CN106719278B - 一种用于海参养殖池的养殖水生物修复方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于海参养殖池的养殖水生物修复方法和装置，属于海参养殖技术领域。本发明提供的用于海参养殖用的具有生态修复功能的池体以及一种修复方法；该技术主要是用于解决海参养殖池中出现藻类和海参代谢产物污染水体引起海参存活率低的问题，其技术构思是：将养殖池中的水体在涨潮时溢流至修复堆中，当落潮时，水体会经过滤过之后，含有代谢产物、藻类的水体向下流入修复土壤中，同时在修复土壤中栽培有修复植物，通过土壤的吸附、植物修复作用，将水体净化，最近通过修复堆的底部单向阀流入养殖池中，完成修复。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于海参养殖池的养殖水生物修复方法和装置，属于海参养殖技术领域。
背景技术
海参(SeaCucumber,Holothurians)，分类上属于棘皮动物门(Echinodermata)、海参纲(Holothuroidea)。全球1200多种海参分布于世界各大洋的潮间带至万米水深的海域，绝大多数营底栖生活，附着在礁石、泥沙及海藻丛生的地带。海参在形体大小上有很大变化，体长在3cm-1.5m之间，多数种类在10-30cm之间，热带种类体型较大；体表颜色深暗，多呈黑色、褐色或灰色等，偶有淡绿色、桔色或紫色等。
由于海参具有很高的营养价值和药用价值，所以被人们视为重要的海珍品，因而具有重要的市场价值。近年来，海参消费需求量的逐年增加导致了世界范围内海参自然资源的过度开发和种群数量的急剧下降，因此，海参的人工养殖也随之发展起来。
近几年来，在胶东半岛乃至北方沿海地区，海参池塘养殖得到迅猛发展，目前养殖面积已达70余万亩。海参池塘养殖为海水养殖开辟出一条新途径，并成为推动海洋渔业快速发展的新兴主导产业，发展前景异常广阔。科学的水质调控是确保海参池塘养殖成功的重要因素。海参养殖所需的水质条件必须符合国家养殖水环境标准：氨氮、亚硝酸盐、硫化氢、PH、COD、重金属离子等指标均应控制在国标以内。水质调控要考虑海参对各项水质因子的需求，在条件允许的情况下，使水环境控制在最佳水平；水中有害物质含量不得危害海参及主要饵料生物的繁殖、发育和生长，不得造成任何急性和慢性中毒；水中有害物质含量不得妨碍水体自净作用及物质循环的正常进行，不得对环境造成污染；保证养殖海参的食用安全性，不得带有异色、异味，有害物质残留量不得超过国家规定的有关水产品安全卫生标准。
CN103755038A公开了一种海参养殖用复合载体微生态水质净化剂及其制法和用途，本发明针对海参的生理习性和养殖特点，应用海洋微生物技术，由海参养殖环境中分离筛选的弯曲芽孢杆菌CGMCCNo.5115、枯草芽孢杆菌CGMCCNo.5116和蜡状芽孢杆菌CGMCCNo.5117所组成，以玉米粉和豆粕粉为主要培养原料，28-37℃发酵24-48h，再以麦饭石、海泡石和稻壳作为吸附和悬浮复合载体，加工制得海参养殖用复合载体微生态水质净化剂。CN104872052A公开了一种海参养殖池海水净化杀菌补光装置，所述补光装置设置在海参养殖池的顶部，所述自动控制装置设置在补光装置的左侧中部，所述制氧机设置在海参养殖池的底部左侧，所述温度传感器设置在海参养殖池的右侧中部，所述海参养殖池底部右侧的潜水泵通过输水管道与海水净化池的顶部连接，所述海水净化池的底部左侧的潜水泵通过输水管道与海参养殖池的顶部连接，所述海水净化池的上部设置有净化装置，所述隔水板设置在海水净化池的中部，所述隔水板上设置有出水孔，所述紫外线杀菌灯设置在海水净化池的下部，所述温度传感器和补光装置均与自动控制装置电性连接。
但是上述方法和装置存在着投资成本高，操作复杂的问题。
