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循环水高密度养殖 [科技苑]一立方米有了循环水高密度养殖养出80公斤鱼

2017-06-30 09:06:31 农村创业 来源:http://www.dagaqi.com 浏览:

循环水高密度养殖(共9篇)[科技苑]一立方米有了循环水高密度养殖养出80公斤鱼[科技苑]一立方米养出80公斤鱼 20160413 本期节目内容:介绍了一立方米有了循环水高密度养殖养出80公斤鱼。平均一吨水,怎么能养出80公斤鱼?有了循环水,内地怎么也能养海鱼?高密度养殖,肉质为什么还有嚼劲?循环水高密度养殖的秘密,《科技苑本文是创业项目网(www.dagaqi.com)农村创业频道为大家整理的《循环水高密度养殖 [科技苑]一立方米有了循环水高密度养殖养出80公斤鱼》,供大家学习参考

循环水高密度养殖 [科技苑]一立方米有了循环水高密度养殖养出80公斤鱼

[科技苑]一立方米有了循环水高密度养殖养出80公斤鱼
循环水高密度养殖 第一篇

  [科技苑]一立方米养出80公斤鱼 20160413 

  本期节目内容:介绍了一立方米有了循环水高密度养殖养出80公斤鱼。平均一吨水,怎么能养出80公斤鱼?有了循环水,内地怎么也能养海鱼?高密度养殖,肉质为什么还有嚼劲?循环水高密度养殖的秘密,《科技苑》为您讲述一立方米有了循环水高密度养殖养出80公斤鱼。 (《科技苑》 20160413 一立方米养出80公斤鱼)

      

  

  

  

    平均一吨水,怎么能养出80公斤鱼?有了循环水,内地怎么也能养海鱼?高密度养殖,肉质为什么还有嚼劲?循环水高密度养殖的秘密,《科技苑》为您讲述。

  

冷水鱼养殖,循环水养大鲮鲆
循环水高密度养殖 第二篇

  循环水养殖大鲮鲆

  俗话说“养鱼先养水”,要想养好鱼,就得有符合鱼生长的优质水源。可在山东青岛的一些大鲮鲆养殖户,如今却面临着一个巨大问题,这个问题还不是水源好坏的问题,而是可能会面临无水可用的境地。

  说起来,大鲮鲆就是海水鱼,可我国沿海地带的大鲮鲆的养殖户们,如今却在为养殖池里的水担心了,担心有一天鱼池里的新水换不进来。没了水,大鲮鲆也再也养不下去。

  张和森:大菱鲆养殖规模已经很大,当时这种地下水源呢这个紧缺已经有,已经显现出来了。

  张和森,从1992年我国开始引进欧洲的大鳞鲆,就成为了第一批大鲮鲆养殖户,到现在已经十多个年头了。他也见证了大鳞鲆养殖整个历程。

  大鳞鲆也叫多宝鱼,因为肉质细腻,口感好,是世界公认的优质比目鱼。不过几年功夫就在我国北方沿海一带搅起个大产业。

  可养殖户再多,养大菱鲆也不可能会把海水用完啊?

  养殖户刘东晓:唯一没有想到的这个水,因为大家在印象当中在海边怎么会没有水啊,但是大家都错了,因为我们所用的水并不是普通的海水,而是经济沙丛过滤从40米50米以下取的水。

  大鲮鲆是深海冷水鱼,对水源的环境要求比较高。在深海中一旦发现身边的环境不好,就会游到更好的海水领域里。因此最早将大鲮鲆引进中国的雷霁霖院士,特别地强调了大菱鲆的水源问题。

  雷霁霖院士:到底选择是海里头的水还是河里头的水还是地下水。这是水源的问题。而我们选择的是地下水,而且是地下海水。

  地下海水指的是沿海地带大约30米地层以下的地下水,经过化验,它的水质和海水的水质基本是一样的,可明明大海就在旁边,为什么不直接用海里的水呢,那不是更充足、更容易获得吗?

  雷霁霖院士:这个地下水的资源,你拿起来就能用,因为它经过地层的过滤,很多比较粗的颗粒它都过滤掉了,甚至很多地下水是没什么微生物、细菌的。那避免了人为从海里抽水的过滤,还要经过处理这一整套的非常复杂的东西,而且这些工序投资也很大。

  要想养活大菱鲆,关键需要有一个清洁的海水水源。地下海水清洁度高,可以满足大菱鲆对水源的要求,直接抽出来就不用再经过处理。而且地下海水的温度稳定,一年四季上下也就是两三度,常年维持在15到20摄氏度,这和大鲮鲆的最佳生活温度15到18摄氏度非常接近,又省去了大量的温度调节费用。于是大菱鲆的养殖场都开始在海边打井。

  张和森:在一些养殖密集区,井,原来在养殖棚的周边就可以打井,水就够用。那随着水越来越少,打井的位置越来越远,有的会超过一公里,这样取水费用就越来越高。

  养殖池里的大菱鲆,由于养殖密度高,池水很容易被污染,一般用过6、7个小时就得全部排掉。于是养殖户采用了流水养殖法,就是要不断地从海边打井抽取地下水。这样一边抽一边排,不仅加重了对海水的污染,更是对地下海水的严重消耗。原来打出来一口井可以抽上好几年;如今不到一年功夫,水就抽不出来了。

