TWI501723B - Container module ecological circulation aquaculture system - Google Patents

Description

貨櫃模組生態循環水產養殖系統

本貨櫃模組生態循環水產養殖系統係為一種水產養殖設備，特別是應用了貨櫃本身窄長及高度的有利條件，實現了一種無需水泵操作而只利用水本身的物理特性，將水導流形成高低流向、流速快、耗能低的貨櫃模組生態循環水產養殖系統。

傳統的水產養殖，一般都在土塘內，但所面對的問題很多，例如是塘底沉積物污染、佔地多、養殖密度低、受天然環境影響等。

現時較先進的養殖方式是以混凝土、磚或玻璃鋼製成的魚池養魚，與傳統土塘養殖相比，不但佔地少、而且不受天然環境影響、對養殖環境和水質有較好的控制，因而可提高養殖密度。

不過，這些養殖系統一般採用多個水泵控制水的流動，需消耗一定的能量；此外，魚池底部一般朝中央部分向下傾斜，排污口設於池底中央，沿池的周邊切向進水，使池水產生切向流動而旋轉，從而將水產排泄物、殘餌等由中央的排污口排走；魚池的水流如加速後，地心吸力的物理反應，形成漩渦，不但不利水產的游動，而且排污亦不夠徹底， 池底經常積聚有污物，影響水質。

此外，一般工廠化養殖需要大量投資在廠房及土建，造成成本高，效益低的問題，最後較難達到產業化。

本貨櫃模組生態循環水產養殖系統的目的在於克服現有技術成本高和缺乏靈活性的缺點，提供一種活動式和無需水泵操作而只利用水本身的物理特性，將水導流而把污物排出，又不影響養殖物的低耗能水產養殖系統。

為實現上述目的，本貨櫃模組生態循環水產養殖系統包括：養殖單元、生物過濾單元和物理過濾單元三個部分。

養殖單元的水位保持為較物理過濾單元的水位高；另包括：第一直向水管，其連通養殖單元底部和物理過濾單元底部，養殖單元的水根據底部相通的連通器內液面相平的原理，自動經第一直向水管導流至物理過濾單元；第二直向水管，其連通物理過濾單元上部和生物過濾單元上部，物理過濾單元的水經第二直向水管溢流至生物過濾單元；第三縱向水管，其底部連通生物過濾單元底部，頂部連通養殖單元上部，生物過濾單元的水根據底部相通的連通器內液面相平的原理，自動導流至第三縱向水管；以及設於第三縱向水管的曝氣裝置，使第三縱向水管上部 的水連同曝氣形成的氣泡溢出至養殖單元。

曝氣裝置包括鼓風機和連接鼓風機的多條曝氣裝置曝氣管，多條曝氣裝置曝氣管連通第三縱向水管，以更佳的控制曝氣强度。

養殖單元頂部沿兩長側設養殖單元進水管，底部沿兩長側設養殖單元排水管。養殖單元進水管連通第三縱向水管頂部，並設平均分布的出水微孔；養殖單元排水管連通第一直向水管，設平均分布的吸水微孔。養殖單元中部沿兩長側設養殖單元曝氣管。

物理過濾單元下部設有沉澱池，沉澱池上方設多層過濾層，各過濾層的濾網網眼由下至上逐漸縮少；物理過濾單元另設有物理過濾單元排水管，其下部連通第一直向水管，上部開口設於沉澱池和過濾層之間；物理過濾單元的底部設有物理過濾單元排污管，以排走沉澱於沉澱池的污物。

生物過濾單元上部設有連通第二直向水管的進水管，中部設有硝化細菌寄體，下部設有曝氣管，底部設連通第三縱向水管底部的排水口。生物過濾單元的曝氣管促使水在生物過濾單元的上下循環流動，增加水接觸硝化細菌的時間，加强生物過濾效果。

生物過濾單元的進水管優選為噴灑裝置，使水以滴漏方式進入生物過濾單元，有充分的時間與硝化細菌接觸。硝化細菌寄體優選呈絲帶狀，以增加表面積，從而增加水和硝化細菌的接觸。生物過濾單元頂部以頂蓋密封，頂蓋具有波紋狀的板面，並設多個微孔。

