[发明专利]一种养殖水质调控系统及调控方法

说明书

技术领域

本发明涉及水产养殖技术领域，尤其涉及一种养殖水质调控系统及调控方法。

背景技术

封闭水体养殖是我国水产养殖的主要方式，2010年封闭水体养殖面积2.377×10⁶hm²，养殖产量3828.84万吨，占水产品总产量的71.26％(据2010年全国渔业经济统计公报)。我国的封闭水体养殖始于20世纪70年代，养殖以“资源消费-产品生产-废物排放”这一开放型物质流动模式为主。近年来，随着养殖水平的提高，单位水体的渔虾获量增加，饲料投放量增大，封闭水体残饵量的增加和虾(鱼、蟹)代谢产物的积累导致封闭水体内源性污染加重。水体污染加重不但增大了渔虾发病的几率，养殖废水的排放还加剧了周围湖泊、河流等水域的富营养化程度。传统封闭水体养殖模式存在的环境污染、水资源浪费、食品安全等问题日益突出，这些问题严重制约了封闭水体养殖业的可持续发展。

养殖水质调控方法是构建低碳绿色生态封闭水体养殖的关键。养殖水环境的好坏将直接影响到虾、鱼、蟹的生长速度和品质，可以说“养虾(鱼、蟹)就是养水”。与此同时，养殖水质调控技术的选择，也决定着封闭水体虾(鱼、蟹)的放养密度、成活率、饵料利用率，以及封闭水体外排污染物种类和数量。养殖水质调控技术主要分为三类，一类是水体增氧，二类是污染物削减，三类是病害控制。

封闭水体增氧方式，可以分为物理增氧和化学增氧。化学增氧主要是向封闭水体泼洒增氧药剂，通过化学反应对封闭水体增氧。化学增氧见效快，但易造成封闭水体的化学品残留问题。传统的物理增氧方式有水车式增氧、叶轮式增氧、耕水机增氧、气石式增氧、水下微孔管增氧、射流式增氧等等。专利文献1(申请号200410093042.0)描述的是一种常见机械增氧设备-水车式增氧机。该方式增氧效果较差，且增氧不均衡，封闭水体底部溶氧低，对高密度虾(鱼、蟹)养殖不利。传统物理增氧方式由于受饱和溶解度限制，封闭水体溶解氧的浓度一般不会超过氧气的饱和溶解度。与普通的大气泡相比，微纳气液界面技术产生的微纳米气泡，具有表面积大、表面能高、悬浮稳定性好、气体渗透性强等特点，能显著提高水体的增氧效率和氧的利用率。微纳气液界面技术的研发与应用已引起多个国家的关注。专利文献2(CN85107973A)、3(申请号99800176.7)、4(申请号200580027745.6)、5(申请号200710120262.1)、6(申请号200920185435.2)和7(申请号20101015128.7)描述的主要是水体产生微气泡方式。空气微气泡进入水体后，氧气在水中以溶解态和分散态两种形式存在，突破了常规物理增氧方式中水体饱和溶解氧浓度限制，使封闭水体物理增氧的效率大大提高。但该增氧方式作用范围小，水中含氧量不均衡，气泡局部过浓，也可能对鱼虾类生长不利。

封闭水体污染物削减方法，主要有换水、投加化学药剂或微生态菌剂等。换水方法会加剧周围湖泊、河流等水域的富营养化程度；投加化学药剂或微生态菌剂不利于维持养殖水体的生态平衡，且成本高。近年来，封闭水体原位生态修复技术日益引起人们的关注，其中，浮床植物单元是一种比较新颖的水体原位修复和控制技术。专利文献9(申请号200910033926.X)描述的是一种修复封闭水体环境的浮床植物方法。利用生物浮床技术，将水生植物种植于封闭水体中，通过植物的吸收、吸附作用和物种竞争机制，将水中氮、磷等污染物质转化成植物所需的能量储存于植物体中，实现水环境的改善。水生蔬菜由于生长快且可以食用，在浮床植物单元中的应用越来越广泛。专利文献10(申请号20111007763.2)描述的是一种封闭水体水环境的浮床蔬菜修复方法。随着浮床蔬菜单元的应用，封闭水体养殖模式实现了从“资源消费-产品生产-废物排放”模式向“资源消费-产品生产-再生资源”循环物质流动模式的跨越。目前，存在的问题是蔬菜种类、种植面积以及生长情况，与水质调控效果之间的关系研究成果不多，而植物生长时会消耗水中的氧，这样会影响虾(鱼、蟹)的生长。因此，传统的水体增氧方式尚不能充分发挥“资源消费-产品生产-再生资源”这一循环物质流动模式的效率。