专利名称：一种水生物养殖的水环境监控系统的制作方法在水生物养殖的过程中，水质的优劣直接决定了养殖的效果，水质越差，水产品的生长情况越不好，反之，水产品的产量和质量则越好；在水生物的养殖水中含有未吃完的饲料、水生物的排泄物以及消毒剂等污物和毒素，排放到环境中会产生大量的污染，同时，浪费资源。同时，需要一种控制系统来实现养殖的自动化。
本发明提供了ー种水生物养殖的水环境监控系统，可以实现连续或间歇地对系统中多种參数的在线监控。本发明的技术方案是一种水生物养埴的水环境监控系统，包括水生物养埴系统，包括微滤机、蛋白质分离器、脱氮脱气器，以及和蛋白质分离器连接的臭氧反生装置，所述微滤机的进水ロ与水生物养殖池的排水ロ相通，所述微滤机的出水ロ经水泵与蛋白质分离器的进水口相通；所述蛋白质分离器的排水ロ与脱氮脱气器的喷水管道相通；脱氮脱气器的出水管道与水生物养殖池相通；水生物养殖池中的养殖水通过微滤机实现固液分离，通过蛋白质分离器实现溶解性有机物分离，再通过脱氮脱气器中的硝化细菌和亚硝化细菌将养殖水中的有毒氨态氮化合物、亚硝酸化合物进行分解，处理过的养殖水再回流入水生物养殖池中使用；通过臭氧发生装置实现水中细菌和其它病原体微生物的去除；在所述脱氮脱气器和水生物养殖池之间相通的管道还设有为管道内水进行恒温的恒温装置；在所述脱氮脱气器和水生物养殖池之间相通的管道还连通有总碱度调节器，包括连通在脱氮脱气器和水生物养殖池之间管道的进水管、出水管，所述进水管的另一端连接ー计泡器，设有ー个密闭的反应器，反应器的上部和下部各设有管道，并通过循环水泵连通在一起，构成了水泵进水管和水泵出水管，所述反应器、水泵进水管、循环水泵、水泵出水管构成了一个循环水路，所述出水管设有出水阀并连通在反应器的顶部，所述计泡器的顶部通过一水管和水泵出水管连通；还设有一个ニ氧化碳气瓶，通过ー个带有ニ氧化碳压カ表的气管和计泡器连通；在所述脱氮脱气器和水生物养殖池之间相通的管道还连通有去硝器，去除水中的硝酸盐；在所述脱氮脱气器和水生物养殖池之间相通的并临近水生物养殖池的管道还连通有加氧装置；所述水生物养殖系统还设置有监控系统，包括设置水生物养殖系统中的參数探笔，以及和參数探笔通讯连接的控制仪，所述控制仪包括数据比对装置，以及当參数探笔获得的数据不在预设数值范围内发出警报的报警装置。优选的是，所述參数探笔包括用于探测水环境中的氧化还原电位的ORP探笔，所述臭氧反生装置受控于控制仪。优选的是，所述參数探笔包括用于探测水环境中溶氧值的DO探笔，所述加氧装置受控于控制仪。优选的是，所述參数探笔包括用于探测水环境pH值的pH探笔，所述总碱度调节器受控于控制仪。优选的是，所述參数探笔包括用于探测水环境中电导率的COND探笔，所述水生物养殖系统还包括受控于控制仪的海水溶液罐和清水罐。优选的是，所述參数探笔包括用于探测水环境温度的温度探笔，所述水生物养殖系统还包括受控于控制仪的温度调节装置。优选的是，所述參数探笔包括用于探测水环境水位的水位探笔，所述水生物养殖系统还包括受控于控制仪的养殖池输水管道的开关。优选的是，所述监控系统还包括与控制仪数据连接的エ控机，所述エ控机包括数据记录装置。有选的是，所述监控系统还包括与所述エ控机数据连接的数据显示装置。本发明的监控系统，可以通过探笔对水体中參数进行探測，然后反馈信息到控制仪，如果超出了用户设定的正常运行的上下限则进行报警。从而实现监控的功能，优选的是，通过专用设备对水体中的水质进行调节。即实现了数据的监控，又实现了自动调节。图I为本发明水生物养殖的水环境处理系统的整体结构示意图；图2示出了图I中微滤机的结构立体图；图3示出了图2所示微滤机的主视图；图4示出了图2的A-A向剖面图；图5示出了图2所示微滤机的后视图；图6为图I所示蛋白质分离器的整体结构示意图；图7为图6中气水射流混合器的剖视图；图8为图6中喷淋清洗装置的结构示意图；图9为图I所示脱氮脱气器的透视图；图10为图9所示脱氮脱气器的立体示意图；图11示出了喷水管道的过出水孔的中心的横截面示意图；图12示出了第二填料的ー种实施结构的横截面视图；图13为旋分器的剖视图；图14为旋分器的仰视图。图15为总碱度调节器的结构示意图。
