再循环水产养殖系统中的养鱼方法与流程

再循环水产养殖系统中的养鱼方法


背景技术：

1.本发明涉及一种养鱼的方法和系统，更具体地涉及一种向再循环水产养殖系统(ras)输送饲料的方法以及一种ras。
2.养殖的鱼和贝类依赖于从递送到其水产养殖场所(例如海中的网箱或围栏、与河流或池塘相连的流水、或比如ras设施等陆上场所)的饲料中接收所有所需营养物。在当今用于将鱼饲料输送到喂食地点的大多数设备中，气动或机械原理是普遍的。典型地，在气动传送的情况下，饲料丸粒通过风扇或空气压缩器吹送。众所周知，气动地输送饲料丸粒可能导致丸粒降级并产生高达7％的灰末和细粉，如wo 2015067955中描述的。而且，用于输送饲料的管道由于管壁与丸粒之间的摩擦而被磨损。
3.钢管重、需要额外的支撑、而且昂贵，而塑料管便宜、但需要更多的维护并且会向饲料和水产养殖场释放微塑料。饲料丸粒产生细粉和灰末导致成本相当高、并且必须尽可能减少。它对应于饲料和必需/限制性的营养物质的损失，并且污染周围环境。在ras设施的情况下，这还对用于清洁水产养殖系统中的水的机械和/或(微)生物过滤器产生压力。另一个众所周知的问题是，一些鱼(尤其是鲑鱼)非常挑食，经常吐出饲料，或者如果发现饲料不可口就干脆不吃。鱼吐出或没有立即吃掉的饲料可能会随着时间的推移而溶解，这进一步加重了ras设施的机械和/或(微)生物过滤器的负担。
4.输送鱼饲料的替代性方式是从wo 2002056676获知的液压输送，该文献涉及一种利用液压喂食来将饲料递送至水面下方的系统，其尤其与底栖鱼类物种(比如鲶鱼、大菱鲆和大比目鱼)相关。液压输送还从wo 2011064538和wo 2015067955中获知，这些文献描述了液压输送水产养殖饲料是如何用于将干鱼饲料丸粒用水浸润以提高其消化率。将饲料浸润将构成大量输送，不仅水进入饲料，而且营养物质和油从饲料中泄漏到水中。
5.no149372公开了一种用于将饲料输送到漂浮在海中的水产养殖围栏(海网箱)的设备。这种海网箱的尺寸受到向海网箱有效输送饲料的限制，在这种设备中，饲料与高速水射流接触，通过空气将饲料发射到海网箱中，使饲料在海网箱的尽可能大的一部分内扩散。
6.wo 2016160141披露了一种模块化虾生产系统。该系统包括生产子单元模块、ras模块、饲料分布模块、以及计算机控制模块。该系统被模块化且集成化成形成多阶段同步超集约虾生产系统，其由定制设计的信息物理平台控制。该系统被认为提供了对虾的水产养殖，其使用的单位重量的所生产虾的总水量显著地低于传统技术。
7.营养物质的损失是不期望的，因为需要使用额外的饲料来为鱼提供必要的营养物质，并且因此造成额外的成本。
8.油从饲料中泄漏不是最理想的，但是当鱼在开放水域养殖时是可以容忍的。然而，在例如ras设施中，油将沉降在系统的过滤器中，从而降低其效率。这可能导致被清洁的水中的co2量增加，从而导致鱼的生长速度变慢。替代性地，必须降低鱼的密度，这也是不利的。
9.因此，需要开发一种更温和、更高效的饲料输送方式，尤其是在ras设施中，这种方式也可能以对鱼来说是可口的方式提供饲料。


技术实现要素：

10.本发明的目的是提供一种改进的、温和的饲料输送方法，该方法还可以以对鱼来说是可口的方式提供饲料。因此，根据本发明的第一方面，这个和其他目的通过一种在再循环水产养殖系统(ras)中养鱼的方法来实现，该ras包括与供水装置流体连通的装鱼单元，该装鱼单元包含限定水深的一定体积的水，该水具有一定的渗透浓度、电导率、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh
4+
浓度、温度和ph，该方法包括以下步骤：向该供水装置提供非再循环水流，该非再循环水在渗透浓度、电导率、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh
4+
浓度、温度和ph中的至少一项方面不同于该装鱼单元中的水；提供饲料丸粒；以及将这些饲料丸粒添加到该非再循环水中，并将这些饲料丸粒液压地输送到该装鱼单元。
11.在本发明的上下文中，使用再循环水的任何水产养殖系统都可以被称为“再循环水产养殖系统”(ras)，并且该方法可以与任何ras系统一起使用。这种水产养殖系统可以容纳任何合适体积的水，但通常最多容纳10
12
m3的水。典型的装鱼单元可以包含200m3至50,000m3之间的水。典型地，工业水产养殖系统包括若干装鱼单元。装鱼单元可以是高达5,000m3的较小装鱼单元、高达15,000m3的中等大小的装鱼单元、或者例如50,000m3、比如25,000至35,000m3的较大装鱼单元、或其组合。ras设施通常具有用于向鱼缸提供干净的水的导管，并且该方法可以很容易地用于现有的ras设施，例如通过将导管连接到ras设施的装鱼单元，这可以允许将饲料丸粒液压输送到装鱼单元。
