CN105523629B - 一种促进上下水层交流及底泥再悬浮释放的多功能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水产养殖池塘水质生态调控技术领域，用于促进养殖池塘上下底层水体充分交流的渔业机械。工作时，启动电机通过输出轴带动离心泵叶轮转动，形成气压差，由进水龙头将底层水及淤泥絮状物吸起，经过输水管、离心泵、出水管，最后通过喷头喷出，洒落在水表面，达到上下底层水体充分交流，促使池底淤泥的再悬浮再释放。通过促进池塘水体上下底层的充分交流，改善下底层溶氧不足的状况，有效降低亚硝酸盐、硫化氢、氨、甲烷等有害物质的积累；第二方面是促使池底淤泥的再悬浮再释放，将底泥中丰富的营养元素以及丰富的微生物种群释放到水体，有利于藻相和菌相的科学管理，修复和提高池塘水体的自我净化能力。

Description

一种促进上下水层交流及底泥再悬浮释放的多功能装置
技术领域
本发明属于水产养殖池塘水质生态调控技术领域，具体涉及一种促进养殖池塘上下底层水体充分交流的渔业机械，用于促进养殖池塘上下层水体进行充分的上下交流以及促使池底淤泥的再悬浮和再释放。
背景技术
在水产养殖的高温季节，特别是晴朗的白天，由于水温形成的池塘水体上下分层非常明显，上层水温高比重小、轻，下层水温低比重大、重，这种分层现象自然状况下难以打破。这种上下分层现象，不仅是水温分层，而且导致溶氧分层、pH分层、乃至水体物质分层等，这些分层成为池塘生态***正常运转循环的一大障碍，所以必须打破。
1、溶氧上下分层。池塘溶氧的主要来源，来自于藻类的光合作用，一般占比70～80％。藻类一般分布在上表水层的光照层，光合作用持续不断产生氧气，晴朗天气下，上表层溶氧很快达到饱和状态，下午溶氧甚至达到饱和度的两倍以上状态。
由于水温分层现象，上下底层很难交流，上表层过饱和的溶氧不能及时交流到下底层而逸出到空气中，造成溶氧浪费，形成池塘“氧债”。而处于耗氧状态的下底层得不到氧气补充，始终处于缺氧还原状态，这将直接阻碍池塘生态***物质的良性运转，物质分解代谢过程中，势必造成亚硝酸盐、硫化氢、氨、甲烷等有害物质的积累。而且长期处于缺氧条件下，将会滋生大量的条件致病微生物，如嗜水气单胞菌、弧菌、链球菌等兼性厌氧病原微生物的大量生长。
2、pH上下分层。由于藻类上下水层分布的多寡，光合作用与呼吸作用在上下底层具有明显差异，直接导致了养殖池塘上下底层pH的高低变化。
请看下列简便式(这是池塘水化学中CO3 2-——HCO3 -——CO2缓冲***抽离简便出来的方程式)：
从该简便式看出，当池塘藻类迅速增殖时，光合作用旺盛快速消耗水中CO2促使简便式平衡向右移动，结果水中大量积累OH-，pH升高。这种情况多发生在晴朗天气的表水层。
而池塘下底层光合作用很弱，相反呼吸作用(水呼吸、底泥呼吸)占据主导地位，呼吸作用都是耗氧而放出CO2，水体中大量积累CO2，促使上述平衡向左移动，OH减少，pH下降。
上表层光照强，光合作用强烈，藻类增殖旺盛，pH高。因为白天和夜晚光合作用强弱差别很大，所以上层水pH昼夜波动幅度很大。晴朗天气的下午，pH常常达到9以上；而池塘底层，不论白天或夜间呼吸作用一直处于主导地位，所以底层水pH低且昼夜的波动幅度很小。一些长时间不能干塘清淤的池塘，淤泥厚沉积有机物多，经常处于厌氧分解，可生成大量有机酸，致使pH降至5以下。
pH是池塘水体非常重要的化学及生态因子，过高与过低均对水质和生物有非常大的不利影响，对养殖动物毒性增强。