发明内容
本发明的目的是：提供一种用于海参养殖用的具有生态修复功能的池体以及一种修复方法；该技术主要是用于解决海参养殖池中出现藻类和海参代谢产物污染水体引起海参存活率低的问题，其技术构思是：将养殖池中的水体在涨潮时溢流至修复堆中，当落潮时，水体会经过滤过之后，含有代谢产物、藻类的水体向下流入修复土壤中，同时在修复土壤中栽培有修复植物，通过土壤的吸附、植物修复作用，将水体净化，最近通过修复堆的底部单向阀流入养殖池中，完成修复。
具体的技术方案是：
一种用于海参养殖池的养殖水生物修复装置，包括：
养殖池，用于放置用于养殖海参的养殖笼；
修复堆，置于养殖池中，包括有箱体，箱体内部填充物是由从上至下的鹅卵石层、细砂层和复合土壤层所构成，修复堆中种植有修复植物，植物的根系主***于修复土壤层中；
单向阀，位于修复堆的底部，其可以向养殖池一侧开启，用于排出修复堆中的水。
装置中还包括有饲料板，设置于养殖笼的侧部。
还包括有虹吸管，一端位于养殖笼的下方水体，另一端位于鹅卵石层的上方。
所述的鹅卵石层的颗粒平均直径是3mm～20mm，鹅卵石层的厚度是10mm～50mm。
所述的细砂层的颗粒平均直径是0.5mm～2mm，细砂层的厚度是10mm～40mm。
所述的修复植物选自纸莎草或者水菖蒲；纸莎草的种植密度是1～5株/m2，水菖蒲的种植密度是3～6株/m2。
所述的复合土壤层是由按重量份计的草碳土10～15份、泥碳土15～20份、赤玉土20～25份、陶粒2～5份、改性石墨粉4～8份混合而成。
草碳土是有机质堆积腐烂碳化而成，透气性好，呈中性，有一定的养份。
泥碳土是草碳土进一步碳化而成，透气性好，呈中性，是很好的植料。
赤玉土是火山灰堆积形成，具有多孔结构，透气性极佳的植料。含有一定的磷钾肥。没有有害细菌，pH值呈微酸。其形状有利于蓄水和排水。
陶粒起固定植株作用，加强基质通气和加快渗水，防止缺氧烂根。
改性石墨粉，用于起到吸附养殖水中的有机质和海参代谢物的作用，同时将吸附后的有机质供修复植物利用。
改性石墨粉的制备方法包括如下步骤：
第1步，按重量份计，取4～6份高锰酸钾研磨粉碎，再与40～55份天然鳞片石墨混合均匀后，加入20～25份硝酸和磷酸按照重量比2～4：1混合而成的混合酸液，在35～45℃下搅拌1～3h，滤出石墨，将其加热至290～320℃至无黄烟产生，得到可膨胀石墨；
第2步，按重量份计，取25～30份可膨胀石墨、10～12份魔芋粉、丙烯酰胺3～4份，加入至70～80vol.％的乙醇水溶液210～320份中，升温至45～50℃搅拌30～35min；再在氮气的保护下，加入引发剂过氧化二苯甲酰3～6份，再加入5～8wt％稀硫酸3～4份，升温至75～80℃反应3～4h，将产物洗涤之后，抽滤，干燥，得到改性石墨粉。
所述的硝酸的浓度是55～65wt％，所述的硝酸的浓度是60～65wt％。
一种用于海参养殖池的养殖水生物修复方法，包括如下步骤：
i)，在涨潮时将养殖水自然溢流至修复堆中，在退潮后由水的重力作用依次经过鹅卵石层5、细砂层的过滤进入复合土壤层；
ii)，利用复合土壤层中的修复植物对步骤i)滤过后的水体中的有机质进行分解；
iii)，对复合土壤层中的养殖水经过单向阀排出至海参养殖池中。
通过在养殖水中的养殖笼下方设置虹吸管，将养殖笼下方的含有海参***物的水通过虹吸作用送至修复堆的鹅卵石层中。
有益效果
本发明提供的用于海参养殖用的具有生态修复功能的池体以及一种修复方法；该技术主要是用于解决海参养殖池中出现藻类和海参代谢产物污染水体引起海参存活率低的问题，其技术构思是：将养殖池中的水体在涨潮时溢流至修复堆中，当落潮时，水体会经过滤过之后，含有代谢产物、藻类的水体向下流入修复土壤中，同时在修复土壤中栽培有修复植物，通过土壤的吸附、植物修复作用，将水体净化，最近通过修复堆的底部单向阀流入养殖池中，完成修复。
