一种水产养殖智能高效清污装置及其工作方法
阅读说明：本技术 一种水产养殖智能高效清污装置及其工作方法 (Intelligent and efficient aquaculture sewage disposal device and working method thereof ) 是由 李家克 于 2021-08-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种水处理设备技术领域,尤指一种水产养殖智能高效清污装置及其工作方法,包括水池和控制系统,及旋转装置、吸污装置、排水装置和排污装置；水池成型为桶体结构,其靠近水池底部处通过隔层将水池间隔分为上下层空间；旋转装置主要包括驱动电机、传动架、加强结构、联动轴和旋转支架,吸污装置主要包括一对吸污管和清污刷头；排水装置包括直网管与出水管；本发明的控制系统节省大量的人工,实现能耗最小化；吸污装置的吸污管与清污刷头可将一次性吸污率提高到99%以上；排水装置和排污装置使吸污作业过程所产生的污水量最小化；旋转装置的应用可避免旋流集污,使水体的养殖池内的流速减缓,减少鱼类因逆水性而长时间游动造成的体能消耗。(The invention relates to the technical field of water treatment equipment, in particular to an intelligent and efficient aquaculture sewage disposal device and a working method thereof, wherein the intelligent and efficient aquaculture sewage disposal device comprises a water tank, a control system, a rotating device, a sewage suction device, a drainage device and a sewage disposal device; the water pool is formed into a barrel structure, and the position of the water pool close to the bottom of the water pool is divided into an upper space and a lower space at intervals by an interlayer; the rotating device mainly comprises a driving motor, a transmission frame, a reinforcing structure, a linkage shaft and a rotating support, and the sewage suction device mainly comprises a pair of sewage suction pipes and a sewage cleaning brush head; the drainage device comprises a straight net pipe and a water outlet pipe; the control system of the invention saves a large amount of manpower and realizes the minimization of energy consumption; the sewage suction pipe and the sewage cleaning brush head of the sewage suction device can improve the disposable sewage suction rate to more than 99 percent; the drainage device and the sewage discharge device minimize the sewage amount generated in the sewage suction operation process; the application of the rotating device can avoid rotational flow dirt collection, slow down the flow velocity in the culture pond of the water body and reduce the physical consumption caused by long-time swimming of the fish against the water.)