  养殖户刘东晓:后期就是应该说是投巨资到海里面打井,我们现在有的井就是延伸到海里面几公里深,一眼井多的要花六七万七八万,少的也要花3—4万一眼井。但往往就是说我们花了几万块钱,五六万三四万打一眼井,它没有用。就没有水,

  发现周边已经没水可用了,无奈之下只能花大钱到远处去打水了。取水得位置越远,花费就越高。即便这样,也可能是竹篮打水一场空。

  即使地层上就是茫茫大海,地层中的海水也并非取之不尽、用之不竭。随着大鲮鲆养殖业的膨胀式发展,伸向地层下的管子越来越多,无水可用的境地很快就显现了,这使张和森这些大鲮鲆养殖户陷入了巨大的危机中。

  如果让他放弃这个产业,巨大的人力和财力投资不算,仅仅从情感上也是接受不了的。如何解决日益严重的水源问题,成了张和森这些大菱鲆养殖户的最大问题。

  十多年的苦心经营,那能说放弃就放弃呢。经过长时间的反复思考后,张和森有了一个大胆的设想。之所以说这个设想非常大胆,是因为它将会彻底改变目前大鲮鲆养殖、乃至整个水产养殖的模式。

  他的设想说起来其实很简单,就是想办法把用过的海水还原成符合大鲮鲆再利用的条件,实现水资源的再利用,创造循环水养殖的新模式。为此,他专门跑到青岛黄海水产研究所,找到了首次把大鲮鲆引进我国的雷霁霖院士。当他说出这一想法后,立刻得到了极大的认可。

  雷霁霖院士:这就是可持续发展观。同样能源也是如此,我们没有了地下水了,我们要搞工厂养鱼,那我们必须借用其他能源电能,或者是燃煤,获得能量。

  但是不论用什么能源都是要耗费的,耗费很大,都是要投资很大,设备也很庞大,所以我们要好好的保护这个地下水的再循环利用。

  张和森的想法得到了专家的认可,如果想法能实现了,这将彻底改变原来的流水养殖模式,可用过的脏水到底能不能还原成大菱鲆需要的清洁水呢?张和森还不知道。

  那么让大菱鲆用了6、7个小时后的一池水到底脏成了什么样,为何就不能再用了呢?

  从这排出的污水来看,我们能想到的,水里除了有大菱鲆排泄的粪便,还有就是吸引海鸥来觅食的残留饵料。那除此之外呢?

  雷霁霖院士:这个是因为高密度养殖,一个池子里每立方水里鱼的数量,鱼的数量大,所以它竞争这个氧气,消耗这个氧气的就多。这样就必须经常的给它补充氧气,否则的话它就将窒息死亡。

  一般养殖户进行工厂化养鱼,养殖密度都高,能达到每立方水里三十多公斤,这相比于在海里生活的大鲮鲆来说,这一池水很快就能被自己弄脏了。

  除了氧气不够以外,而像鱼的排泄物,身体的分泌物,看得见的、看不见的东西,这水里到底还需要去除什么添加什么,如何才能达到再利用的标准,都需要张和森一层层地探究,一步步地解决。

  首先是残留的饵料和大鲮鲆排泄的粪便,这些东西是看得见的脏东西。饵料和粪便残留在水里,会不断的分解,分解会消耗大量的氧,结果就是降低水中的含氧量,增加后续处理的负担。

  因此,循环利用的第一步就是要去除这些粪便和饵料。

  张和森:残饵和粪便呢,是通过一个我们一台叫微滤机的设备,它是滚筒过滤,把蚕饵和粪便过滤在滚筒的滤网上,然后通过反冲把蚕饵和粪便通过排污口排走,通过这台设备完成过滤。

  微滤机是循环系统的第一环节,首先把水中的残留物过滤掉。因为过滤的装置细微,只要看得见的残留物都能滤掉,这是循环水系统的第一大环节。

  可是,还有一些饵料和粪便因为在水中时间长了,已经溶解在水体里。这些东西同样会消耗掉水中的氧气,降低含氧量。而且溶解的粪便和饵料如果不及时清除,会导致细菌的滋生,增加大鲮鲆的染病率,损害它的健康成长。

  张和森:这个就是泡沫分离器,通过微滤机的水会进入它下部的容器。这个容器里会排进大量的细泡。通过不断的搅拌,这些细泡会把水中的溶解物粘带在它的表面,然后从泡沫分离器的出口把它排走。

  张和森通过微滤机和泡沫分离器彻底去掉看得见的和一些看不见的脏东西,总算是松了一口气,因为这些东西是实现水循环利用的头号障碍。之后他立即就用处理过的水试着养了一池大鲮鲆。可没过多久,问题又出现了。

  用去除了残饵和粪便的水虽然看起来比较干净,但刚养了两天,养鱼的工人就发现有几只大鲮鲆老呆在水底不动弹,也不吃饵料,好像是生病的样子。

  

  第一次试养,就遭受到失败,这让张和森非常苦恼。他的第一反应就是水里肯定还有微滤机和泡沫分离器都没有去除掉的有害物质,而且是肉眼很难看见的物质,那这种物质是什么呢?

