相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2016年2月3日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/290,718的優(yōu)先權(quán)，其全文內(nèi)容通過(guò)引用并入于此。

背景技術(shù)：

隨著全球人口繼續(xù)攀升，健康趨勢(shì)鼓勵(lì)消費(fèi)魚類和甲殼類動(dòng)物如蝦，全世界海洋生物總體正在枯竭。根據(jù)美國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織(fao)，人均魚類消費(fèi)量從1960年代的平均9.9kg增加到2005年的16.4kg。fao此后報(bào)告稱，2009年，約88％的受監(jiān)測(cè)魚類資源被過(guò)度開發(fā)、枯竭、從枯竭中恢復(fù)或被完全開發(fā)，這對(duì)全世界水生生態(tài)系統(tǒng)造成破壞性影響。例如，在2016年1月，將近300種魚類、蛤蜊、甲殼類動(dòng)物被分類為臨?；?yàn)l危物種。此外，捕撈野生海洋生物需要大量的燃料，大約620公升每噸魚，這不包括隨后的運(yùn)輸、冷卻和加工的顯著能量消耗。

近年來(lái)，水產(chǎn)養(yǎng)殖被確定為解決全球海洋可持續(xù)性危機(jī)的一個(gè)解決方案，并為不斷擴(kuò)大的全球人口提供食物來(lái)源。這種新興的產(chǎn)業(yè)包括在受控環(huán)境例如水槽中水產(chǎn)植物和動(dòng)物(例如，魚，軟體動(dòng)物和甲殼類動(dòng)物)的生產(chǎn)和飼養(yǎng)。圍繞水產(chǎn)養(yǎng)殖的問(wèn)題涉及保持清潔、高效的環(huán)境，保持水中溶解氧的閾值水平，并且在某些情況下，在環(huán)境中產(chǎn)生水流以滿足居民生物的生物需要。

圍繞水產(chǎn)養(yǎng)殖的問(wèn)題還涉及到可擴(kuò)展性。雖然淺水層水道能夠被設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)施為實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的導(dǎo)正筒(pilot)，但是將導(dǎo)正筒縮放到例如商業(yè)上可行的尺寸的努力已經(jīng)失敗。實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的導(dǎo)正筒已經(jīng)使用普通的空氣提升泵和/或空氣擴(kuò)散器管道來(lái)產(chǎn)生和/或維持所需的溶解氧水平和/或產(chǎn)生足夠的水流來(lái)激活水道。然而，當(dāng)在縮放設(shè)計(jì)中使用相同的普通空氣提升泵和空氣擴(kuò)散器管道時(shí)，設(shè)計(jì)完全失敗，或者不能保持所需的溶解氧水平和水流。驅(qū)動(dòng)用于這些類型的可伸縮設(shè)計(jì)的高容量、低壓空氣泵所需的馬力的量不僅低效，而且成本過(guò)高。此外，不存在足夠大到足以傳送這些設(shè)計(jì)所需的空氣量的原料尺寸管道。普通空氣提升泵和普通空氣擴(kuò)散器管被發(fā)現(xiàn)不適于與可擴(kuò)展性有關(guān)的目的。

圖1示出了用于給水生環(huán)境充氧的通常已知的空氣擴(kuò)散器100，其通常包括與擴(kuò)散器石、盤、管或圓盤120(disc120)流體連通的空氣源110?？諝獗灰龑?dǎo)通過(guò)擴(kuò)散器120，從而將其轉(zhuǎn)換成多個(gè)氣泡130，多個(gè)氣泡130比單個(gè)空氣流更容易溶解到水生環(huán)境中并且引起更少破壞性的環(huán)境湍流?？諝鈹U(kuò)散器具有這樣的缺點(diǎn)，即擴(kuò)散器非常容易積垢，并且需要大量的空氣來(lái)對(duì)水生環(huán)境充分充氧。此外，它們產(chǎn)生很少水流或沒(méi)有水流。

實(shí)驗(yàn)性的曝氣噴嘴已經(jīng)在學(xué)術(shù)中作為對(duì)水生環(huán)境充氧的替代方法進(jìn)行了探索，但是為了產(chǎn)生足夠的充氧作用，它們的使用可能產(chǎn)生來(lái)自排放的高度破壞性水平的湍流。另外，實(shí)驗(yàn)性的曝氣噴嘴僅在有限的區(qū)域中提供水流，并且不適合于工業(yè)規(guī)模的容器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的實(shí)施例描述了一種水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括設(shè)置在容器中的多個(gè)排放導(dǎo)管，所述排放導(dǎo)管包括一個(gè)或多個(gè)孔口；與多個(gè)排放導(dǎo)管流體連通的流體源；與多個(gè)排放導(dǎo)管中的至少一個(gè)流體連通的氣體供應(yīng)源；其中將流體從所述多個(gè)排放導(dǎo)管排放到所述容器中以產(chǎn)生或維持遍及所述容器內(nèi)存在的流體的水流。