3、水体物质上下分层。还是因为藻类多分布在上表层的光照层，由于光合作用，藻类增值旺盛而消耗大量营养物质，导致上表层营养物质的局部匮乏。由于上下水温的分层，上下底层很难交流，处于中下层水体大量的营养物质以及称作池塘“营养库”的活性淤泥，难以及时补充到上表层。
这样喜欢高水温、强光照、高pH处在上表层的蓝藻，在藻类种群间本身就具有吸收利用营养物质的竞争优势，由于上表层营养物质的匮乏，容易形成蓝藻单一的优势种群，抑制其他藻类的生长和繁殖。往往在水产高温养殖季节，造成强烈的单一的蓝藻水华，继而出现蓝藻大量死亡的“倒藻”现象。这种蓝藻水华及其“倒藻”现象，对池塘生态***有着很大的破坏力，对水质调控造成极大的困扰。
4、微生物种群的上下不同。微生物分解能力在池塘水体生态***自我净化过程中起着至关重要的作用。池塘养殖动物***物及残饵须在微生物分解下降解成无机营养物质，这些无机营养物质在藻类光合作用过程中，被藻类吸收利用并自身得到增殖，藻类再被池中水生动物和养殖动物直接或间接摄食利用，形成物质(污染物)转化为生物的循环，这就是池塘水体自净能力的体现。
由于养殖池塘大量投喂饲料，水生动物***物和残饵势必大量增加，承担分解任务的微生物环节显得薄弱，加上传统养殖观念作怪，人们频繁使用水体消毒剂甚至抗生素不断杀菌，致使微生物分解能力严重缺失，池塘自净能力常常处于崩溃状态，导致水质恶化，养殖动物病害频发。
介于上述情形的认识，近几年来微生态制剂以及各种商品化益生菌大量投入使用，这是生态养殖理念的一大进步。但逐渐显现的问题就是商品化的微生态制剂以及各种益生菌都有着各自生存的环境条件，而地域不同、池塘不同有着不同的生存环境条件，这样商品细菌难以适应所有不同环境条件的池塘，商品细菌的存活比例难以乐观。所以仅靠商品化微生态制剂以及各种益生菌补充加强微生物的分解能力，修复和提高池塘自净能力的作用就难以起到普遍满意的效果。
而池塘底部淤泥生存着大量的微生物种群，加上平常施用的水体消毒剂和抗生素多是以水剂泼洒，由于水温分层，难以到达池塘下层和底部。所以池塘底部淤泥及絮状物是池塘名副其实的微生物库。
通过底部淤泥及絮状物的再悬浮再释放，将底泥中丰富的微生物种群释放到水体，增加水体生态***中微生物的分解能力，修复和提高池塘水体的自我净化能力，而且大大减少商品微生态制剂和各种商品细菌的使用，大幅降低养殖成本。
综上所述，水产高温养殖季节，晴朗的下午人为打破上下水温分层，促使上下底层充分交流及其底部淤泥及絮状物的再悬浮再释放，将是维持池塘生态***良性运转及科学调控水质的非常重要的管理措施。
长期以来由于对上下水温分层现象导致的弊端及其严重性认识不足，研制打破上下水体分层的渔业机械产品一直缺失。现在养殖季节中午时分，只有打开叶轮式或水车式这些普通增氧机来打破上下分层现象。由于叶轮式或水车式增氧机，包括近年来新投入市场的涌浪式增氧机等这些渔业机械都是在上表水层搅动翻起水流，难以做到下层水尤其底层水与上层水进行充分交流。
通过本发明的使用，有效促进水体上下底层的充分交流，不仅是打破上下水温分层、上下溶氧分层、上下pH的分层等，更是促使池底淤泥絮状层的再悬浮再释放。将彻底改善整个池塘水体的生态环境，有利于池塘生态环境物质循环和生物种群之间良好的运转好的运转，大幅度提高池塘水体的自我净化能力。
发明内容
本发明主要由离心泵(或称污水泵)泵体、电机、出水弯管、出水管，环形浮筒，输水管组成，输水管下连接进水龙头；出水管上接喷头，喷头出水角度与水平夹角呈45°。