  通过向专家进行咨询,他终于找到了问题所在,问题还是出在了大鲮鲆的排泄物上。鱼儿会排泄出氨和氮,由于养殖密度大,氨氮含量会很大,大量的氨和氮是完全溶解在水里,是微滤机和泡沫分离器都无法去除的。

  记者:如果去除不掉会造成一个什么样的现象呢?

  黄海水产研究所研究员马爱军:去除不掉的话再循环利用的时候会影响它的成活率、死亡率。

  记者:它为什么会影响成活率和死亡率呢?

  马爱军老师:因为氨氮高了会中毒的,这是引起一个中毒的反应。

  氨氮含量高了会直接导致大鲮鲆中毒死亡,可这些东西都是看不见摸不着的微细物质,是无法用微滤机和泡沫分离器去除,那该怎么办呢?张和森找到了一种新方法。

  张和森:这个是用生物过滤器来处理的,它是应用的生物膜法

  记者:那就是生物过滤具体是怎么样把它处理?

  张和森:在生物过滤器里面,我们填充载体,载体的表面,生长生物膜、生物膜里面有各种细菌,其中我们会引入硝化细菌,

  这就是微生物过滤的载体,里面是以硝化细菌为主的多种微生物细菌,

  简单地说,这些硝化细菌会吃掉水中的氨和氮这些有害物质。吃掉氨之后,会转化成硝酸盐,硝酸盐对鱼基本是无毒的。而吃掉的氮,会作为细菌本身的生命物质而存在,对水体和鱼都没有危害了。这样,通过硝化细菌的这层过滤,就进一步实现了池水的清洁处理。

  记者:大姐你们这是干吗呢?

  化验员张玉怀:我们测氨氮,就是通过生物过滤前和生物过滤后的氨氮对比。

  记者:那就是说那个是生物过滤前那个是后呢?

  化验员张玉怀:这个是生物过滤前的,这个是生物过滤后的。

  记者:那它两个含氮、含氨的那个量的对比是怎么测算的呢?

  化验员张玉怀:那是通过一个仪器,通过一种仪器测量出他们通过生物过滤前和生物过滤后氨氮量的对比。

  这就是测量氨氮含量的仪器,我们来看,这是生物过滤前的氨氮含量,显示是0,796,通过一定的生物处理后是0.301.一般来说,氨氮含量低1毫克每升就是安全的了。通过硝化细菌的作用,水中的氨氮含量会明显降低,对大鲮鲆的毒害作用也会随之减弱。

  硝化细菌进一步净化了水体,可里面还有一种气体不容忽视,就是二氧化碳。经过高密度的饲养,鱼池里面的氧气已经很少,大鲮鲆呼出的二氧化碳增多;同时鱼的排泄物也在增加水体中的二氧化碳。二氧化碳同样容易会造成大鲮鲆窒息而死,所以还要进行脱气,就是去除二氧化碳。

  张和森:脱气装置我们把它叫做脱气塔,水从上面流过气从下面吹上来,再气水交换的这个环节,这个水中的二氧化碳就会进入空气当中,直接带走。

  简单的说,循环水系统就是一个加减法的过程。首先要去除水里的粪便、残饵、二氧化碳和有毒的氨氮,这是减法。而接下来的工作就是加法了,就是增加水中的含氧量,因为没有充足的氧,鱼儿就没法生活。

  其实在脱气去除二氧化碳的环节,冲入水中的空气本身就可以增加水中的含氧量。但由于是高密度养殖大鲮鲆,所以对含氧量的要求会很高,要达到6毫克/升以上。因此,张和森的水池里一般都有很多这样的临时供氧器。通过这些设备,及时满足大鲮鲆对氧气的需求。

  这样,通过一系列的处理工程,用过的水总算还原到大鲮鲆的再养殖要求。

  下面我们就用简单的实验和字板,再梳理一下整个处理的过程。

  第一步就是用物理过滤的方式把悬浮在水体中残饵和粪便去除。

  第二步,就是用泡沫浮选的原理,把已经溶解在水中的残饵、粪便以及其它的有机物,粘带在泡沫上一起排走。

  第三步,是用生物过滤的方法,利用硝化细菌去除有毒的氨和氮。

  第四步,用脱气的方式去除有毒的二氧化碳。

  第五步,利用临时供氧设备,把水体的含氧量提高到鱼儿需要的含量。

  张和森:从大菱鲆养殖池排出的水经过过滤—泡沫分离、生物过滤、脱气除二氧化碳、增氧、(调温)这样的水水质条件已经完全达到了大菱鲆养殖条件的要求,我们重新回到养殖池,实现了循环利用的这样的目标。

  抽出来的一池水,可以不停地循环利用下去,改变了原来不断抽取和排出的流水养殖方式,不仅极大地节省了地下水资源,也大大降低了抽水的人力和财力,养殖的效率得到明显提高。

  但有一点需要说明的是,在大菱鲆养殖和循化水处理的环节,会损耗掉一小部分水,大概占整个用水量的8%左右。因此在循环利用的同时,也需要抽取这小部分海水作为补充,保证整体养殖用水的需求。

