CN117682727A - 一种数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了水产养殖领域的一种数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统，包括养殖池、生态沟渠、沉淀池、曝气池，用于增加尾水中的溶氧量，分解水体的有机物；曝气池底部设置有曝气盘，通过充分硝化曝气充氧，使得水中的氨态氮转化为硝酸盐氮；生物净化池，用于利用不同营养层次的水生生物对水体分解后的无机物实施利用；过滤坝，用于滤去水体中悬浮物；过滤坝底部采用机挖垒土筑坝，过滤坝主体由多孔砖砌筑，过滤坝内部填充有若干滤料板。本发明实现池塘养殖尾水的有效处理和循环利用，提高水产养殖的效率和质量，同时也有利于保护环境和改善周边生态环境，是实现可持续发展的一种有效的治理模式。

Description

一种数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统

技术领域

本发明属于水产养殖领域，具体是一种数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统。

背景技术

渔业具有比较效益高、增值潜力大等优点。依托微山湖优势自然资源，打造养殖品种特色品牌，大力发展旅游、垂钓、餐饮、体育、康养等新产业，不断延伸渔业产业链条，既能够安置农村剩余劳动力，带动农民多层次、多渠道就业，又能形成新的经济增长点，对促进新时期农民增收、实现农村产业结构调整具有重大意义。

水产养殖快速发展，养殖规模逐步扩大，逐渐由传统池塘养殖转向集约化、高密度的养殖模式，养殖尾水排放量增加和环境污染日益严重。养殖尾水中污染物主要来源于饵料的投放，残饵引起水生态系统中的氮、磷输入较高，未经处理以水体形式外排将造成流域水环境污染。该污染特点为水量大、超标因子少、浓度偏低、存在季节性，通常以夏季养殖生产密集期产生污染。

养殖尾水直排导致大量的养殖残饵和粪便等有机物的污染使得水体透明度变化；水生生物的呼吸作用和有机质的分解产生CO₂，pH下降，水体酸碱度变化；养殖动物呼吸、残饵和排泄物等分解消耗大量的氧气，有机质进行厌氧分解，水体中硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐等还原为分析零值，同时产生硫化氢等有害气体；水体营养盐变化，水体富营养化，进而改变环境生物群落，甚至产生水华等危害；养殖残饵和排泄物的堆积，促使微生物活动加强和营养盐再生，缺氧情况下，水底沉淀物分解产生大量的有害气体(硫化氢、甲烷、氨等)、有机酸等有害物质，环境水体底质变化。

养殖池塘大都缺乏尾水处理设备，水产养殖环境压力凸显，影响了水质以及湖泊生态系统健康，迫切需要对自然保护区限养区的池塘空间布局区进行优化调整。养殖水破坏生态平衡，易造成鱼病爆发。随着渔业养殖发展，集中连片养殖水质净化技术如不完善，将导致养殖过程中养殖尾水的集中排放，对流域水环境造成冲击。所以本发明提出一种数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明提出了一种数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统，实现池塘养殖尾水的有效处理和循环利用，提高水产养殖的效率和质量，同时也有利于保护环境和改善周边生态环境，是实现可持续发展的一种有效的治理模式。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统，包括养殖池、生态沟渠、沉淀池、曝气池、生物净化池和过滤坝。

养殖池，用于水产养殖。

生态沟渠，用于对养殖尾水进行初步处理，将汇集的尾水引入沉淀池。

沉淀池，用于将尾水中不溶于水中的固体污染物沉淀下来并去除。

曝气池，用于增加尾水中的溶氧量，分解硝化菌的繁殖，分解水体的有机物；曝气池底部设置有曝气盘，通过充分硝化曝气充氧，促进硝化反应的进行，使得水中的氨态氮转化为硝酸盐氮。

生物净化池，用于利用不同营养层次的水生生物对水体分解后的无机物实施利用，提升水体的自净能力，恢复水体的活力。

过滤坝，用于滤去水体中悬浮物；过滤坝底部采用机挖垒土筑坝，过滤坝主体由多孔砖砌筑，过滤坝内部填充有若干滤料板；过滤坝有两个，分别置于沉淀池与曝气池之间，曝气池与生物净化池之间。

采用上述方案后实现了以下有益效果：系统通过养殖池、生态沟渠、沉淀池、曝气池、生物净化池和过滤坝的协同作用，实现了对养殖尾水的全面处理，提高了尾水处理的效率和效果。系统实现了对养殖尾水的循环利用，减少了水资源的浪费，同时也有利于减少对自然水体的污染。系统通过高效处理和循环利用，为水产养殖提供了良好的水质环境，有利于水产动物的健康生长，提高了养殖效益。不仅处理了养殖尾水，还通过生态沟渠、生物净化池等手段对周边环境进行了综合治理，有利于改善周边生态环境。系统可以通过数字化手段对水质、流量等参数进行实时监测和记录，方便管理人员进行管理和决策。系统可以通过自动化设备实现尾水的自动收集、处理和循环利用，减轻了劳动强度，提高了生产效率。系统采用了可持续发展的理念，不仅关注当前的养殖效益，还考虑到了环境保护和资源利用的长期发展，有利于实现经济效益和环境效益的双赢。