12.ras通常进一步包括再循环导管。再循环导管在下文进一步描述。
13.供水装置与装鱼单元流体连通，并且供水装置将限定入口点。由于在供水装置中饲料丸粒是利用非再循环水供应的，因此入口点也可以称为喂食地点。供水装置可以包括或者是导管，并且导管的出口限定了入口点。供水装置可以与装鱼单元直接流体连通，使得饲料丸粒被液压输送并直接添加到装鱼单元中的水中。
14.在该方法中，饲料丸粒被液压输送到装鱼单元。因此，饲料丸粒通过非再循环水被液压输送到装鱼单元。在本发明的上下文中，术语
″
饲料丸粒
″
是指适合装鱼单元中的鱼的任何固体形式的饲料。例如，饲料丸粒可以是尺寸在0.1mm至50mm或更大范围内的颗粒或微粒，并且颗粒可以是单个微粒或团块。饲料丸粒可以是干的、湿的或半湿的饲料，甚至是海洋动物的碎块，例如鱼、贝类或海洋植物。在具体实施例中，非再循环水的饲料丸粒是pct/dk2020/050057中描述的任何类型的饲料丸粒，其通过引用并入本文。例如，饲料丸粒可以包含蛋白质、饲料稳定剂、水和脂肪酸成分，脂肪酸和水包含在同一相中，其中饲料丸粒在干物质下包含25％w/w或更多的脂肪酸成分，并且其中水的含量至少为该饲料丸粒的30％w/w。
15.在该方法中，非再循环水被提供给装鱼单元的供水装置。在本发明的上下文中，术语
″
非再循环水
″
是指未在ras中再循环的水。非再循环水也可以称为新鲜供应的水或干净的水，并且这些术语可互换使用。装鱼单元中的水和非再循环水将至少具有一定的渗透浓度、电导率、氧气浓度、温度和ph，并且在装鱼单元中，这些将适合于在装鱼单元中饲养的鱼。在本发明的上下文中，
″
氧气浓度
″
是指溶解的o2。装鱼单元中的水和非再循环水也可以用co2浓度、n2浓度、nh
4+
浓度来描述，并且本发明实施例可以对这些进行监测和调整。这些术语渗透浓度、电导率、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh
4+
浓度、温度和ph也可以统称为
″
参数
″
，当在本发明的上下文中提到
″
参数
″
时，它可以是渗透浓度、电导率、氧气浓度、co2浓
度、n2浓度、nh
4+
浓度、温度和ph中的任何一项，并且当在本发明的上下文中提到
″
参数
″
时，它可以是渗透浓度、电导率、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh
4+
浓度、温度和ph中的两项或更多项。可以使用本领域已知的任何方法来监测或确定这些参数。例如，可以使用任何种类的渗透压计(例如，膜渗透压计)来记录渗透浓度。同样，可以使用任何种类的电导率计来记录电导率，可以使用任何种类的温度计来记录温度，可以使用任何种类的分光光度计或色谱法、或任何种类的光谱法(例如，近红外光谱法或质谱法)来记录co2、n2和nh
4+
，并且可以使用任何种类的ph计来记录ph。该方法可以涉及监测和调整co2和nh
4+
。当溶解在水中时，它们会转化为其他形式并在其他形式之间转化，即，取决于ph分别为co
32-、hco
3-和nh3，并且在本发明的上下文中，可以视情况而定来监测和/或调整相应化合物的所有形式。一些相关参数可能会影响其他参数。例如，渗透浓度会影响电导率，而co2和nh
4+
会影响ph，也可能影响渗透浓度和电导率。因此优选的是，如果参数被监测，并且特别地也被调整，则潜在伴随受影响的参数也将被监测，并且它可以被独立地调整以获得伴随受影响的参数的特定值。水，尤其是装鱼单元中的水，也可以用生化需氧量(bod)、化学需氧量(cod)和/或干物质来描述，这些也被视为本发明的上下文中的参数。bod、cod和/或干物质代表水中土臭素的含量，这些参数通常应尽可能低。装鱼单元中的水可以进一步用h2s的含量和浊度来描述。至于bod、cod和/或干物质，这些也应尽可能低。因此，本发明的方法可以包括监测和调整bod、cod、干物质含量、h2s和浊度中的一项或多项。可以使用任何种类的分光光度计或色谱法、或任何种类的光谱法(例如，近红外光谱法或质谱法)来测量h2s，并且含量通常以单位μg/kg表示。可以使用任何合适的技术(例如，浊度计)来测量浊度，并且浊度通常以单位比浊法浊度单位(ntu)表示。
16.鱼可以是任何所需的鱼，例如鱼可以是咸水鱼或淡水鱼。尽管淡水的盐度较低，但本发明的优点同样适用于淡水鱼和咸水鱼。相应地，渗透浓度通常由天然水(例如，海水)中发现的盐(尤其是nacl)提供。渗透浓度还可以被称为
″
盐度
″
，并且这两个术语可以互换使用。此外，水的渗透浓度、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh
4+
浓度、温度和ph的集体可以认为提供了一种组成(composition)，在本发明的上下文中，
″
组成
″