在附圖和下面的說(shuō)明書中闡述了一個(gè)或多個(gè)示例的細(xì)節(jié)。從說(shuō)明書和附圖中以及從權(quán)利要求中，其他特征、對(duì)象和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的。

附圖說(shuō)明

附圖示出了本發(fā)明的非限制性示例實(shí)施例。

圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的空氣擴(kuò)散器；

圖2a示出了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制裝置的側(cè)視圖；

圖2b示出了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的設(shè)置在容器260內(nèi)的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制裝置200’的側(cè)視圖；

圖2c示出了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的排放導(dǎo)管的多個(gè)實(shí)施例；

圖3a示出了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)的俯視圖；

圖3b示出了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)的示意圖；

圖4示出了根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的控制水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的方法的方塊流程圖。

具體實(shí)施方式

參考附圖描述本發(fā)明，其中在所有附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示類似或等同的元件。附圖不是按比例繪制的，它們僅被提供用于說(shuō)明本發(fā)明。下面參考示例性應(yīng)用來(lái)描述本發(fā)明的幾個(gè)方面。應(yīng)當(dāng)理解，闡述了許多具體細(xì)節(jié)、關(guān)系和方法以提供對(duì)本發(fā)明的理解。然而，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到，能夠在沒(méi)有一個(gè)或多個(gè)具體細(xì)節(jié)的情況下或者利用其他方法來(lái)實(shí)踐本發(fā)明。在其他情況下，未詳細(xì)示出公知的結(jié)構(gòu)或操作以避免模糊本發(fā)明。本發(fā)明不限于所示的動(dòng)作或事件的順序，因?yàn)橐恍﹦?dòng)作可以以不同的順序發(fā)生和/或與其他動(dòng)作或事件同時(shí)發(fā)生。更進(jìn)一步地，并非需要所有示出的動(dòng)作或事件來(lái)實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法。

本文公開了用于控制水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的系統(tǒng)和方法，其提供工業(yè)可擴(kuò)展性和增強(qiáng)的環(huán)境一致性。本文公開的系統(tǒng)和方法不受環(huán)境幾何形狀或尺寸的限制，并且還允許對(duì)水流速度、夾雜物分布、流體溫度和廢物清除等的提高的環(huán)境控制。

通常，本公開描述了用于控制水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)的實(shí)施例。具體地，本公開描述了有利地引入流體以產(chǎn)生水流并且以使得環(huán)境居民不受干擾的方式在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中以均勻速率引入夾雜物的實(shí)施例。

本文所述的系統(tǒng)和方法適用于控制許多品種的水生生物可以在其中生存和生長(zhǎng)的水生環(huán)境，包括魚、甲殼類和軟體動(dòng)物。本文所述的系統(tǒng)和方法能夠例如以高容量地養(yǎng)殖用于商業(yè)目的的水生生物。例如，可以控制容器成長(zhǎng)至每立方米3.0kg的水生生物。本文所述的系統(tǒng)和方法可以利用淺的容器(例如，淺至0.03米)或深的容器(例如，5米或更深)。水生生物的一個(gè)例子是凡納濱對(duì)蝦(litopenaeusvannamei)?？蛇x地，本文所述的系統(tǒng)和方法能夠用于容納或生長(zhǎng)高度期望的水生物種，例如瀕危物種或高價(jià)物種。另外地或可選地，本文所述的系統(tǒng)和方法適于控制水生植物能夠在其中生存和生長(zhǎng)的水生環(huán)境。

本文所述的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)能夠包括設(shè)置在容器中的多個(gè)排放導(dǎo)管，所述排放導(dǎo)管包括一個(gè)或多個(gè)孔口。本文所述的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)能夠包括與多個(gè)排放導(dǎo)管流體連通的流體源和與多個(gè)排放導(dǎo)管中的至少一個(gè)流體連通的氣體供應(yīng)源中的一個(gè)或多個(gè)。本文所述的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)可以將流體從多個(gè)排放導(dǎo)管排放到容器中，以在容器內(nèi)存在的流體中產(chǎn)生和/或維持水流。