本发明系统通过对进、排水体系、养殖池塘进行整体规划，运用沉淀、过滤、微生物分解、动物净化、植物净化(微藻类+大型藻类)、曝气等技术处理池塘养殖尾水，构建“沉淀池+过滤坝+曝气池+过滤坝+生物净化池”系统，尾水经处理后循环利用。可以实现池塘养殖尾水的有效处理和循环利用，提高水产养殖的效率和质量，同时也有利于保护环境和改善周边生态环境，是实现可持续发展的一种有效的治理模式。

进一步，滤料板包括框架，框架外侧壁均包裹有网布，网布和框架组成置物腔室，置物腔室中填充有滤料，每个滤料板填充的滤料均不相同。

过滤坝内部两侧均固定连接有若干滑轨，滑轨内部两侧均固定连接有齿条，滤料板两侧侧壁嵌设有电机，电机输出端均同轴固定连接有齿轮，齿轮与齿条啮合，电机信号连接有控制器，控制器信号连接有监测子系统，过滤坝主体迎水面的前方固定连接有前端过滤网。

有益效果：通过在过滤坝内部设置滑轨和齿条，以及将电机与齿轮和齿条相啮合，可以推动滤料板在滑轨上移动。这种设计使得滤料板可以更加方便地进行移动和更换，从而提高了过滤效率。由于每个滤料板填充的滤料均不相同，因此可以根据不同的过滤需求选择不同的滤料板进行过滤。这种设计可以增强过滤效果，提高过滤精度。通过将电机信号连接至控制器，以及将控制器信号连接至监测子系统，可以实现智能化控制。这种设计可以实现对过滤过程的实时监控和自动控制，从而提高了过滤过程的稳定性和可靠性。通过在过滤坝主体迎水面的前方固定连接前端过滤网，可以有效地阻挡水中杂物对过滤坝的冲击，提高了过滤坝的安全性。

通过将需要更换的滤料板下移至指定位置，可以直接进行更换操作，而不需要将整个过滤坝结构进行拆卸或者移动，大大提高了更换滤料板的效率。由于不使用的滤料板上移出水面，因此不会对过滤过程的正常进行产生影响，保证了过滤过程的连续性和稳定性，还可以避免滤料板长时间浸泡在水中，从而延长了滤料板的使用寿命。

进一步，监测子系统包括若干传感器和报警装置，传感器包括pH传感器、氨氮传感器和溶解氧传感器，报警装置包括扬声器和警示灯。

有益效果：通过使用传感器，可以实时监测水体的pH、氨氮和溶解氧等参数，从而及时掌握水体的状态，有利于采取相应的处理措施。通过连续监测水体的参数，可以预测水质的变化趋势，及时发现潜在问题，从而采取预防性维护措施，减少设备损坏和停机时间。通过对水体参数的监测和分析，可以优化水处理过程，提高处理效率和处理质量。报警装置可以在水体参数出现异常时及时发出警报，提醒工作人员采取相应的处理措施，从而保障水处理过程的安全和稳定。

进一步，生态沟渠上沿宽度大于3.0m，底部宽度大于1.0m，深度大于1.5m；生态沟渠内设有生态浮床，生态浮床由PVC材料制成且呈长方形结构，生态浮床上种植有水生植物，生态浮床按生态沟渠宽度的30％-50％设置。

有益效果：生态沟渠和生态浮床的设计有助于净化水质。通过种植水生植物，可以吸收水中的营养物质、有机物和重金属等污染物，从而改善水质。生态浮床上的水生植物可以提供生物栖息地，吸引昆虫、鱼类等生物前来栖息，从而增加水生生物多样性。生态沟渠和生态浮床的设计可以美化环境。生态沟渠的宽阔和深度给人以壮观的感觉，而生态浮床上的水生植物则可以增加视觉效果，使环境更加优美。由于生态沟渠和生态浮床的设计可以降低水流的速度，从而减少噪音的产生，有助于创造安静的环境。通过生态沟渠和生态浮床的设计，可以有效地利用雨水资源，减少水资源的浪费。同时，生态沟渠还可以起到排水的作用，有助于防止水患的发生。

进一步，沉淀池中沉淀的不溶于水中的固体污染物包括的悬浮物、排泄物和残渣。

有益效果：沉淀池能够去除水中的悬浮物、排泄物和残渣等不溶于水的固体污染物。经过沉淀处理后，水中的污染物含量减少，水质得到显著改善。悬浮物、排泄物和残渣等污染物是水体污染的主要来源之一。通过沉淀池的处理，可以减少这些污染物的排放，有助于保护水体环境和生态系统的健康。

沉淀池通常作为水处理过程中的预处理步骤，可以为后续的处理过程提供更良好的处理条件。例如，减少悬浮物对生物处理过程的影响，提高处理效率。沉淀池将不溶于水的固体污染物从水中分离出来，为后续的处理过程提供便利。这可以降低后续处理过程的难度和成本，提高整个水处理过程的效率。沉淀池中沉淀的固体污染物可以成为资源回收的来源。例如，一些有价值的物质可以提取出来进行再利用，实现资源的最大化利用。

