申请日2020.01.13
公开(公告)日2020.04.14
IPC分类号A01K63/04
摘要
本发明公开及太阳能应用领域以及水产养殖池清污技术中的一种基于太阳能的水产养殖池清污装置与方法，MCU控制系统控制太阳能集能管中加热后的水体流入到U型散热管中，经过U型散热管散热，回到太阳能集能管中;吸污泵从养殖池中的池底抽取污水，喷淋头将抽取的污水喷洒在清污挡板的前表面，水中污泥附着在清污挡板的前表面，水体一部分蒸发到空气中，另一部分向下流入水槽中;当实际光照度到达阈值时，控制电动伸缩杆装置工作，清污臂将清污挡板上的污泥刮下，污泥掉入污泥槽中;本发明有效利用太阳能实现蒸发集污，将基于光敏传感器的反馈技术应用于污泥清理工作中，可改善因污泥附着密度不均匀导致的测量结果不准确的问题。
权利要求书
1.一种基于太阳能的水产养殖池清污装置，包括太阳能集能管(1)，太阳能集能管(1)固定连接于框架(17)的顶部，框架(17)的外侧壁设有第二光敏传感器(16)，其特征是：太阳能集能管(1)开有两个入水口和一个出水口，第一个入水口用于补充水，第二个入水口经水管与U型散热管(12)的出水口相连，所述的出水口经第二水泵(A03)与U型散热管(12)的入水口相连，U型散热管(12)布置在太阳能集能管(1)的下方且在清污挡板(3)的后方;清污挡板(3)上设有呈阵列式布置的若干个第一光敏传感器(10)，清污挡板(3)的左侧是电动伸缩杆装置(2)、右侧是养殖池(9)，电动伸缩杆装置(2)中的伸缩杆水平布置，伸缩杆末端垂直连接清污臂(7)，清污臂(7)贴近清污挡板(3)的前侧面，清污挡板(3)下边沿放置一个水槽(4)，水槽(4)内壁上设有液位计(15)，水槽(4)经第一水泵(A01)连接养殖池(9)的底部，清污挡板(3)右下方放置污泥槽(5);出水管(B03)的一端通入养殖池(9)的池底，另一端向上延伸到外部且连接在清污挡板(3)前上方的喷淋头(6)，出水管(B03)上设有吸污泵(A02);所述的电动伸缩杆装置(2)、第一水泵(A01)、吸污泵(A02)以及第二水泵(A03)各自通过控制线连接MCU控制系统，液位计(15)、第一光敏传感器(10)以及第二光敏传感器(16)各自通过信号线连接MCU控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的水产养殖池清污装置，其特征是：清污挡板(3)上设有阵列式方形槽，每个方形槽的前段中装一个有机玻璃(8)，有机玻璃(8)以环氧树脂胶固定在清污挡板(3)上，每个方形槽的后段中装有一个所述的光敏传感器(10)。
3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的水产养殖池清污装置，其特征是：U型散热管(12)与清污挡板(3)相互平行且两者均向后方倾斜，两者相靠近但不接触。
4.根据权利要求3所述的一种基于太阳能的水产养殖池清污装置，其特征是：清污挡板(3)呈方形的平板形状，U型散热管(12)整体弯曲成方形。
5.一种如权利要求1所述的基于太阳能的水产养殖池清污装置的清污方法，其特征是包括以下步骤：
(A)当第二当光敏传感器(16)检测到有自然光时，MCU控制系统接收第二光敏传感器(16)控制第二水泵(A03)和吸污泵(A02)打开，第一水泵(A02)关闭，太阳能集能管(1)中加热后的水体流入到U型散热管(12)中，经过U型散热管(12)散热，回到太阳能集能管(1)中;
(B)吸污泵(A02)从养殖池(9)中的池底抽取污水，喷淋头(6)将抽取的污水喷洒在清污挡板(3)的前表面，水中污泥附着在清污挡板(3)的前表面，水体一部分蒸发到空气中，另一部分向下流入水槽(4)中;