圖2a示出了設(shè)置于容器260內(nèi)或至少部分設(shè)置于容器260內(nèi)的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制裝置200的側(cè)視圖。裝置200包括與排放導(dǎo)管255流體連接的流體供應(yīng)管251。流體供應(yīng)管251可以包括能夠?qū)⒈热缢牧黧w輸送到排放導(dǎo)管255的一個(gè)管、多個(gè)管或多個(gè)物品。排放導(dǎo)管255能夠設(shè)置于水位161下方。在一些實(shí)施例中，排放導(dǎo)管255可以設(shè)置在水位161上方。排放導(dǎo)管255包括一個(gè)或多個(gè)孔口256，這將在下面詳細(xì)描述。從比如集管250的流體源供應(yīng)的流體通過(guò)流體供應(yīng)管251被引導(dǎo)到排放導(dǎo)管255，并且流體通過(guò)排放導(dǎo)管255的一個(gè)或多個(gè)孔口排出。比如空氣供應(yīng)管230的空氣供應(yīng)源在排放導(dǎo)管255的上游流體地連接到流體供應(yīng)管251。在一些實(shí)施例中，空氣供應(yīng)管230能夠可選地連接到靠近排放導(dǎo)管255的流體供應(yīng)管251。空氣或氣體通過(guò)空氣供應(yīng)管230引導(dǎo)，并且在通過(guò)排放導(dǎo)管255排出之前與流體供應(yīng)管251中的液體接觸?？諝饣驓怏w能夠例如通過(guò)泵或加壓源供應(yīng)。在一些實(shí)施例中，空氣供應(yīng)管230作為文丘里管操作，并且空氣或氣體通過(guò)流體供應(yīng)管251內(nèi)的流體的移動(dòng)和/或空氣供給管230和流體供給管251之間的在管道附近的連接點(diǎn)的管道幾何形狀被吸入液體流中。在這樣的實(shí)施例中，空氣供應(yīng)管230包括位于連接至流體供應(yīng)管的連接端的遠(yuǎn)側(cè)的開口端231，該開口端231優(yōu)選地定位在水位161之上。在所有實(shí)施例中的空氣或氣體可以包括環(huán)境空氣、純氧、富氧空氣或適合水生系統(tǒng)需要的其他氣體。在包括位于與流體供應(yīng)管連接的連接端遠(yuǎn)側(cè)的開口端231的實(shí)施例中，開口端231對(duì)大氣開放，并且空氣或氣體包括大氣空氣。在其他這樣的實(shí)施例中，空氣或氣體包括在開口端231附近周圍存在的任何氣體成分(例如，富氧大氣空氣)。

圖2b示出了設(shè)置在容器260內(nèi)的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制裝置200’的側(cè)視圖，其中裝置200’包括多個(gè)排放導(dǎo)管255。圖2b示出了分別專用于排放導(dǎo)管255a和255b中的每一個(gè)的空氣供給管230a和230b；然而在一些實(shí)施例中，單個(gè)空氣供應(yīng)管230能夠服務(wù)多個(gè)排放導(dǎo)管255。裝置200’因此經(jīng)由多個(gè)排放導(dǎo)管255在相對(duì)于容器底部261的多個(gè)高度處將流體排放到容器260中。在每個(gè)裝置200和200’中，排放導(dǎo)管255、255a和255b被示出定向?yàn)槠叫杏谌萜鞯撞?61。在一些實(shí)施例中，排放導(dǎo)管255可以相對(duì)于容器底部261成角度或垂直，如下面將更詳細(xì)地描述的。在這樣的實(shí)施例中，流體能夠經(jīng)由單個(gè)排放管道255在相對(duì)于容器底部261的多個(gè)高度處排放到容器260中。此外，裝置200和200’經(jīng)由排放管道255、多個(gè)孔口256(將在下面詳細(xì)描述)或其組合中的一個(gè)或多個(gè)將流體以相對(duì)于鄰近的容器側(cè)的多個(gè)距離排放到容器260中。

圖2c示出了排放導(dǎo)管255的各種替代實(shí)施例。排放導(dǎo)管255’包括多個(gè)相同的排放孔口256。例如，排放導(dǎo)管255能夠包括基于排放導(dǎo)管255的長(zhǎng)度和期望的孔口256尺寸的任何數(shù)量的孔口256。為了制造的方便，孔口256通常是圓形的，但是其他孔形狀也是合適的。例如，孔口256的尺寸能夠基于流體供應(yīng)的壓力和流體的期望排出速度來(lái)確定。排放導(dǎo)管255”包括多個(gè)不同尺寸的孔口256。在該特定實(shí)施例中，孔口尺寸以離流體供應(yīng)管251(未示出)的距離的函數(shù)增加，以考慮橫跨排放導(dǎo)管255”的流體壓降，并且因此提供來(lái)自每個(gè)孔口的基本相似的排出速度。類似地，可以選擇孔口256尺寸以實(shí)現(xiàn)從單個(gè)孔口的變化的排出速度。