进一步，曝气池池底的曝气盘，每亩配置30个-50个，并配备相应功率的罗茨鼓风机，其功率1.0-3.0kW。

有益效果：每亩配置30个-50个曝气盘，可以确保水体得到充足的氧气供应，促进好氧微生物的生长和代谢，提高水体的净化效果。配备的罗茨鼓风机功率在1.0-3.0kW之间，这意味着可以为曝气盘提供充足的气流。适当的气流量可以确保水流的均匀分布，减少死区，提高氧气的利用率和水体的净化效率。

在满足水体氧气需求的前提下，适当降低鼓风机的功率可以降低能源消耗。曝气盘通常具有较长的使用寿命和较低的维护成本。其配置的鼓风机也应该是可靠的，易于维护和保养。这样的设备配置可以减少维修停机时间，确保水处理过程的连续性和稳定性。曝气盘和罗茨鼓风机可以适应不同的水质条件和环境因素。例如，不同季节的水温和溶解氧需求、不同水质的水体污染程度等。这种适应性使得曝气池可以更好地应对不同情况下的水质净化需求。

进一步，生物净化池内的水生生物包括水生动物和水生植物，水生植物占总生物净化池面积的15％-30％。

其中水生动物包括鲢、鳙、青虾、螺和蚌，水生植物包括沉水植物和挺水植物；沉水植物包括轮叶黑藻和伊乐藻，挺水植物包括鸢尾和菖蒲。

有益效果：水生动物和植物的多样性有助于建立一个稳定的生态系统，提高水体的自净能力。不同种类的水生生物可以共同协作，有效地利用和处理水中的污染物。水生动物(如鲢、鳙、青虾、螺和蚌)可以作为水生植物(如轮叶黑藻和伊乐藻)的食物来源，形成完整的食物链。这样的食物链有助于维持生态平衡，并提高水体的净化效率。沉水植物(如轮叶黑藻和伊乐藻)可以吸收水中的营养物质，如氮和磷，从而减少水中的污染物。挺水植物(如鸢尾和菖蒲)则可以吸收和储存碳，有助于减少水中的有机物。

如果这些水生动物和植物得到妥善的管理和保护，它们可以成为吸引游客的生态旅游资源。例如，游客可以在生物净化池旁欣赏到美丽的沉水植物和挺水植物，以及在其中游动的水生动物。

进一步，沉淀池、曝气池和生物净化池的面积比例为45：5：50，沉淀池和曝气池的池深均为2m，生物净化池池深1-3m。

有益效果：面积比例为45：5：50，可以确保水体在三个区域中的处理效率相对均衡。沉淀池和曝气池的面积相对较大，可以更好地完成水体的初步净化，而生物净化池的面积较大，可以为水体提供进一步的生物净化。沉淀池和曝气池的池深均为2m，这样的深度设计有助于水体的均匀分布，同时可以确保污染物在池中得到充分的沉淀和曝气处理。生物净化池的池深为1-3m，这样的深度设计可以适应不同季节的水位变化，同时为水生生物提供适宜的生长环境，有利于提高水体的自净能力。

通过合理的区域面积和深度配置，可以确保水体得到充分的处理，并提高整个水处理系统的效率和稳定性。这样的设计考虑了不同区域的面积和深度因素，旨在提高水体的净化效率、保障水质的稳定性和节约能源。

附图说明

图1为本发明数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统实施例的框架图。

图2为本发明数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统实施例中过滤坝主体的剖视图。

图3为本发明数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统实施例中滑轨的侧视图。

图4为本发明数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统实施例中养殖池的结构示意图；

图5为图4的A部分放大图；

图6为本发明数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统实施例框架的俯视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：过滤坝主体1、滤料板2、滑轨3、齿条4、齿轮5、直线电机模组11、气缸12、气管13、水管14、支架15、振动器16、饲料网17、电磁换向阀18、地面19、框架21、支撑板22、支撑环23、池塘24、喷头25、过滤网31、上支撑部32、弹簧33、压力传感器34

实施例1，基本如附图1所示：一种数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统，包括养殖池、生态沟渠、沉淀池、曝气池、生物净化池和过滤坝。沉淀池、曝气池和生物净化池的面积比例为45：5：50，沉淀池和曝气池的池深均为2m，生物净化池池深1-3m。

养殖池，用于水产养殖。

生态沟渠，用于对养殖尾水进行初步处理，将汇集的尾水引入沉淀池。生态沟渠上沿宽度大于3.0m，底部宽度大于1.0m，深度大于1.5m；生态沟渠内设有生态浮床，生态浮床由PVC材料制成且呈长方形结构，生态浮床上种植有水生植物，生态浮床按生态沟渠宽度的30％-50％设置。

沉淀池，用于将尾水中不溶于水中的固体污染物沉淀下来并去除。不溶于水中的固体污染物包括的悬浮物、排泄物和残渣。

曝气池，用于增加尾水中的溶氧量，分解硝化菌的繁殖，分解水体的有机物；曝气池底部设置有曝气盘，通过充分硝化曝气充氧，促进硝化反应的进行，使得水中的氨态氮转化为硝酸盐氮。曝气盘每亩配置30个-50个，并配备相应功率的罗茨鼓风机，其功率1.0-3.0kW。

