一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统

摘要

一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统，涉及一种海洋生物养殖水处理。设有支撑框架、藻屏和照明装置；支撑框架设有外壳、环管、支撑片、进水管道和出水管道，外壳下方设一开口，开口与出水管道相连，环管置于外壳内侧上缘，环管由支撑片支撑并与进水管道相连，支撑片与外壳相连；藻屏置于环管下方并紧贴外壳内壁，藻屏由网格屏和附着在网格屏上的丝状海藻垫组成；照明装置置于支撑框架内，照明装置的灯具通过透明外罩与水环境隔绝；进入环管的待处理海水通过密布于环管上的小孔喷射于藻屏上缘，海水沿藻屏而下，均匀覆盖于整个藻屏，最后经排水管道进入养殖系统，利用接种于网格屏上的丝状海藻的生长实现移除系统富余营养盐的目的。

权利要求

1.一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统，其特征在于设有支撑框架、藻屏和照明装置；所述支撑框架设有外壳、环管、支撑片、进水管道和出水管道，外壳下方设一开口，开口与出水管道相连，环管置于外壳内侧上缘，环管由支撑片支撑并与进水管道相连，所述支撑片与外壳相连；藻屏置于环管下方并紧贴外壳内壁，所述藻屏由网格屏和附着在网格屏上的丝状海藻垫组成；所述照明装置置于支撑框架内，照明装置的灯具通过透明外罩与水环境隔绝；进入环管的待处理海水通过密布于环管上的小孔喷射于藻屏上缘，海水沿藻屏而下并覆盖于整个藻屏，最后经出水管道进入养殖系统，利用接种于网格屏上的丝状海藻的生长移除养殖系统富余营养盐。

2.如权利要求1所述一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统，其特征在于所述进水管道配有进水球阀，所述出水管道配有出水球阀。

3.如权利要求1所述一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统，其特征在于所述开口距离外壳底端为2～3cm。

4.如权利要求1所述一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统，其特征在于所述环管距外壳上方的距离为3～5cm。

5.如权利要求1所述一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统，其特征在于所述小孔设于环管近外壳一侧斜下方45°处，小孔直径为2～3mm，小孔间隙为0.5cm。

6.如权利要求1所述一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统，其特征在于所述2

网格屏的网格小于1mm。

7.如权利要求1所述一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统，其特征在于所述外壳为方形、圆柱形或其它规则形状。

8.如权利要求7所述一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统，其特征在于所述外壳的材料选自PVC、亚克力、玻璃中的一种。

9.如权利要求8所述一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统，其特征在于所述外壳的材料选自不透光的PVC材料。

10.如权利要求1所述一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统，其特征在于所述丝状海藻选择浒苔或刚毛藻。

11.如权利要求1所述一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统，其特征在于所述照明装置的灯具选自节能灯、荧光灯管、LED贴片灯、带透明外罩的潜水灯中的一种。

12.如权利要求1所述一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统，其特征在于所述照明装置的色温为2700K。

说明书

一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种海洋生物养殖水处理，尤其是涉及一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统。

背景技术

[0002] 大量的研究表明，氨氮和亚硝酸盐对水生生物具有毒害作用，它可以通过消耗水体中的溶氧，影响水生生物的正常呼吸和摄食，延缓生物的生长，并可能对生物的生理指标和组织器官造成严重的影响（Randall D J,Tsui T K N.Ammonia toxicity in fish.Marine Pollution Bulletin,2002,45(1):17-23;余瑞兰等.分子氨和亚硝酸盐对鱼类的危害及其对策.中国水产科学,1999,6(3):73-77;厦苏东等.养殖自污染因子对虾蟹健康的影响及其机理与控制.水产科学,2009,28(6):355-360）。因此，在水生生物养殖中，如何处理养殖系统中富余的营养盐是维持系统稳定，保证生物在系统中正常生长和繁殖的关键。

[0003] 由于大型海藻生长迅速，可以迅速将水体中的营养盐吸收并将其转化为自身的物质，因此在海水养殖中利用大型海藻吸收水体中的无机营养盐的报道屡见不鲜（刘静雯,董双林．海藻的营养代谢及其对主要营养盐的吸收动力学.植物生理学通讯,2001.37(4):325-330；岳维忠等．大型藻类净化养殖水体的初步研究 .海 洋 环 境 科 学 ,2004.23(1):13-15；da Silva Copertino,M.,T.Tormena,and U.Seeliger,Biofiltering efficiency,uptake and assimilation rates of Ulva clathrata(Roth)J.Agardh(Clorophyceae)cultivated in shrimp aquaculture waste water.Journal of Applied Phycology,2009.21(1):31-45；邹定辉,夏建荣．大型海藻的营养盐代谢及其与近岸海域富营养化的关系.生态学杂志,2011.30(3):589-595.）。混养大型藻类构建复合水产养殖系统是控制养殖水体富营养化的有效措施之一（韦玮,方建光和董双林,贝藻混养生态系互利机制中的作用因子.中国水产科学,2005.12(3):220-224.）。目前，大型海藻已经成为海水养殖业中一个重要的生物处理方法。