圖3a示出了水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)300，其包括設(shè)置在容器360內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)控制裝置301(所示的301a和301b)，并且具有通過(guò)流體供應(yīng)管351(所示的351a和351b)與流體源350流體連通的排放導(dǎo)管355(所示的355a和355b)。在一些實(shí)施例中，所有控制裝置與單一流體源350流體連通，單一流體源350例如為集管。在這樣的實(shí)施例中，集管的內(nèi)徑能夠隨著距集管的流體供應(yīng)端的距離增加而減小，以解決頭損失并且在每個(gè)控制裝置301處提供更均勻的流體壓力。在其他實(shí)施例中，系統(tǒng)300能夠包括多個(gè)流體源350。每個(gè)控制裝置301a和301b與空氣供應(yīng)管330a和330b相關(guān)聯(lián)，然而在替代實(shí)施例中，多個(gè)控制裝置301能夠與單一空氣供應(yīng)管330相關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)300能夠可選地進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)流體入口370，流體入口370能夠連續(xù)地或周期性地將流體從容器360分離，用于處理、補(bǔ)充、回收等中的一個(gè)或多個(gè)。在一些實(shí)施例中，流體入口370包括泵或類似的抽吸裝置，其能夠相對(duì)于容器360中的流體產(chǎn)生壓力差并將流體抽出容器360。在其他實(shí)施例中，流體入口370由于它的位置(即，靠近容器360底部)重量分析地分離來(lái)之容器360的流體。在一些實(shí)施例中，流體入口370利用誘導(dǎo)壓差(inducedpressuredifferential)和重量分析方法來(lái)從容器360分離流體。系統(tǒng)300可以包括在一個(gè)或多個(gè)流體入口370與一個(gè)或多個(gè)流體源之間的流體連通，以促進(jìn)流體的回收。本文的實(shí)施例通常需要至少一個(gè)流體入口370，并且能夠可選地結(jié)合附加的流體入口370。在一些實(shí)施例中，流體入口370包括篩網(wǎng)或固體收集系統(tǒng)，以分離水生廢物防止進(jìn)入流體入口370。

盡管在排放導(dǎo)管和器壁之間不需要精確的垂直取向，但是一個(gè)或多個(gè)控制裝置301可以位于容器360內(nèi)大致垂直于近端器壁361的位置。在這種取向中，從一個(gè)或多個(gè)控制裝置301沿方向305排出的流體在容器360中產(chǎn)生和/或保持大致圓形的水流。方向305不一定是絕對(duì)方向；相反，方向305描述了與期望水流基本上一致的方向。因此，在需要容器360中的圓形水流的情況下，與容器壁363相關(guān)聯(lián)的控制裝置301能夠以方向305排除流體，該方向305與從與容器壁361相關(guān)聯(lián)的控制裝置301排出的流體的方向305基本相反(例如180度)。從一個(gè)或多個(gè)控制裝置301排出的流體可以附加地或替代地將夾雜物輸送到容器360，如下面將討論的。從一個(gè)或多個(gè)控制裝置301排出的流體的速度可以改變，以在容器360內(nèi)實(shí)現(xiàn)期望的水流速度。另外，可以設(shè)置最小流體速度，以便在控制裝置管道和部件內(nèi)實(shí)現(xiàn)期望的沖刷水平，以防止積垢。例如，控制裝置301管內(nèi)的流體速度可以在每秒2和5英尺之間。

為了在容器360內(nèi)的所有流體深度獲得合適的水流和/或?qū)A雜物均勻地引入容器360內(nèi)的流體中，控制裝置301可以相對(duì)于容器360底部設(shè)置在多個(gè)高度，使得流體在相對(duì)于容器360底部的多個(gè)高度處排出。因此，控制系統(tǒng)300可擴(kuò)展到所有深度的容器。另外地或替代地，一個(gè)或多個(gè)控制裝置301的一個(gè)或多個(gè)排放導(dǎo)管355可以相對(duì)于容器底部361成角度或垂直，使得流體在相對(duì)于容器360底部的多個(gè)高度排出。

通過(guò)一個(gè)或多個(gè)流體入口370在容器360內(nèi)的取向，容器360內(nèi)的圓形水流被進(jìn)一步促進(jìn)，其中流體入口370的流體進(jìn)入方向基本上類似于容器內(nèi)的流體流動(dòng)方向。系統(tǒng)300能夠附加地或替代地包括控制裝置301’，控制裝置301’在大致平行于近側(cè)容器壁(theproximalvesselwall)361的位置處定位在近側(cè)容器壁361的下游端。流體沿方向305’從控制裝置301’排出，方向305’與由一個(gè)或多個(gè)控制裝置301保持或產(chǎn)生的期望的圓形水流一致的。與一個(gè)或多個(gè)控制裝置301組合，控制裝置301’進(jìn)一步通過(guò)在容器幾何形狀變化(即角落)處重定向流體流動(dòng)來(lái)幫助減少流體阻力。