生物净化池，用于利用不同营养层次的水生生物对水体分解后的无机物实施利用，提升水体的自净能力，恢复水体的活力。水生生物包括水生动物和水生植物，水生植物占总生物净化池面积的15％-30％。其中水生动物包括鲢、鳙、青虾、螺和蚌，水生植物包括沉水植物和挺水植物；沉水植物包括轮叶黑藻和伊乐藻，挺水植物包括鸢尾和菖蒲。

过滤坝，用于滤去水体中悬浮物；过滤坝底部采用机挖垒土筑坝，过滤坝主体1由多孔砖砌筑，过滤坝内部填充有若干滤料板2；过滤坝有两个，分别置于沉淀池与曝气池之间，曝气池与生物净化池之间。

具体实施过程如下：在选定的地点进行现场勘查和测量，确定养殖池、沉淀池、曝气池、生物净化池和过滤坝的位置和尺寸。同时，准备好所需的材料和设备，包括养殖池的建筑材料、过滤设备、水泵、管道和传感器等。根据设计图纸和规范，进行养殖池的施工建设。养殖池的形状和尺寸可以根据实际需求进行定制，一般以圆形或方形为主。在养殖池周边建设生态沟渠，用于对养殖尾水进行初步处理。生态沟渠的尺寸和形状根据实际需求进行设计，一般宽度为3m以上，深度大于1.5m。生态沟渠首先起到汇集养殖尾水的作用，将分散的尾水集中起来。生态沟渠利用自然的生态过程，通过植物、微生物和动物等的综合作用，对尾水进行初步的净化处理。利用生态沟渠内设置的生态浮床种植水生植物，这些水生植物能够吸收水中的营养物质，减少水体中的污染物质。经过生态沟渠初步处理后的尾水，会被导向至沉淀池，进行进一步的处理。

沉淀池利用重力沉降的原理，使尾水中的悬浮物和固体颗粒物在池中沉降下来。通过减慢尾水流速，悬浮物和固体颗粒物有更多的时间在池中沉降。有些悬浮物和固体颗粒物可能会附着在气泡上，随着气泡的上浮而离开沉淀池。

曝气池利用曝气设备向水中引入空气，增加水中的溶氧量，并促进硝化反应的进行。曝气盘利用罗茨鼓风机产生的压力将空气引入水中，增加水中的溶氧量。当空气与水充分混合时，氧气会从空气中释放出来并溶解在水中，从而增加水中的溶氧量。曝气盘还通过促进硝化反应的进行来分解水体的有机物。硝化反应是指将氨态氮转化为硝酸盐氮的过程，这个过程需要充足的氧气和适宜的温度。在曝气盘的作用下，氧气和氨态氮充分混合，为硝化细菌提供了适宜的生长条件，从而促进了硝化反应的进行。曝气池能够增加水中的溶氧量，分解水体的有机物，并将氨态氮转化为硝酸盐氮。这些过程有助于改善水质，提高水体的生态平衡和自净能力。

生物净化池通过模拟自然生态系统中的生物群落结构，对水体中的污染物进行吸收、转化和分解的设施。其基本原理是利用不同营养层次的水生生物对水体分解后的无机物实施利用，通过水生生物之间的相互作用，促进水体的自净能力，恢复水体的活力。在生物净化池中，水生生物主要包括水生动物和水生植物。水生植物占总生物净化池面积的15％-30％，为水体提供了丰富的氧气和营养物质，同时为水生动物提供了栖息和食物来源。通过生物净化池的作用，可以有效地吸收和转化水体中的污染物，提高水质并恢复水体的活力。同时，生物净化池还可以为周围的生态环境提供生态服务，如改善水质、维持生物多样性、提供食物来源等。

水生动物包括鲢、鳙、青虾、螺和蚌等。这些动物有着不同的生活习性和食性，能够利用各种方式(如滤食、捕食)来帮助净化水体中的污染物。例如，鲢、鳙等滤食性鱼类能够过滤水体中的悬浮物和藻类，青虾、螺等捕食性动物能够捕食水体中的浮游生物和有机碎屑。水生植物包括沉水植物和挺水植物。沉水植物如轮叶黑藻和伊乐藻等，能够吸收水体中的营养物质，同时通过光合作用产生氧气。挺水植物如鸢尾和菖蒲等，能够固定水体中的悬浮物和有机物，同时为水生动物提供栖息和食物来源。在生物净化池中，水生植物和水生动物之间存在相互作用和依存关系。水生植物为水生动物提供食物和栖息空间，同时吸收水体中的营养物质；水生动物则能够帮助分解水体中的有机物质和碎屑，促进水体的自净能力。

过滤坝主要用于去除水体中的悬浮物。通过多孔砖砌筑的过滤坝主体1和内部的滤料板2，将水体中的悬浮物拦截下来，达到净化水质的目的。过滤坝的底部采用机挖垒土筑坝的方式建造，这样可以确保坝体的稳定性和强度。过滤坝的主体由多孔砖砌筑而成，这种多孔结构可以允许水通过，但阻止悬浮物通过。过滤坝的内部填充有若干滤料板2，这些滤料板2可以进一步去除水中的悬浮物。滤料板2通常由塑料或合成材料制成，具有高强度、耐腐蚀、寿命长等优点。过滤坝有两个，分别置于沉淀池与曝气池之间，以及曝气池与生物净化池之间。第一个过滤坝主要去除沉淀池中排出的水体中的悬浮物，第二个过滤坝则进一步净化曝气池和生物净化池中的水体。通过过滤坝的作用，可以有效地去除水体中的悬浮物，提高水质并恢复水体的活力。同时，过滤坝还可以为周围的生态环境提供生态服务，如改善水质、维持生物多样性、提供食物来源等。

