濾器和人工濕地依次相連且過濾器和人工濕地分別通過進(jìn)水管與海水養(yǎng)殖池相連形成養(yǎng)殖海水循環(huán)處理系統(tǒng)，所述環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)包括控制主機(jī)和用于監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)外氣溫和水溫的溫度傳感器、用于監(jiān)測各海水養(yǎng)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(shè)于生物填料池中的水位傳感器。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述溫室養(yǎng)殖大棚的端面呈半弓形、包括保溫墻、鍍鋅管支架、卡槽、卡槽固定器、卡簧、內(nèi)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(shè)置，所述鍍鋅管支架的上端連接到保溫墻、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(cè)，所述內(nèi)大棚膜和外大棚膜通過卡簧固定在卡槽上，所述外大棚膜夏季采用鋁箔隔熱膜。

作為對(duì)上述實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上下兩層鍍鋅管支架之間沿橫向平行布設(shè)有若干水管，所述水管并聯(lián)進(jìn)水，所述霧化噴頭通過水管供水，管路中設(shè)有超濾過濾器對(duì)水進(jìn)行過濾處理。

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

作為對(duì)上述實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述保溫墻采用保溫砂漿與保溫砌磚砌成，保溫墻內(nèi)側(cè)覆蓋保溫材料。

作為對(duì)上述實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述海水養(yǎng)殖池的進(jìn)水管道布設(shè)于保溫墻一側(cè)、采用并聯(lián)進(jìn)水，海水養(yǎng)殖池的排水管道布設(shè)于相對(duì)保溫墻的另一側(cè)，各海水養(yǎng)殖池的排水管道進(jìn)水端設(shè)置成豎向插管結(jié)構(gòu)控制水位，插管高度為0.5～0.9m。

作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述各海水養(yǎng)殖池中設(shè)有增氧機(jī)。

作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述沉淀池內(nèi)放置斜板，沉淀池底部設(shè)有排污口與排污井相連。

作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述生物填料池與泡沫分離器之間設(shè)有并聯(lián)的水泵。

作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述過濾器分為三級(jí)、依水流方向依次填充碎石、陶粒、石英砂進(jìn)行過濾，所述人工濕地與海水養(yǎng)殖池的面積比為1:5，所述人工濕地以陶粒為基質(zhì)、并種植秋茄。

有益效果

在本發(fā)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，宜于拆卸、更換與安裝，便于該系統(tǒng)全年封閉式連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；兩層大棚膜之間設(shè)有霧化噴頭，在寒冬季節(jié)，以霧化的液滴為媒介，充分吸收并儲(chǔ)存太陽能，最大限度提升海水養(yǎng)殖溫室大棚內(nèi)溫度；通過水處理模塊可以維持海水養(yǎng)殖溫室大棚內(nèi)水質(zhì)穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)海水的循環(huán)利用，避免由于換水造成熱量損失；在盛夏季節(jié)，將外層大棚膜更換為鋁箔隔熱膜，并通過設(shè)在內(nèi)層大棚膜與鋁箔隔熱膜之間的霧化噴頭，有利于以霧化液滴為媒介吸熱降溫，避免海水養(yǎng)殖溫室大棚內(nèi)水溫過高。

本發(fā)明的系統(tǒng)營造了適宜的養(yǎng)殖環(huán)境，便于擴(kuò)展養(yǎng)殖周期，提高養(yǎng)殖對(duì)象生長速度，有利于海水養(yǎng)殖溫室大棚全年的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，增加年均收益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明溫室養(yǎng)殖大棚的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明水處理模塊的工藝流程示意圖。

圖3為本發(fā)明溫室養(yǎng)殖大棚冬季時(shí)內(nèi)外水溫和氣溫走勢圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

如圖1和圖2所示的一種基于溫室大棚的循環(huán)海水養(yǎng)殖系統(tǒng)，包括溫室養(yǎng)殖大棚、養(yǎng)殖模塊、水處理模塊和環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)。

溫室養(yǎng)殖大棚包括保溫墻1、鍍鋅管支架2、卡槽3、卡槽固定器4、卡簧5、內(nèi)大棚膜和外大棚膜。保溫墻1為磚混結(jié)構(gòu)，采用保溫砂漿與保溫砌磚砌成，保溫墻1內(nèi)側(cè)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2一端連接保溫墻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?？ú?通過卡槽固定器4分別固定在兩層鍍鋅管支架2外側(cè)。內(nèi)大棚膜和外大棚膜通過卡簧5固定在卡槽3上，外大棚膜夏季采用鋁箔隔熱膜。

上下兩層鍍鋅管支架2之間沿橫向平行布設(shè)有若干水管4，水管4并聯(lián)進(jìn)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(jīng)超濾過濾器處理，用于過濾水源中細(xì)小顆粒物，避免堵塞霧化噴頭。霧化噴頭噴出的液滴匯集后循環(huán)利用。