做进ー步说明。
如图I所不,本发明的ー种水生物养埴的水环境处理系统包括微滤机5、蛋白质分离器2、脱氮脱气器3和加氧装置，水生物养殖池I的排水ロ与微滤机5的进水口相通；微滤机5的出水ロ与蛋白质分离器2的进水口相通；蛋白质分离器2的排水ロ与脱氮脱气器3的喷水管道相通；脱氮脱气器3的出水管道与水生物养殖池I相通。由此，水生物养殖池中的养殖水通过微滤机实现固液分离，通过蛋白质分离器实现溶解性有机物分离，再通过脱氮脱气器中的硝化细菌和亚硝化细菌将养殖水中的有毒氨态氮化合物、亚硝酸化合物进行分解，处理过的养殖水再回流入水生物养殖池中使用；通过臭氧反生装置实现水中细菌和其它病原体微生物的去除；所述脱氮脱气器和水生物养殖池之间相通的管道还设有为管道内水进行恒温的恒温装置4 ;以达到调节水温的作用；在所述脱氮脱气器和水生物养殖池之间相通的管道还连通有总碱度调节器7 ;所述脱氮脱气器和水生物养殖池之间相通的管道还连通有去硝器9，去除水中的硝酸盐；所述脱氮脱气器和水生物养殖池之间相通的并临近水生物养殖池的管道还连通有加氧装置，为水体増加溶解氧。本发明的处理系统可以采用水产业中惯常使用的过滤装置，但优选为采用如图2、图3所示的微滤机，该微滤机5包括箱体51、安装于箱体内的滚筒54和带动滚筒转动的驱 动件529，如电机，滚筒54的形状优选为圆柱形，滚筒54的具有镂空的圆周表面上包覆有滤网，箱体51上设置有微滤机5的出水ロ 53和进水ロ 52，其中，进水ロ 52与滚筒54的内腔相通。在此，该箱体51可以为具有用于安装滚筒54的支架的水箱。如图2至5所示，所述微滤机5还具有滤网的自动冲洗功能，为此，所述微滤机还包括喷淋组件523和收集槽56。具体地，所述喷淋组件523包括喷淋管和设置在喷淋管上的多个喷头，所述喷淋管通过管道与设置于箱体51外的ー喷淋水泵513的出水ロ相连通，喷淋水泵513将箱体51内的经过滤的水抽入喷淋管中进行冲洗。所述收集槽56的一端固定于箱体51上，并与箱体上设置的排污ロ 517相通，收集槽56的另一端悬置，井伸入该滚筒54内。所述收集槽56和喷淋组件523的相对位置关系为在驱动件529带动滚筒54转动的过程中，由喷淋组件523不断向滚筒54的圆周表面上的带有滤渣的滤网喷高压水，高压水经所述滤网形成的污水流入所述收集槽56内，使污水可通过排污ロ 517排出箱体51夕卜。由上述结构，通过喷淋组件523冲洗下来的滤网上的滤渣包括大量残饵料、生物排泄物及有机固体等等，由此大大提高了微滤机的固液分离能力，使固体回收率可达到90%以上。设置于滚筒54上方的喷淋管优选与滚筒54的中心线平行。另外，设置于喷淋管上的多个喷头优选为均匀分布，以将冲洗滤网的高压水均匀地喷向滚筒54上的滤网。该滚筒54优选是左端面封闭，右端面设置有供收集槽56和进水ロ 53伸入滚筒54内的开ロ，并在开ロ周边形成用于防止进入滚筒内的原水和冲刷滤网形成的污水溅入箱体51内的挡边，该挡边可由连接于滚筒的圆周表面的右侧边缘上的密封胶圈55形成。该滚筒54与箱体51之间的连接结构可以为滚筒54的左端面通过传动轴57以可相对转动的方式安装于箱体上，滚筒54的右端通过滑圈支撑在两个托轮522上。所述驱动件529的输出轴可通过减速器和联轴器528与传动轴57传动连接。为增强所述微滤机的耐腐蚀性和使用寿命，其箱体51和滚筒54的材质优选为环保的PVC材质，当然也可以采用金属材质；其滤网优选为不锈钢滤网或塑料滤网；并且，所述喷淋水泵513优选是耐海水腐蚀的水泵。