安装时，按图1所示组装，垂直放置于池塘水中，工作时，启动电机通过输出轴带动离心泵泵体叶轮转动，形成气压真空或气压差，由进水龙头将底层水及淤泥絮状物吸起，经过输水管、离心泵泵体、出水弯管、出水管，最后通过喷头喷出，洒落在水表面，达到上下底层水体充分交流，促使池底淤泥的再悬浮再释放。
根据池塘水深选择输水管规格的长度，基本输水管长度有4种规格，200mm、500mm、1000mm、2000mm，可根据池塘水深任意组合加接调整，适应水深1.5m～5m，若水深超过5m以上，需根据水深定制输水管。
所述电机与联接段之间，出水管与出水弯管之间，均有法兰连接；两边法兰间夹装一块连接固定板，连接固定板起着环形浮筒与整个装置的连接固定作用。
所述环形浮筒是圆环轮胎形内空的浮体，它产生的浮力通过连接固定板支撑着整个装置，作为整个装置上下位置的固定和平衡，离心泵泵体一直沉没水中，而电机始终处在水面之上，进水龙头底部距离池底保持在10cm左右。
所述的连接固定板是块葫芦形金属板或塑料板，它是水平放置固定夹在两边法兰间。由于一边出水管另一边电机，两边重量不同，为避免偏重形成不平衡现象，连接固定板处于电机下方圆形状大于出水管下方的圆形状，且大圆形状圆心向外偏离40mm。
连接固定板上留有与出水管和联接段管管径一致相对应的两个大圆孔，并在各自大圆孔周围留有与两边法兰相对应的四个螺栓孔。另连接固定板上还留有三处螺栓孔。
所述的环形浮筒三等分配置三处箍筋，箍筋处各伸出一片金属板，与连接固定板上三处螺栓孔，分别相衔接螺栓固定。
整个装置在池塘水平位置的固定，由环形浮筒箍筋处拉出2～3根绳索固定在池埂上。
本发明采取的是离心泵式污水泵，抽起淤泥含量比较大的泥水时，更为顺畅。在常年不能清淤、底部淤泥很厚养殖池塘的使用，促使池底淤泥的再悬浮再释放方面更有必要，有益作用更大。所以在这类养殖池塘的使用，本发明显得效率更高，更顺畅更适应。
本发明的有益效果：本发明工作时，启动电机通过输出轴带动离心泵体叶轮转动，形成气压真空或气压差，由进水龙头将底层水及淤泥絮状物吸起，经过输水管、离心泵体、出水弯管、出水管，最后通过喷头喷出，洒落在水表面，达到上下底层水体充分交流，促使池底淤泥的再悬浮再释放。
通过有效促进上下底层的充分交流，不仅是打破上下水温分层、上下溶氧分层、上下pH的分层等，更是促使池底淤泥的再悬浮再释放。将彻底改善整个池塘水体的生态环境，有利于池塘生态环境物质循环和生物种群之间良好的运转，大幅度提高池塘水体的自我净化能力。
通过有效促进上下底层的充分交流，将上表层光合作用产生的过饱和氧气及时输送到下底层，改善下底层溶氧不足的状况，改变下底层一直处于的还原状态，有效大幅降低亚硝酸盐、硫化氢、氨、甲烷等有害物质的积累。
通过有效促进上下底层的充分交流，保持水体上下pH均衡和稳定，防止池塘上表层由于强烈的光合作用藻类增值过于旺盛，而导致的pH过高现象。
通过促使池底淤泥的再悬浮再释放，充分利用底泥营养库的作用，将底泥中丰富的营养物质释放到水体，不仅保持藻类活性、促进光合作用，提高池塘生产力，大幅降低饲料系数外，还有维持藻类种群多样性，防止藻类整体老化、防止池塘“倒藻”，有利于藻相稳定和藻相管理。
通过促使池底淤泥的再悬浮再释放，充分利用底泥微生物库的作用，将底泥中丰富的微生物种群释放到水体，增加水体生态***中微生物的分解能力，修复和提高池塘水体的自我净化能力，而且大大减少商品微生态制剂的使用，降低养殖成本。