養(yǎng)殖模塊設(shè)置在溫室養(yǎng)殖大棚內(nèi)，包括若干磚混結(jié)構(gòu)海水養(yǎng)殖池、增氧機(jī)、進(jìn)水管道、排水管道。海水養(yǎng)殖池為方形半埋式鍋底結(jié)構(gòu)，面積約15～50m²，采用并聯(lián)進(jìn)水，在鍋底結(jié)構(gòu)最低處設(shè)置排水口，排水口上設(shè)置有一定高度pvc插管(0.5～0.9m)，利用插管高度控制海水養(yǎng)殖池水位。增氧機(jī)根據(jù)需要開啟，保障養(yǎng)殖水體有充足的溶氧(溶氧濃度大于4.5mg/l)。進(jìn)水管道布置在靠近保溫墻1一側(cè)，排水管道布置在另外一側(cè)。

水處理模塊設(shè)置在溫室養(yǎng)殖大棚內(nèi)，包括凈化池區(qū)和凈化裝置區(qū)。凈化池區(qū)設(shè)有沉淀池和生物填料池，布置在靠近海水養(yǎng)殖池排水管道一側(cè)，凈化裝置區(qū)設(shè)有泡沫分離器、過濾器和人工濕地，布置在靠近海水養(yǎng)殖池進(jìn)水管道一側(cè)。沉淀池與養(yǎng)殖模塊的排水管道相連，沉淀池內(nèi)放置斜板，沉淀池底部設(shè)有排污口與排污井相連，用于沉淀所述海水養(yǎng)殖池排水中的大顆粒物，并將沉淀的污泥排放到排污井。生物填料池與沉淀池通過管道相連，填料池內(nèi)懸掛有毛刷狀、盤狀和球狀生物填料，用于生物膜附著，處理沉淀池上清液。生物填料池與泡沫分離器之間設(shè)有水泵，為雙泵并聯(lián)，當(dāng)其中一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，可自動(dòng)切換，主要用于將生物填料池水體抽送到泡沫分離器。泡沫分離器置于過濾器頂部，用于去除水體有機(jī)物，之后自流到過濾器。過濾器分為三級(jí)，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(xiàn)填料堵塞時(shí)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)反沖洗，用于水體懸浮物去除。過濾器部分出水(80％)經(jīng)進(jìn)水管道排入海水養(yǎng)殖池，另有部分水體(20％)排入人工濕地。人工濕地與海水養(yǎng)殖池面積比為(1：5)，以陶粒(直徑5～10mm)為基質(zhì)，并種植秋茄，采取間歇式運(yùn)行方式，用于水體深度處理，去除硝態(tài)氮、磷酸鹽等污染物，人工濕地出水排入海水養(yǎng)殖池。如圖2所示，海水養(yǎng)殖池水體排入沉淀池后，流入生物填料池，經(jīng)水泵一次抽水提升，依次經(jīng)過泡沫分離器、過濾器以及人工濕地，再回到海水養(yǎng)殖池，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖水體在養(yǎng)殖模塊以及凈化模塊中的循環(huán)流動(dòng)。

環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)包括控制主機(jī)和用于監(jiān)測溫度、ph、溶氧量、鹽度、水位的五種傳感器。溫度傳感器布設(shè)在系統(tǒng)內(nèi)外，用于監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)外氣溫與水溫；ph、溶氧量和鹽度傳感器布設(shè)于海水養(yǎng)殖池中，用于養(yǎng)殖水體基本理化指標(biāo)監(jiān)測；水位傳感器布設(shè)于生物填料池中，用于監(jiān)測養(yǎng)殖系統(tǒng)水量變化情況。系統(tǒng)內(nèi)外氣溫與水溫的監(jiān)測結(jié)果如圖3所示，養(yǎng)殖周期內(nèi)該循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，本實(shí)施例中溫室養(yǎng)殖大棚內(nèi)養(yǎng)殖池水溫可穩(wěn)定在15℃左右，明顯高于系統(tǒng)外水溫。此外，養(yǎng)殖水體非離子氮、亞硝態(tài)氮和硫化物等重要水質(zhì)指標(biāo)濃度均維持在較低水平，符合《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求。

相比于傳統(tǒng)黑鯛養(yǎng)殖模式，由于越冬期無需開展室內(nèi)外轉(zhuǎn)運(yùn)，該實(shí)施例中，基于雙層溫室大棚的循環(huán)海水養(yǎng)殖系統(tǒng)不僅節(jié)約了大量人工成本，而且能有效避免轉(zhuǎn)運(yùn)過程可能帶來的損耗，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)黑鯛的存活率為96％。另外，由于越冬試驗(yàn)期間養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)平均水溫為13.5±1.3℃，高于黑鯛最低攝食水溫(8℃)，使得黑鯛在越冬期間繼續(xù)進(jìn)食生長成為可能，有利于延長生長期。