例如：高楼乡昭阳村养殖区面积4276.5亩。养殖区位于刘楼河北侧，西侧为河道，东邻泄洪浅槽，西北为荷塘月色风景观赏区，昭阳村位于养殖区内偏西侧。现状池塘多不规则，养殖面积大小不一，养殖面积小到3-5亩，大到200-255亩，以10-20亩面积为主，池塘布局基本为东西走向，无养殖尾水处理设施及进排水系统，通电设施不全。池塘均为传统养殖池塘，自然水位补水方式，养殖密度中等，养殖品种为河蟹套养南美白对虾，河蟹亩产200公斤左右，南美白对虾亩产150公斤左右。养殖区现状地形标高低，近年来，微山湖高水位时，养殖区整体都被淹没，养殖户损失较大。

根据场地现状，本养殖区分为东西两个片区，西侧片区利用现状环沟改造为尾水处理区，东侧片区利用现有养殖塘作为尾水处理区，养殖尾水分别汇集到各净化区处理后进入回用水池循环使用。设计进排水分离，A区尾水处理面积180亩，B区尾水处理面积111亩。尾水从养殖池塘由移动式潜污水泵排入排水管或排水渠，经排水渠或排水管排入沉淀池，经过滤坝进入曝气池曝气，然后经过过滤坝进入生物净化池，经检测，达标回用；进水为达标以后的水通过回水泵站进入进水渠或进水管道，使用水泵泵入养殖池塘。

本区域现状池塘面积4276.50亩，养殖水体面积2759.25亩，水量403万m³。综合布局考虑，设置2个独立的单元进行尾水处理，日均尾水处理量为3.5万方。尾水处理后循环利用。本养殖区尾水治理设施单元主要包括沉淀池、过滤坝、曝气池、生物净化池等。其中A区沉淀池、曝气池、生物净化池的比例为45：5：50；B区沉淀池、曝气池、生物净化池的比例为44：5：51。尾水净化区的沉淀池、曝气池和生物净化池各功能单元均利用现状环沟、养殖塘进行清淤、改造而成。

A区建设方案

沉淀池(面积为54027m²)：尾水进入沉淀池进行预处理，沉淀池平均水深2米，沉淀池布局时，充分考虑增加水流流程，延长养殖尾水在沉淀池中停留时间，使水体中悬浮物沉淀至池底。同时在池中布设生态浮床2组共111m²、生物毛刷6组1728根及挺水植物(菖蒲4200m²、鸢尾5400m²)的同时并进行清淤53080m³，将河蟹养殖池塘悬浮物截留，有效降解尾水中的污染物。

过滤坝(A区2座，10*2*2.5m)：尾水经沉淀后，通过过滤坝过滤，以过滤尾水中的颗粒物。本片区过滤坝尺寸为10*2*2.5m过滤坝墙体采用Mu15烧结多孔砖，砌筑时多孔砖需沿水流方向砌筑，使流水通过多孔砖达到潜流过滤效果，过滤坝两墙之间填充砾石和火山岩滤料，两种滤料分别占比50％。过滤坝前设置一道镀锌钢板网，钢板高出坝顶15cm，用以拦截落叶等漂浮物。

曝气池(A区面积为6003m²)：沉淀池净化后的水体穿过滤坝进入曝气池。曝气池占地面积占整个净化区的5％，设计水深2m。针对经沉淀去除后的水体溶氧较低，对水体中污染物自身氧化降解能力较弱的特点，在池底构建曝气复氧系统，将水体溶氧浓度提升超过5mg/L，大幅提升水体自身氧化自净能力，促进有机物分解。本次工程曝气池设置曝气风机房，同步配置三叶罗茨鼓风机2套，1用1备，风机参数：Q＝30m³/min，P＝29.4KPa，N＝22kw。

生物净化池(A区面积为60030m²)：尾水经曝气池处理后再经过一道过滤坝，进一步滤去水体中颗粒物，再进入生物净化池。本片区生物净化池面积占治理设施总面积的50％，水深2.0m，净化池边缘水深1.0m，这样就构建了厌氧、好氧的环境，利用不同营养层次的水生生物最大程度去除水体污染物。池内种植沉水(伊乐藻、轮叶黑藻)、挺水(菖蒲、鸢尾)4种水生植物，以吸收净化水体中的氮、磷等营养盐(覆盖面积为生物净化池40％)；适当放养鲢、鳙鱼等滤食性水生动物。生物净化池底部种植沉水植物(伊乐藻2500m²、轮叶黑藻4000m²)，四周岸边种植挺水植物(菖蒲3000m²、鸢尾3250m²)，合理选择植物种类，分类搭配，同时对生物净化进行清淤113634m³，构建水生植物—微生物—经济动物等多营养层次的尾水处理系统。

