一种去除鱼池可沉淀颗粒物的方法及一种鱼池系统

摘要

本发明涉及一种去除鱼池可沉淀颗粒物的方法，还涉及一种鱼池系统。一种去除鱼池可沉淀颗粒物的方法，其特征在于：以位于所述鱼池的池底的出水口的法线为中心轴，驱动所述鱼池中的水体围绕所述中心轴旋转，使所述池底的可沉淀颗粒物聚集在所述池底的出水口，然后开启所述出水口排掉所述可沉淀颗粒物。一种鱼池系统，包括圆形的鱼池，所述鱼池包括池底和池壁；在所述池底的中心轴上设置有出水口，所述出水口连接排水管道，所述排水管道上设置有排水阀；其特征在于，还包括：使所述鱼池中的水体围绕所述池底的中心轴旋转的水力推进装置。本发明解决了现在去除鱼池中的可沉淀颗粒物的方法操作繁琐、能耗高、用水量大的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除鱼池可沉淀颗粒物的方法，还涉及一种鱼池系统。

背景技术

随着我国水产养殖业的快速发展以及水资源的日益紧张，循环水养殖系统因养殖密度高、水资源可循环利用而成为减轻环境压力的有效措施，被人们普遍接受，成为现代水产养殖的主要发展方向之一。在一个养殖系统中，水质的好坏是成功养殖的关键之处，对水环境的管理与控制是高密度养殖的核心技术。

在鱼池养殖水体这个特定的生态系统中，存在着物质输入和产出之间的不平衡，投喂的饲料只有少部分被鱼类消化吸收，经过鱼类的新陈代谢而产生尿、粪等废物，与未被鱼类摄食的剩余饲料一起进入水体中。颗粒物可以被分为可沉淀颗粒物(一般大于100μm)和不可沉淀颗粒物(一般小于100μm)。Harman研究认为绝大部分微小颗粒物尺寸在6～20μm。颗粒物的密度决定了其在水体中的状态。Chen等研究发现，循环水系统颗粒物平均密度约为1.19g/cm³，而Timmons研究显示罗非鱼养殖中的颗粒物平均密度为1.05g/cm³。据报道，进入水体的鱼类代谢产物(含剩余饲料)占到总投饵量的80％左右，残余饲料和代谢产物在适宜温度下将会迅速分解。其中大于100μm以上的可沉淀颗粒物占总颗粒物质量的80％，其在养殖水体可能破碎后形成细小颗粒物，从而增加水体中的悬浮颗粒物浓度，对养殖水体产生污染，从而导致水处理工艺的复杂和处理成本的升高。Alabaster、Lloyd和Chen等概括了养殖系统中颗粒物的负面影响，主要包括：直接损坏鱼鳃；阻塞生物过滤器；氨化产生氨氮；颗粒物的腐败消耗水中的溶氧。Enell and Lof、Ackefors and Enell、Gowen、Gowen et al.、Pillay、Costa-Pierce等研究者都认为颗粒物的去除实际上是所有循环水养殖系统水处理设计中的首要目标，及时有效的去除养殖系统中产生的颗粒物，尤其是可沉淀颗粒物质是减少养殖系统水体污染，提高水处理效率的有效途径。

养殖系统中的颗粒物的去除是一个固液分离的处理过程。在养殖水体中，按照去除方式的不同可划分为重力分离、过滤和泡沫分离三大去除方式。重力分离是基于沉淀原理，一般包括平流式沉淀、斜管(板)式沉淀和水力分流等；过滤处理是通过筛网和颗粒介质等达到固液分离的效果，有筛滤、颗粒介质过滤和多空介质过滤等多种形式；泡沫分离则是通过颗粒物粘附于气泡上后达到固液分离目的。

目前，大多数现有的养殖系统并没有正确评估鱼池和排水系统去除颗粒物质的能力。养殖池的净化和排水系统中颗粒物的传送是依靠人工冲刷和养殖池的大量换水带走。这也就意味着养殖系统为颗粒物的去处需要较大的水交换量。

发明内容

本发明的目的的第一方面在于提出一种去除鱼池可沉淀颗粒物的方法，以解决现在去除鱼池中的可沉淀颗粒物的方法操作繁琐、能耗高、用水量大的问题。

一种去除鱼池可沉淀颗粒物的方法，其特征在于：以位于所述鱼池的池底的出水口的法线为中心轴，驱动所述鱼池中的水体围绕所述中心轴旋转，使所述池底的可沉淀颗粒物聚集在所述池底的出水口，然后开启所述出水口排掉所述可沉淀颗粒物。