[0004] 利用大型海藻作为营养盐的“生物过滤器”，在海洋观赏生物的室内养殖中也得到广泛的应用。例如，在海洋观赏鱼的养殖中，经常会在水处理系统中设置单独的藻缸（refugium），通过藻缸内放养一些生长迅速的藻类，如厥藻，石莼，通过定期从藻缸移除大型海藻实现去除系统富余营养盐的目的。不过，利用大型海藻吸收水中的营养盐难以将系统的DIN浓度降至10mg/L以下，因此在造礁珊瑚等对养殖环境要求较高的海洋生物的养殖中，通常需要藻缸与其它机械式的装置（例如硝酸盐去除器）等结合起来才能较好实现营养盐控制的目的，这既增加了成本，也不经济。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供具有设计简易、使用高效以及成本低廉等特点，不仅可以用-于对水质要求相对较低的海洋生物的室内养殖（NO3<30mg/L），通过与“柏林”系统（又称自-
然系统法）相结合，而且可用于造礁珊瑚等对水质要求较高（NO3<5mg/L）海洋生物的养殖的一种用于室内海洋生物养殖水处理的藻屏系统。

[0006] 本发明设有支撑框架、藻屏和照明装置；所述支撑框架设有外壳、环管、支撑片、进水管道和出水管道，外壳下方设一开口，开口与出水管道相连，环管置于外壳内侧上缘，环管由支撑片支撑并与进水管道相连，所述支撑片与外壳相连；藻屏置于环管下方并紧贴外壳内壁，所述藻屏由网格屏和附着在网格屏上的丝状海藻垫组成；所述照明装置置于支撑框架内，照明装置的灯具通过透明外罩与水环境隔绝；进入环管的待处理海水通过密布于环管上的小孔喷射于藻屏上缘，海水沿藻屏而下，均匀覆盖于整个藻屏，最后经排水管道进入养殖系统，利用接种于网格屏上的丝状海藻的生长实现移除系统富余营养盐的目的。

[0007] 所述进水管道配有进水球阀，所述出水管道配有出水球阀。

[0008] 所述开口距离外壳底端最好为2～3cm。

[0009] 所述环管距外壳上方的距离最好为3～5cm。

[0010] 所述小孔可设于环管近外壳一侧斜下方45°处，小孔直径以2～3mm为佳，小孔间隙以0.5cm为宜。

[0011] 所述网格屏材质可采用纤维、塑料、pp材料等韧性较好且无生物毒性的材料，其上2
密布网格，所述网格屏的网格小于1mm。

[0012] 所述网格屏的大小依据处理水体积而定，以>1cm2/L为宜。

[0013] 所述外壳可为方形、圆柱形或其它规则形状，外壳的材料可选择刚性较好、硬度较高且防水密封的材料，如PVC、亚克力以及玻璃材质，以不透光的PVC材料为最佳。

[0014] 所述支撑框架上环管的形状根据外壳形态而定，材质选择PVC等刚性较好、硬度较高的材料。

[0015] 所述藻屏上的海藻垫最好选择浒苔（Enteromorpha）、刚毛藻（Cladophora）等丝状藻类，可人工接种于网格屏上。

[0016] 所述照明装置的灯具可选用节能灯、荧光灯管、LED贴片灯等，灯具可通过透明外罩与水环境隔绝；灯具也可直接选用有透明外罩的潜水灯。透明外罩需选用刚性较好，耐热性较好的材质，如玻璃等。照明装置的功率设置依据养殖水体的大小和藻屏的大小而定，色温以2700K为佳，不高于6400K。

[0017] 本发明中生长的藻类是一类被认为是毯藻（turf algae）的丝状大型海藻，一般高度不大于2cm，但是它比一般的大型海藻有着更快的生长速率，能在屏上生成厚厚的藻毯（algal mat），根据养殖水体的大小，构建一定大小的藻屏系统，可以迅速地将养殖系统的DIN浓度降低至1mg/L以下，这对造礁珊瑚等对水环境要求很高的海洋生物养殖提供了一个非常经济、高效的技术手段，这对我国海洋观赏生物的市场化推广提供强有力的技术支持。

[0018] 本发明涉及一种主要用于珊瑚、鱼类等海洋生物养殖过程中处理系统富余营养盐的水处理系统，它可以与珊瑚养殖的柏林系统相结合，用于造礁石珊瑚的人工养殖当中。

