本發(fā)明涉及一種海水凈化方式，尤其涉及一種珊瑚養(yǎng)殖海水凈化方式。
背景技術(shù)：
珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)作為典型的三大熱帶海洋生態(tài)系統(tǒng)之一，具有較高的初級生產(chǎn)力，被稱為海洋中的熱帶雨林，具有重要的生態(tài)和經(jīng)濟價值。但是，由于全球氣候變化、海洋酸化和環(huán)境污染，珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)正在遭受日益嚴重的威脅，將近50%的珊瑚已經(jīng)死亡，因此開展珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究和保護刻不容緩。目前關(guān)于珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)研究主要在珊瑚礁海區(qū)進行，但由于自然海區(qū)水文條件復(fù)雜，干擾因素較多，研究相對比較困難。養(yǎng)殖的珊瑚及其模建的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)將是未來珊瑚礁研究的主要對象，本發(fā)明提供的適用于珊瑚養(yǎng)殖的水凈化系統(tǒng)和環(huán)境因子調(diào)節(jié)系統(tǒng)能構(gòu)建珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)，并可以人工模擬環(huán)境脅迫來研究珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的演替，為珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的研究提供新技術(shù)和新思路。
此外，由于國內(nèi)海水水族行業(yè)發(fā)展較慢，目前市場還沒有成熟完善的海缸水凈化系統(tǒng)，海水水族缸主要采用淡水缸水凈化方式，但僅僅使用淡水水族缸的水凈化方式遠不能滿足珊瑚養(yǎng)殖的水質(zhì)要求?，F(xiàn)有的珊瑚養(yǎng)殖主要有以下問題：
1、餌料及生物代謝廢物容易造成營養(yǎng)鹽富集，如果不能及時降低營養(yǎng)鹽濃度，將嚴重威脅珊瑚的生長和繁育；
2、營養(yǎng)鹽富集還會導(dǎo)致缸體中附生大量藻類，影響珊瑚生態(tài)系統(tǒng)的平衡；
3、有機物腐敗容易產(chǎn)生大量亞硝酸鹽等有毒物質(zhì)，高濃度時會使缸內(nèi)生物中毒死亡；
4、由于水體較小，水質(zhì)難以穩(wěn)定，需要經(jīng)常補換水，影響珊瑚生長。
這一系列難題一直制約著珊瑚人工養(yǎng)殖的發(fā)展，同樣也影響著珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的研究和保護，而建成一套完善的適合珊瑚養(yǎng)殖的水凈化系統(tǒng)則是解決這一難題的關(guān)鍵所在。因此，本發(fā)明提供的海水凈化方式在珊瑚人工養(yǎng)殖中具有廣闊的應(yīng)用前景，對于珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)研究和保護具有重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種新的海水凈化方式，并應(yīng)用于科研用珊瑚養(yǎng)殖來解決現(xiàn)存的問題，主要有以下特征：
1、一體化是每個成熟產(chǎn)品都必須具備的特征，只有實現(xiàn)一體化才能成為一個完整的產(chǎn)品，本發(fā)明提供的海水凈化方式在保證凈水效率的同時還將珊瑚養(yǎng)殖缸、水凈化系統(tǒng)和科研用環(huán)境因子調(diào)節(jié)系統(tǒng)整合到一起，建成科研用一體化循環(huán)水的珊瑚缸，具有重要的科研價值；
2、生態(tài)化是水凈化過程中一直追求的目標(biāo)，本發(fā)明運用物理沉降和生物凈化等措施，分步降低水體中固體顆粒性雜質(zhì)、銨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽和磷酸鹽等營養(yǎng)鹽的含量，建成生態(tài)海水凈化系統(tǒng)；