本发明的目的的第二方面在于提出一种鱼池系统，所述鱼池系统能实现上述去除鱼池可沉淀颗粒物的方法。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题，达到本发明的目的：

一种鱼池系统，包括圆形的鱼池，所述鱼池包括池底和池壁；在所述池底的中心轴上设置有出水口，所述出水口连接排水管道，所述排水管道上设置有排水阀；其特征在于，还包括：使所述鱼池中的水体围绕所述池底的中心轴旋转的水力推进装置。

池中的水体围绕所述鱼池的中心轴(由于鱼池为圆形，鱼池的中心轴也即池底的中心轴，池底的中心轴是出水口所在法线中的其中一条竖轴)以一定角速度旋转流动。鱼池中水的流态可以分为主水流和二次流，主水流使水体围绕鱼池的中心轴旋转，二次流与主水流成90°，二次流是由于沿鱼池直径上线速度的差异加上水体与池底摩擦所形成一种在池底由池壁向池中心的水体附带运动。二次流沿池壁向下，然后到池底的中部。在二次流的作用下会将分布在池底上的可沉淀颗粒物聚集到池底中心，这样就可以以较小的水量将可沉淀颗粒物通过池底中心的出水口排出鱼池。

在一个优选技术方案中，所述水力推进装置是设置在所述池壁的进水管路，所述进水管路至少有一个以上的水下喷口，进水沿着所述池壁的切线方向进入。进水沿着水池的切线方向进入，并形成一定的冲力，在此冲力的作用下，使鱼池中的水体围绕所述鱼池的中心轴旋转。

在又一个优选技术方案中，所述水力推进装置是水力推进器，所述水力推进器设置在所述鱼池的水体中。

在一个较为优选的技术方案中，所述水力推进装置包括：设置在所述池壁的进水管路，所述进水管路至少有一个以上的水下喷口，进水沿着所述池壁的切线方向进入；设置在所述鱼池的水体中的水力推进器。在这个技术方案中，水体在水力推进器、进水管路流出的进水共同作用下旋转。

为了更好地收集可沉淀颗粒物，本发明所述的鱼池系统，还包括设置在所述出水口的颗粒收集器，所述颗粒收集器包括圆盘、支柱、圆环形腔室；所述池底在所述出水口处下沉形成围绕所述出水口的所述圆环形腔室，所述出水口周围间隔设置有所述支柱，所述圆盘安装在所述支柱上，所述圆盘与所述池底之间形成一个连通所述圆环形腔室的狭缝。颗粒收集器是开启排水阀门后，利用水体通过狭缝较快流速和水体旋转形成的复合涡流将沉积在池底中心的颗粒物排出系统。

本发明的鱼池系统针对鱼池中可沉淀颗粒物的去除，充分利用二次流原理快速及时的将鱼池中产生的可沉淀颗粒物排出系统外。实现水资源的高效循环利用，减少水资源的消耗，同时降低运行能耗，增加鱼池系统运行的效益。本发明的鱼池系统只需要利用大约是总循环水流量的1/5～1/10的水量将颗粒物带出鱼池系统。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明所述的鱼池系统的俯视结构示意图。

图2为本发明所述的鱼池系统的侧面结构示意图。

图3为本发明所述的水利推进器的结构示意图。

图4为本发明所述的颗粒收集器的俯视结构示意图。

图5为本发明所述的颗粒收集器的侧面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种鱼池系统，包括圆形的鱼池100、设置在鱼池的水体中的水力推进器200、设置在池底中心出水口的颗粒收集器300、控制器400、进水管路500、主循环水管路600、次循环水管路700。

由控制器400控制水力推进器200的启停。在水力推进器200、进水管路500切向进水共同作用下推动鱼池的水体旋转，旋转水体所形成的二次流作用，将水中的可沉淀的颗粒物汇集到池底中央的颗粒收集器300中，然后由控制器400开启次循环水管路700的排水阀705，通过排水阀705及时快速地将可沉淀的颗粒物从次循环水管路700的排水管道排出系统外的鱼池系统。