附图说明

[0019] 图1为本发明实施例（一种应用于海洋生物养殖水处理）的主视示意图。

[0020] 图2为本发明实施例（一种应用于海洋生物养殖水处理）的主视内部示意图。

[0021] 图3为本发明实施例（一种应用于海洋生物养殖水处理）的侧视示意图。

[0022] 图4为本发明实施例（一种应用于海洋生物养殖水处理）的网格屏结构示意图。

[0023] 图5为藻屏和环管截面图。

[0024] 图6为本发明实施例（一种应用于海洋生物养殖水处理）的藻屏（网格屏海藻附着后）实际效果图。

[0025] 图7为分别加载厥藻养殖缸和藻屏系统的柏林系统处理硝酸盐能力的比较图。在图7中，横坐标为藻缸和藻屏，纵坐标为硝酸盐（mg/L）。

具体实施方式

[0026] 以下实施例将结合附图对本发明做进一步说明：

[0027] 参见图1～6，本发明实施例设有支撑框架、藻屏8和照明装置；所述支撑框架设有外壳1、环管2、支撑片3、进水管道5和出水管道6，外壳1下方设一开口，开口与出水管道6相连，环管2置于外壳1内侧上缘，环管2由支撑片3支撑并与进水管道5相连，所述支撑片3与外壳1相连；藻屏8置于环管2下方并紧贴外壳1内壁，所述藻屏8由网格屏和附着在网格屏上的丝状海藻垫组成；所述照明装置置于支撑框架内，照明装置的灯具10通过透明外罩9与水环境隔绝；进入环管2的待处理海水通过密布于环管上的小孔7喷射于藻屏8上缘，海水沿藻屏8而下，均匀覆盖于整个藻屏8，最后经排水管道6进入养殖系统，利用接种于网格屏上的丝状海藻的生长实现移除系统富余营养盐的目的。

[0028] 所述进水管道5配有进水球阀41，所述出水管道6配有出水球阀42。

[0029] 所述开口距离外壳1底端为2～3cm。

[0030] 所述环管2距外壳1上方的距离为3～5cm，所述小孔7设于环管2近外壳1一侧斜下方45°处，小孔7直径为2～3mm，小孔间隙为0.5cm。

[0031] 所述网格屏材质可采用纤维、塑料、pp材料等韧性较好且无生物毒性的材料，其上2
密布网格，所述网格屏的网格小于1mm。

[0032] 所述网格屏的大小依据处理水体积而定，以>1cm2/L为宜。

[0033] 所述外壳可为方形、圆柱形或其它规则形状，外壳的材料可选择刚性较好、硬度较高且防水密封的材料，如PVC、亚克力以及玻璃材质，以不透光的PVC材料为最佳。

[0034] 所述支撑框架上环管的形状根据外壳形态而定，材质选择PVC等刚性较好、硬度较高的材料。

[0035] 所述藻屏上的海藻垫最好选择浒苔（Enteromorpha）、刚毛藻（Cladophora）等丝状藻类，可人工接种于网格屏上。

[0036] 所述照明装置的灯具可选用节能灯、荧光灯管、LED贴片灯等，灯具可通过透明外罩与水环境隔绝；灯具也可直接选用有透明外罩的潜水灯。透明外罩需选用刚性较好，耐热性较好的材质，如玻璃等。照明装置的功率设置依据养殖水体的大小和藻屏的大小而定，色温以2700K为佳，不高于6400K。

[0037] 在图6中，附着在网格屏上的大型海藻是浒苔（Enteromorpha sp.）。

[0038] 加载厥藻养殖缸和藻屏系统的柏林系统处理硝酸盐能力的比较图参见图7。

[0039] 实施例1：在某珊瑚养殖水族缸，养殖水体约600L，我们依据所述结构特征构建一个藻屏系统，网格屏2块，大小约30cm*30cm。将藻屏系统加载至珊瑚养殖系统（柏林系统：活石+蛋白质分离器）当中，1星期后，网格屏上开始长丝状绿藻浒苔Enteromorpha spp.，
1个月后，浒苔覆盖整个藻屏，系统营养盐的浓度从15mg/L降至0.5mg/L以下，系统中养殖近20种造礁石珊瑚，生长良好。

[0040] 实施例2：在某珊瑚养殖系统中（养殖水体约800L），我们比较加载了大型海藻养殖缸（厥藻Caulerpa sp.，下称蕨藻缸）和藻屏系统的柏林系统处理营养盐的能力。通过硝酸盐浓度的持续监测，我们发现，厥藻缸中硝酸盐浓度在10～20mg/L之间波动，而本发明建立的藻屏系统可以将营养盐降至0.2～1.0mg/L（图7）。当丝状海藻生物量较高时，通过刮走藻屏上的丝状海藻实现从系统中移除营养盐的目的。不过，海藻刮离藻屏后1～2天内养殖系统的硝酸盐浓度会发生轻微的波动，硝酸盐浓度会从上升至2mg/L，但也远低于10～20mg/L，表明藻屏系统的营养盐处理效率远高于厥藻的处理效率。