另外，箱体51上端可盖有盖板组件519。所述微滤机的自动化程度高，可自动运行，且结构简单，易于维护，滤网更换方便快捷。微滤机5在工作时，若出现滤网堵塞、水流量变小，使滚筒内水位上升到高水位吋，则启动喷淋水泵513，对过滤网进行冲洗、排污，直到水位下降恢复到正常工作水位。若箱体内无水，则启动报警，断开所有电路部分，喷淋水泵513报警不能启动运行；当箱体内的水位达到水泵工作水位时，水泵自动解除故障，系统正常工作。本发明的使用的微滤机也可采用开放式的，即其没有箱体，整个微滤机放置在养殖池的水中，其在市场上有应用，故在此不再对其结构进行具体的描述。如图6所示，该蛋白质分离器2包括反应室212、进水口 28、排水管29和水位检测装置207，所述反应室212顶部设有用于收集泡沫的收集杯205，所述反应室212的底部设有循环出水ロ 214和循环入水ロ 215，一射流泵201的进水口与循环出水ロ 214连通，该射流泵201的出水ロ通过内循环管道202与循环入水ロ 215连通。
该内循环管道202上设置ー气水射流混合器23，气水射流混合器23的喷嘴通过内循环管道与射流泵的出水ロ直通，气水射流混合器23的出水管经内循环管道与循环入水ロ 215连通；气水射流混合器23的进气管与大气相通。该反应室212内的底部可设ー旋分器，该旋分器的进液ロ与所述循环入水ロ 215相连。该旋分器优选为采用如图13和14所示的旋分器280，其具有中空的旋流基本体281和锥形体284，该锥形体284通过支撑柱283支撑于旋流基本体281的上方，使锥顶向下朝向该旋流基本体281，相邻支撑柱283之间的间隙形成旋分器280的出液ロ，旋分器280的进液ロ 282设置于旋流基本体281上，这样，经循环入水ロ 213和进液ロ 282进入旋流基本体281内的高速液体将冲击旋流基本体281的内壁基本上螺旋上升，并最终通过出液ロ在锥形体284的导向作用下沿斜向上方向进入混合室205内，实现旋转分流，制造出大量的细微气泡。支撑柱283优选为在沿旋流基本体281的外壁周向上均匀设置，在本实施例中采用了三根支撑柱283。该蛋白质分离器的工作方法为经微滤机过滤过的养殖水进入蛋白质分离器的反应室212内的养殖水被射流泵抽出后，形成第一段高速水流，通过内循环管路202和气水射流混合器23形成第二段加高速水流，在气水射流混合器23内产生负压，使空气通过气水射流混合器23的进气管进入，并与气水射流混合器23中的养殖水形成气液混合体，该气液混合体通过循环入水ロ 215进入反应室212的旋分器，此过程循环不断地进行，从而在旋分器内制造出大量的细微气泡，通过旋分器出液ロ被均匀分布在反应室212内并旋转缓慢地上升到反应室212顶部，微气泡表面张カ所粘附的溶解性蛋白质最终被收集在收集杯205中，回收率可达到90%以上。气水射流混合器23的进气管内安装内嵌式气体流量计，并设定进气流量，从而达到调节气流量大小的目的。如图9和10所示，该脱氮脱气器3包括下容器308和支撑于下容器上的与下容器间留有通风空隙的上容器303，上容器303的顶部安装有喷水管道302，喷水管道302上密封连接ー用于连接水管的水管接头301，该喷水管道302上设置有将进入其内部的养殖水喷射出去的出水孔306 ;该上容器303的内部填充有位于喷水管道302下方的第一填料307，含有ニ氧化碳的养殖水经喷水管道302喷出后将流过第一填料307，为了使空气能够由下而上与养殖水逆向接触，上容器303的底为格栅304，设计为栅格还可以防止第一填料307向下流出，以及使喷水管道302喷出的水流经第一填料307后通过栅格304进入下容器308中。