在一些可選實(shí)施例中，從一個(gè)或多個(gè)排放導(dǎo)管355排出的流體的全部或一部分以相對(duì)于近側(cè)容器壁361的微小角度排出，使得流體匯聚在近側(cè)容器壁361上。例如，流體能夠相對(duì)于近側(cè)容器壁361以約1度、約2.5度、約5度、約7.5度或約10度的角度從一個(gè)或多個(gè)排放導(dǎo)管355排出。進(jìn)側(cè)容器壁能夠包括外壁、分隔件或如下所述的分隔幾何形狀。稍微成角度的流體排放能夠產(chǎn)生和/或保持大致圓形的水流，同時(shí)還促進(jìn)水生廢物在容器的周邊處聚集。這種聚集有利地凈化容器360內(nèi)的水生環(huán)境，并且進(jìn)一步簡(jiǎn)化水生廢物的去除。水生廢物能夠包括在容器內(nèi)的排泄物、尿、蛻皮、未消耗的飼料和其他不期望的物種。蛻皮是指丟棄的身體生長(zhǎng)物，并且可以包括蛻皮的外骨骼，例如來(lái)自甲殼類動(dòng)物、鱗屑、爪、指甲等。

成角度的流體排放可以在多個(gè)實(shí)施例中單獨(dú)地或組合地實(shí)現(xiàn)。在第一實(shí)施例中，流體源350相對(duì)于近側(cè)容器壁361成角度。在第二實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)控制裝置301相對(duì)于近側(cè)容器壁361成角度。在第三實(shí)施例中，從一個(gè)或多個(gè)排放導(dǎo)管355排出的流體相對(duì)于排放導(dǎo)管成角度。相對(duì)于排放導(dǎo)管355成角度的流體排放可以通過(guò)改變孔口(圖3中未示出)的孔角度來(lái)實(shí)現(xiàn)，和/或在排放導(dǎo)管355的表面上結(jié)合例如翅片的排放引導(dǎo)元件。在一些實(shí)施例中，在排放導(dǎo)管355包括多個(gè)孔口的情況下，僅一部分孔口可配置為提供成角度的流體排放。

圖3a示出了系統(tǒng)300，其中一個(gè)容器壁361通過(guò)一個(gè)或多個(gè)控制裝置301和/或301’物理地關(guān)聯(lián)，然而在其他實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)控制裝置301和/或301’能夠與兩個(gè)或多個(gè)容器壁(例如，容器壁361、362、363、364及其組合)。與一個(gè)或多個(gè)控制裝置301和/或301’相關(guān)聯(lián)的容器壁的數(shù)量能夠基于容器周邊幾何形狀來(lái)確定。例如，對(duì)于長(zhǎng)且窄的矩形容器周邊幾何形狀，一個(gè)或多個(gè)控制裝置301和/或301’可以足夠或合適將兩個(gè)長(zhǎng)容器壁相關(guān)聯(lián)。如圖所示，一個(gè)或多個(gè)控制裝置301和/或301’可以源自容器360的外壁。在其他實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)控制裝置301和/或301’能夠源自容器360的內(nèi)部分隔件310。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)控制裝置301和/或301’可以起源于和/或與多個(gè)外部容器壁(例如，外壁361和363)相關(guān)聯(lián)。因此，在這樣的實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)控制裝置301和/或301’的長(zhǎng)度可以延伸直到容器360的長(zhǎng)度。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)控制裝置301的長(zhǎng)度達(dá)到容器360的長(zhǎng)度的一半，或達(dá)到近側(cè)容器壁361和分隔件310之間的距離，以便在容器360內(nèi)產(chǎn)生圓形水流。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)控制裝置301能夠跨越容器360的整個(gè)長(zhǎng)度。在一些這樣的實(shí)施例中，排放導(dǎo)管355的孔口可以定位成沿兩個(gè)不同方向排放流體，如圖2c中具有孔口256的排放導(dǎo)管255””所示。在這樣的實(shí)施例中，相反定位的孔口的兩個(gè)單獨(dú)的分組可以跨越容器中心線、分隔件或分隔幾何形狀，以便促進(jìn)容器360內(nèi)的圓形水流。