技术领域
本发明涉及一种水处理设备
技术领域
，尤指一种水产养殖智能高效清污装置及其工作方法。背景技术
在污水处理或水产养殖水处理行业，水体除污是行业中的一项重要作业，为获得干净无害的水体，需要及时将水中的固体悬浮物特别是固体有机物、无机重金属颗粒等物质从水体中清除出来，若有机物清除不及时，则会导致有机物在细菌等微生物的作用下，进一步分解为氨氮、硫化氢、亚硝酸盐等物质，造成水体的富营养化，从而引发水生动物中毒或水华，同时重金属同样会导致水产动物慢性中毒，并通过食物链的传播而对人的健康产生不良影响。
随着水产养殖行业的日益发展，尤其是近年来推广的室内工厂化循环水养殖模式，与市政污水等水处理行业一样，均是针对污水进行处理进而实现水循环利用。然而，实现该模式的基础是要有一定的容器如污水池，而水处理的第一关首先是将水中的固体物从水中过滤分离出来，然后再进行后续的除污净化处理。
目前，一般的污水池或养殖池，采用的集污方式如下：将污水池的池底做成锅底结构加上水流旋流作用进行集污，但是，很多时候该集污方式效果并不显著。根据水产养殖方面的大量实践数据表明，锅底结构相对于平底鱼池来讲，虽然有一定的集污效果，但大部分水中的有机悬浮物，仍然会沉淀于锅底结构的池底，不会被水流带出。一旦发生这样的情况，养殖水体的水质就会迅速恶化，有机物（主要是动物的粪便、多投的饵料等）在细菌的分解下分解成氨、亚硝酸盐等对水生动物有害的物质。同时，大量有机物不能被从水体分离出去，也会滋生大量有有害细菌，造成水生动物病害高发，最终导致水产养殖的失败，这也是目前工厂化水产养殖鲜有成功案例的主要原因。
发明内容
为解决上述问题，本发明旨在公开一种水处理设备技术领域，尤指一种水产养殖智能高效清污装置及其工作方法，以通过本发明的清污装置，将水池中的沉淀污物最大限度且及时地被水流带出水池，从而避免沉淀污物在污水池中进一步分解而影响水质。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种水产养殖智能高效清污装置，其特征在于，所述的高效清污装置主要包括水池和控制系统，以及安装在水池内的旋转装置、吸污装置、排水装置和排污装置；其中，所述的水池成型为桶体结构，其靠近水池底部处通过隔层将水池间隔分为上下层空间；
所述的旋转装置主要包括驱动电机、传动架、加强结构、联动轴和旋转支架，所述的旋转支架搭载式安装在水池顶部，两端固定安装在水池顶部的边缘上，所述的驱动电机安装在旋转支架的顶面上，驱动电机通过联动轴与传动架传动连接；所述的传动架安装在旋转支架的下方，主要包括由上至下依次安装的转动顶座、转动支柱与转动底座；所述的加强结构连接在转动支柱与吸污装置之间，其一端连接在转动支柱上，另一端延伸至吸污装置处；
所述的吸污装置主要包括一对吸污管和清污刷头，一对吸污管分别安装在传动架的两侧，并与隔层平行设置，且吸污管一端固定连接在转动底座处，另一端延伸至靠近水池内壁处，吸污管设置为直角状的方通管结构，且管段上间隔设置有若干吸污孔，所述的清污刷头通过固定块安装在吸污管下方；
所述的排水装置包括直网管与出水管，所述的直网管安装在传动架以内，直网管包括围网与直管，直管底部嵌入式活动安装在转动底座上，整体设置为内中通结构，外壁开设有大孔，围网包覆设置在直管外部；同时直网管底部连接有排水转接弯管，通过排水转接弯管连接出水管；
所述的排污装置包括排污管与排污转接弯管，排污管设置在水池的下层空间内，其一端通过排污转接弯管与水池上层空间连通，另一端流通至水池外部。
优选地，所述的控制系统包括电性连接的电动阀门、定时器、启动开关和智能操控器，其中电动阀门安装在排污管、出水管的末端，定时器安装在驱动电机的控制电路上，启动开关、智能操控器分别同时与电动阀门、定时器、驱动电机连接以控制器件运行。