在此，当养殖水流过第一填料307吋，由于空气由下而上逆流，根据亨利定律，即可以减少水面上的ニ氧化碳的分压，又可以去除水中的ニ氧化碳气体，ニ氧化碳气体将从上容器303顶部的开ロ排出。下容器308内填充有第二填料3011，该下容器308的底部布置有具有喷射气管，这样，在喷射气管向外排气时(具体为可以从喷射气管的两端的开ロ直接向外喷射气体)，第二填料3011就会向上翻滚流动,从而大大增加了养殖水与气体的接触时间，这时，下容器308内的养殖水是富含溶解氧的；另外，在第二填料3011向上翻滚流动的同时互相磨擦，抖动脱落填料污垢和死亡硝化细菌，自净化生物包，会促进大量硝化细菌生长繁殖，繁殖后的硝化细菌可以分解养殖水中的非离子氨和亚硝酸盐等有毒物质(在此，本发明中的脱氮脱气器并不是脱除养殖水中的所有含氮物质)。另外，该下容器308上设置有出水ロ，出水口上安装有出水管道3016，通过该出水管道3016可将脱氮脱气处理后的养殖水排出。如图9和10所示，为了使喷水管道302能够将养殖水均匀地喷洒于第一填料307 中，该喷水管道302可相对转动地安装于上容器303的顶部上，具体可以为，上容器303的顶部固定安装ー连接件，喷水管道302通过轴承可相对转动地与连接件配合安装，这样，该喷水管道302即可在喷水的冲击カ的作用下发生转动，进而实现均匀喷淋，提高脱气效率。在本实施例中，该喷水管道302包括竖直连接部和与竖直连接部相通的水平喷水部，上述出水孔306设置于水平喷水部上，喷水管道302通过其竖直连接部可相对转动地安装于上容器303的顶部上，而水平喷水部在水平面上转动，上述的水管接头301与竖直连接部对接。另外，为了使喷水管道302能够更好地借助排水时的冲击カ进行转动，出水孔306分设在竖直连接部的中心线的两侧，并且分设于两侧的出水孔位于彼此相対的前侧和后侧上，在本实施例中，该水平喷水部上沿水平方向设置有两行出水孔306，两行出水孔306关于竖直连接部的中心线中心对称，即两行出水孔306位于竖直连接部两侧的彼此相对的侧壁上。如图11所示，该出水孔306的中心相对过水平喷水部的中心线的水平面向下偏转的角度a为10° 15° ,该种倾斜角度的出水孔,喷水效果可达到最佳。该下容器308的顶部设置有位于第二填料3011上方的下栅格3010，设置下栅格3010既不会阻碍养殖水从上容器303中流入下容器308中，又可以防止第二填料3011在向上翻滚流动时从下容器8向外溢出。为了增加喷射气管向外排气的冲击力，在本发明中，将接气ロ 3014设置于下容器308的上部，优选为设置于下容器308的顶部，接气ロ 3014经ー被第二填料3011包围的竖向的通气管路3012与位于底部的喷射气管相通，即在接气ロ 3014处接入洁净的气源或者气泵后，气体就会在电气系统的控制下经过该通气管路3012的俯冲进入底部的喷射气管中。为了根据下容器308中的液位控制养殖水的排放，可在该下容器308中设置液位传感器组3018，该液位传感器组3018至少包括一高液位传感器和一低液位传感器，其中，高液位传感器的检测点位于第二填料3011的上方，以使全部填料3011均能起作用。在高液位传感器检测到有水时，电气系统就会控制出水管道3016上的电磁阀3017打开，向外排水；在低液位传感器检测不到水吋，电气系统会控制系统停机，并进行报警。在此，为了便于养殖水的排出，上述出水ロ设置于下容器308侧壁的底部位置上。另外，还可在下容器308侧壁的底部位置上开ー排污ロ 3015，当需要清洗和维修下容器308时，可打开排污ロ将内部的养殖水排尽后再进行。对此，该下容器308的内部的底部可设置一向排污ロ 3015处向下倾斜的底板3020，以利于排污的进行。再者，该上容器303可通过支撑块支撑于下容器308上，以增大上、下容器间的通风空隙,增加通气流通。