  经过这左一层又一层的处理,这水质总算符合大鲮鲆的再养殖需要了。但最后还有一个环节需要注意,那就是水温。以往的养殖水一般都是靠烧煤来控制温度的,不仅耗费大,而且增加了空气污染,但张和森的养殖场里,

  前面说过,大鲮鲆属于冷水性鱼类,对温度非常敏感,耐受温度范围为3~23℃,最佳养殖水温为15~18℃,温度过低和过高,不但会影响它的生长速度,还可能会造成死亡。

  一般的养殖水都控制在16度左右。

  虽然地下水的温度在15和20度之间,符合大鲮鲆的养殖要求,但到了冬天,由于天气寒冷,这就需要需要耗费大量的煤炭,来维持水体的温度,同时也就排出大量的有害气体。而在夏天的时候,由于天气炎热,池水的温度会高出16度,有的甚至超出20度,为了节省降温成本,养殖户很少配置降温设备,因此就会影响大鲮鲆的生长速度和身体健康,只能无奈地接受这种低效率的养殖状况。

  但如今,张和森却引进了一种利用海水调温的海水热泵,俗称海水空调。这海水空调不仅解决了夏天的降温难题,更是大大降低冬天的燃媒消耗。

  青岛某空调公司总经理韩军:它是通过海水,由水泵抽到换水器里面来,通过热泵原理,从这个海水当中吸取热量。在另一端在另一个换水器把热量放出来,再供到养殖池里面去,这就是制热过程。制冷过程也反过来,养殖水过来以后呢,通过热泵把热量给吸出来送到海里面去。一个能量的交换过程。

  简单的说,海水空调和家用空调的不同就是利用的介质不同,前者是海水,后者是空气。如果是家用空调,在夏天的时候,会把空气里的热量吸出去,把冷气排放到室内来降温;而冬天的时候把空气中的热量抽出来,把热气排放到室内来升温。

  但海水空调的效率要远比家用空调高很多。就拿青岛地区来说,冬天的海水温度在7摄氏度左右,而气温经常在零度以下,水温比气温高很多,就更利于吸取热量帮助养殖水达到16摄氏度的目标;反之,夏天的时候,海水的温度在24度左右,气温则在34度左右,水温比气温低,就有利于释放养殖水热量,达到降温的效果。

  韩军:那么它的效率会非常高。那么在加上咱们的热泵技术,比家用空调的话,它会提高大约高,因为是养殖行业会高50%左右。比烟煤效率的话,要高60%到70%。

  仅仅是这套海水空调,就能大大降低燃煤量,如果算上整个的循环系统,节省的能源就更大了。

  张和森:目前我们这套系统里面没有使用燃煤。

  记者:原来就是说在使用这个设备之前你们每年大概需要用多少吨煤?

  张和森:几百吨煤,差不多会接近,满负荷的时候会接近五百吨。

  循环水养殖模式,不仅大大减少了地下水资源的开采,降低了煤炭能源的使用,同时也减少了对海水和空气的污染。这套系统,可真是为节能减排做了很大贡献,我们真诚的希望这个系统能得到大面积的推广。

流水养鱼技术(上集)
循环水高密度养殖 第三篇

    上集

  流水养鱼是在流动水体中高密度养鱼的一种方法。饲养过程中不断地注入新鲜水和排出旧水,以保持充足的溶氧和良好的水质,再饲以营养丰富的饲料,就可以获得比池塘养鱼高数十倍的产量。

  我国山区多水地方的农民利用溪流进行微流水养鱼已经具有悠久的历史,这种形式的流水养鱼简便易行,生命力颇强,自古至今经久不衰。我们将向你介绍的就是这种集约化、科学化的养鱼方式。

  集约化的流水养鱼方式的主要特点就是在整个养殖过程中维持水体环境的平衡,借助有效的生物、机械、化学等手段和相应的设施,实现节水、节能、高效的集约化渔业生产方式。

  一、鱼池位置选择

  首先,流水渔池的建设地点,要选择在离水源较近,进排水方便,电源充足,交通便利,并且能有效地预防洪水的地方。

  其次,水是流水养鱼的基本条件。养鱼用水一定要选择无污染、不混浊、符合渔业用水标准的水。流水养鱼一般采用的都是山涧溪流、涌泉水、地下井水、水库底排水、清澈无污染的河水等。这些水常年水温变化幅度在5到20摄氏度范围内,水量变化幅度小,基本恒定。我们在建场时要充分考虑,比如根据周年平均水量状况来进行合理的规划设计。

  涌泉水是流水养鱼最理想的水源。由于涌泉水清澈洁净、无污染、冬暖夏凉,周年温度变化小,这种水既可以用作成鱼养殖,又可以用来孵化和苗种培育,所以流水养鱼的首要选址地点都是涌泉水源,涌泉水又可以分为流水或涌泉,即我们通常所说的形成山涧溪流的常年不断的水源。

  地下水也是流水养鱼的好水源,水温恒定,悬浮物少,水质较为稳定,但是水中溶氧量低,在使用地下水时需要有曝气过程,通过曝气,可以增加水中的溶氧量,又能使水中的氮气等有害气体得到散发。