优选地，所述水池的上层空间为蓄水部分，下层空间为空腔部分或实心部分；上层空间从底面中心处下凹为槽体结构以形成集污槽。
优选地，所述的旋转支架成型为长条管状结构，或通过多根长管拼接形成托架结构，中部开设有贯通通孔。
优选地，所述的联动轴纵向贯穿安装在旋转支架的通孔处，从而同时连接位于旋转支架上下方的驱动电机与传动架。
优选地，所述的转动顶座设置为圆盘状，上表面与联动轴固定连接，所述的转动支柱由至少两根纵向支柱组成，阵列式围绕安装在转动顶座下表面，所述的转动底座包括一体成形的圆环底座与限位柱，圆环底座安装在转动支柱的底部以支撑转动支柱，限位柱连接在圆环底座底面，通过限位柱定位在集污槽内以使传动架沿集污槽范围内转动；同时转动底座整体的中心部设置有一贯通上下的通槽，通过通槽使直网管底端贯穿固定在通槽处。
优选地，所述的加强结构为一对加强筋，其中一加强筋的一端连接在转动支柱的一纵向支柱的柱身处，另一端连接在吸污装置的一吸污管管段上，另一加强筋的一端连接在转动支柱的另一纵向支柱上，另一端连接在吸污装置的另一吸污管管段上。
优选地，所述的排水转接弯管安装在集污槽处，所述的出水管始端在集污槽内与排水转接弯管连接，出口端贯穿集污槽侧壁后同时贯穿水池的下层空间外壁以设置在水池以外。
优选地，所述的排污转接弯管贯通式连接在集污槽的底面，排污管连接在排污转接弯管末端，以通过排污转接弯管将集污槽内的物质经过排污管排出。
一种水产养殖智能高效清污装置的工作方法，其特征在于，所述的工作方法包括以下步骤：
S1、排污控制：关闭出水管出口，启动驱动电机，驱动传动架进行转动，带动吸污管与清污刷头转动，清污刷头在转动过程中对水池底面污物进行扫刷，污物刷起后从吸污孔进入吸污管，同时，控制阀门将水池底部的排污管出口打开，在水流的带动作用，进入吸污管的污物，依次流经集污槽、排污管出口以排出水池外，以分离水中固体物；
S2、排水控制：开启出水管出口，将经过直网管的围网阻挡过滤而进入直管的水，流经出水管出口以排出水池外；
S3、水体灌入：从水池顶部灌入适宜水产养殖的新的水体；
S4、定时控制：设定在指定时间点上，自动启动驱动电机，并运行设定的时间段后，自动关闭驱动电机。
本发明的有益效果体现在：本发明的控制系统可实现全智能化操作，节省大量的人工，同时实现能耗最小化，节省资源能源，平均一次吸污耗费的的电能不超过0.02度，一天12次吸污耗电不超过0.24度；本发明根据水产养殖或污水处理行业中污物不间断产生的特点，设定定时运行、定时关闭运行，甚至经过智能操控器调速后不间断缓慢运行的工作模式。在智能设定下可在第一时间将有机废物通过吸污的形式排出水体，从而避免有机废物在水中存留时间过久，分解成溶解性的污物的情况出现，亦从而降低了后续设备的投入，降低后续设备如生物过滤装置的负担。
本发明吸污装置的吸污管与清污刷头的设计，可将一次性吸污率提高到99%以上；相对于人工吸污费时费力或普通的自然旋流集污，效率成倍增加。且本发明的排水装置和排污装置的设计，使吸污作业过程所产生的污水量最小化，一次吸污所排出的污水量不超过池水总量的10%，污水可通过循环水养殖过滤系统设备第一时间过滤去除，或者通过沉淀池进行有机物沉淀，上清水经过其他设备回流到养殖池中。
本发明应用于水产养殖上时，由于设置有旋转装置，在旋转装置合理控制使用的基础下，不需要进行旋流集污，避免旋流集污会消耗水流的水头压，同时避免了有机颗粒在旋流的作用下，在池中的滞留时间会延长，增加了有机物在细菌等生物的作用下分解成有害物质等问题；同时避免有机物在水中的时间过久，有害细菌、病毒等的浓度会增加，增加了水产养殖品种患病的可能问题；因此本发明避免旋流集污后，可使水体的养殖池内的流速减缓，减少鱼类因逆水性而长时间游动造成的体能消耗；并使得鱼类生长速度会大幅增加。
附图说明
图1是本发明的正视结构图。
图2是本发明的俯视结构图。
图3是本发明吸污装置的截面图。
附图标注说明：1-水池，2-排水装置，3-排污装置，4-旋转装置，5-控制系统，6-吸污装置，7-集污槽，11-上层空间，12-下层空间，21-直网管，22-出水管，23-排水转接弯管，31-排污管，32-排污转接弯管，41-驱动电机，42-传动架，43-加强结构，44-联动轴，45-旋转支架，61-吸污管，62-清污刷头，63-吸污孔。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：