上述第一和第二填料的材质均可为聚丙烯，其中，该第一填料优选为是生物填料，如多空隙生物填料，该第二填料优选为是悬浮弾性生物填料。其中，该悬浮弾性生物填料的形状优选为采用如图12所示的形式，其包括在周向上顺次排列的多个翅片3011a和连接相邻两个翅片3011a的弧面3011b。 蛋白质分离器2的气水射流混合器23可采用惯常使用的结构，但优选为具有以下的结构如图7所示，该气水射流混合器23的喷嘴包括进水管235、文丘里管232和旋流管231，文丘里管232的上部配合安装于进水管235内，旋流管231安装于文丘里管232内。文丘里管232内设置旋流管231可使液体在与气体混合前发生旋流，使气液混合更加充分。其中，该旋流管可以采用现有旋流管，在此不再对其具体结构作进ー步说明。该气水射流混合器23的喷嘴、进气管36和出水管234通过ー T型混合器233相互连通，该T型混合器233具有进水口端2331、进气ロ端2332和气水混合体出ロ端2333，该文丘里管232的下部安装于T型混合器233的进水口端2331内，出水管234与T型混合器233的气水混合体出ロ端2333相连，进气管236与T型混合器233的进气ロ端2332相连。在此，进水管可与T型混合器233的进水口端2331相对接。该气水射流混合器230的进水管35和出水管234可均设置有便干与内循环管道连接的螺纹接头。该内循环管路202优选为设计成倒U形，以防止进入管内的液体或气体发生回流。如图6和8所示，所述收集杯205内设有喷淋清洗装置26，该喷淋清洗装置26与收集杯205的盖体216通过转轴220枢接，所述喷淋清洗装置26包括进液管217和多个与进液管217相连的支管218，所述进液管通过连接管204与所述内循环管路202相连，所述支管218在进液管217的左右两侧对称分布，所述支管218上设有喷水孔219，在进液管左侧支管上的喷水孔朝向与在进液管右侧支管上的喷水孔朝向相反；这样设计的目的是当反应室中的水通过内循环管路202由进液管217进入各支管218时，由于位于进液管左右两侧支管上的喷水孔朝向相反，在喷水时，产生反冲カ使该清洗装置绕转轴旋转，从而形成自动喷淋。本发明的处理系统可以采用水产业中惯常使用的总碱度调节器，但优选的结构如图15所示，设有连通脱氮脱气器出水管道的进水管79，其另一端连接ー计泡器76，设有ー个密闭的反应器72，反应器的上部和下部各设有管道，并通过循环水泵74连通在一起，构成了水泵进水管75和水泵出水管73，所述反应器72、水泵进水管75、循环水泵74、水泵出水管73构成了一个循环水路，在反应器的顶部连通有出水管，所述出水管通过出水阀71控制。所述计泡器的顶部通过一水管和水泵出水管73连通。还设有一个ニ氧化碳气瓶，通过一个带有ニ氧化碳压カ表78的气管连通计泡器76。本发明中的ニ氧化碳气瓶主要是为了供给ニ氧化碳使用，当然也可采用ー个ニ氧化碳发生装置，故，此处的ニ氧化碳气瓶应该理解为包括ニ氧化碳发生装置。
本发明的的总碱度调节器在工作的时候，将带有出水阀71的出水管和进水管79连通在脱氮脱气器和水生物养殖池之间的水路管道中，水通过进入到反应器72，直到反应器72充满，此时，开启ニ氧化碳气瓶的气阀，ニ氧化碳进入到反应器72中，反应器内有钙石，从而改变水中钙和碳酸的平衡，提高了 KH，来維持pH稳定。通过观察计泡器来调节ニ氧化碳的出气量。本发明提供的水环境处理系统，使养殖池中的养殖水顺次经过固液分离，溶解性有机物分离，和有毒氨态氮化合物、亚硝酸化合物的分解，同时去除水中的ニ氧化碳，以及将硝酸化合物(N03)转化为氮气(N2)并让其溢出，然后；通过臭氧设备氧化或杀死水中的细菌和其它病原体微生物，恒温器和增氧装置旁通接入系统内，以调整水温和増加养殖水中的溶解氧；处理过的养殖水再回流入养殖池中循环使用，以达至养殖用水零排放的目的。