本具体实施方式所述的鱼池系统是一种可以适用于养殖各种水生动物的养殖系统，优选的实施例是海淡水鱼类的养殖系统，可以理解的是本实施例只是以海淡水鱼类进行示例性的说明，并不是对本发明的限制。

再参见图1，本具体实施方式中，鱼池系统，主要由圆形的鱼池100、设置在鱼池中的水力推进器200、设置在池底出水口的颗粒收集器300、控制器400、进水管路500、主循环水管路600、次循环水管路700等组成。

参见图2，鱼池100是一个圆形近似平底的养殖池，鱼池100的直径与池深的比一般大于等于3∶1。为了便于鱼池100的排空，池底一般有池壁处向池底中心1‰的倾斜。鱼池100的进水管路500位于池壁，且进水管路500至少有一个以上的水下喷口。进水管路500的进水沿着池壁的切线方向进入，并形成一定的冲力，在此冲力的作用下，使鱼池100中的水体以一定角速度旋转流动。

鱼池100设有两个出水口，其中一个出水口位于进水管500对面的池壁，大约从池顶向下三分之一池深处，与主循环水管路600相通，主要是用于水的主循环。另一个出水口位于池底中心，与次循环水管路700的排水管相通，次循环水管路700的排水量由设置在排水管上的排水阀控制，主要是将受到二次流作用汇集到池底中心的可沉淀的颗粒物排出鱼池100。

在这个鱼池100中，如图2所示，水体通过进水管500的进水和水力推进器200的共同推动来实现水体围绕鱼池的中心轴旋转的流动状态。鱼池中的水体的流态可以分为主水流和二次流，主水流使水体围绕鱼池的中心轴旋转，二次流与主水流成90°，流动的状态如图1、图2中的箭头所示。二次流是由于沿鱼池直径上线速度的差异加上水体与池底摩擦会形成一种在池底由池壁向池中心的水体附带运动。二次流沿池壁向下，然后到池底的中部。在此运动的作用下会将分布在鱼池100池底的可沉淀颗粒物聚集到池底中心，可以利用大约是总循环水流量的1/5～1/10的水量将可沉淀颗粒物带出系统。

再参见图1，本实施例中，水力推进器200安置在鱼池100池壁上，水力推进的方向与鱼池100池壁呈切线方向。

参见图3，水力推进器200主要由潜水电动机201、减速机202、螺旋桨203、防护罩204和安装支架205组成。水力推进器200是一种利用潜水电动机201通过减速机202传动，带动外部有保护罩204的螺旋桨203旋转，可以产生推流作用的机械设备。水力推进器200由安装支架205安装在池壁上，螺旋桨203产生的推流与池壁呈切线方向，一般的安装高度是螺旋桨203的中心线距池底1/4池深。

再参见图1，本具体实施方式中，颗粒收集器300设置在池底中心位置的出水口处。参见图4、图5，颗粒收集器300主要由圆盘301、圆环形腔室302、支柱303组成。颗粒收集器300是一种用于收集以及去除沉积在池底中心的可沉淀颗粒物的装置。池底在出水口处下沉形成围绕出水口的圆环形腔室302，出水口周围间隔设置有支柱303，圆盘301安装在支柱303上，位于圆环形腔室302上面，圆盘301与池底之间形成一个连通圆环形腔室302的狭缝。圆环形腔室302与次循环水管路700的排水管704相通，排水管704上装有排水阀705。在二次流作用下水体中的可沉淀颗粒物会沉积到颗粒收集器300的圆环形腔室302中，通过定时的开启排水阀705在复合涡流的作用下将沉积在圆环形腔室内302的可沉淀颗粒物排出系统。

根据养殖对象的摄食和排泄习性，一般在每次投饲后的1h-1.5h，由控制器400启动水力推进器200运转15min-30min，并结合进水管路500的切向进水的水流共同作用推动水体围绕鱼池的中心轴以一定角速度旋转流动中，利用旋转水体所形成的二次流作用，将可沉淀颗粒物沉积到颗粒收集器300的圆环形腔室302中。控制器400在水力推进器200停止工作1小时以后，开启次循环水管路700的排水阀门705，利用总循环水流量的1/5～1/10的水量，在复合涡流的作用下可以将沉积在圆环形腔室内302的可沉淀颗粒物排出系统。而在日常运行时是通过设在进水管路500对面池壁的主循环水管路600进行水体的交换。这样就构成了本发明一种鱼池系统。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。