  利用水库的排水养鱼,是流水养鱼提倡的一种方式,这种方式及提高了水库水的利用率,又增加了经济效益。水库底排水水温比较恒定,养育效果很好。但是要注意到,在利用水库底排水养鱼时,需要设置拦鱼栅,防止野杂鱼种混入,同时水库中往往会把病原体带入养鱼池中,因此还需要加强鱼病的防治工作,经常性的做好检疫防止的工作。

  除了考虑水源以外,水中的溶氧量也是必须考虑的问题。在相同的水量下,水中溶解氧越高,饲养量就越大,理想的水中溶氧量应该不少于6-10毫克之间,溶氧的饱和度达到70%至80%为最好。水温一般在20℃~30℃之间,不得低于15℃,如水温过低,应在流水池前增建一个晒水池升温。水的酸碱度(pH值)要求是中性或弱碱性(pH值为7.5-8)。最后是透明度,透明度应保持在30~40厘米左右。因为水质清新,有利于鱼类的生长,过小的透明度往往不利于鱼类的生长或由于耗氧过大而造成缺氧死亡。

  二、流水鱼池的建设与要求

  流水养鱼是在小水体中饲养大量的鱼,为了保持水质清新,必须使鱼池的水不断地流动和交换,及时将鱼粪便、残饵和污物排出池外,所以流水池的面积、形状、进排水系统的布置,都有特定的要求。鱼池的结构要有利于鱼的均匀分布,保证水交换充分,注排水方便,排污彻底。

  (一)首先来看流水鱼池的类型。以进排水形式分类可以分为开放式鱼池和封闭循环式鱼池。按照水温分类又可以分为常温流水养鱼和温流水养鱼。由于常温流水养鱼是利用自然落差的溪流水、山泉水等为水源。水不断自流入池,排出的水不重复使用,且具有投资少、建池容易、管理方便的优点,所以目前在我国使用较为普遍。

  流水养鱼池一般包括鱼种培育池、成鱼池、亲鱼培育池。鱼池形状以方形、长方形、圆形为主,鱼池面积可以根据地势、饲养鱼的规格具体而定。

  在实际操作中,如果条件有限,养殖成鱼池可用来培育鱼种,也可以代替亲鱼培育池。但不管鱼池的形状、大小如何,都必须做到保证水流畅通,便于水的交换、排污的方便、无死角、易管理、易捕捞,最大限度的利用水体。鱼池的结构有混凝土池,浆砌石池以及用编织袋等围起的土池。土池的建造成本低,但是养鱼效果差,所以一般不采用,建议采用混凝土和浆砌石池。

  (二)进、排水系统设置

  进、排水道结构及位置的确定,应保持池水的交换充分以及生产的安全性。凡是用于流水养鱼的鱼池都必须同时具备进水口、排水口、闸口、防逃栅或网、排污渠等设施。

  进水口可以设成单口或者多口,一般长方形鱼池,如果宽度较小时,进、排水口可以前后对应地设置在两个宽度的中部,若宽度较大时,除相应扩大进、排水口的宽度外,一般将进、排水口设置于对角上,这样可以避免多加一个死角;六边形鱼池的进、排水口习惯位于较窄的边的中部,前后对应;三角形或梯形鱼池的进、排水口一般安排在左右两底角处,进水方向大致垂直于对面的底边;方形鱼池进、排水口多为对角设置;圆形鱼池多以延圆周切线方向进水,底部中心出水,以便于以出水口为中心的涡流的形成及污物的集中。进、排水导管直径或者过水断面的大小,可以依照流量及适宜的流速来确定。

  

采用循环水工艺高密度养殖南美白对虾的研究
循环水高密度养殖 第四篇

低碳高效池塘循环水养鱼技术介绍
循环水高密度养殖 第五篇

循环水高密度养殖

水产养殖循环水系统集成
循环水高密度养殖 第六篇

技术与经验

doi:10.3969/j.issn.1004-2091.2015.09.008

《水产养殖》2015年第9期

水产养殖循环水系统集成

陈颜锋

(福州市海洋与渔业技术中心,福建福州350026)

相对于传统的池塘养殖,循环水系统的建设成本更高,因此其设计要求单产实现最大化,在降低

成本同时又需保持系统的稳定性。水处理的各个流程均有多种技术工艺可供选择,所配套组件取决于养殖密度、投饵量、养殖品种对水质要求、养殖场所地形与基础设施、管理经验等因素。循环水系统要求在足量投饲条件下保持适宜水质,水质变差或不至于直接导致养殖动物死亡,但可抑制其生长、增加胁迫作用而致疾病多发。故保持良好水质是养殖管理头等重要任务,关键水质指标包括溶解氧、非离子氨、亚硝酸盐、同时,硝酸pH值与二氧化碳,盐、碱度与氯含量也需关注。导致水质恶化的因素包括残饵与粪便、氨氮、二氧化碳等代谢废物。水处理单元组件的功能即是消除残饵与代谢废物的不利影响,各组件通过水泵与管道构成循环水系统完成水处理任务。