附图说明
图1是本发明提供的生物修复法专用池的结构；
其中，1、养殖池；2、养殖笼；3、饲料板；4、修复堆；5、鹅卵石层；6、细砂层；7、复合土壤层；8、单向阀；9、虹吸管。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的养殖装置，包括：
养殖池1，用于放置用于养殖海参的养殖笼2；
修复堆4，置于养殖池1中，包括有箱体，箱体内部填充物是由从上至下的鹅卵石层5、细砂层6和复合土壤层7所构成，修复堆中种植有修复植物，植物的根系主***于修复土壤层中；所述的修复植物是水菖蒲，水菖蒲的种植密度是3株/m2；所述的鹅卵石层5的颗粒平均直径是3mm，鹅卵石层的厚度是10mm；所述的细砂层6的颗粒平均直径是0.5mm，细砂层的厚度是10mm；所述的复合土壤层7是由按重量份计的草碳土10份、泥碳土15份、赤玉土20份、陶粒2份、改性石墨粉4份混合而成，深度是1m；
改性石墨粉的制备方法包括如下步骤：
第1步，按重量份计，取4份高锰酸钾研磨粉碎，再与40份天然鳞片石墨混合均匀后，加入20份55wt％硝酸和60wt％磷酸按照重量比2：1混合而成的混合酸液，在35℃下搅拌1h，滤出石墨，将其加热至290℃至无黄烟产生，得到可膨胀石墨；
第2步，按重量份计，取25份可膨胀石墨、10份魔芋粉、丙烯酰胺3份，加入至70vol.％的乙醇水溶液210份中，升温至45℃搅拌30min；再在氮气的保护下，加入引发剂过氧化二苯甲酰3份，再加入5wt％稀硫酸3份，升温至75℃反应3h，将产物洗涤之后，抽滤，干燥，得到改性石墨粉。
装置中还包括有：单向阀8，位于修复堆4的底部，其可以向养殖池1一侧开启，用于排出修复堆中的水。
装置中还包括有饲料板3，设置于养殖笼2的侧部，在其上部投放饲料后海参可以在饲料板处获得饲料。
还包括有虹吸管9，一端位于养殖笼的下方水体，另一端位于鹅卵石层的上方，用于将养殖笼下方的含有***物的水送至修复堆中。
实施例2
如图1所示的养殖装置，包括：
养殖池1，用于放置用于养殖海参的养殖笼2；
修复堆4，置于养殖池1中，包括有箱体，箱体内部填充物是由从上至下的鹅卵石层5、细砂层6和复合土壤层7所构成，修复堆中种植有修复植物，植物的根系主***于修复土壤层中；所述的修复植物是水菖蒲，水菖蒲的种植密度是6株/m2；所述的鹅卵石层5的颗粒平均直径是20mm，鹅卵石层的厚度是50mm；所述的细砂层6的颗粒平均直径是2mm，细砂层的厚度是40mm；所述的复合土壤层7是由按重量份计的草碳土15份、泥碳土20份、赤玉土25份、陶粒5份、改性石墨粉8份混合而成，深度是3m；
改性石墨粉的制备方法包括如下步骤：
第1步，按重量份计，取6份高锰酸钾研磨粉碎，再与55份天然鳞片石墨混合均匀后，加入25份65wt％硝酸和65wt％磷酸按照重量比4：1混合而成的混合酸液，在45℃下搅拌3h，滤出石墨，将其加热至320℃至无黄烟产生，得到可膨胀石墨；
第2步，按重量份计，取30份可膨胀石墨、12份魔芋粉、丙烯酰胺4份，加入至80vol.％的乙醇水溶液320份中，升温至50℃搅拌35min；再在氮气的保护下，加入引发剂过氧化二苯甲酰6份，再加入8wt％稀硫酸4份，升温至80℃反应4h，将产物洗涤之后，抽滤，干燥，得到改性石墨粉。
装置中还包括有：单向阀8，位于修复堆4的底部，其可以向养殖池1一侧开启，用于排出修复堆中的水。
装置中还包括有饲料板3，设置于养殖笼2的侧部，在其上部投放饲料后海参可以在饲料板处获得饲料。
还包括有虹吸管9，一端位于养殖笼的下方水体，另一端位于鹅卵石层的上方，用于将养殖笼下方的含有***物的水送至修复堆中。
实施例3
如图1所示的养殖装置，包括：