在用于描述水时将指代渗透浓度、电导率、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh
4+
浓度、温度和ph中的一项或多项。然而，水也可能含有其他成分，这些成分可以用术语
″
组成”来考虑。特别地，非再循环水的组成在渗透浓度、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh
4+
浓度、温度和ph中的至少一项方面不同于该装鱼单元中的水的组成。
17.供水装置可以具有任何所需的设计。例如，供水装置可以包括或可以是任何种类的导管，例如管子或管道或明渠。供水装置与装鱼单元流体连通，因此供水装置可以具有导管，该导管的出口端在由装鱼单元限定的体积内。例如，管子的出口端可以在装鱼单元的水面上方、水面处或水面下方。供水装置还可以包括用于干净的水的储器。特别地，在作为非再循环水被供应到装鱼单元之前，干净的水可以针对至少一个参数被调整为不同于装鱼单元中的水的对应参数。
18.适用于该方法的ras具有装鱼单元。该装鱼单元可以具有所需的任何形状和尺寸。例如，装鱼单元可以是开放的，例如向上开放的缸，或者装鱼单元可以是封闭的缸，例如带盖的缸等。
19.鱼对水的特性很敏感，通常鱼可以感觉到差异并对差异做出反应。特别地，鱼将学
会将感知到的差异与相关的观察结果联系起来。因此，通过将饲料丸粒添加到非再循环水中，并将带有饲料丸粒的非再循环水供应到装鱼单元，鱼将认识到由于非再循环水与装鱼单元中的水之间的差异，可以在入口点获得饲料丸粒。本发明人已经惊奇地发现，与不利用任何水(即，干燥形式)将饲料丸粒添加到装鱼单元的水中时相比，或者与当利用再循环水添加饲料丸粒时相比，通过利用非再循环水添加饲料丸粒，装鱼单元中的鱼将吃掉更大比例的饲料丸粒。因此，提供了ras设施的更高效运行，较大比例的饲料丸粒被转化为鱼生物质。
20.ras通常具有水再循环导管，其可以包含任何类型的清洁操作或单元操作以调整再循环导管中的水。再循环导管与装鱼单元流体连通并且将水(再循环水)从装鱼单元再循环回到装鱼单元。与装鱼单元流体连通的再循环导管限定了水从装鱼单元抽出的再循环出口点和再循环水返回装鱼单元的再循环入口点。再循环导管与供水装置的导管分开。再循环入口点与由供水装置限定的入口点(也称为喂食地点)分开。即使可以例如在渗透浓度、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh
4+
浓度、温度和/或ph方面调整再循环导管中的水，发明人已经观察到，由于再循环导管中的体积流量大得多，即使调整了水的组成，装鱼单元中的鱼也不会将装鱼单元中的再循环导管的入口识别为喂食地点。在典型的ras设施中，水可以循环使用，特别是水循环可以是连续的，并且循环水的量可以在95％至99.9％或更高的范围内。相应地，可以将非再循环水添加到装鱼单元以保持质量平衡。不受理论的约束，本发明人认为，充分调整再循环导管中的水以使鱼对差异作出反应将不利于鱼的健康，并且再循环水中的饲料丸粒的转化率将不如利用非再循环水供应饲料丸粒时那么高效。特别地，供水装置中的非再循环水量与装鱼单元中的水量相比非常小，例如通常小于鱼缸中的水的5％，例如小于1％、小于0.5％、小于0.2％、小于0.1％或小于0.01％，使得非再循环水在盐度、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh
4+
浓度、温度和ph方面的组成可以与装鱼单元中的水明显不同，而不会对装鱼单元中的鱼造成不利影响。因此，本发明的方法通过利用非再循环水添加饲料丸粒提供了对ras的更好控制。
21.在实施例中，由于从ras损失的水，将非再循环水例如连续或分批地供应到装鱼单元以保持装鱼单元中的质量平衡。在分批供应非再循环水的情况下，非再循环水的供应可能会暂停，比如有1至24小时的时间不向ras中添加非再循环水。因此，ras中水的再循环可能在数小时内达到100％，然后分批供应非再循环水。分批供应非再循环水可以允许在容器中积聚更大体积的非再循环水，然后将该批非再循环水释放在ras系统中。因此，使用非再循环水的分批供应可以允许更大的非再循环水流用于将饲料液压输送到装鱼单元。此外，在非再循环水的分批供应中，可以针对一个或多个参数分批调整非再循环水。
22.优选的是，在喂鱼时，与装鱼单元的水相比，仅在一个或多个参数方面对非再循环水进行调整，例如在添加饲料丸粒之前不久调整一个或多个参数，并且只要添加饲料丸粒就可以保持该调整。同样，当不喂鱼时，非再循环水的参数应当与装鱼缸中的水的参数相对应。由此，与在没有饲料丸粒的情况下向装鱼单元供应在一个或多个参数方面被调整的非再循环水时相比，可以更高效地维持使鱼吃掉更大比例的饲料丸粒的优点。在实施例中，不向装鱼单元供应在一个或多个参数方面被调整但不包含饲料丸粒的非再循环水。