大口径管道从水体中上层排出悬浮固体。可沉降固体以连续或半连续的方式从水池中央排出,其流量大小则决定后续的固体颗粒的收集与浓缩处理方法。可沉降固体流量较大的系统可采用旋流分离器、沉淀池或转鼓式过滤机来收集固体颗粒;若流量较小,可使用小型的沉淀设施。

跑道式水池水流若沿长轴方向,则可沉降固体颗粒的收集区与水流方向垂直。为加大水体下层流速,进水口安装于靠近池壁的底部,同时增设加压装置。处理可沉固体颗粒的另一种方法是通过持续的强充气搅动使之保持悬浮状态,并与粒径较小悬浮固体一同排出,在养殖池外再进行沉淀或过滤处理。

1.2悬浮固体

悬浮固体在养殖池中不易沉淀,现多采用机械过滤方法移除,其中网筛过滤与可扩展粒质滤器过滤是最常用的2种方法。

截留在1.2.1网筛网筛常用不锈钢或聚酯材料,

网筛上的固体通过转动网筛经由高压射流反冲洗出。转盘式过滤机、转鼓式过滤机、倾斜筛过滤机已在循环水系统中用于处理悬浮固体。相对于沉淀池或旋流分离器,网筛过滤的主要优点在于体积小、反冲用水少,缺点是商用的网筛过滤机成本较高。

塑料珠等粒1.2.2可扩展粒质滤器水流穿过沙、

质滤器时,固体颗粒截留于粒质材料空隙间或直接粘附其上。久之,滤器会逐渐堵塞,需反冲清洗。反冲过程粒质材料从紧致压实状态扩展开,固体颗粒

1固体颗粒移除

不仅消鱼虾固体排泄物与残饵若未及时移除,

耗溶解氧还将分解产生大量氨氮。固体颗粒物可分为三类:可沉降固体、悬浮固体、微细或可溶固体。1.1可沉降固体

可沉降固体可通过养殖水池的排污设施快速排出。圆形池(或八角形池、六角形、方形池带圆角)池底部设计成锅底形,由于四周流速较中间的流速大,可沉降固体易在池中央集中、沉积,其水动力有助于固体颗粒的自动快速排出。池中央通常设双通道排污装置,小口径管道从池底排出可沉降固体;

《水产养殖》2015年第9期

技术与经验

则随反冲水流冲脱而出。常用的可扩展粒质滤器有加压砂滤罐与浮珠过滤器。1.3微细或可溶固体

微细或可溶有机固体颗粒难以用传统的机械过滤方式移除,但可用泡沫分离法处理。泡沫分离亦称蛋白分离器,其作用机理是从封闭水体的底部注入空气并产生气泡,气泡在上行过程与自上而下的水流接触,吸附可溶有机固体,产生泡沫,微细固体颗粒则截流于泡沫中,最后从水体顶部移除。

2.4流化床

本质上,流化床是水流方向保持自下而上的沙滤池,并通过控制流速,使沙粒保持扩展、沸腾状态。沙粒粒径应小于用于移除悬浮固体的沙粒,亦可用比重略大于水的塑料珠(环、片)取代沙粒。由于沙粒等基质始终处于扩展状态,其整个表面均适于硝化细菌的栖息生长,故单位体积流化床的硝化能力较强,此为其主要优点。但随时间推移,沙粒等基质上生物膜加厚,用于保持基质“流化”状态的动力成本亦随之增加。

2氨氮和亚硝态氮的控制

养殖池中氨氮应控作为饵料蛋白质的副产品,

制在养殖品种能耐受的安全浓度内。养殖池外的氨氮处理效率决定池水的循环流速。空气剥离法、离子交换法、生物过滤法均可用于氨氮的消除,其中生物过滤在循环水系统中应用最广。用于生物过滤的基质通常具有高比表面积供硝化细菌附着生长,氨氮和亚硝态氮分别经由亚硝化单胞菌、硝化杆菌氧化,硝化终产品为无毒的硝酸盐。常用基质材料包括沙砾、沙、塑料珠(环、片)、竹制品等,4种常用生物过滤设施的主要优缺点比较如下。2.1生物转盘

生物转盘由水槽、盘体和电机(动力)构成。盘体固定于转轴上由电机驱动,由于盘体仅部分(约

)浸没于水中,其表面生长的生物膜交替接触槽40%

水和空气中的氧气,故能加速硝化过程,同时可去除水中二氧化碳,此为其优点。生物转盘的主要缺点是生物膜不断生长、加重,有导致机械故障的风险。2.2滴滤池

滴滤池由滤床与填充其间的碎石等填料组成。距滤床顶部20cm左右设有旋转式布水器,水流均匀从布水横管中流出,流速取决于填料间缝隙大小。由于滤床未完全浸没于水,滴滤池可同时提供硝化、曝气与部分二氧化碳的去除功能,此为其优点。滴滤池的主要缺点是体积庞大、成本高,若悬浮固体未经预处理,久之,滤床可能被堵塞。2.3可扩展基质滤器