養殖單元、生物過濾單元和物理過濾單元均為長方體，優選以貨櫃加工而成。養殖單元底部和四側內壁設防 水層，防水層以玻璃鋼製成；內壁和防水層之間以發泡膠作保溫層；養殖單元另設加固結構，以承受養殖單元的水壓。

水產養殖系統另設有溫度計、溶氧測量裝置，以監測養殖單元內的水質，在需要時及時作出調整。水產養殖系統設鼓風機，其連接曝氣裝置、養殖單元曝氣管及生物過濾單元的曝氣管，所有曝氣點由一個鼓風機帶動。

養殖單元的水量較生物過濾單元和物理過濾單元的水量多，優選為多10倍。養殖單元和生物過濾單元一體地設置，物理過濾單元設於生物過濾單元遠離養殖單元的一側，使生物過濾單元位於養殖單元和物理過濾單元之間。

貨櫃模組生態循環水產養殖系統的操作方式：

1.先將水和水產放入養殖單元內，由於與養殖單元通過第一直向水管底部連通的物理過濾單元的水位較養殖單元水位低，根據底部相通的連通器內液面相平的原理，在養殖單元排水管的吸水微孔在管內壁由於負壓物理規律，形成吸力作用，將養殖單元內的水連同水產排泄物、殘餌等吸入養殖單元排水管，並通過第一直向水管自動導流到物理過濾單元；污水流經多層過濾層過濾，濾出的污物沉澱在沉澱池並經沉澱池底部的物理過濾單元排污管排走；經物理過濾單元過濾完畢的水在物理過濾單元上部，經第二直向水管導流至生物過濾單元。

2.經生物過濾單元的進水管以滴漏形式，流向生物過濾單元中部的硝化細菌寄體；生物過濾單元的曝氣管促使水在生物過濾單元的上下循環流動，增加水接觸硝化細菌的時間，加强生物過濾效果；此外，水中的蛋 白有機物亦因而粘附在曝氣形成的氣泡表面，氣泡上升積聚後經頂蓋的微孔排走。經生物過濾單元過濾完畢的水在生物過濾單元底部，經排水口導流至第三縱向水管底部。由於第三縱向水管的水位較生物過濾單元的水位低，根據底部相通的連通器內液面相平的原理，生物過濾單元的水自動導流到第三縱向水管；雖然第三縱向水管的水位不足以使水流向養殖單元進水管，但藉由曝氣裝置為第三縱向水管上部的水曝氣，不但可以使第三縱向水管上部的水連同曝氣形成的氣泡溢出至養殖單元，而且同步增加水的溶氧量，確保流入養殖單元的水具有足夠的溶氧。養殖池頂部進水管的水經出水微孔射入養殖單元。

3.養殖單元內的水連同水產排泄物、殘餌等吸入養殖單元排水管，然後污水通過第一直向水管自動導流到物理過濾單元，完成一個水循環。養殖單元兩旁中部的養殖單元曝氣管可加强控制養殖單元的水向上升的流量，而且有助在養殖單元形成上下轉動的循環水流；由於養殖單元兩側各設有養殖單元進水管和養殖單元曝氣管，故養殖單元兩側都有上下轉動的水流，兩者互相衝擊形成逆向對流，加速轉動，有效避免污物沉積在養殖箱底部，水產在這種水流環境游動，亦可使其肉質更結實，健康成長。

貨櫃模組生態循環水產養殖系統的效益

1.本水產養殖系統利用水體重量，本身的物理特性將水導流，無需設置水泵，因此有低耗能的優點；整個系統著重水流設計，機械部件少，維護成本低。

2.本水產養殖系統的養殖單元內的水流長期上下轉動，形成激流，水流加速時不會產生漩渦，不但更適合水產生長，而且亦可使魚餌的分布更平均、避免水產排泄物和殘餌等留在箱底，由於流速比一般循環系統倍增，能保證徹底排污，改善養殖單元內的水質；養殖單元中的曝氣管亦可控地向水體增氧，使養殖單元內的水維持充足的溶氧度，可達到水產養殖高密度，低耗能效果。