一种水产养殖智能高效清污装置，所述的高效清污装置主要包括水池1和控制系统5，以及安装在水池1内的旋转装置4、吸污装置6、排水装置2和排污装置3；
其中，所述的水池1成型为桶体结构，其靠近水池1底部处通过隔层将水池1间隔分为上下层空间12；所述水池1的上层空间11为蓄水部分，下层空间12为空腔部分或实心部分；上层空间11从底面中心处下凹为槽体结构以形成集污槽7，本实施例中下层空间12可以设置有支撑或无支撑，当设置无支撑时，下层空间12可以为空腔结构，当设置有支撑时，其内部可浇灌水泥混凝土以实现支撑，亦可以设置支撑杆/架或其他支撑结构，从而可承托隔层使其不易变形，避免变形时吸污装置6的扫刷工作不充分；本实施例中，隔层亦即上层空间11的底面，其可以设置为水平平面，亦可以设置为倒锥形面或其他表面，根据排污需求进行设定；
所述的旋转装置4主要包括驱动电机41、传动架42、加强结构43、联动轴44和旋转支架45，所述的旋转支架45搭载式安装在水池1顶部，两端固定安装在水池1顶部的边缘上，所述的旋转支架45成型为长条管状结构，或通过多根长管拼接形成托架结构，中部开设有贯通通孔；所述的驱动电机41安装在旋转支架45的顶面上，驱动电机41通过联动轴44与传动架42传动连接；所述的联动轴44纵向贯穿安装在旋转支架45的通孔处，从而同时连接位于旋转支架45上下方的驱动电机41与传动架42；所述的传动架42安装在旋转支架45的下方，其整体高度可在联动轴44与驱动电机41连接处调节，主要包括由上至下依次安装的转动顶座、转动支柱与转动底座；所述的转动顶座设置为圆盘状，上表面与联动轴44固定连接，所述的转动支柱由至少两根纵向支柱组成，阵列式围绕安装在转动顶座下表面，所述的转动底座包括一体成形的圆环底座与限位柱，圆环底座安装在转动支柱的底部以支撑转动支柱，限位柱连接在圆环底座底面，其外径小于集污槽7的内径，下缘低于集污槽7上边缘，集污槽7的大小限定限位柱的水平活动空间，通过限位柱定位在集污槽7内以使传动架42沿集污槽7范围内转动；同时转动底座整体的中心部设置有一贯通上下的通槽，通过通槽使直网管21底端贯穿固定在通槽处；所述的传动架42可以由高强度材料比如金属材料制成；所述的加强结构43连接在转动支柱与吸污装置6之间，其一端连接在转动支柱上，另一端延伸至吸污装置6处；所述的加强结构43为一对加强筋，其中一加强筋的一端连接在转动支柱的一纵向支柱的柱身处，另一端连接在吸污装置6的一吸污管61管段上，另一加强筋的一端连接在转动支柱的另一纵向支柱上，另一端连接在吸污装置6的另一吸污管61管段上；两加强筋分别连接到吸污管61的中心偏外的位置，可以保障吸污管61更不容易变形，一直保持是直管状态的，且吸污管61与水池1底面平行，使池底的污物在吸污管61转动时，不至于因为吸污管61变形而导致某些地方的污物因为离吸污管61太远而不能被吸出；
所述的吸污装置6主要包括一对吸污管61和清污刷头62，一对吸污管61分别安装在传动架42的两侧，并与隔层平行设置，当隔层为水平平面时，吸污管61亦为水平设置，当隔层为锥形表面时，吸污管61亦为倾斜设置，吸污管61一端固定连接在转动底座处，另一端延伸至靠近水池1内壁处，本实施例的吸污管61设置为直角状的方通管结构，可以为具有一定强度的7字形耐腐蚀管道，且管段上间隔设置有若干吸污孔63，吸污孔63的孔径根据养殖过程中鱼的粪便颗粒、水流速度等综合因素确定，所述的清污刷头62通过固定块安装在吸污管61下方，清污刷头62的作用是在随吸污管61旋转时，将沉淀于池底的污物刷起，进而通过吸污管61上均匀分布的吸污孔63进入吸污管61，再经过集污槽7、排污管31排出污水池1；启动驱动电机41，在电机的动力带动下，传动架42进行转动，从而带动吸污装置6沿着水池1池底水平旋转，即吸污管61与清污刷头62绕水池1底面中心转动，由于清污刷头62与水池1底面贴合，因此清污刷头62在转动过程中可对底面进行扫刷，从而实现扫刷水池1底面污垢的清理工作；而吸污装置6在旋转的同时，控制阀门将水池1底部的排污管31出口打开，在水流的带动作用，沉淀于水池1池底的污物首先通过吸污管61上的吸污孔63进入吸污管61，然后经集污槽7、排污管31出口排出水池1外，从而达到分离水中固体物的效果；