3、智能化水族缸在中國的發(fā)展還處于起步階段，但這將是未來發(fā)展的主要方向。本發(fā)明根據(jù)智能家居的理念，采用先進的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和自動控制技術(shù)將整個管理系統(tǒng)有機結(jié)合起來，實現(xiàn)智能化遠程實時控制，使整個管理過程更加簡易快捷；
4、循環(huán)水養(yǎng)殖作為目前養(yǎng)殖的主要發(fā)展模式，能降低養(yǎng)殖過程對海水供應(yīng)的依賴，減少養(yǎng)殖過程中污水的排放，提高養(yǎng)殖成活率，降低養(yǎng)殖風(fēng)險，實現(xiàn)綠色養(yǎng)殖。此外，內(nèi)循環(huán)也可以減少換水的麻煩，對水族養(yǎng)殖業(yè)健康和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
附圖說明
圖1 本發(fā)明提供的一種新的海水凈化方式在珊瑚養(yǎng)殖中的應(yīng)用示意圖
圖中：1、珊瑚養(yǎng)殖缸；2、藻屏缸；3、珊瑚石缸；4、藻缸；5、水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)；6、智能化控制系統(tǒng)；7、科研用環(huán)境因子調(diào)節(jié)系統(tǒng)；8、溫度控制系統(tǒng)；9、滴定系統(tǒng)；10、基于水體鹽度的補水系統(tǒng)；11、鈣反系統(tǒng) 。
具體實施方式
本發(fā)明提供了新的海水凈化方式并將其應(yīng)用于珊瑚養(yǎng)殖，建成了科研用珊瑚養(yǎng)殖系統(tǒng)，具有重要的科研價值。而且本發(fā)明提供的海水凈化方式可以應(yīng)用于海水水族養(yǎng)殖，具有廣闊的市場前景。
1、珊瑚養(yǎng)殖缸
珊瑚養(yǎng)殖缸主要根據(jù)不同種類珊瑚生活習(xí)性不同對珊瑚進行擺放，并引入珊瑚礁常見魚類等動物，模擬自然海區(qū)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)，建成珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)演替模型。
2、水凈化系統(tǒng)
目前珊瑚養(yǎng)殖水凈化方法主要以柏林系統(tǒng)為主，但柏林系統(tǒng)占用空間大，耗能高，且各種水凈化方式的組合比較雜亂，系統(tǒng)難以維護和長期穩(wěn)定運行，不適合科研用珊瑚養(yǎng)殖。本發(fā)明將物理沉降和生物凈水方式進行整合，解決了現(xiàn)有水凈化系統(tǒng)存在的問題，提供了一套適用于科研用珊瑚養(yǎng)殖的水凈化系統(tǒng)。
（1）藻屏缸
影響珊瑚養(yǎng)殖缸水質(zhì)的主要因素是魚類及珊瑚等動物的餌料殘留及代謝產(chǎn)物，本發(fā)明通過泡沫分離器將這些有機顆粒性雜質(zhì)排出。藻屏采用溢流的方式，下水先流經(jīng)藻屏，使藻屏凈水效果最大化。
藻屏缸主要有藻床和光源，其利用缸內(nèi)原有的低等藻類附生在藻床上并增殖來凈化水質(zhì)。利用紗網(wǎng)制作藻床，海水溢流過藻床，低等藻類將在藻床上大量附著并生長，從而消耗海水中的營養(yǎng)鹽。當(dāng)藻類生長形成厚厚的一層時，用刮板刮去藻類，然后再重新使用。藻屏可以有效降低水體銨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽和金屬離子的含量。
表一、不同水體對應(yīng)藻屏面積
（2）珊瑚石缸
珊瑚石缸內(nèi)裝有珊瑚骨骼，由于珊瑚骨內(nèi)有許多孔隙，硝化細菌等耗氧菌在孔隙內(nèi)大量繁殖，孔隙深處生活有反硝化細菌，它們可以有效地分解糞便、代謝產(chǎn)物及餌料等有機物，防止水體中的銨鹽及亞硝酸鹽等有害物質(zhì)的富集，還可以補充珊瑚生長所需要的鈣鎂離子。
（3）藻缸
藻缸底部鋪設(shè)珊瑚石，表層養(yǎng)高等藻類，包括衫葉厥藻、羽毛藻和葡萄藻。厥藻生長速度較快，可以作為理想的生物“過濾器”，能有效的吸收水體營養(yǎng)物質(zhì)。珊瑚共生藻類光合作用提供的營養(yǎng)成分不能完全滿足珊瑚生長的需要，珊瑚還要不斷地捕食動物性浮游生物以維持生命。但人工環(huán)境下海水缸內(nèi)的動物性餌料含量偏低，倘若長期處于饑餓或半饑餓狀態(tài)，珊瑚會出現(xiàn)萎縮甚至死亡的現(xiàn)象。藻缸可以培育很多浮游動物，為捕食性珊瑚提供食物，無需再投喂珊瑚糧，避免污染水質(zhì)。
