TW201600469A - 養殖用水質處理及增氧裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關一種養殖用水質處理及增氧裝置，其主要包括一種利用水流產生裝置，藉由水流產生裝置內流道之管徑不同，而產生壓差，進而將外部之空氣帶入與水均勻混合產生大量細微氣泡，並透過分佈設置之導管將細微氣泡運送分散至水體中，並藉由水流產生裝置所產生之內外水位差，運用其位能產生溶氧現象以利硝化作用，再通過濾棉或生物濾材，具有過濾及優化裝置中硝化菌生存環境之功效，可達到使養殖池溶氧面積大、溶氧效率高、使池底溶氧充足與轉化毒性高之氨態氮成毒性低之硝酸並延緩硫化氫的形成及淨化水質，以提高養殖生物存活率及減少養殖用水量，為一甚具新穎性、進步性及可供產業上應用之發明。

Description

養殖用水質處理及增氧裝置
本發明係有關一種養殖用水質處理及增氧裝置，尤指一種利用一水流產生裝置，藉由流道之管徑不同，而產生壓差，進而將外部之空氣帶入與水均勻混合產生大量細微氣泡，並透過分佈設置之導管將細微氣泡運送分散至水體中，並藉由水流產生裝置所產生之內外水位差，運用其位能產生溶氧現象以利硝化作用，再通過濾棉或生物濾材，具有過濾及優化裝置中硝化菌生存環境之功效，可達到使養殖池溶氧面積大、溶氧效率高、使池底溶氧充足與轉化毒性高之氨態氮成毒性低之硝酸並延緩硫化氫的形成及淨化水質，以提高養殖生物存活率及減少養殖用水量之水質處理及增氧裝置設計。
按，水產養殖行業，養殖池中因養殖生物密度遠超過自然界的生物密度，所以常常有溶氧不足現象，因此，增加溶氧為集約式養殖成功必須的手段，除了溶氧問題外，養殖生物代謝物如：魚***的尿、尿酸、氨基酸及殘餌、糞便和有機廢物所產生的廢物以氨態氮、硫化氫對養殖池的生物造成的緊迫影響最大。
現今養殖池中處理有關氨態氮與硫化氫方式有：
氨態氮
1、以換水方式改善，但此種方式對環境衝擊大，養殖用水 也大增，造成地層下陷，且耗費能源，並破壞生態。
2、自然藻類吸收氨態氮，使用微藻其穩定速度約0.5~1g/m2-day，可達2~3g/m2-day，但其係取決於光合作用速率，若陽光不足或天候的影響，將無法或降低其光合作用，進而影響其吸收氨態氮之效果。
3、生物濾床，耗能，對大面積養殖池處理有其技術上的難度，且需定期清洗，耗費人力。
4、投放硝化菌，硝化菌的生存環境具有3條件：(1)大部分為附著性細菌，必須附著於物體表面(2)避光(3)好氧，養殖池中能提供以上三點的共同環境很少，池底有大量可供附著的表面積，但是相對溶氧低，池壁雖可提供表面讓積硝化菌附著，但是光源較強且面積不足，而水體中無法提供大量表面積供其附著，若以人工增加於水體中的表面積附著物讓積硝化菌附著，又將阻礙養殖管理與收成。
硫化氫
養殖池處理硫化氫的方式有限，因為硫化氫對養殖物種來說是劇毒，其成因為：生物屍體及生物***物、殘餌等等經厭氧環境下產生，含硫的蛋白質或生物沉積物與環境中的硫酸鹽類作用被還原為硫化氫。
處理方式：
1、提早收成，當硫化氫開始生成時，幾乎沒有有效方式可以安全地處理，若養殖生物以屆上市體型，趕快收成，避免損失。
2、大量且快速地排換水，不建議這種做法，因危險，可能造成養殖生物大量死亡。
3、投放光合細菌，需定期投入池中，菌體售價昂貴，成本 高，光合細菌作用在養殖池中，主要目的為降解硫化氫。
光合菌生存環境具有3條件：(1)懸浮性(2)需要光源及(3)厭氧，但如果養殖池中呈現厭氧狀態，將不利於養殖生物，且池底雖呈現厭氧狀態但又無法提供有效光源，因此，光合細菌對於降解水中硫化氫之成效不佳，且作用有限。