(C)第一光敏传感器10检测光线强度，并将检测信号送入MCU控制系统中，MCU控制系统将所有的检测结果加权平均得到实际光照度，将实际光照度与内置的阈值进行比较，当实际光照度到达阈值时，控制电动伸缩杆装置(2)工作，清污臂(7)将清污挡板3上的污泥刮下，污泥掉入污泥槽(5)中。
6.根据权利要求5所述的清污方法，其特征是：当水槽(4)中的液面高出液位计(15)时，MCU控制系统接收液位计(15)的信号，打开第一水泵(A01)，将水槽(4)中的水体抽回养殖池(9)中。
说明书
一种基于太阳能的水产养殖池清污装置与方法
技术领域
本发明涉及太阳能应用领域以及水产养殖池清污技术，具体是通过太阳能水循环实现水产养殖池污物烘干集污以及循环清污。
背景技术
水产养殖是人为控制下繁殖、培育和收获水生动植物的生产活动，一般包括在人工饲养管理下从苗种养成水产品的全过程，广义上也可包括水产资源增殖。养殖业的培育方式有粗养、精养和高密度精养等方式，粗养是在中、小型天然水域中投放苗种，完全靠天然饵料养成水产品，如湖泊水库养鱼和浅海养贝等;精养是在较小水体中用投饵、施肥方法养成水产品，如池塘养鱼、网箱养鱼和围栏养殖等;高密度精养采用流水、控温、增氧和投喂优质饵料等方法，在小水体中进行高密度养殖，从而获得高产，如流水高密度养鱼、虾等。目前，人工养殖池的应用越来越广泛，因此，需要考虑大规模、易控制养殖环境等因素。为了加大养殖产出，提升经济效益，养殖户大都会在养殖池投放大量饵料， 这非常容易造成水体污染，使得养殖生物害病率大大提升。在养殖过程中，无论是精养还是半精养，给鱼虾投放的饲料，总有一部分不能为鱼虾类所食，加上池内鱼虾的排泄物、残饵、水生生物尸体等沉积池底腐烂、分解释放氮、磷、钾、硫化氢等有毒有害物质，对鱼虾类生长非常不利。为了避免微生物滋生带来的病害侵袭，需要定期对水体底部残饵和粪便等进行清理，以保持养殖水体清洁，保持良好的养殖环境。
目前，水产养殖污泥清除有两种方式，分别为人工清理和借助清污装置，有些是利用橡皮管或塑料管浸入水中，待管子盛满水产生虹吸后进行吸污，有些是以真空发生器作为动力源，直接对养殖池水进行抽吸，使污物引出软管排出养殖池。由于管子通径小，水流速度慢，残饵及大块污物无法彻底吸除。当养殖池面积小或池中水位较低时，无法进行虹吸式吸污。此外，在抽吸污物的过程中同时也大量抽取了干净的池水，造成水资源的极大浪费。例如，中国专利号为201420196473.9的文献中公开了一种用于养殖池的集污清污装置，在养殖池底部设有排污井，排污井底部连接有排污管。在排污井上端开口安装集污罩，通过集污罩的特殊结构排除养殖初期的较小污物，再通过装置中的球形塞的开闭排除较大的污物。该装置用于养殖池塘，可以顺利排除较大的污物(如死虾体、硬虾壳)，避免养殖水体的污染。但是排污时方式粗暴，浪费了大量清洁水体，也不能排除鱼虾等养殖生物误卷入排污管的可能。中国专利公开号为CN108892262A的文献中公开了一种通过水产养殖水循环再利用实现清污的方法，在水产养殖污水中加入各种复合净水剂，反应沉淀后得净化水，再将净化水和清水一起导入养殖池，该清污方法提供的水循环再利用的确可以解决污水清理问题，但人工操作耗时耗力，且复合净水剂需按比例混合添加，步骤繁琐。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有水产养殖污泥清除技术存在的问题，提高水资源循环利用率，保持水产品生长环境，提供了一种基于太阳能的水产养殖池清污装置与方法，利用太阳能对污水的物理蒸发作用实现集污和清污，不需要排干养殖池水，不需要养殖池水体流动，更不用对养殖池进行改造，维护了水产养殖池的生态。