（4）水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)
水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)包括溫度計、鹽度計、PH計和聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等，能實時監(jiān)測溫度、鹽度、pH和鈣鎂離子濃度等水質(zhì)指標(biāo)，當(dāng)有水質(zhì)指標(biāo)超出合理范圍后，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將自動報警。根據(jù)智能家居的理念，采用先進的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和自動監(jiān)測技術(shù)將整個系統(tǒng)有機結(jié)合起來，可以實現(xiàn)智能化線上實時監(jiān)測和反饋，使整個監(jiān)測過程更加簡易快捷。
3、環(huán)境因子調(diào)節(jié)系統(tǒng)
本發(fā)明提供的環(huán)境因子調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括溫度控制系統(tǒng)、滴定系統(tǒng)、補水系統(tǒng)和鈣反系統(tǒng)等，一方面可以用來改善養(yǎng)殖水體的水質(zhì)，還可以用來模擬海水升溫、水體富營養(yǎng)化和海洋酸化等目前珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)正在面臨的主要問題，滿足珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)研究需要。
（1）溫度控制系統(tǒng)：生物都具有適宜生長的溫度范圍，相對于其他海洋生物，珊瑚的最適溫度范圍更窄，溫度過高和過低都會導(dǎo)致珊瑚白化死亡。本發(fā)明通過冷暖水機控制水體溫度，來維持水體溫度恒定，減少外界環(huán)境對水體溫度的影響，還可以模擬海水溫度升高，滿足科研實驗需求。
（2）滴定系統(tǒng)：滴定系統(tǒng)主要用于準(zhǔn)確控制各營養(yǎng)鹽的濃度，來模擬水體富營養(yǎng)化等。此外，滴定系統(tǒng)也可以用于滴定MgCl2、CaCl2和NaHCO3等溶液，能及時補充珊瑚生長所必須的鈣鎂等離子，維持缸內(nèi)水體KH值恒定。
（3）基于水體鹽度的補水系統(tǒng)：目前常用的補水系統(tǒng)主要是基于海水液面變化的浮閥式補水系統(tǒng)，主要補充純凈水，易導(dǎo)致水體中珊瑚生長所必需的鈣鎂等元素含量偏低。缸內(nèi)水量減少主要是由于日常蒸發(fā)和廢水排出，因此不能簡單的采用浮閥式補水系統(tǒng)進行補水。本發(fā)明提供了基于水體鹽度的補水系統(tǒng)，當(dāng)水體鹽度低于35時，控制系統(tǒng)打開海水儲水桶向缸內(nèi)補充海水，在補水的同時補充珊瑚生長所必需的鈣鎂等元素；當(dāng)水體鹽度高于35時，控制系統(tǒng)打開純凈水儲水桶進行補水。本發(fā)明提供的補水系統(tǒng)不僅可以保證缸內(nèi)水量的恒定而且可以避免長期補充純凈水導(dǎo)致水體中珊瑚生長所必須的各種元素含量偏低的問題。
（4）鈣反系統(tǒng)：鈣反系統(tǒng)主要由二氧化碳鋼瓶、直徑1-2cm珊瑚石顆粒和pH計組成。珊瑚生長會利用水體中的鈣離子，導(dǎo)致水體中鈣離子含量偏低，鈣反系統(tǒng)提供的二氧化碳與珊瑚石碳酸鈣反應(yīng)，為水體補充鈣離子并供給珊瑚。鈣反系統(tǒng)還可以通過控制水體pH來模擬海洋酸化。
表二、本發(fā)明提供的珊瑚養(yǎng)殖系統(tǒng)各項水質(zhì)指標(biāo)
從表二統(tǒng)計結(jié)果表明：本發(fā)明提供的海水凈化方式具有較高的凈水效率，可以使珊瑚缸中各水質(zhì)指標(biāo)長期處在較合理的水平。
以上所揭露的僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬于本發(fā)明所涵蓋的范圍。