养殖池1，用于放置用于养殖海参的养殖笼2；
修复堆4，置于养殖池1中，包括有箱体，箱体内部填充物是由从上至下的鹅卵石层5、细砂层6和复合土壤层7所构成，修复堆中种植有修复植物，植物的根系主***于修复土壤层中；所述的修复植物是水菖蒲，水菖蒲的种植密度是4株/m2；所述的鹅卵石层5的颗粒平均直径是12mm，鹅卵石层的厚度是30mm；所述的细砂层6的颗粒平均直径是1mm，细砂层的厚度是30mm；所述的复合土壤层7是由按重量份计的草碳土12份、泥碳土18份、赤玉土22份、陶粒3份、改性石墨粉6份混合而成，深度是2m；
改性石墨粉的制备方法包括如下步骤：
第1步，按重量份计，取5份高锰酸钾研磨粉碎，再与50份天然鳞片石墨混合均匀后，加入22份56wt％硝酸和62wt％磷酸按照重量比3：1混合而成的混合酸液，在38℃下搅拌2h，滤出石墨，将其加热至310℃至无黄烟产生，得到可膨胀石墨；
第2步，按重量份计，取27份可膨胀石墨、11份魔芋粉、丙烯酰胺3份，加入至75vol.％的乙醇水溶液26份中，升温至47℃搅拌34min；再在氮气的保护下，加入引发剂过氧化二苯甲酰5份，再加入6wt％稀硫酸4份，升温至77℃反应3h，将产物洗涤之后，抽滤，干燥，得到改性石墨粉。
装置中还包括有：单向阀8，位于修复堆4的底部，其可以向养殖池1一侧开启，用于排出修复堆中的水。
装置中还包括有饲料板3，设置于养殖笼2的侧部，在其上部投放饲料后海参可以在饲料板处获得饲料。
还包括有虹吸管9，一端位于养殖笼的下方水体，另一端位于鹅卵石层的上方，用于将养殖笼下方的含有***物的水送至修复堆中。
对照例1
与实施例3的区别在于：修复土壤中未加入改性石墨。
如图1所示的养殖装置，包括：
养殖池1，用于放置用于养殖海参的养殖笼2；
修复堆4，置于养殖池1中，包括有箱体，箱体内部填充物是由从上至下的鹅卵石层5、细砂层6和复合土壤层7所构成，修复堆中种植有修复植物，植物的根系主***于修复土壤层中；所述的修复植物是水菖蒲，水菖蒲的种植密度是4株/m2；所述的鹅卵石层5的颗粒平均直径是12mm，鹅卵石层的厚度是30mm；所述的细砂层6的颗粒平均直径是1mm，细砂层的厚度是30mm；所述的复合土壤层7是由按重量份计的草碳土12份、泥碳土18份、赤玉土22份、陶粒3份混合而成，深度是2m；
装置中还包括有：单向阀8，位于修复堆4的底部，其可以向养殖池1一侧开启，用于排出修复堆中的水。
装置中还包括有饲料板3，设置于养殖笼2的侧部，在其上部投放饲料后海参可以在饲料板处获得饲料。
还包括有虹吸管9，一端位于养殖笼的下方水体，另一端位于鹅卵石层的上方，用于将养殖笼下方的含有***物的水送至修复堆中。
对照例2
与实施例3的区别在于：石墨粉未经过魔芋粉改性。
如图1所示的养殖装置，包括：
养殖池1，用于放置用于养殖海参的养殖笼2；
修复堆4，置于养殖池1中，包括有箱体，箱体内部填充物是由从上至下的鹅卵石层5、细砂层6和复合土壤层7所构成，修复堆中种植有修复植物，植物的根系主***于修复土壤层中；所述的修复植物是水菖蒲，水菖蒲的种植密度是4株/m2；所述的鹅卵石层5的颗粒平均直径是12mm，鹅卵石层的厚度是30mm；所述的细砂层6的颗粒平均直径是1mm，细砂层的厚度是30mm；所述的复合土壤层7是由按重量份计的草碳土12份、泥碳土18份、赤玉土22份、陶粒3份、改性石墨粉6份混合而成，深度是2m；
改性石墨粉的制备方法包括如下步骤：
第1步，按重量份计，取5份高锰酸钾研磨粉碎，再与50份天然鳞片石墨混合均匀后，加入22份56wt％硝酸和62wt％磷酸按照重量比3：1混合而成的混合酸液，在38℃下搅拌2h，滤出石墨，将其加热至310℃至无黄烟产生，得到可膨胀石墨；