23.通常，装鱼单元中的水的再循环和处理在很大程度上取决于装鱼单元中的鱼密度，而且还取决于饲料丸粒的品质。鱼密度是装鱼单元中每单位体积水的鱼量。通常，水经
过再循环和处理以维持对鱼而言良好的水质。如果鱼密度小，水的再循环可以少，例如每小时0.5至5次，而如果鱼密度大，则装鱼单元中的水每小时再循环多达20次。同样，水的循环可以减少。因此，可以预期每个缸400m3/小时至100,000m3/小时之间的再循环水流，并且非再循环的体积通常在其0.01％到1％的范围内。
24.本发明的效果可以通过主动控制非再循环水的组成来增强。例如，该方法可以包括与装鱼单元中的水的对应值相比，调整非再循环水的渗透浓度、电导率、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh
4+
浓度、温度和ph中的一项或多项的步骤。对该非再循环水的调整优选地导致与装鱼单元中的水相比的以下一项或多项
25.i)渗透浓度差至少为1mosm/kg；
26.ii)电导率差至少为0.01μs/cm；
27.iii)氧气浓度差至少为0.05mg/kg；
28.iv)co2浓度差至少为0.05mg/kg；
29.v)n2浓度差至少为0.05mg/kg；
30.vi)nh
4+
浓度差至少为0.05mg/kg；
31.vii)温差至少为0.1℃；以及
32.viii)ph差至少为0.1。
33.表1中提供了这些参数的具体范围。
34.表1
[0035][0036]
尽管表1中的参数差异是通过调整非再循环水以导致所列的参数差异来呈现的，但应当理解，在一些实施例中，可获得满足表1中的一个或多个参数差异的非再循环水源。因此，在一些实施例中，该方法包括向供水装置提供非再循环水流，该非再循环水在表1中列出的参数差异中的至少一个方面不同于装鱼单元中的水。
[0037]
还可以在h2s和浊度方面监测装鱼单元中的水，并且可以在非再循环水中调整这些参数，例如，非再循环水与装鱼单元中的水之间的差异如表2中所定义的。
[0038]
表2
[0039][0040]
这些参数可以根据需要进行调整。例如，可以通过增加或减少nacl的浓度或可选地还有在天然水中发现的其他盐类的浓度来调整渗透浓度。同样，可以使用通常在自然界中发现的化合物来调整ph。例如，可以使用碳酸盐的碱盐或土碱盐(例如，na2co3、k2co3、caco3、mgco3或氨)来提高ph，并且可以使用酸(如hcl或nh4cl)来降低ph。电导率通常会随着对渗透浓度和ph的调整而同时调整。优选不单独调整电导率，而是同时调整渗透浓度和ph以调整电导率。可以根据装鱼单元中饲养的鱼的类型来调整非再循环水的盐度、氧气浓度、温度和ph。当监测装鱼单元中的水的渗透浓度、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh4+浓度、温度和ph中的一项或多项并基于装鱼单元中的水的盐度、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh
4+
浓度、温度和ph中的相应一项或多项的监测值来调整非再循环水中的对应参数时，可以获得甚至更好的效果。
[0041]
因此，在优选实施例中，该方法包括监测装鱼单元中的水的渗透浓度、电导率、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh
4+
浓度、温度和ph中的一项或多项，并调整非再循环水的渗透浓度、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh4+浓度、温度和ph中的一项或多项，以提供与装鱼单元中的水相比的以下至少一项：
[0042]
i)渗透浓度差至少为1mosm/kg；
[0043]
ii)电导率差至少为0.01μs/cm；
[0044]
iii)氧气浓度差至少为0.05mg/kg；
[0045]
iv)co2浓度差至少为0.05mg/kg；
[0046]
v)n2浓度差至少为0.05mg/kg；
[0047]
vi)nh
4+
浓度差至少为0.05mg/kg；
[0048]
vii)温差至少为0.1℃；以及
[0049]
viii)ph差至少为0.1。
[0050]
在该实施例中，与不监测装鱼单元中的水的特性时相比，更大比例的饲料丸粒将被鱼吃掉。
[0051]
当饲料丸粒经由再循环水供应到鱼缸时，再循环水中可能含有诸如土臭素或微生物等物质，这些物质会降低饲料的可口性，而这些物质可能不可避免地会存在于再循环水中，因为即使在添加饲料丸粒之前可以清洁再循环水，也很难从水中去除这些物质。当将饲料丸粒添加到非再循环水中时，可以避免这一缺点。因此，通过将饲料丸粒添加到非再循环水中，本发明人在不受任何理论约束的情况下认为鱼会发现在非再循环水中提供的饲料会比在再循环水中提供时更可口。
[0052]