通过促使池底淤泥的再悬浮再释放，将底层缺氧状态下底泥中厌氧性微生物释放到溶氧丰富的上层水体进行有氧分解，使其转变为好氧性微生物，去除条件致病菌(厌氧菌)之条件，即将有害微生物转化成有益微生物种群。大幅降低化学药物特别是抗生素药物的滥用，有利于真正生态养殖技术的推广，提供无公害放心安全的水产品。
附图说明：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1环形浮筒部分的剖面图，显示电机(2)与联接段(11)连接、出水管(5)与出水弯管(6)连接、连接固定板(10)的固定形式及其与环形浮筒(1)的相互位置关系。
图3是图2的俯视图，显示连接固定板(10)与出水弯管(6)、联接段(11)位置关系，以及连接固定板(10)与箍筋(12)相互固定位置和形式。其次显示箍筋(12)、浮筒固定环(14)、注水孔(13)的相互位置关系。
图4是连接固定板的平面图，显示留有与出水弯管(6)和联接段(11)管管径一致相对应的两个大圆孔，便于出水弯管(6)和联接段(11)管由此穿过，并在各自大圆孔周围留有与两边法兰相对应的四个螺栓孔。另连接固定板(10)上还留有三处螺栓孔，用于环形浮筒箍筋(12)处伸出的三片金属板相衔接螺栓固定。
图5是本发明设置于池塘水体的工作状态图。
附图中：1-环形浮筒，2-电机，3-防水罩，4-喷头，5-出水管，6-出水弯管，7-离心泵，8-输水管，9-进水龙头，10-连接固定板，11-联接段(电机输出轴管)，12-箍筋，13-注水孔，14-浮筒固定环。
其中8-输水管可以根据池塘水深任意组合加接调整，输水管基本规格：200mm、500mm、1000mm、2000mm。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
本发明工作时，启动电机(2)通过输出轴带动离心泵(7)泵体叶轮转动，形成气压真空或气压差，由进水龙头(9)将底层水及淤泥絮状物吸起，经过输水管(8)、离心泵(7)泵体、出水弯管(6)、出水管(5)，最后通过喷头(4)喷出，洒落在水表面，达到上下底层水体充分交流，促使池底淤泥的再悬浮再释放。
喷头出水角度与水平夹角呈45°，喷头出水不求多高，但求水平距离尽可能远。参见图5，设喷水水平距离r米，即喷水洒落在半径为r米的圆周围，沉入水中。由于中心底部的抽水作用，在(r2π)米2水面积的水体，不仅上下底层交流非常充分，而且还具有水平的横向流动。
每10亩水面的养殖池塘安装2～3台本发明装置，安装位置间隔一定时间，可以移动变换，从而使整个池塘水体做到上下垂直充分交流的同时兼有水平流动的全方位水体循环。
本发明的正确使用，不仅是打破上下水温分层、上下溶氧分层、上下pH的分层等，更是促使池底淤泥的再悬浮再释放。将彻底改善整个池塘水体的生态环境，有利于池塘生态环境物质循环和生物种群之间良好的运转，大幅度提高池塘水体的自我净化能力。
开启时间须在晴朗天气的白天下午，光合作用持续产生氧气的状态，上表层水体溶氧达到饱和度的1.5倍～2倍及其以上时，具体溶氧数值一般10mg/L以上开启，每天启动时间视具体情况2～3小时为宜。
由于下底层水体溶氧很低，加上底泥絮状物的再悬浮与释放，耗氧很大，虽然由喷头喷出的水浪加大了与空气接触的表面积，起到了增氧作用，但远远不能抵消下底层水体的大量耗氧，因此该发明工作启动，将会导致上中层水体溶氧有所降低。因此本发明不能作为池塘增氧机使用，夜间、阴雨天、傍晚时分不能启动，溶氧低于8mg/L不建议开启。