为实现上述目的，本发明一种基于太阳能的水产养殖池清污装置采用的技术方案是：其包括太阳能集能管，太阳能集能管固定连接于框架的顶部，框架的外侧壁设有第二光敏传感器，太阳能集能管开有两个入水口和一个出水口，第一个入水口用于补充水，第二个入水口经水管与U型散热管的出水口相连，所述的出水口经第二水泵与U型散热管的入水口相连，U型散热管布置在太阳能集能管的下方且在清污挡板的后方;清污挡板上设有呈阵列式布置的若干个第一光敏传感器，清污挡板的左侧是电动伸缩杆装置、右侧是养殖池，电动伸缩杆装置中的伸缩杆水平布置，伸缩杆末端垂直连接清污臂，清污臂贴近清污挡板的前侧面，清污挡板下边沿放置一个水槽，水槽内壁上设有液位计，水槽经第一水泵连接养殖池的底部，清污挡板右下方放置污泥槽;出水管的一端通入养殖池的池底，另一端向上延伸到外部且连接在清污挡板前上方的喷淋头，出水管上设有吸污泵;所述的电动伸缩杆装置、第一水泵、吸污泵以及第二水泵各自通过控制线连接MCU控制系统，液位计、第一光敏传感器以及第二光敏传感器各自通过信号线连接MCU控制系统。
本发明一种基于太阳能的水产养殖池清污装置的清污方法采用的技术方案是包括以下步骤：
(A)当第二当光敏传感器检测到有自然光时，MCU控制系统接收第二光敏传感器控制第二水泵和吸污泵打开，第一水泵关闭，太阳能集能管中加热后的水体流入到U型散热管中，经过U型散热管散热，回到太阳能集能管中;
(B)吸污泵从养殖池中的池底抽取污水，喷淋头将抽取的污水喷洒在清污挡板的前表面，水中污泥附着在清污挡板的前表面，水体一部分蒸发到空气中，另一部分向下流入水槽中;
(C)第一光敏传感器检测光线强度，并将检测信号送入MCU控制系统中，MCU控制系统将所有的检测结果加权平均得到实际光照度，将实际光照度与内置的阈值进行比较，当实际光照度到达阈值时，控制电动伸缩杆装置工作，清污臂将清污挡板上的污泥刮下，污泥掉入污泥槽中。
本发明与已有技术相比具有如下优点：
1、本发明有效利用太阳能实现蒸发集污，太阳能集能管先给循环水体加热，再通过散热管将收集的热量传递给清污挡板，从而实现蒸发集污。从太阳能集能管出水口出来的热水热能资源丰富，将热量传给清污挡板，由喷淋头喷出的污水中，大部分水体吸收热量蒸发到空气中，污水中的污泥便会在高温下附着在清污挡板表面，通过污水中水汽的蒸发作用达到集污的目的。
2、本发明将基于光敏传感器的反馈技术应用于污泥清理工作中，光敏传感器形成的传感器阵列用于测量挡板表面污泥积累程度。当多个光敏传感器构成传感器阵列时，可改善因污泥附着密度不均匀导致的测量结果不准确的问题。当测量的光线透过率低于所定阈值时，将信号反馈给MCU，MCU发出信号使电动伸缩杆装置运作，清污臂开始清理污泥，可以防止清污臂盲目进行清污动作而造成的机械损耗。
3、本发明所利用实现了污水的循环利用，具有循环过滤净化功能，清污挡板固液分离出的污水流入污水槽，再将养殖池中的污水送到清污挡板再次过滤，经过一定时间的循环，使养殖池水质达到水生动植物的养殖标准。将本发明清污装置应用于养殖业，能够避免养殖水资源的浪费和环境的二次污染。
4、本发明清污方法自动化程度高，整个装置采用全自动控制，各部分能够合理有序地协调工作，无需人员监控。
5、本发明清污装置结构简单，成本低，清污挡板采用容易吸附污泥且导热性良好的金属钢板，而非笨重易变形的拦污栅，简单容易实现。（发明人张荣标;曹舒悦;张业成）