綜合以上觀點不難看出為什麼無法在養殖池中有效利用微生物來處理氨態氮、硫化氫等等生物代謝廢物及其衍生產物。
本發明人有鑑於上述習知常見溶氧設備沒有任何一種能有效率的增加養殖池溶氧的同時亦可對水體內含的氨態氮做任何形式的處理之實用困難及有待改善之缺失，盼能提供一突破性之設計，以增進實用效果，乃潛心研思、設計組製，綜集其多年從事相關產品設計產銷之專業技術知識與實務經驗及研思設計所得之成果，終研究出本發明一種養殖用水質處理及增氧裝置，以提供使用者。
本發明主要利用一水流產生裝置，藉由流道之管徑不同，而產生壓差(文氏管)，進而將外部之空氣帶入與水均勻混合產生大量細微氣泡，並透過分佈設置之導管將細微氣泡運送分散至水體中，可達到使養殖池溶氧面積大、溶氧效率高與轉化毒性高之氨態氮成毒性低之硝酸並延緩硫化氫的形成及淨化水質，以提高養殖生物存活率及減少養殖用水量，且藉養殖池水由水流產生裝置上方水流入口流入水流產生裝置外殼本體內之流道時， 將會因水位落差產生溶氧現象以利硝化作用，並藉過濾棉之過濾與遮光效應，使系統內環境符合硝化菌生長，並依靠強力水流產生的自淨作用讓附著於生物濾材中之硝化菌維持穩定優良的菌相，避免系統崩潰與節省人力清潔者。
本發明之主要目的係運用白努力定理(文氏管)將空氣與水做均勻混合產生大量細微氣泡，再透過裝置中管路分布，平均分散至水體中，進而將溶氧由池底擴散至水面，並增大溶氧面積，溶氧效率大幅提高。
本發明之次一目的主要係藉呈縱向設置之水流產生裝置，使水流由池水上方向下流至池底並加以分流，且產生大量細微氣泡，可有效增加池底之溶氧作用及範圍擴大，並不受水之深淺限制，且節省能源，並藉由本發明使養殖池之水產生全面之循環，以優化水質，提高養殖生物存活率，減少養殖用水量，進而使用單一裝置即可達到過濾、增氧及氨氮處理等多種目的，並具節能環保之功效者。
本發明之再一目的在藉本發明運作時產生之水位差，可以對養殖池中懸浮固物加以過濾，並對池水中氨態氮做出硝化處理者。
為使貴審查委員能更了解本發明之結構特徵及其功效，茲配合圖式並詳細說明於后。
(1)‧‧‧水流產生裝置
(11)‧‧‧外殼本體
(111)‧‧‧水流入口
(12)‧‧‧流道
(13)‧‧‧馬達
(131)‧‧‧驅動軸
(132)‧‧‧流水驅動裝置
(14)‧‧‧流體壓差元件
(141)‧‧‧入口
(142)‧‧‧內徑較小部
(143)‧‧‧進氣孔
(15)‧‧‧空氣管
(16)‧‧‧過濾棉
(17)‧‧‧生物濾材
(18)‧‧‧導管
(181)‧‧‧暴氣元件
(2)‧‧‧水
(21)‧‧‧細微氣泡
第一圖係本發明試舉其中一較佳實施例之剖示圖。
第二圖係本發明之透視立體圖。
第三圖係本發明之立體圖。
第四圖係本發明實際使用時之俯視圖。
請參閱第一圖、第二圖及第三圖所示，本發明係有關一種養殖用水質處理及增氧裝置，尤指一種利用一水流產生裝置(1)藉由其流道(12)之管徑不同，而產生壓差，進而將外部之空氣帶入與水(2)均勻混合產生大量細微氣泡(21)，並透過分佈設置之導管(18)將細微氣泡(21)運送分散至水體中，並藉由水流產生裝置(1)所產生之內外水位差，運用位能產生溶氧現象以利硝化作用並設置過濾棉(16)與生物濾材(17)，具有過濾及優化裝置中硝化菌生存環境之功效，可達到使養殖池溶氧面積大、溶氧效率高、使池底溶氧充足與轉化毒性高之氨態氮成毒性低之硝酸並延緩硫化氫的形成及淨化水質，以提高養殖生物存活率及減少養殖用水量者。