第2步，按重量份计，取27份可膨胀石墨、丙烯酰胺3份，加入至75vol.％的乙醇水溶液26份中，升温至47℃搅拌34min；再在氮气的保护下，加入引发剂过氧化二苯甲酰5份，再加入6wt％稀硫酸4份，升温至77℃反应3h，将产物洗涤之后，抽滤，干燥，得到改性石墨粉。
装置中还包括有：单向阀8，位于修复堆4的底部，其可以向养殖池1一侧开启，用于排出修复堆中的水。
装置中还包括有饲料板3，设置于养殖笼2的侧部，在其上部投放饲料后海参可以在饲料板处获得饲料。
还包括有虹吸管9，一端位于养殖笼的下方水体，另一端位于鹅卵石层的上方，用于将养殖笼下方的含有***物的水送至修复堆中。
对照例3
本对照例仅仅采用养殖笼和饲料板，未加入修复堆和修复植物。
以下为养殖试验，采用的饲料按重量百分比如下：
海带粉:40％、海青：10％、褐藻菜10％、马尾藻：10％、扇贝边：5％、鱼粉：25％。
在投喂时，每一公斤上述的饲料需要再另加(酵母：150克，维生素C：5克，螺旋藻：5克)。
试验地点：山东省东营某水产养殖基地
试验时间：2015年9月20日至2016年6月13日
试验幼参：约25g/头，培育水温10～19℃，盐度29.8‰，水质各项指标均在刺参生长适应范围；
试验分组及管理：挑选同龄且大小均一约8-9cm的成参，随机放入实施例和对照例中的6个养殖池中的养殖笼中，每个养殖笼放置30头，每个养殖池面积约为100m2，每个养殖池中有养殖笼75个，均匀分散排布，生物修复堆的数量为30个，也为平均分散排布，每日投喂一次，投喂量约为刺参体重6％，投喂饲料均过100目筛绢，撒于饲料板附近。
经过2个月的喂养后，成参收获情况及水质如下：
| 初重 | 末重 | 亩产量 | 总氮 | COD | |
| 实施例1 | 约25g | 平均约112g | 534kg | 1.1mg/L | 21mg/L |
| 实施例2 | 约25g | 平均约109g | 522kg | 1.2mg/L | 23mg/L |
| 实施例3 | 约25g | 平均约116g | 537kg | 0.8mg/L | 22mg/L |
| 对照例1 | 约25g | 平均约77g | 367kg | 2.5mg/L | 42mg/L |
| 对照例2 | 约25g | 平均约79g | 387kg | 2.1mg/L | 31mg/L |
| 对照例3 | 约25g | 平均约54g | 232kg | 4.3mg/L | 54mg/L |
从表中可以看出，通过养殖试验可以看出，通过在养殖池中加入生物修复堆，可以有效地提高海参养殖水的水质，避免海参的死亡，使体重和产量增加。通过实施例3和对照例1对比可以看出，由于未加入改性石墨粉，使得修复堆对于有机物的阻止效果明显提高，能够将有机物留存于修复堆中，使修复植物可以较好地清楚有机污染物；实施例3和对照例2对比可以看出，通过对石墨粉采用魔芋粉改性可以提高对有机物的吸附性，使水质提高。
Claims (5)
1.一种用于海参养殖池的养殖水生物修复装置，其特征在于，包括：
养殖池（1），用于放置用于养殖海参的养殖笼（2）；
修复堆（4），置于养殖池（1）中，包括有箱体，箱体内部填充物是由从上至下的鹅卵石层（5）、细砂层（6）和修复土壤层（7）所构成，修复堆（4）中种植有修复植物，植物的根系主***于修复土壤层（7）中；
单向阀（8），位于修复堆（4）的底部，其向养殖池（1）一侧开启，用于排出修复堆（4）中的水；
所述的修复土壤层（7）是由按重量份计的草碳土10～15份、泥碳土15～20份、赤玉土20～25份、陶粒2～5份、改性石墨粉4～8份混合而成；