3.本水產養殖系統利用貨櫃本身條件改裝而成，組裝方便，運輸便利，國際通用，可模組擴容，增加養殖單元。物理過濾單元和生物過濾單元均呈長方形箱體，可充分使用空間。相比圓型水體節省百分之二十三應用空間。

1‧‧‧養殖單元

11‧‧‧養殖單元進水管

12‧‧‧養殖單元排水管

13‧‧‧養殖單元曝氣管

2‧‧‧生物過濾單元

21‧‧‧進水管

22‧‧‧硝化細菌寄體

23‧‧‧曝氣管

24‧‧‧排水口

25‧‧‧頂蓋

3‧‧‧物理過濾單元

31‧‧‧沉澱池

32‧‧‧過濾層

33‧‧‧過濾單元排水管

34‧‧‧物理過濾單元排污管

4‧‧‧第一直向水管

5‧‧‧第二直向水管

6‧‧‧第三縱向水管

圖1是本貨櫃模組生態循環水產養殖系統實施例的結構示意圖。

圖2是本貨櫃模組生態循環水產養殖系統實施例的養殖單元的剖面示意圖。

下面結合實施例及附圖對本貨櫃模組生態循環水產養殖系統作進一步詳細的描述，但本貨櫃模組生態循環水產養殖系統的實施方式不限於此。如圖1所示，本實施例的貨櫃模組生態循環水產養殖系統包括：養殖單元1、生物過濾單元2和物理過濾單元3。

養殖單元1的水位保持為較物理過濾單元3的水位高；另包括第一直向水管4，其連通養殖單元1底部和物理過濾單元3底部，養殖單元1的水根據底部相通的連通器內液面相平的原理，自動經第一直向水管4導流至物理過濾單元3；第二直向水管5，其連通物理過濾單元3上部和生物過濾單元2上部，物理過濾單元3的水，經第二直向水管5溢流至生物過濾單元2；第三縱向水管6，其底部連通生物過濾單元2底部，頂部連通養殖單元1上部，生物過濾單元2的水根據底部相通的連通器內液面相平的原理，自動導流至第三縱向水管6；設於第三縱向水管6的曝氣裝置(圖中未示)，使第三縱向水管6上部的水連同曝氣形成的氣泡溢出至養殖單元1。

曝氣裝置包括鼓風機和連接鼓風機的多條曝氣裝置曝氣管(圖中未示)，多條曝氣裝置曝氣管連通第三縱向水管6，以更佳的控制曝氣强度。

養殖單元1頂部沿兩長側設養殖單元進水管11，底部沿兩長側設養殖單元排水管12。養殖單元進水管11連通第三縱向水管6頂部，並設平均分布的出水微孔(圖中未示)；養殖單元排水管12連通第一直向水管4，設平均分布的吸水微孔(圖中未示)。養殖單元1中部沿兩長側設養殖單元曝氣管13。

物理過濾單元3下部設有沉澱池31，沉澱池31上方設多層過濾層32，各過濾層32的濾網網眼由下至上逐漸縮少；物理過濾單元3另設有物理過濾單元排水管33，其下部連通第一直向水管4，上部開口設於沉澱池31和過濾層32之間；物理過濾單元3的底部設有物理過濾單元排污管34， 以排走沉澱於沉澱池31的污物。

生物過濾單元2上部設有連通第二直向水管5的進水管21，中部設有硝化細菌寄體22，下部設有曝氣管23，底部設連通第三縱向水管6底部的排水口24。生物過濾單元2的曝氣管23促使水在生物過濾單元2的上下循環流動，增加水接觸硝化細菌的時間，加强生物過濾效果。在本實施例中，生物過濾單元2的進水管21為噴灑裝置，使水以滴漏方式進入生物過濾單元2，有充分的時間與硝化細菌接觸。硝化細菌寄體22呈絲帶狀，以增加表面積，從而增加水和硝化細菌的接觸。為加强生物過濾單元的過濾效果，生物過濾單元2頂部以頂蓋25密封，頂蓋25具有波紋狀的板面，並設多個微孔；水中的蛋白有機物粘附在曝氣形成的氣泡表面，氣泡上升積聚後經頂蓋25的微孔排走。