B区建设方案同上，沉淀池(B区面积为32683m²)、过滤坝(B区2座，8*2*2.5m)、曝气池(B区面积为4002m²)和生物净化池(B区面积为37352m²)；在沉淀池中种植挺水植物(菖蒲3000m²、鸢尾3750m²)的同时并进行清淤17972m³；生物净化池底部种植沉水植物(伊乐100m²、轮叶黑藻1000m²)，四周岸边种植挺水植物(菖蒲3000m²、鸢尾3000m²)，合理选择植物种类，分类搭配，同时对生物净化进行清淤28236m³。

本次工程养殖区主要以养殖河蟹为主，其尾水污染物浓度处于中、低水平，主要污染物为水体中无机氮和磷酸盐，因此选用经济、可靠、适应性强的尾水治理模式。本模式的工程投资较低，占地面积较少，满足项目水质达标循环利用要求。

实施例2，与上述实施例不同之处在于，如附图2和图3所示：滤料板2包括框架，框架外侧壁均包裹有网布，网布和框架组成置物腔室，置物腔室中填充有滤料，每个滤料板2填充的滤料均不相同。

过滤坝内部两侧均固定连接有若干滑轨3，滑轨3内部两侧均固定连接有齿条4，滤料板2两侧侧壁嵌设有电机，电机输出端均同轴固定连接有齿轮5，齿轮5与齿条4啮合，电机信号连接有控制器，控制器信号连接有监测子系统，过滤坝主体1迎水面的前方固定连接有前端过滤网。

监测子系统包括若干传感器和报警装置，传感器包括pH传感器、氨氮传感器和溶解氧传感器，报警装置包括扬声器和警示灯。

具体实施过程如下：在系统开始运行之前，每个滤料板2都填充有特定的滤料，这些滤料根据其性质和用途被预先放置在置物腔室中。当系统开始运行时，监测子系统中的传感器(如pH传感器、氨氮传感器和溶解氧传感器)会开始对尾水进行实时监测。这些传感器会收集关于水质的各种数据，如pH值、氨氮浓度和溶解氧含量等。传感器将收集到的数据通过信号传输给控制器。控制器接收到这些数据后，会进行初步的数据处理和分析。

控制器根据预先设定的参数和阈值，对收集到的数据进行进一步的分析。例如，如果pH值超过预设的阈值，控制器就会判断此时的水质情况需要进行滤料板2的更换。根据分析结果，控制器会向电机发送指令，指示其进行特定的操作。电机根据控制器的指令，驱动齿轮5与齿条4啮合，从而带动滤料板2移动。当滤料板2移动到预设的位置时，控制器的指令会指示电机停止转动。这样，滤料板2的更换就完成了。

如果在实时监控过程中，水质情况持续恶化或者出现其他异常情况，监测子系统中的报警装置(如扬声器和警示灯)就会启动，及时通知工作人员进行处理。在整个过程中，如果发现更换滤料板2后水质改善不明显或者异常情况依然存在，控制器会根据实际情况重新进行数据分析，并发送新的指令，以进行进一步的滤料板2更换或者采取其他必要的净化措施。通过上述实施过程，可以实现对尾水进行实时监控，并根据监控数据及时更换不同滤料的滤料板2，从而有效改善水质、提升水体的自净能力。同时，通过报警装置及时发现异常情况并采取相应处理措施，保证了系统的稳定性和可靠性。

更换滤料板2时，需要的滤料板2下移至指定位置，不使用的滤料板2上移出水面。将不使用的滤料板2上移至水面以上，可以方便地对这些滤料板2进行日常检查和维护，对其表面进行清洗和消毒，有助于减少细菌对水体的二次污染，并保持水体的清洁和健康。将不使用的滤料板2上移至水面以上，可以避免滤料板2受到水流的冲击和磨损，从而延长其使用寿命。在滤料板2上移至水面以上的过程中，可以对滤料板2进行适当的清洗和整理，去除附着在表面的杂质和生物膜，有助于提高滤料板2的吸附和过滤效率，从而更好地净化水质。

同时移出水面，滤料板2还可以得到充足的日晒，日晒可以帮助滤料板2保持干燥，避免滤料板2内部积水或积聚污垢；紫外线照射可以杀死滤料板2上的部分细菌和病毒，有助于减少水体中的生物污染；日晒还可以促进滤料板2的氧化，使其表面形成一层保护膜，减少细菌在滤料板2表面的滋生；充足的日晒可以使滤料板2表面干燥，减少水分的附着，从而提高其吸附和过滤效率，还有助于滤料板2表面的更新和修复，使其在后续使用中更好地发挥作用。

实施例3，与上述实施例不同之处在于，基本包括附图4、附图5和附图6所示：养殖池包括机架和安装在机架的运输组件，运输组件为现有的直线电机模组11，直线电机模组11的下方设置有沿直线电机模组11运动轨迹方向布置的若干池塘24，池塘24的开口高于地面1920-50cm。本实施例中优选为45cm。通过池塘24较高设计，是为了尽量避免河蟹攀爬出池塘24内，减少河蟹损失。