控制裝置301和/或301’的數(shù)量和布置可以基于對(duì)水流產(chǎn)生的需要以及有效地和/或均勻地將夾雜物輸送到容器360的能力來(lái)確定。例如，深槽可能需要在多個(gè)垂直位置處的控制裝置301和/或301’，以確保在基本所有容器360的深度的均勻和/或合適的水流流動(dòng)和/或夾雜物輸送。因此，本文所述的實(shí)施例為所有可想到的水槽幾何形狀提供工業(yè)可擴(kuò)展性。

類似地，圖3示出了系統(tǒng)300，其中兩個(gè)容器壁362和364包括一個(gè)或多個(gè)流體入口370，然而在其他實(shí)施例中，三個(gè)或更多容器壁(例如容器壁361、362、363、364及其組合)能夠包括一個(gè)或多個(gè)流體入口370。包括一個(gè)或多個(gè)流體入口370的容器壁的數(shù)量能夠基于容器周邊幾何形狀來(lái)確定。例如，對(duì)于方形容器周邊幾何形狀，可能期望流體入口370設(shè)置在三個(gè)或更多個(gè)壁上以輔助水流產(chǎn)生，和/或由于廢物去除需要而有必要。另外，可以期望在系統(tǒng)300中包括許多流體入口370，使得可以快速調(diào)整容器水生條件(例如，鹽度)以適應(yīng)容器360水生居民的需要，如將在下文所述的。

關(guān)于本文的所有實(shí)施例，容器的周邊幾何形狀可以包括正方形、矩形、圓形和其他多邊形幾何形狀，例如不規(guī)則的六邊形幾何形狀。例如可以考慮制造方法或構(gòu)造材料來(lái)選擇容器360周邊幾何形狀。能夠附加地或替代地選擇容器周邊幾何形狀以便于或減少對(duì)容器內(nèi)的水流的破壞。例如，通過(guò)對(duì)矩形幾何形狀的角進(jìn)行斜切而形成的圓形幾何形狀、卵形幾何形狀或不規(guī)則六邊形幾何形狀能夠各自最小化或消除不期望的湍流或渦流。例如，容器角部的湍流可能導(dǎo)致積聚的廢物的不期望的擴(kuò)散。進(jìn)一步地，斜面或圓形容器角可以減小水流阻力，并且需要系統(tǒng)泵更少的功率消耗，以便實(shí)現(xiàn)期望的水流速度。雖然上述實(shí)施例已經(jīng)描述為利用矩形容器周邊幾何形狀，但是應(yīng)當(dāng)理解，所有這些實(shí)施例對(duì)于現(xiàn)在描述的各種周邊幾何形狀是可行的。附加地或替代地，盡管上述實(shí)施例已經(jīng)描述為利用垂直于容器底部定向的容器壁，但壁的其他取向是合適的。在一些實(shí)施例中，容器360可以包括天然或人造的水體，例如池塘。

容器能夠可選地包括分隔件以促進(jìn)期望的水流流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，容器包括如圖3所示的平面分隔件310，平面分隔件310以大體垂直的取向靠近容器360的中心設(shè)置以產(chǎn)生圓形水流路徑。平面分隔件310可以延伸遍及容器360內(nèi)的流體的整個(gè)垂直范圍，或者可選地延伸遍及其一部分。平面分隔件可以適當(dāng)?shù)赜萌S分隔件替代，例如圓柱形結(jié)構(gòu)。雖然上述實(shí)施例包括圓形水流模式，但是其他流動(dòng)模式也是類似可行的。例如，能夠利用一系列分隔件來(lái)形成蜿蜒水流路徑。當(dāng)單個(gè)大型容器在經(jīng)濟(jì)上或空間上優(yōu)于多個(gè)較小容器并且例如對(duì)于居民水生生物來(lái)說(shuō)期望較小的環(huán)境空間的情況下，這樣的取向是期望的。分隔件可以進(jìn)一步用于以優(yōu)選的取向(例如，從容器底部和/或取向角到近側(cè)容器壁的距離)固定排出導(dǎo)管。

容器360底部可以可選地包括分隔幾何形狀。容器底部分隔幾何形狀可以作為分隔件的補(bǔ)充或替代使用。分隔幾何形狀的實(shí)例包括結(jié)合到容器底部?jī)?nèi)的最低點(diǎn)(nadir)或頂點(diǎn)(apex)。在最低點(diǎn)或頂點(diǎn)的情況下，容器底部可以分成多個(gè)面，這些面分別從相關(guān)聯(lián)的容器側(cè)壁向下或向上傾斜。例如，對(duì)于具有矩形周邊幾何形狀的容器，容器底部可以包括在最低點(diǎn)或頂點(diǎn)相交的兩個(gè)面。類似地，對(duì)于具有矩形周邊幾何形狀的容器，容器底部可以包括在最低點(diǎn)或頂點(diǎn)相交的四個(gè)面。在這樣的實(shí)施例中，容器底部可以包括四個(gè)三角形容器底面，或者，兩個(gè)三角形容器底面和兩個(gè)矩形底面。