在实施例中，将增加鱼食欲的开胃剂添加到非再循环水流中，特别是在喂食点的上游。开胃剂可以是磷虾粉或磷虾副产品、低温鱼粉、鱼油、虾粉或副产品。装鱼单元中的某些参数(例如，bod、cod、干物质含量、h2s和浊度)应尽可能低。当监测这些参数时，可以将开胃剂包含、尤其是基于相应参数的值而包含在饲料丸粒中，以提高被喂食的鱼的食欲。还设想了监测装鱼单元中水的bod、cod、干物质含量、h2s和/或浊度，并且如果相关，则可以在
bod、cod、干物质含量、h2s和浊度中的一项或多项方面调整非再循环。bod、cod和/或干物质含量的监测在土臭素的背景下尤其是相关的，并且两者都可能反映不希望的土臭素量。在特定实施例中，监测装鱼单元中作为土臭素含量的代表的bod、cod和/或干物质含量，并基于bod、cod和/或干物质含量的记录值将开胃剂添加到非再循环水中。这种开胃剂可以减轻土臭素或可能存在于ras设施中循环水中的其他物质的食欲降低作用。不受理论的约束，据信开胃剂的芳香特性胜过土臭素的感官影响，但是当将开胃剂添加到再循环水中时，需要更大量的开胃剂来胜过土臭素的气味。因此，通过向不含土臭素的非再循环水流中添加开胃剂，需要较低量的开胃剂，从而提供更便宜的养鱼方法。可以使用任何开胃剂，并且开胃剂可以例如是挥发性的、不稳定的或可降解的。
[0053]
另外，该方法改善了饲料丸粒的输送，因为与通过气动或机械输送方法相比，饲料丸粒被更温和地输送，并且由此减少了所产生的灰末和细粉的量。
[0054]
使用非再循环水的另一个优点是提高了整个ras设施的生物安全性，即，水产养殖系统内传播感染和疾病的风险降至最低。水质差是传播疾病的主要来源，也是h2s等有毒气体发展的滋生地。使用非再循环水，可以严格控制bod和cod。
[0055]
所有这些优点都可以适用于用于水产养殖系统设施的方法，这些设施在水的全部或部分内部再循环下运行。任何鱼都可以根据该方法饲养。例如，鱼可以是底栖鱼类，比如鲶鱼、大菱鲆和大比目鱼，或者鱼可以是中上层鱼类，包括鲑鱼、三文鱼、鳟鱼、鲤鱼、罗非鱼、巴沙鱼等。非再循环水可以适于养殖鱼类。对于咸水鱼，水被调整为类似于海水，而对于淡水鱼，水被调整为类似于淡水。
[0056]
渗透浓度差异可能是由于一种或多种盐类浓度差异，尤其是水体中常见的盐类，如nacl或caco3。
[0057]
术语
″
液压输送
″
用于描述固-液流。在这种上下文中，固-液流由饲料(例如颗粒或丸粒)和水构成。因此，在本发明的上下文中，液压输送饲料是指在导管(比如管道、管子或通道)中通过液体(特别是非再循环水)将饲料丸粒输送到装鱼单元。
[0058]
在导管中将饲料丸粒液压输送到装鱼单元可以允许控制流入条件，比如装鱼单元中入口点(该入口点是导管的出口)的位置以及入口点处的固液流的分散。通过在导管中液压输送饲料，因此可以根据需要相对于水面定位入口点。此外，使用导管可以允许在非再循环水中流入的饲料丸粒在入口点处的分散性较低，这可以增加装鱼中由于非再循环水而形成具有不同水参数的局部区域的可能性。相反，当使用喷洒或射流喷射等高分散性输送方式时，非再循环水可能会散布在装鱼单元的大部分区域，从而可能会稀释不同水参数的效果。
[0059]
可以优选地获得不达到盐、co2、n2、nh
4+
、氧气、温度或ph差(这可能会给鱼带来压力或在其他方面不适合养鱼)的特性差异。然而，当仅在非再循环水中发现这种差异时，这种差异通常不会大到足以对装鱼单元中的鱼产生负面影响。
[0060]
在优选实施例中，非再循环水流具有低于500,000的雷诺数。雷诺数可以低于400,000，比如低于300,000、200,000、100,000或75,000。在优选实施例中，非再循环水流具有500至50,000范围内的雷诺数。在这样的雷诺数下，非再循环水流可能是层流的。
[0061]
如此低的雷诺数确保了当非再循环水在入口点进入装鱼单元时，非循环水与装鱼单元的水混合得更慢。较慢的混合增强了在非再循环水与装鱼单元的水之间具有特性差异
的效果，比如非再循环水与装鱼单元水之间的渗透浓度、电导率、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh
4+
浓度、温度和ph中的一项或多项的差异。由于非再循环水的体积与装鱼单元中的水体积相比较小，因此非再循环水的雷诺数对非再循环水与装鱼单元中的水混合的速度有很大影响。因此，优选地应当避免雷诺数较大的非再循环水流，因为当非再循环水进入装鱼单元的入口点时，它们会导致非再循环水与装鱼单元的水混合得太快，从而削弱了在非再循环水中提供饲料丸粒的效果。本领域技术人员知道如何调节水流以获得合适的雷诺数。
[0062]
在一些实施例中，导管中的水流速度在0.5至2.5米/秒的范围内。
[0063]