養殖單元1、生物過濾單元2和物理過濾單元3均為長方體，在本實施例中以貨櫃加工而成，養殖單元1和生物過濾單元2一體地設置，物理過濾單元3設於生物過濾單元2遠離養殖單元的一側，使生物過濾單元2位於養殖單元1和物理過濾單元3之間。

養殖單元1底部和四側內壁設防水層，防水層以玻璃鋼製成；內壁和防水層之間以發泡膠作保溫層；養殖單元1另設加固結構，以承受養殖單元的水壓。水產養殖系統另設有溫度計、溶氧測量裝置，以監測養殖單元內的水質，在需要時及時作出調整；並設鼓風機，其連接曝氣裝置、養殖單元曝氣管及生物過濾單元的曝氣管，所有曝氣點由一個鼓風機帶動。

養殖單元1的水量較生物過濾單元2和物理過濾 單元3的水量多，在本實施例中，養殖單元1的水量為50噸，生物過濾單元2的水量為5噸，物理過濾單元3的水量亦為5噸；養殖單元進水管11每分鐘進水1噸至養殖單元1，養殖單元排水管12每分鐘排水1噸。

貨櫃模組生態循環水產養殖系統的操作方式：

1.先將水和水產放入養殖單元1內，由於與養殖單元1通過第一直向水管4底部連通的物理過濾單元3的水位較養殖單元1水位低，根據底部相通的連通器內液面相平的原理，在養殖單元排水管12的吸水微孔形成吸力作用，將養殖單元1內的水連同水產排泄物、殘餌等吸入養殖單元排水管12，並通過第一直向水管4自動導流到物理過濾單元3；污水經各過濾層32過濾，濾出的污物沉澱在沉澱池31，並經沉澱池31底部的物理過濾單元排污管33排走。

2.經物理過濾單元3過濾完畢的水，在物理過濾單元3上部經第二直向水管5導流至生物過濾單元2，經生物過濾單元2的進水管21以滴漏形式流向生物過濾單元2中部的硝化細菌寄體22；生物過濾單元2的曝氣管23促使水在生物過濾單元2的上下循環流動，增加水接觸硝化細菌的時間，加强生物過濾效果；此外，水中的蛋白有機物亦因而粘附在曝氣形成的氣泡表面，氣泡上升積聚後經頂蓋25的微孔排走。經生物過濾單元2過濾完畢的水在生物過濾單元2底部經排水口24導流至第三縱向水管6底部。

3.生物過濾單元2的水根據底部相通的連通器內液面相平的原理，自動導流至第三縱向水管6；雖然第三 縱向水管6的水位不足以使水流向養殖單元進水管11，但藉由曝氣裝置為第三縱向水管6上部的水曝氣，不但可以使第三縱向水管6上部的水連同曝氣形成的氣泡溢出至養殖單元1，而且可增加水的溶氧量，同步確保流入養殖單元1的水具有足夠的溶氧量。養殖池頂部進水管11的水經出水微孔射入養殖單元1，如上所述，養殖單元1內的水連同水產排泄物、殘餌等吸入養殖單元排水管12，然後污水通過第一直向水管4自動導流到物理過濾單元3，完成一個水循環。

4.養殖單元1中部的養殖單元曝氣管13可加强控制養殖單元1的水的提升量，而且有助在養殖單元1形成上下轉動的循環水流；由於養殖單元1兩側各設有養殖單元進水管11和養殖單元曝氣管13，故養殖單元1兩側都有上下轉動的水流，兩者互相衝擊形成逆向對流，加速轉動，有效避免污物沉積在養殖箱底部，水產在這種水流環境游動，亦可使其肉質更結實，健康成長。

上列詳細說明乃針對本發明之一可行實施例進行具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

綜上所述，本案不僅於技術思想上確屬創新，並具備習用之傳統方法所不及之上述多項功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

1‧‧‧養殖單元

11‧‧‧養殖單元進水管

12‧‧‧養殖單元排水管

13‧‧‧養殖單元曝氣管

2‧‧‧生物過濾單元

21‧‧‧進水管

22‧‧‧硝化細菌寄體

23‧‧‧曝氣管

24‧‧‧排水口

25‧‧‧頂蓋

3‧‧‧物理過濾單元

31‧‧‧沉澱池

32‧‧‧過濾層

33‧‧‧過濾單元排水管

34‧‧‧物理過濾單元排污管

4‧‧‧第一直向水管

5‧‧‧第二直向水管

6‧‧‧第三縱向水管

Claims (16)