上述加压砂滤罐与浮珠过滤器等可扩展基质滤器,亦可兼作生物过滤的设施,其最大优点便是能同时完成硝化作用与悬浮固体移除两大任务。但截留于基质材料空隙间的固体颗粒降解过程可影响水质,故循环水系统若采用此种简化设计,需扩大滤器容量。

增氧、二氧化碳去除3充气、

多数循环水系统通过充气或输送纯氧提高养

殖池溶解氧水平。充气系统更为常用,且能同时去除二氧化碳。纯氧输送系统成本甚高,适用于对溶解氧有更高需求的养殖品种或高密度的养殖系统。故从节省成本考虑,商业养殖系统通常结合使用充气系统与纯氧输送系统,后者仅在养殖后期养殖池生物量较高时备用,这样可省去二氧化碳去除独立单元组件的安装。

4消毒

循环水系统高密度养殖更易传播疾病,使用化学消毒剂或抗生素则会杀灭循环水系统内尤其是生物过滤器的硝化细菌。循环水系统常用紫外线或臭氧消毒防控疾病。由于浑浊水会影响紫外线的处理效果,故紫外线设施应安装在悬浮固体处理单元之后。而臭氧则不同,因其能帮助分解悬浮与溶解固体,通常安装在悬浮固体处理单元之前。

5加热

加热方式一是直接对养殖用水加热,二是空气加热从而间接提高水温。建筑材料应兼具保温与水蒸气阻隔性能,以免冷凝水持续从顶棚滴落。5.1加热盘管

在预热池中安装聚丙烯加热盘管(金属管道易生水垢),加热盘管外接锅炉,自动调温器在水温低于设定值时能自动打开锅炉开关进行加热。5.2空气加热

在循环水系统中空气加热更为常用,此策略乃是应用中央加热器,设计中需考虑养殖大棚内的通风所导致的热损失。

温室

太阳能既能加热空气又能直接加热养殖用水。常见的温室有塑料大棚,既能收集又能保存太阳5.3

技术与经验

doi:10.3969/j.issn.1004-2091.2015.09.009

《水产养殖》2015年第9期

安庆主养草鱼池塘

高效减排技术

张汉勤1,万全2,胡长松1,李宏兵1,黄伟2,李军2循环水高密度养殖

安徽安庆246005,2.安徽农业大学动物科技学院,安徽合肥230036)(1.安庆市石塘湖渔业有限责任公司,

我国池塘养殖历史悠久,精养鱼池已经成为城市“菜篮子”的稳定来源。依据农业部统计,淡水养殖鱼类产量中,草鱼约500万t,位居第一位,是市

场畅销的大宗产品,养殖仍然多是以草鱼为主的精养鱼塘模式。安庆市石塘湖渔业有限责任公司是农业部水产健康养殖示范场,有标准化精养池塘2000×667m2,池塘精养产量平均667m2产近

多以草鱼为主,是安徽池塘精养水1000kg左右,

平较高的地区。但由于单产水平高、放养密度大等原因,存在着池塘水质恶化,草鱼病害发生严重等问题。为优化养殖模式,提高经济效益,安徽农业大学和石塘湖渔业有限责任公司联合开展以草鱼为主的精养鱼塘高产、减排、增效技术模式研究,应用微孔增氧技术,设置生态浮床等,对水化学指标进行监测,旨在为提升技术水平、提高单产、增加效益提供参考,现将养殖情况简介如下。

泥约30cm,进排水较为方便,为该养殖场较为标准

的精养鱼池。冬季实施干塘晒冻,放鱼前15d使用生石灰清塘,每667m2用量150kg。养殖机械配套

该池塘原来配备有3kW的叶轮式增氧机1台,功率为2.2kW的水泵1台以及功率为500W的自动投饵机1台。5月15日,在试验池中增配了微孔增氧系统,罗茨风机主机功率为2.2kW,配备

架设在距12个盘式增氧头,每个盘直径1m左右,

离池底25cm的高度。1.3生态浮床设置

浮1.3.1生态浮床制作在池塘中设置生态浮床,

床用毛竹做成框架,规格为(1.2~1.5m)(4~6m),×

在浮床中每隔25~30cm用绳子固定一长度为15cm的硬质塑料管用于栽种净化水质的水生植物,面积约占池塘总面积的2%。

(Ipo-1.3.2浮床水生植物选择与种植选择蕹菜

)为浮床栽种植物,蕹菜也称空心菜、moeaaquatica

竹叶菜,试验塘选用细叶蕹菜,在4月进行陆地育1.2

1养殖条件与方法

1.1

池塘条件

水深2.5m,池底淤试验池塘面积10×667m2,

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!能,大棚顶棚亦可用其他透光材料替代塑料薄膜。

但普遍采用的是双层塑料薄膜设计,其在提高保温效果的同时增加了抗湿性。温室的主要缺点是夏季为保持适宜水温需暂时拆除顶棚,或在大棚内安装排气扇与冷却器。在北方地区温室大棚仍需安装辅助的加热设备。

离、消毒、生物滤池、充气增氧、加热保温、水泵管道等核心功能单元集成而成。上文仅是对循环水系统核心功能单元的概述,系统组件亦在生产实践中不断更新改进。检疫隔离、水质监控警报、自动投饵机等其他辅助系统在商业运作中也已结合到循环水养殖系统中,以提高效率、保障安全。