如图I所示，本发明还包括监控系统，包括设置水生物养殖系统中的參数探笔，以及和參数探笔通讯连接的控制仪，所述控制仪包括数据比对装置，以及当參数探笔获得的数据不在预设数值范围内发出警报的报警装置。主要实现以下功能氧化还原电位氧化还原电位是水质中ー个重要指标，能够综合其水质指标来反映水体系统中的生态环境；0RP探笔监测到水体的ORP值，反馈信息到控制仪，该控制仪能够根据用户设定的正常运行的ORP值及上下限进行报警，然后控制对臭氧发生装置进行开启和关闭的控制，从而达到控制臭氧气的投加量。溶解氧水体中溶解氧的多少直接与养殖生物及养殖密度有密切关系；D0探笔监测到水体的溶氧值，反馈信息到控制仪，使其能够根据用户设定的正常运行的溶氧值及上下限进行报警，通过对加氧装置(制氧机、无油罗茨风机、液氧罐电磁阀等)的开启和关闭，从而达到控制溶氧的浓度。用户可以根据不同养殖密度水体中养殖生物所需达到的溶解氧，设定不同的溶氧值。酸碱度养殖循环水循环过程中酸碱度会发生改变；pH探笔监测到水体的PH值，反馈信息到控制仪，该控制仪能够根据用户设定的正常运行的PH值及上下限进行报警，当水体中的水质偏酸或偏碱时，控制总碱度调节器的电磁阀开启或者关闭，从而达到控制水体PH值。电导率电导率是测量海水盐度的ー种方法，海水养殖中电导率会随盐度的变化而变化，电导率与盐度成正比。COND探笔监测到水体的电导率，反馈信息到控制仪，该控制仪能够根据用户设定的正常运行的电导率及上下限进行报警值，控制含有一定盐度的溶液罐或者清水罐的电磁阀开启或者关闭，添加一定量盐度的溶液或者清水，从而稳定水体中的盐度。温度不同养殖生物有不同的适宜生长温度；用户可根据养殖生物的不同，设定水体适宜生长的温度。温度(T)探笔监测到水体的温度，反馈信息到控制仪，该控制仪能够根据用户设定的正常运行的温度及上下限进行报警，控制温度控制装置(热泵、浸入式电热器、热交换、冷却器等)进行调控温度，維持养殖生物的最佳生长温度。水位控制鱼池或者其他容器的水位；当用户设定了鱼池的水位后，当水位探笔触点低于或者高于设定水位，可自动控制相关的水泵或者电磁阀开启或者关闭，从而使鱼池維持在一定的水位。利用专用数据线把控制仪与エ控机联接，可对各探笔所测的监测数据进行监测记录，并可输入电脑统计、处理监测数据，并打印输出日、周、月、季、年平匀数据以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各种监测、统计报告及图表(棒状图、曲线图多轨迹图、对比图等)，收集并可长期存储指定的监测数据及各种运行资料，并可与LED大屏幕控制软件进行连接，显示所测数值。本发明的监控系统，可以通过探笔对水体中參数进行探測，然后反馈信息到控制仪，如果超出了用户设定的正常运行的上下限则进行报警。从而实现监控的功能，优选的是，通过专用设备对水体中的水质进行调节。即实现了数据的监控，又实现了自动调节。本发明已通过优选的实施方式进行了详尽的说明。然而，通过对前文的研读，对各实施方式的变化和増加也是本领域的一般技术人员所显而易见的。申请人的意图是所有这些变化和増加都包含了本发明的落在了本发明权利要求的范围中的部分。·


本发明公开了一种水生物养殖的水环境监控系统，设置有监控系统，包括设置水生物养殖系统中的参数探笔，以及和参数探笔通讯连接的控制仪，所述控制仪包括数据比对装置，以及当参数探笔获得的数据不在预设数值范围内发出警报的报警装置。本发明的监控系统，可以通过探笔对水体中参数进行探测，然后反馈信息到控制仪，如果超出了用户设定的正常运行的上下限则进行报警。从而实现监控的功能，优选的是，通过专用设备对水体中的水质进行调节。即实现了数据的监控，又实现了自动调节。