所述的排水装置2包括直网管21与出水管22，所述的直网管21安装在传动架42以内，直网管21包括围网与直管，直管底部嵌入式活动安装在转动底座上，整体设置为内中通结构，外壁开设有大孔，围网包覆设置在直管外部，直网管21的设置既能阻拦鱼群进入，避免鱼或大颗粒污物堵塞，又不影响水流向中心至出水管22流动；同时直网管21底部连接有排水转接弯管23，通过排水转接弯管23连接出水管22；所述的排水转接弯管23安装在集污槽7处，所述的出水管22始端在集污槽7内与排水转接弯管23连接，出口端贯穿集污槽7侧壁后同时贯穿水池1的下层空间12外壁以设置在水池1以外；
所述的排污装置3包括排污管31与排污转接弯管32，排污管31设置在水池1的下层空间12内，其一端通过排污转接弯管32与水池1上层空间11连通，另一端流通至水池1外部；所述的排污转接弯管32贯通式连接在集污槽7的底面，排污管31连接在排污转接弯管32末端，以通过排污转接弯管32将集污槽7内的物质经过排污管31排出；
所述的控制系统5包括电性连接的电动阀门、定时器、启动开关和智能操控器，其中电动阀门安装在排污管31、出水管22的末端，定时器安装在驱动电机41的控制电路上，启动开关、智能操控器分别同时与电动阀门、定时器、驱动电机41连接以控制器件运行；在相隔一段时间后启动驱动电机41，在驱动电机41运行一段时间后自动关闭驱动电机41；或者在每天的若干个时间点启动驱动电机41，在驱动电机41运行一定的时间后再关闭驱动电机41；全程无需人工干预；采用智能运行模式，从很大程度上节省了人工，同时考虑到电耗的问题，使控制系统5的用电量极小，考虑到成品在运行后的维护成本问题，使之故障率低，维护更方便。
一种水产养殖智能高效清污装置的工作方法，包括以下步骤：
S1、排污控制：关闭出水管22出口，启动驱动电机41，驱动传动架42进行转动，带动吸污管61与清污刷头62转动，清污刷头62在转动过程中对水池1底面污物进行扫刷，污物刷起后从吸污孔63进入吸污管61，同时，控制阀门将水池1底部的排污管31出口打开，在水流的带动作用，进入吸污管61的污物，依次流经集污槽7、排污管31出口以排出水池1外，以分离水中固体物；
S2、排水控制：开启出水管22出口，将经过直网管21的围网阻挡过滤而进入直管的水，流经出水管22出口以排出水池1外；
S3、水体灌入：从水池1顶部灌入适宜水产养殖的新的水体；
S4、定时控制：设定在指定时间点上，自动启动驱动电机41，并运行设定的时间段后，自动关闭驱动电机41。
本实施例提供一种水产养殖智能高效清污装置，主体结构如以上所述，而水池1为水产养殖池，积累一定污物后为污水池1，作为高密度循环水养殖的地方，而养鱼的品种为罗非鱼；吸污孔63直径为6mm，水池1为食品级PP塑料材料制成，成型为圆桶状结构，直径2.3米，高度1.2米，水位高度为1米；本实施例的驱动电机41及减速机采用6RK1400电机组件，传动架42采用双层槽钢；传动架42的支柱采用镂空不锈钢金属管；吸污管61采用304不锈管异形管，在水平和向下的方面各有一排小孔；加强筋采用304不锈钢管。清污刷头62为PVC硬质毛刷，高度1.5cm；定时器为SN-01微电脑定时器；电动阀门采用JL900-Q1电动球阀。
根据养殖密度与罗非鱼生长阶段、投喂情况等综合因素，设置吸污装置6的运行间隔为2H；每次运行时间为2min，控制进水的方向，使池水尽量不旋转；大部分罗非鱼的粪便都会在排出鱼体后10秒钟内沉到池底。2小时后吸污装置6自动启动，首先是排污管31的电动球阀被打开，由于鱼池内水位与排污阀门之间有一米的水位落差，池水中的水会因为这个落差产生的压力，通过排污管31上的小孔排出；然后吸污装置6在驱动电机41及传动架42的作用下开始缓慢旋转，鱼类粪便及多投的饵料被清污刷头62刷动，最后迅速被吸污孔63附近的急速水流带入吸污管61，然后通过集污槽7，从排污管31出口排出。吸污管61旋转一圈的时间为2分钟，吸污率达100%，池底所有的固体颗粒可被清理干净。水位由于吸污作用下降约12cm，含有大量有机物的污水被集中处理，有机物被进一步收集，干净的水重新被泵回到养殖鱼池。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
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