其中該水流產生裝置(1)係包括一外殼本體(11)、一馬達(13)及一流水驅動裝置(132)，該外殼本體(11)係呈縱向設置，底端為封閉端，該外殼本體(11)內係形成有供水(2)流通之流道(12)，並於外殼本體(11)近頂端周緣，設有至少一個水流入口(111)，於流道(12)中段，裝設有生物濾材(17)，於生物濾材(17)頂部，設有過濾棉(16)，該馬達(13)係設於外殼本體(11)頂端，並以驅動軸(131)帶動一設於外殼本體(11)流道(12)近底部之流水驅動裝置(132)，於流道(12)下段，設有一內徑漸縮之流體壓差元件(14)，流體壓差元件(14)基本上係為一入口(1 41)由大漸小，再由小漸大之管道，當養殖池之水(2)由上方水流入口(111)流入外殼本體(11)之流道(12)內，則經由上方之過濾棉(16)先過濾水(2)中雜質，再通過下方之生物濾材(17)，養殖池之水(2)由上方水流入口(111)流入外殼本體(11)內之流道(12)時，將會因水位落差及水(2)被流水驅動裝置(132)向下吸入之作用而產生增氧作用，使生物濾材(17)適合硝化菌生長，並讓附著於生物濾材(17)中之硝化菌維持穩定優良的菌相，避免系統崩潰，當水被馬達(13)驅動而持續轉動之流水驅動裝置(132)向下推動形成持續流動之水流並經過流體壓差元件(14)時，水流由流體壓差元件(14)內部流道之較大入口(141)進入，並流至其中段內徑較小部(142)時，於該流體壓差元件(14)內部流道之內徑較小部(142)處因水流速快而形成一低於外部氣壓之低壓部，進而使外部較大壓力之空氣經由連接於外殼本體(11)接近內徑較小部(142)之空氣管(15)進入，進入之空氣則由流體壓差元件(14)所設複數進氣孔(143)進入，並與流經之高速水流均勻混合產生大量細微氣泡(21)，細微氣泡(21)再經由連接於外殼本體(11)底部周緣所連設至少一個以上分佈之導管(18)(如第四圖所示)，將細微氣泡(21)導流分散至養殖池之水體中，且於每一導管(18)末端可設暴氣元件(181)，進而將溶氧之面積由池底擴大至整個養殖池，溶氧效率大幅提高，並藉由本發明呈縱向設置之水流產生裝置(1)，使水流由池水上方經水流產生裝置(1)向下流至池底，並產生大量細微氣泡(21)，且節省能源者。
本發明可視養殖池之面積、水量而增加水流產生裝置(1)之數量。
綜上所述，本發明可有效增加池底之溶氧作用及範圍擴大，並藉由本發明使養殖池之水產生全面之循環，以優化水質，提高養殖生物存活率，減少養殖用水量，進而使用單一裝置即可達到過濾、增氧及氨氮處理等目的，並具節能環保之功效者，為一甚具新穎性、進步性及可供產業上應用之發明，實已符合發明專利之給予要件，爰依法提出專利申請，尚祈貴審查委員能詳予審查，並早日賜准本案專利，實為德便。
唯以上所述者，僅為本發明所舉之其中較佳實施例，當不能以之限定本發明之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
(1)‧‧‧水流產生裝置
(11)‧‧‧外殼本體
(111)‧‧‧水流入口
(12)‧‧‧流道
(13)‧‧‧馬達
(131)‧‧‧驅動軸
(132)‧‧‧流水驅動裝置
(14)‧‧‧流體壓差元件
(141)‧‧‧入口
(142)‧‧‧內徑較小部
(143)‧‧‧進氣孔
(15)‧‧‧空氣管
(16)‧‧‧過濾棉
(17)‧‧‧生物濾材
(18)‧‧‧導管
(2)‧‧‧水
(21)‧‧‧細微氣泡

Claims (5)