Claims (7)

1.一种促进上下水层交流及底泥再悬浮释放的多功能装置，它适用于水深1.5～5m的水体，也能适用于水深5m以上的水体；
它包括离心泵(7)、电机(2)、出水弯管(6)、出水管(5)、环形浮筒(1)、输水管(8)，出水管(5)上接喷头(4)，输水管(8)下连接进水龙头(9)；
环形浮筒(1)是圆环轮胎形内空的浮体，所产生的浮力通过连接固定板(10)支撑着整个装置，作为整个装置上下位置的固定和平衡，离心泵(7)泵体一直沉没水中，而电机(2)始终处在水面之上，进水龙头(9)底部距离池底保持在10cm，输水管(8)的长度根据水体高度做调整；
电机(2)与联接段(11)之间，出水管(5)与出水弯管(6)之间，均有法兰连接；两边法兰间夹装一块连接固定板(10)，它起着环形浮筒(1)与整个装置的连接固定作用；
连接固定板(10)是块葫芦形金属板或塑料板，它是水平放置固定夹在两边法兰间；由于一边出水管(5)另一边电机(2)，两边重量不同，为避免偏重形成不平衡现象，连接固定板(10)处于电机(2)下方圆形状大于出水管(5)下方的圆形状，且大圆形状圆心向外偏离40mm；
工作时，启动电机(2)通过连接段(11)输出轴带动离心泵(7)叶轮转动，形成气压真空或气压差，由进水龙头(9)将底层水及淤泥絮状物吸起，经过输水管(8)、离心泵(7)、出水弯管(6)、出水管(5)，最后通过喷头(4)喷出，洒落在水表面，达到上下底层水体充分交流并促使底部淤泥再悬浮再释放。
2.根据权利要求1所述的一种促进上下水层交流及底泥再悬浮释放的多功能装置，其特征在于：所述输水管(8)的长度依据池塘水深而调整；
若水深1.5～5m，可根据具体水深采取基本管件组合加接调整，基本管件有4种规格，200mm、500mm、1000mm、2000mm；
若水深超过5m以上，需根据水深订制输水管(8)。
3.根据权利要求1所述的一种促进上下水层交流及底泥再悬浮释放的多功能装置，其特征在于：所述的输水管(8)下与进水龙头(9)连接、上与离心泵(7)泵体连接，以及基本管件之间加接的相连，均由法兰相连接；
输水管(8)、基本管件、出水弯管(6)、出水管(5)、联接段(11)管径规格一致。
4.根据权利要求1所述的一种促进上下水层交流及底泥再悬浮释放的多功能装置，其特征在于：所述连接固定板(10)上留有与出水管(5)和联接段(11)管径一致对应的两个大圆孔，并在各自大圆孔周围留有与两边法兰相对应的四个螺栓孔；另连接固定板(10)上还留有三处螺栓孔。
5.根据权利要求1所述的一种促进上下水层交流及底泥再悬浮释放的多功能装置，其特征在于：所述的环形浮筒(1)三等分配置三处箍筋(12)，箍筋(12)处各伸出一片金属板，与连接固定板(10)上三处螺栓孔，分别相衔接螺栓固定。
6.根据权利要求1所述的一种促进上下水层交流及底泥再悬浮释放的多功能装置，其特征在于：所述的出水管(5)上部配有外螺纹与配套有内螺纹的喷头(4)相旋接；
喷头(4)出水角度与水平夹角呈45°。
7.根据权利要求1所述的一种促进上下水层交流及底泥再悬浮释放的多功能装置，其特征在于：所述电机(2)是立式电机，电机(2)上面有防水罩(3)，防水罩(3)顶上有盖子，盖子下面周边有散热孔或散热道便于电机散热。
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