入口点或喂食地点可以在装鱼单元中位于水面处、水面上方、部分水面下方或水面下方。入口点可以相对于装鱼单元具有任何角度，例如饲料丸粒可以向上、向下、或相对于重力从一侧、或两者之间的任何角度递送。另外，入口点可以在装鱼单元的任何深度。
[0064]
在优选实施例中，饲料丸粒同时在水面下方和水面上方或水面处被液压输送到装鱼单元。这可以让鱼以较小压力的方式消耗饲料丸粒，因为它们不必竞争仅位于表面的饲料丸粒。
[0065]
在优选实施例中，饲料丸粒部分在装鱼单元的水的水面下方或优选地在装鱼单元的水的水面下方被液压输送到装鱼单元。
[0066]
入口点位于水面上方将使流动的非再循环水落入装鱼单元的水中。当入口点部分在水面下方或在水面下方时，非再循环水只有一部分或没有非再循环水会落入装鱼单元的水中。限制或消除落入降低了非再循环水与装鱼单元水的混合速度。因此，当入口点部分在水面下方或在水面下方时，增强了使用具有参数差异的非再循环水的效果。
[0067]
在优选实施例中，该方法进一步包括在将饲料丸粒添加到水流之前清洁非再循环水的步骤。
[0068]
清洁应被理解为包括任何适当的清洁方法，以去除或分解微生物或病毒，或者去除或分解难吃的物质，比如微生物产生的化合物或蛋白质。这种清洁手段可以是微滤、反渗透、蒸馏、热处理、紫外线(uv)处理、臭氧处理、或使用例如通过离子交换、螯合、氧化或沉淀来去除或结合水中存在的物质的化学品。
[0069]
在另一方面，本发明涉及一种再循环水产养殖系统(ras)，该系统包括：经由导管与供水装置流体连通的装鱼单元，该装鱼单元包含限定水深的一定体积的水，该水具有一定的渗透浓度、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh
4+
浓度、温度和ph；该再循环水产养殖系统进一步包括数据处理单元，该数据处理单元被配置为从包含在该装鱼单元中的渗透浓度测量单元、电导率测量单元、氧气浓度测量单元、co2浓度测量单元、n2浓度测量单元、nh
4+
浓度测量单元、温度测量单元和ph测量单元中的一个或多个接收数据；其中，该导管被配置为从该数据处理单元接收数据，并提供与该装鱼单元中的水相比的以下至少一项：
[0070]
i)渗透浓度差至少为1mosm/kg；
[0071]
ii)电导率差至少为0.01μs/cm；
[0072]
iii)氧气浓度差至少为0.05mg/kg；
[0073]
iv)co2浓度差至少为0.05mg/kg；
[0074]
v)n2浓度差至少为0.05mg/kg；
[0075]
vi)nh
4+
浓度差至少为0.05mg/kg；
[0076]
vii)温差至少为0.1℃；以及
[0077]
viii)ph差至少为0.1；
[0078]
并且其中，该导管包括饲料加载区段，使得当饲料在该饲料加载区段添加到该系统中时，该饲料在该水中经由该导管在入口点处被液压输送到该装鱼单元。
[0079]
该系统可以实现本发明的方法所实现的相同目标和进一步的目标。
[0080]
导管可以被配置为提供与装鱼单元中的水相比具有差异i)至viii)的水。
[0081]
装鱼单元可以具有根据需要适合于容纳液体的任何形状。例如它可以是柱形单元或长方体形单元。它可以是由任何材料制成的缸、器皿、水族箱、水池或类似物。它还可以是池塘或水池，其中使用了某种过滤和/或清洁。装鱼单元的上侧可以是开放的，或者可以具有可移除或固定的盖子。当系统根据需要使用(即，用于养鱼)时，水产养殖系统中存在水。大部分水典型地包含在装鱼单元中，该装鱼单元是养鱼的地方。
[0082]
导管可以联接至单个装鱼单元，或者其可以联接至两个或更多个装鱼单元。饲料可以在饲料加载区段处被添加至单一的非再循环水流，并且接着可以被分布至多个独立的装鱼单元。可以同时、独立、顺序或连续地向一个或多个入口点提供饲料。入口点可以是导管的出口或出口端。导管可以与装鱼单元直接流体连通，使得出口位于由装鱼单元限定的体积内。
[0083]
导管可以具有任何合适的尺寸和形状以容纳含有丸粒的水流。通常，导管采用圆柱体形式，但其也可以是半圆柱体或椭圆柱体。在一些实施例中，导管是直径在20mm至100mm范围内(比如22、50或80mm)的圆柱体。在一些实施例中，导管是具有在20mm至100mm范围内的直径的圆柱体。
[0084]
导管可以包括调节装置，其调节可以流入导管中的水量。这种调节装置可以是任何合适的装置，比如阀、泵和孔中的一种或多种。供水装置可以来自预加压源，使得当来自源的水被允许流入导管时，可以获得合适的水流。在这种情况下，用于调节水流的装置可以只是加压的淡水源。
[0085]
在优选实施例中，导管包括用于调节水流的装置，并且导管和用于调节水流的装置被配置为实现雷诺数低于500,000、优选地低于200,000、更优选地低于100,000、更优选地低于50,000(比如在500至50,000的范围内)的水流。
[0086]
在优选实施例中，再循环水产养殖系统(ras)具有部分在装鱼单元的水面下方或在装鱼单元的水面下方的入口点。