  1. 一種養殖用水質處理及增氧裝置，其係利用一水流產生裝置藉由其流道之管徑不同而產生壓差，進而將外部之空氣帶入與水均勻混合產生大量細微氣泡，並透過分佈設置之導管將細微氣泡運送分散至水體中，並藉由水流產生裝置所設過濾棉與生物濾材，具有過濾及優化裝置中硝化菌生存環境之功效，可達到使養殖池溶氧面積大、溶氧效率高、使池底溶氧充足與轉化毒性高之氨態氮成毒性低之硝酸並延緩硫化氫的形成及淨化水質，以提高養殖生物存活率及減少養殖用水量，其主要特徵為：其中該水流產生裝置係包括一外殼本體、一馬達及一流水驅動裝置，該外殼本體係呈縱向設置，底端為封閉端，該外殼本體內係形成有供水流通之流道，並於外殼本體近頂端周緣，設有至少一個水流入口，該馬達係設於外殼本體頂端，並以驅動軸帶動一流水驅動裝置，設於外殼本體流道近底部之，於流道下段，設有一內徑漸縮之流體壓差元件，當養殖池之水由上方水流入口流入外殼本體之流道內，並藉馬達驅動而持續轉動之流水驅動裝置向下推動形成持續流動之水流並經過流體壓差元件時，將形成一低於外部氣壓之低壓部，進而使外部較大壓力之空氣經由連接於外殼本體接近該內徑較小部之空氣管進入，進入之空氣則由流體壓差元件上所設複數進氣孔進入，並與流經之高速水流均勻混合產生大量細微氣泡，細微氣泡再經由連接於外殼本體底部周緣所連設至少一個以上分佈之導管，將細微氣泡導流分散至養殖池之水體中，進而將溶氧之面積由池底擴大至整個養殖池，溶 氧效率大幅提高，且節省能源者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述養殖用水質處理及增氧裝置，其中流體壓差元件內部流道係為內徑由大漸小，當水被馬達驅動而持續轉動之流水驅動裝置向下推動形成持續流動之水流並經過流體壓差元件時，水流由流體壓差元件內部流道之較大內徑入口進入，並流至內徑較小部時，於該流體壓差元件內部流道之內徑較小部處因水流速快而形成一低於外部氣壓之低壓部，進而使外部較大壓力之空氣經由連接於內徑較小部之空氣管進入，並與流經之高速水流均勻混合產生大量細微氣泡者。
  3. 如申請專利範圍第1項所述養殖用水質處理及增氧裝置，其中外殼本體之流道內上方，設有過濾棉，於過濾棉下方，設有生物濾材，當養殖池之水由上方水流入口流入外殼本體之流道內，則經由上方之過濾棉先過濾水中雜質，再通過下方之生物濾材，且，養殖池之水由上方水流入口流入外殼本體內之流道時，將會因水位落差及水被流水驅動裝置向下吸入之作用而產生增氧作用以利硝化作用，使系統內環境適合硝化菌，並讓附著於生物濾材中之硝化菌維持穩定優良的菌相，且因流水的自淨作用避免系統崩潰，並藉由水流產生裝置所設過濾棉與生物濾材，具有過濾及優化裝置中硝化菌生存環境之功效。
  4. 如申請專利範圍第1項所述養殖用水質處理及增氧裝置，其中於每一導管末端可設暴氣元件。
  5. 如申請專利範圍第1項所述養殖用水質處理及增氧裝置，其中水流產生裝置之數量可視養殖池之面積、水量而增加。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109293012A (zh) * 2018-11-22 2019-02-01 岑延华 一种新型水体微生物活菌培殖溶氧设备
CN110140685A (zh) * 2019-05-31 2019-08-20 陈卫新 一种超泡生化气顶分离装置的气顶机构及其应用
CN113582355A (zh) * 2021-06-30 2021-11-02 华中农业大学 一种增氧装置

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