直线电机模组11的输出端上设置有输送组件，输送组件包括气缸12，气缸12螺栓固定在直线电机模组11的输出端上，气缸12的输出轴上螺栓固定安装有镂空的框架21，框架21的长度以及宽度均小于池塘24的长度以及宽度(池塘24和框架21均呈矩形)，气缸12的输出轴上沿其周向螺栓固定安装有支撑板22，支撑板22与框架21螺栓固定连接。本实施例中，气缸12通过支撑板22带动框架21向上或者向下运动，直线电机模组11带动气缸12和框架21水平运动，如此可以对池塘24进行更换，这个过程中，在重力的作用下，河蟹保留在框架21内，泥沙通过框架21过滤。如此，当框架21放入至下一个池塘24时，死亡或者病弱的河蟹会基本停留在原位置，养殖人员能够精准的去除掉这些河蟹，而泥沙被单独留在上一个池塘24内，养殖人员可以进行消毒杀菌，而不影响河蟹的生长发育。

本实施例中，气缸12的输出轴上螺栓固定安装有电磁换向阀18，电磁换向阀18的一个出口通过直管连通有若干喷头25，喷头25为电磁喷头25，电磁换向阀18的两个入口分别连通有水路系统和气路系统。水路系统包括水泵，水泵连通有水管14，水管14与电磁换向阀18连通。气路系统包括气泵，气泵连通有加热器，加热器通过气管13与电磁换向阀18连通，本实施例中，气缸12的输出轴上螺栓固定安装有支撑环23，若干喷头25沿支撑环23的周向布置，并且若干喷头25与若干支撑板22错开布置，若干喷头25的出口朝向上方(减少气体或者水对泥沙形成搅动)。本实施例中，当电磁换向阀18与水泵连通时，水泵通过电磁换向阀18向喷头25送水，当电磁换向阀18与气泵连通时，气泵通过电磁换向阀18向喷头25送气。当然由于还有加热器，加热器可以对气体进行加温，而加温度后的气体可以对水进行一定的温度调控。

本实施例中，还包括控制器，控制器可以为计算机，PLC控制器或者单片机等，本实施例中优选为计算机，控制器电连接有温度传感器和水质监测器，控制器与气泵、直线电机模组11、气缸12、电磁换向阀18、加热器和水泵均电连接。

综上所述，水质监测器以对池塘24内的水进行监测，例如：水质监测输入的信息为良好，则控制器以控制电磁换向阀18与气泵连通，同时控制气泵向喷头25输送气体，气体以对池塘24内的水进行曝气，曝气改善氧含量，减少颗粒物，在一定程度上提高水质，若水质监测器输入的信息为中，则控制器以控制电磁换向阀18与水泵连通，同时控制水泵想喷头25输送水，填充池塘24内的水，以使得池塘24内的尾水排出至生态沟渠，替换干净的水。若经过曝气和换水处理，水质仍然会存在不好的情况(泥浆内有河蟹死亡，发生了腐烂)通过换水的方式可能难以解决，则控制器以控制气缸12带动框架21向上运动，而泥沙通过框架21且留在池塘24内，如此，使得河蟹与泥沙分离，在框架21上的河蟹便于减少，去除部分死亡或者病弱的河蟹。最后通过运输组件将河蟹运输至另一个池塘24内继续养殖。留在池塘24内的泥沙可以做消毒处理，去除河蟹尸体腐烂或者死亡带来的危害。当然，也可能水质监测器的检测不准确，本实施例还可以在一段时间内也可以将河蟹换池塘24养殖。当然池塘24内的水温度较低时(温度传感器检测)，可以通过加热器对气体进行一定的加热，如此调节水温，若池塘24内的水温度较高，通过曝气也能够在一定程度上降温，也达到调节水温的目的。

由于从池塘24内溢出的水为尾水，因此，本申请中，在池塘24的外周设置有位于地面19上的生态沟渠，则尾水经过生态沟渠流向沉淀池，以将尾水进行处理，然后再进行河蟹养殖实用，如此达到水循环的目的。这个过程中，由于水的溢流可能会带出部分河蟹，本实施例中，生态沟渠的上方沿其周向布置有若干过滤网31，过滤网31的下方设置有支撑部，支撑部包括螺栓固定安装在生态沟渠内的下支撑轴，下支撑轴内竖向滑动连接有上支撑轴，上支撑轴与过滤网31固定连接，上支撑轴与下支撑轴之间固定安装有弹簧33，上支撑轴与下支撑轴之间设置有压力传感器34，压力传感器34与控制器电连接，控制器电连接有若干显示灯，显示灯的数量与压力传感器34的数量相等，显示灯安装在过滤网31上；若河蟹因为溢流到了过滤网31上，过滤网31的重量会变重，河蟹增多过滤网31会的重力会持续增加，则过滤网31会向下滑动，使得上支撑轴与下支撑轴之间的压力增大，且压力传感器34会将压力信息发送至控制器，控制器控制显示灯亮起，如此，可以提醒操作人员过滤网31上有河蟹需要处理。当然，实际上过滤网31也是配合池塘24高出地面19的高度，阻碍河蟹攀爬至养殖池以外。

本实施例中，连接板不仅提供了对框架21连接的稳定性，同时，还能作为河蟹的遮阴部件(河蟹喜阴)，同时，提供了河蟹能够攀附的部件，贴合河蟹的生长习性，促进河蟹的健康成长。同时，由于池塘24的开口高于地面1920-50cm，在一定程度上降低河蟹从池塘24跑出的几率，本实施例中，气缸12的输出轴上固定安装有若干摄像头，摄像头与控制器电连接，摄像头用于拍摄河蟹的位置且生成图像信息，控制器基于图像信息以控制若干喷头25的启闭，同时，若干喷头25与若干连接板错开布置。通过图像信息，控制器可以基本判断河蟹攀附在支撑板22上的数量，如此，控制器可以开启尽量远离河蟹的喷头25，减小对河蟹的损伤。