[0087]
在优选实施例中，导管被配置用于就地清洁。
[0088]
就地清洁在本领域中是众所周知的。使用具有就地清洁功能的导管允许在不拆卸的情况下清洁导管。这种清洁的好处是保持使用非再循环水提供饲料的效果，而没有否则会由于不得不拆卸导管进行清洁而导致的严重困扰。
[0089]
除了导管之外，ras通常还具有再循环导管。再循环导管被配置用于使水从装鱼单元再循环并返回到装鱼单元。
[0090]
供水装置可以用于通过导管将非再循环水供应到装鱼单元，由此在饲料加载区段添加的饲料经由导管在入口点处被非再循环水液压输送到装鱼单元。
附图说明
[0091]
在以下说明中，将参考示意图来描述本发明的实施例，在附图中：
[0092]
图1示出了根据本发明的一个实施例的再循环水产养殖系统的示意性图示。
具体实施方式
[0093]
参考图1，示出了本发明实施例的再循环水产养殖系统(ras)1的示意性图示。一般而言，具有相同或相似功能的元件具有相同的附图标记。ras 1包括呈具有上部开口的缸的形式的装鱼单元2。当装鱼单元2用于预期用途(即，用于养鱼)时，其包括形成水面100和水深d的一定体积的水99以及鱼(未示出)。供水装置3与装鱼单元2流体连通。在所描绘的实施例中，供水装置3包括包含干净的水的储水器32，其经由导管30向供水装置3提供水。呈筒仓形式的饲料储存单元31在储水器32的下游定位在饲料加载区段34附近。饲料储存单元31将饲料丸粒供应至饲料加载区段34。饲料加载区段34包括用于将饲料丸粒经由导管30导入供水装置3中的饲料加载装置(未示出)，比如文丘里喷射器。可以在开口打开之前调整饲料丸粒的量。替代性地，可以在将饲料丸粒加载到水中之前以体积法或重量法来测量饲料。箭头展示了再循环水产养殖系统1中的导管以及水流的预期方向。
[0094]
饲料丸粒(未示出)在入口点21处被液压输送到装鱼单元2。在图1中，ras 1被描述为具有多个入口点21，但是本发明的ras 1可以具有任何数量的所描绘的入口点21。入口点21被配置为经由导管30将来自供水装置3的带有饲料丸粒的非再循环水分布在装鱼单元2中的不同深度处。一个入口点21位于水面100上方，另一个入口点21位于水面100处，并且两个入口点21位于装鱼单元2的水99中的不同深度处。这样的设计有利于装鱼单元2中的不同类型的鱼，例如，在不同深度进食的底栖鱼类或中上层鱼类。所示的实施例允许使用非再循环水将饲料液压地输送至装鱼单元2中的若干深度/位置。在这个特定的实施例中，入口点21位于水面100下方的水99中。
[0095]
水泵33位于入口点21的上游，并在导管30中提供来自储水器32的非再循环水流，并且饲料被添加到该非再循环水流中，饲料被液压输送到装鱼单元2的水99中的入口点21。水泵33被示出在特定位置，但它可以位于供水装置3中储水器32下游的任何位置。
[0096]
ras具有包括清洁系统41的再循环系统4。再循环系统4包括清洁系统泵42，其能够每小时将水99再循环0.5至5次。来自装鱼单元2的水在再循环系统4中通过再循环导管43进行再循环。清洁系统41可以包括适合于ras的任何单元操作，例如生物过滤单元、固体去除单元、ph控制单元、温度控制单元、紫外线(uv)处理单元、充氧单元、co2汽提单元、以及臭氧处理单元中的一个或多个。未示出或未描述的细节对于本领域的技术人员来说是很明显的。
[0097]
ras 1包括安装在装鱼单元2之上或之中的监测系统60，以用于监测装鱼单元2中的水99的参数。监测系统60包括膜渗透压计、电导率计、温度计和ph计。监测系统60中的具体部件可以针对ras 1具体地决定，并且它可以包括比所指示的更多或更少的部件。在实施例中，监测系统60还可以监测装鱼单元2中水99的生化需氧量(bod)、化学需氧量(cod)、干物质、h2s含量和/或浊度。
[0098]
供水装置3包括用于调整非再循环水的参数的调整系统50。调整系统50包括数据处理单元(未示出)，其控制添加剂供应装置51。调整系统50和添加剂供应装置51一起控制非再循环水的参数。添加剂供应装置51包含盐(具体地nacl和na2co3)的储器以用于控制渗透浓度，并且包含hcl的储器以用于降低ph。可以使用na2co3增加ph，同时用hcl修改渗透浓
度。所有nacl、hcl和na2co3也会影响电导率。添加剂供应装置51还可以包括具有o2储器的充氧单元，以用于调整非再循环水的o2浓度。调整系统50还可以包括co2汽提单元。co2汽提单元还可以调整ph。温度用温度计监测，并且非再循环水的温度可以使用热交换器(未示出)升高或降低，使用加热元件升高，使用珀耳帖元件等(未示出)冷却。
[0099]