改性石墨粉的制备方法包括如下步骤：第1步，按重量份计，取4～6份高锰酸钾研磨粉碎，再与40～55份天然鳞片石墨混合均匀后，加入20～25份硝酸和磷酸按照重量比2～4：1混合而成的混合酸液，在35～45℃下搅拌1～3h，滤出石墨，将其加热至290～320℃至无黄烟产生，得到可膨胀石墨；第2步，按重量份计，取25～30份可膨胀石墨、10～12份魔芋粉、丙烯酰胺3～4份，加入至70～80vol.%的乙醇水溶液210～320份中，升温至45～50℃搅拌30～35min；再在氮气的保护下，加入引发剂过氧化二苯甲酰3～6份，再加入5～8wt%稀硫酸3～4份，升温至75～80℃反应3～4h，将产物洗涤之后，抽滤，干燥，得到改性石墨粉；所述的硝酸的浓度是55～65wt%，所述的磷酸的浓度是60～65wt%。
2.根据权利要求1所述的用于海参养殖池的养殖水生物修复装置，其特征在于，装置中还包括有饲料板（3），设置于养殖笼（2）的侧部；还包括有虹吸管（9），一端位于养殖笼（2）的下方水体，另一端位于鹅卵石层（5）的上方。
3.根据权利要求1所述的用于海参养殖池的养殖水生物修复装置，其特征在于，所述的鹅卵石层的颗粒平均直径是3mm～20mm，鹅卵石层的厚度是10mm～50mm。
4.根据权利要求1所述的用于海参养殖池的养殖水生物修复装置，其特征在于，所述的细砂层的颗粒平均直径是0.5mm～2mm，细砂层的厚度是10mm～40mm。
5.根据权利要求1所述的用于海参养殖池的养殖水生物修复装置，其特征在于，所述的修复植物选自纸莎草或者水菖蒲；纸莎草的种植密度是1～5株/m2，水菖蒲的种植密度是3～6株/m2。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 257236 Tonghe company, Xinhu Town, Hekou District, Dongying City, Shandong Province Patentee after: Shandong Tonghe Marine Technology Co.,Ltd. Address before: 257236 Tonghe company, Xinhu Town, Hekou District, Dongying City, Shandong Province Patentee before: SHANDONG TONGHE AQUATIC PRODUCTS Co.,Ltd. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: The invention relates to a bioremediation method and device of aquaculture water for sea cucumber aquaculture pond Effective date of registration: 20211228 Granted publication date: 20201009 Pledgee: SHANDONG HUACHUN FISHERIES Co.,Ltd. Pledgor: Shandong Tonghe Marine Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2021980016553 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220610 Granted publication date: 20201009 Pledgee: SHANDONG HUACHUN FISHERIES Co.,Ltd. Pledgor: Shandong Tonghe Marine Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2021980016553 |