1. 一種貨櫃模組生態循環水產養殖系統，包括養殖單元、生物過濾單元和物理過濾單元，其中該養殖單元的水位保持為較物理過濾單元的水位高，其該養殖單元另包括：第一直向水管，其連通該養殖單元底部和該物理過濾單元底部，該養殖單元的水根據底部相通的連通器內液面相平的原理，自動經該第一直向水管導流至該物理過濾單元；第二直向水管，其連通該物理過濾單元上部和該生物過濾單元上部，該物理過濾單元的水經該第二直向水管溢流至該生物過濾單元；第三縱向水管，其底部連通該生物過濾單元底部，頂部連通該養殖單元上部，該生物過濾單元的水根據底部相通的連通器內液面相平的原理，自動導流至該第三縱向水管；以及設於第三縱向水管的曝氣裝置，係使該第三縱向水管上部的水連同曝氣形成的氣泡溢出至該養殖單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃模組生態循環水產養殖系統，其中該曝氣裝置係包括鼓風機和連接鼓風機的多條曝氣裝置曝氣管，其該多條曝氣裝置曝氣管係連通該第三縱向水管。
3. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃模組生態循環水產養殖系統，其中該養殖單元頂部係沿兩長側設有養殖單元進水管，底部沿兩長側另設有養殖單元排水管。
4. 如申請專利範圍第3項所述之貨櫃模組生態循環水產養殖系統，其中該養殖單元進水管連通該第三縱向水管頂部， 並設平均分布的出水微孔，另該養殖單元排水管連通該第一直向水管，設平均分布的吸水微孔。
5. 如申請專利範圍第1項所述之水產養殖系統，其中該養殖單元中部沿兩長側設養殖單元曝氣管。
6. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃模組生態循環水產養殖系統，其中該物理過濾單元下部設有沉澱池，該沉澱池上方設多層過濾層，各該過濾層的濾網網眼由下至上逐漸縮少，該物理過濾單元另設有物理過濾單元排水管，其下部連通該第一直向水管，上部開口設於該沉澱池和該過濾層之間，該物理過濾單元的底部設有物理過濾單元排污管。
7. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃模組生態循環水產養殖系統，其中該生物過濾單元上部設有連通第二直向水管的進水管，中部設有硝化細菌寄體，下部設有曝氣管，底部設連通該第三縱向水管底部的排水口。
8. 如申請專利範圍第7項所述之貨櫃模組生態循環水產養殖系統，其中該生物過濾單元的進水管係為噴灑裝置。
9. 如申請專利範圍第7項所述之貨櫃模組生態循環水產養殖系統，其中該硝化細菌寄體係呈絲帶狀。
10. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃模組生態循環水產養殖系統，其中該生物過濾單元頂部以頂蓋密封，頂蓋具有波紋狀的板面，並設多個微孔。
11. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃模組生態循環水產養殖系統，其中該養殖單元、該生物過濾單元和該物理過濾單元均為長方體，並以貨櫃加工而成。
12. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃模組生態循環水產養殖系統，其中該養殖單元底部和四側內壁設防水層，防水層 以玻璃鋼製成，該內壁和該防水層之間以發泡膠作保溫層，該養殖單元另設加固結構。
13. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃模組生態循環水產養殖系統，其中該水產養殖系統另設有溫度計、溶氧測量裝置。
14. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃模組生態循環水產養殖系統，其中該水產養殖系統設鼓風機，其連接該曝氣裝置、該養殖單元曝氣管及該生物過濾單元的曝氣管，其所有曝氣點由一個鼓風機帶動。
15. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃模組生態循環水產養殖系統，其中該養殖單元的水量較該生物過濾單元和該物理過濾單元的水量多。
16. 如申請專利範圍第1項所述之貨櫃模組生態循環水產養殖系統，其中該養殖單元和該生物過濾單元一體地設置，該物理過濾單元係設於該生物過濾單元遠離養殖單元的一側，使該生物過濾單元位於該養殖單元和該物理過濾單元之間。