在具体实施例中，调整系统50将接收与装鱼单元2中的水99的cod、bod和/或干物质相关的数据，作为装鱼单元2中的水99的土臭素含量的代表。可选地，调整系统50还可以接收与h2s含量和/或浊度相关的数据。调整系统50然后可以根据水99中土臭素的估计浓度或基于h2s含量和/或浊度，在装鱼单元2中添加来自添加剂供应装置51的开胃剂。
[0100]
供水系统3还可以包括清洁单元35，以用于调节例如导管30中的非再循环水。清洁单元35被配置用于去除微粒、不需要的物质、或微生物或病毒、或其组合。例如，清洁单元35可以包括生物过滤单元、固体去除单元、uv处理单元和臭氧处理单元。
[0101]
ras 1包括数据处理单元61，其被配置为从监测系统60获得数据并且基于所获得的数据来控制调整系统50。在图1中，数据流用虚线表示。数据流可以经由监测系统60、数据处理单元61和调整系统50以及添加剂供应装置51之间的有线连接，或者数据流可以是无线的。
[0102]
通常，调整系统50将从数据处理单元61接收数据以基于装鱼单元2中的水99的数据来控制非再循环水的组成。当装鱼单元2中的鱼不被喂食时，非再循环水将被调整为对应于装鱼单元2中的水99。在喂食之前以及喂食期间，非再循环水将被调整为使得渗透浓度、电导率、氧气浓度、co2浓度、n2浓度、nh
4+
浓度、温度和ph中的至少一项与装鱼单元2中的水99中的对应参数不同。
[0103]
本发明不限于以上示出和描述的实施例，而是可以进行各种修改和组合。
[0104]
实例
[0105]
实例1——在ras中液压输送饲料
[0106]
储存在饲料储存单元中的饲料(丸粒)经由凸轮泵或喷射器被添加至ras上的导管中。改变水相对于丸粒的量(在下文中被示为水与丸粒的基于重量的比率)以及水流。测量液体损失、由于产生细粉而造成的损失以及停留时间。结果在下表3中示出。
[0107]
表3
[0108][0109]
在表3中，
[0110]
″
凸轮
″
表示使用了凸轮泵(其从饲料储存单元中吸取丸粒，其中丸粒储存在水中)。
″
喷射器
″
表示使用了喷射器来将丸粒添加至导管中(其将丸粒向下抽吸到导管中的水流中)。喷射器布置在导管的泵之后，由此饲料丸粒避免了必须要穿过该导管的泵。
[0111]
″
液体损失
″
表示例如油离开导管的水流中的丸粒造成的重量损失。
[0112]
″
细粉
″
表示饲料丸粒的例如碎末、灰末和撕裂部分造成的在导管水流中损失的丸粒重量损失。
[0113]
″
速度
″
表示带有丸粒的水流的流速。
[0114]
″
停留时间
″
表示丸粒保留在导管水流中的时间。
[0115]
结论：
[0116]
甚至在不同的水与丸粒的比率的情况下，饲料丸粒的液压输送通常也能提供非常低的细粉生成和低的液体损失。
[0117]
实例2——再循环水喂食与非再循环水喂食
[0118]
在相应装鱼单元的直径为19米、水深为7米的两个ras中比较了再循环水和非再循环水的喂食方式。
[0119]
在第一ras中，饲料丸粒被添加到水再循环导管中的再循环水中，并被液压输送到装鱼单元。在对再循环水进行机械和生物过滤后添加饲料丸粒。
[0120]
在第二ras中，饲料丸粒被添加到非再循环水，即淡水，并被液压输送到装鱼单元。
[0121]
淡水的盐度和温度均低于再循环水。再循环水的盐度约为3％(质量)，干物质含量为40.000mg/l(主要是盐)，并且再循环水的盐度和温度与装鱼单元中的水相对应。相比之下，淡水的干物质含量为190mg/l。操作者进一步注意到再循环水有土臭素的气味。
[0122]
操作者观察到以下情况：
[0123]
与用再循环水喂食的鱼相比，用淡水喂食的鱼食欲增加。在使用淡水喂食的ras中，鱼在喂食点聚集得更多。当用淡水冲洗导管时，鱼在饲料丸粒添加到淡水中之前就聚集到喂食点，这表明鱼注意到由于淡水流入造成的喂食点处水特性的差异。
[0124]
当鱼聚集在喂食点时，增加了饲料丸粒被吃掉的可能性，并且减少了饲料丸粒在
装鱼单元中的停留时间。这既可以更好地利用饲料，即，更大比例的饲料被食用，也可以减少未食用的饲料对水质的影响，比如浊度。
[0125]
附图标记清单
[0126]1ꢀꢀꢀ
再循环水产养殖系统
[0127]2ꢀꢀꢀ
装鱼单元
[0128]
21
ꢀꢀ
入口点
[0129]3ꢀꢀꢀ
供水装置
[0130]
30
ꢀꢀ
导管
[0131]
31
ꢀꢀ
饲料储存单元
[0132]
32
ꢀꢀ
储水器
[0133]
33
ꢀꢀ
泵
[0134]
34
ꢀꢀ
饲料加载区段
[0135]
35
ꢀꢀ
清洁装置
[0136]4ꢀꢀꢀ
再循环系统
[0137]
41
ꢀꢀ
清洁系统
[0138]
42
ꢀꢀ
清洁系统泵
[0139]
43
ꢀꢀ
再循环导管
[0140]
50
ꢀꢀ
调整系统
[0141]
51
ꢀꢀ
添加剂供应装置
[0142]
60
ꢀꢀ
监测系统
[0143]
61
ꢀꢀ
数据处理单元
[0144]
99
ꢀꢀ
水
[0145]
100 水面
[0146]dꢀꢀꢀ
水深