如上所述，包括最低點(diǎn)或頂點(diǎn)的容器底部可以與成角度的流體排放結(jié)合使用或者在成角度的流體排放的替代方案中使用，以幫助聚集容器內(nèi)的廢物。應(yīng)當(dāng)理解，最低點(diǎn)容器底部取向?qū)⒖赡茉谧畹忘c(diǎn)(例如，在容器中心附近)聚集廢物，并且頂點(diǎn)容器底部取向?qū)⒃谌萜鞯耐鈬浇奂瘡U物。包括頂點(diǎn)和大于兩個(gè)底面(例如，具有矩形周邊幾何形狀的容器和包括四個(gè)面的底部)的容器底部能夠進(jìn)一步通過(guò)減小流體阻力來(lái)提供增強(qiáng)的對(duì)圓形水流的促進(jìn)。容器底部頂點(diǎn)和最低點(diǎn)也可用于圓形水槽中，例如，其中容器底部將包括大致凸形和凹形或各自圓錐形形狀。

如圖3b所示，系統(tǒng)300可選地包括流體處理系統(tǒng)380、溫度調(diào)節(jié)器385、一個(gè)或多個(gè)夾雜物引入器390和一個(gè)或多個(gè)傳感器395中的一個(gè)或多個(gè)。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)300是閉環(huán)系統(tǒng)，其中流體被連續(xù)地引入容器360中和從容器360移除。在其他實(shí)施例中，系統(tǒng)300是部分閉環(huán)系統(tǒng)，其中通過(guò)一個(gè)或多個(gè)流體入口370從容器360移除的流體的一部分與流體循環(huán)分離，并且剩余部分被回收。

系統(tǒng)300和相關(guān)方法可以利用來(lái)自一個(gè)或多個(gè)控制裝置301和/或301’的流體排放將夾雜物輸送到容器(例如容器360)內(nèi)的水生環(huán)境中。夾雜物可以包括溫度控制流體、鹽、生物絮凝物、水生飼料、空氣或氣體、抗微生物合成物、ph調(diào)節(jié)劑和碳源中的一種或多種。生物絮凝物包括有機(jī)物質(zhì)和微生物的富含蛋白質(zhì)的聚集體，包括細(xì)菌、原生動(dòng)物、藻類等?？刮⑸锖铣晌锟梢园ɡ缈股亍⒖共《緞┖涂拐婢鷦?。具體的抗病毒合成物包括pct申請(qǐng)us2015/041592中公開的那些。ph調(diào)節(jié)劑的實(shí)例包括碳酸氫鈉，以及許多其他的，并且它們可以用于控制水生環(huán)境的堿度和酸度。碳源包括單糖、糖蜜和甘油等。多個(gè)夾雜物可以從同一流體源350引入?；蛘撸梢允褂枚鄠€(gè)流體源來(lái)引入夾雜物。利用多個(gè)控制裝置301和/或301’將夾雜物輸送到容器(例如，容器360)內(nèi)的水生環(huán)境中有利地允許遍及容器360的均勻且快速的分配，并且通過(guò)在單個(gè)或少量引入點(diǎn)處消除高度集中的夾雜物袋來(lái)減少對(duì)容器360內(nèi)的水生生物的沖擊。因此，可以高度控制容器360內(nèi)的條件，同時(shí)最小化已知夾雜物遞送(例如，單點(diǎn)飼料引入)的有害方面。類似地，容器360內(nèi)的水生環(huán)境的溫度可以通過(guò)溫度調(diào)節(jié)器385控制。溫度調(diào)節(jié)器385可以包括熱交換器、冷卻器、加熱器或其組合。與引入夾雜物一樣，通過(guò)多個(gè)控制裝置301和/或301’改變水生環(huán)境的溫度減少了對(duì)容器360內(nèi)的水生生物的溫度沖擊，特別是與使用單個(gè)流體引入位點(diǎn)改變溫度的系統(tǒng)相比時(shí)。

在一些實(shí)施例中，容器360內(nèi)的條件可以是自動(dòng)化的。一個(gè)或多個(gè)傳感器395可以包括鹽度傳感器、溫度傳感器、顆粒傳感器等。鹽度傳感器可以用于檢測(cè)容器360內(nèi)的不期望的鹽度水平，并且與夾雜物引入器390連通，使得可以修改經(jīng)由夾雜物引入器390添加到流體源350的鹽的水平。此外，水處理系統(tǒng)380可以用于過(guò)濾從容器360移除的流體。