本申请的又一实施例，气缸12的缸体上固定有呈环形且弹性的支架15，支架15上安装有振动器16，支架15的下部安装有饲料网17。通过振动器16以将饲料网17内的饲料振动至池塘24内，通过振动的方式，形成了撒料的方式，减少人工操作，相比于人工撒料，更为均匀，减少了饲料的堆积。

实施例4，与上述实施例不同之处在于：治理系统还包括监控中心，用于集中管理和监控整个养殖园区。

具体实施过程如下：监控中心可以配备大屏幕显示器、控制台和监控软件等设施，以便实时查看各个监控点的画面和数据。在养殖园区内关键位置设置监控设备，如摄像头和气象传感器等，用于采集图像、视频和环境参数等信息。这些设备可以通过有线或无线方式与监控中心连接，确保实时传输数据。

通过摄像头采集养殖园区内的实时视频画面，并传输至监控中心。管理人员可以通过软件进行实时查看、回放和存储等操作，以便了解园区内的活动和异常情况。通过气象传感器采集养殖园区内的环境参数，如温度、湿度和光照等，并传输至监控中心。这些数据可以帮助管理人员了解养殖环境的变化，并及时采取相应的措施进行调整。

当监控设备检测到异常情况或超出预设阈值时，系统应自动触发报警，并通过声和光等形式提醒管理人员及时处理。报警信息可以与监控画面联动，以便管理人员快速定位问题所在。

监控中心可以对采集的数据进行存储、处理和分析，生成相应的报告和图表。这些报告可以帮助管理人员了解养殖园区的运行状况和趋势，为决策提供支持。通过与外部网络连接，管理人员可以在远程终端(如电脑、手机等)上访问园区监控系统的数据和功能，以便实时掌握养殖园区的情况，并进行相应的调整和管理。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统，其特征在于：包括养殖池、生态沟渠、沉淀池、曝气池、生物净化池和过滤坝；

养殖池，用于水产养殖；

生态沟渠，用于对养殖尾水进行初步处理，将汇集的尾水引入沉淀池；

沉淀池，用于将尾水中不溶于水中的固体污染物沉淀下来并去除；

曝气池，用于增加尾水中的溶氧量，分解硝化菌的繁殖，分解水体的有机物；曝气池底部设置有曝气盘，通过充分硝化曝气充氧，促进硝化反应的进行，使得水中的氨态氮转化为硝酸盐氮；

生物净化池，用于利用不同营养层次的水生生物对水体分解后的无机物实施利用，提升水体的自净能力，恢复水体的活力；

过滤坝，用于滤去水体中悬浮物；过滤坝底部采用机挖垒土筑坝，过滤坝主体由多孔砖砌筑，过滤坝内部填充有若干滤料板；过滤坝有两个，分别置于沉淀池与曝气池之间，曝气池与生物净化池之间。

2.根据权利要求1所述的数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统，其特征在于：滤料板包括框架，框架外侧壁均包裹有网布，网布和框架组成置物腔室，置物腔室中填充有滤料，每个滤料板填充的滤料均不相同；

过滤坝内部两侧均固定连接有若干滑轨，滑轨内部两侧均固定连接有齿条，滤料板两侧侧壁嵌设有电机，电机输出端均同轴固定连接有齿轮，齿轮与齿条啮合，电机信号连接有控制器，控制器信号连接有监测子系统，过滤坝主体迎水面的前方固定连接有前端过滤网。

3.根据权利要求1所述的数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统，其特征在于：监测子系统包括若干传感器和报警装置，传感器包括pH传感器、氨氮传感器和溶解氧传感器，报警装置包括扬声器和警示灯。

4.根据权利要求1所述的数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统，其特征在于：生态沟渠上沿宽度大于3.0m，底部宽度大于1.0m，深度大于1.5m；生态沟渠内设有生态浮床，生态浮床由PVC材料制成且呈长方形结构，生态浮床上种植有水生植物，生态浮床按生态沟渠宽度的30％-50％设置。

5.根据权利要求1所述的数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统，其特征在于：沉淀池中沉淀的不溶于水中的固体污染物包括的悬浮物、排泄物和残渣。

6.根据权利要求1所述的数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统，其特征在于：曝气池池底的曝气盘，每亩配置30个-50个，并配备相应功率的罗茨鼓风机，其功率1.0-3.0kW。

7.根据权利要求1所述的数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统，其特征在于：生物净化池内的水生生物包括水生动物和水生植物，水生植物占总生物净化池面积的15％-30％；

其中水生动物包括鲢、鳙、青虾、螺和蚌，水生植物包括沉水植物和挺水植物；沉水植物包括轮叶黑藻和伊乐藻，挺水植物包括鸢尾和菖蒲。

8.根据权利要求1所述的数字化池塘循环水高效健康养殖与尾水综合治理系统，其特征在于：沉淀池、曝气池和生物净化池的面积比例为45：5：50，沉淀池和曝气池的池深均为2m，生物净化池池深1-3m。