在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)300可以包括多個(gè)容器360。多個(gè)容器360可以垂直堆疊，使得它們至少部分重疊?？梢远询B容器360以有效地利用設(shè)施中的空間，以便于將水生生物從一個(gè)容器轉(zhuǎn)移到另一容器，或者便于去除廢物和/或收獲水生生物。

關(guān)于本文的所有實(shí)施例，本文所述的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)提供空前的可擴(kuò)展性。本文所述的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)用于低容量目的，例如用于非商業(yè)目的，或設(shè)計(jì)用于大容量目的，例如用于大規(guī)模商業(yè)目的。本文所述的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水管理目標(biāo)，包括但不限于實(shí)現(xiàn)溶解氧和期望的水流。水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)具有能力、功率和靈活性，以便于在大于12英尺的容器寬度處轉(zhuǎn)向水流。另外，附加的容器長(zhǎng)度僅取決于實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)水管理目標(biāo)所需的泵送能力、導(dǎo)管尺寸和文丘里管計(jì)數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)。水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)的容器的寬度和長(zhǎng)度可以基于例如水管理目標(biāo)、空間限制和收獲時(shí)的目標(biāo)生產(chǎn)量中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)設(shè)計(jì)。

關(guān)于本文的所有實(shí)施例，水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)的容器的尺寸太多以至于不能在此列舉。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易地理解能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)或多個(gè)水管理目標(biāo)的尺寸，包括其廣泛范圍。在一些實(shí)施例中，容器的寬度可以為約3英尺，長(zhǎng)度為約12英尺。在一些實(shí)施例中，容器的寬度可以為約9.5英尺，長(zhǎng)度為約14英尺。在一些實(shí)施例中，容器的寬度可以為約9.5英尺，長(zhǎng)度為約37英尺。在一些實(shí)施例中，容器可以是約12英尺寬，約600英尺長(zhǎng)，具有垂直堆疊的8個(gè)容器，并且每個(gè)容器具有約55,000加侖的容量。關(guān)于本文的所有實(shí)施例，可以自由地選擇容器的高度，并且水深度僅受容器的高度限制。在一些實(shí)施例中，水深可以在容器的一側(cè)更大，在容器的頂點(diǎn)更小。

關(guān)于本文的所有實(shí)施例，水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)可以輔助和/或促進(jìn)收獲過(guò)程。在一些實(shí)施例中，水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)可以輔助和/或促進(jìn)將水生生物驅(qū)動(dòng)到一個(gè)或多個(gè)收獲端口。

關(guān)于本文的所有實(shí)施例，水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)還可以包括與多個(gè)排放管道中的一個(gè)或多個(gè)流體連通的清潔溶液源。在一些實(shí)施例中，清潔溶液源通過(guò)一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的流體供應(yīng)管或一個(gè)或多個(gè)閥例如內(nèi)嵌(in-line)夾雜物閥與一個(gè)或多個(gè)排放導(dǎo)管流體連通。水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)可以使清潔溶液循環(huán)和/或再循環(huán)，以清潔包括每個(gè)管和容器的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)。這樣，水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)可以進(jìn)行自清潔。水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)可以進(jìn)行清潔，以滿足和/或符合水質(zhì)和食品安全標(biāo)準(zhǔn)。

在一些實(shí)施方案中，可以使用以下步驟中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)清潔水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)：從容器中排出剩余的鹽水、水生生物和廢物中的一種或多種，并且將清潔溶液從清潔溶液源供應(yīng)到水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)。排出可以包括從水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)中清除不期望用于清潔的一切。供應(yīng)可以包括打開閥和從清潔溶液源泵送清潔溶液中的一個(gè)或多個(gè)。在一些實(shí)施例中，排水閥可以在將清潔溶液供應(yīng)到水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)之前、期間或之后關(guān)閉。在一些實(shí)施例中，可以在打開供應(yīng)清潔溶液的閥之前關(guān)閉排水閥。在一些實(shí)施例中，在關(guān)閉排水閥和打開供應(yīng)清潔溶液的閥之后或同時(shí)，將清潔溶液泵送通過(guò)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，清潔溶液行進(jìn)遍及水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)一次或多次，以在再裝貨(restocking)之前徹底清潔和沖洗水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，清潔溶液可以包括一種或多種臭氧化流體和消毒劑。

圖4示出了根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的控制水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的方法的方塊流程圖?？刂扑a(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的方法400可以包括將流體和氣體中的一種或多種供應(yīng)到設(shè)置在容器403中的多個(gè)排放導(dǎo)管402中；以及將來(lái)自多個(gè)排放導(dǎo)管402中的至少一個(gè)的一種或多種流體和氣體排放404到容器403，所述排放在容器內(nèi)產(chǎn)生或維持水流。