(收稿日期:)2015-03-15

6小结

固液分、

国内外循环水养殖专利分析及启示
循环水高密度养殖 第七篇

中国工程科学 2016年 第18卷 第3期

DOI 10.15302/J-SSCAE-2016.03.020

国内外循环水养殖专利分析及启示

孙龙启,刘慧 

(中国水产科学研究院黄海水产研究所,山东青岛266071)

摘要:通过检索分析Thomson Innovation(TI)专利数据库中的国内外循环水养殖专利数据和研讨循环水养殖系统发展趋势,发现养殖水体净化工艺、养殖池结构设计、养殖水体温度调控、生物滤器和过滤设备等为目前国际循环养殖系统的研究热点,而国内循环水养殖系统的主要研究热点为鱼池设计、生物滤器、水循环装置、供氧、电机轴等;尽管部分国际研究热点在我国仍处于起步阶段,但近几年我国循环水养殖专利在数量上具有明显优势且增长较快,预计国内循环水养殖技术在未来会有快速发展。本文围绕我国“高效、优质、生态、健康、安全”的水产养殖业可持续发展战略目标,对我国循环水养殖发展提出了对策建议。

关键词:循环水养殖系统;专利分析;对策建议;Thomson Innovation中图分类号:S96 文献标识码:A

Patent Analysis on Recirculating Aquaculture System between Home and Abroad and

Countermeasures for China循环水高密度养殖

Sun Longqi, Liu Hui

(Yellow Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Qingdao 266071, Shandong, China)

Abstract: Based on patent retrieval and analysis with the Thomson Innovation (TI) database, the international development trend of recirculating aquaculture system (RAS) is investigated. The current international research and development focus for RAS are purifica-tion technology, aquarium structure, water temperature control, and biological filters and filter devices. Meanwhile, China has focused on fish tank and pond design, biological filters, RAS devices, oxygen supply and motor shaft, etc. Though some of the international research focus in RAS are new for China, the number of Chinese patents is greater than the international average and has grown rap-idly in recent years, indicating a positive developmental trend in the near future. This paper provides recommendations for improving efficiency, quality, safety, and environmental protection of sustainable aquaculture as well as further measures for the development of RAS in China.

Key words: recirculating aquaculture system; patent analysis; countermeasures; Thomson Innovation

一、前言

当今国际社会正面临着从经济危机到全球气

候变化所带来的严重自然灾害和极端天气等多重挑战。同时,国际社会还必须以有限的自然资源满足日益增长的人口对粮食及营养的迫切需求[1]。水产

收稿日期:2016-04-20;修回日期:2016-05-08

作者简介:孙龙启,中国水产科学研究院黄海水产研究所,研究实习员,主要从事渔业信息与战略研究;E-mail: sunlq@ysfri.ac.cn基金项目:中国工程院重点咨询项目“水产养殖业十三五规划战略研究”(2014-XZ-19-3)本刊网址:

115

他山之石  国内外循环水养殖专利分析及启示养殖业作为人类重要的蛋白质和必需营养素来源,在解决全球粮食问题中发挥着越来越重要的作用,为国家粮食安全和经济增长做出了巨大的贡献。在过去的50多年间,以中国为代表的水产养殖业的

发展速度已超过全球人口增速[2]

。但与此同时,传

统水产养殖业所带来的诸如废水和废物排放问题、病害问题和渔药滥用等问题也已引起国际社会的普遍关注。为此,联合国粮食及农业组织提出了“蓝色增长”的概念,推广高效集约式水产养殖模式,而以此为代表的循环水养殖系统正是其核心和前沿领域。目前,循环水养殖系统已成为国际水产养殖研究的热点领域;围绕养殖动物福利和提高养殖系统资源利用率的科学技术问题,我国水产养殖业正朝着标准化、设施化、机械化、智能化和精细化的生态高效的养殖方向发展。

本研究以专利数据库Thomson Innovation(TI)作为数据源,对循环水养殖专利信息进行检索和分析,以研讨国内外循环水养殖技术的发展现状、发展趋势及其在产业中的作用,并将国内外循环水养殖现状进行对比分析,从而为我国水产养殖业发展提供参考。

二、国际循环水养殖概述

国际循环水养殖系统最早起步于20世纪60年代末,具有代表性的是日本的生物包静水养殖系统统[3]

。到了20世纪70年代,生物转盘、生物转筒得到研制开发,同时在生物净化之前增加了前处理装置,滤除颗粒污物,以降低生物滤器的负荷[4]。20世纪80年代,欧洲出现了“一元化”的工业化养殖模式,其特点为投资少、易于管理、经济与环境效益较好,形成了以德国为代表的发达国家工业化养鱼的主要养殖模式。从20世纪90年代开始,生物工程技术、微生物技术、膜技术和自动化控制技术等被逐步应用在循环水系统的水体消毒、水质净化、池底排污、增氧及控温等方面;现代循环水养殖系统几乎采用了所有可以利用的水处理工艺和

技术[4]

循环水养殖系统作为现代集约化水产养殖模

116

式,已经具备了养殖密度高、不受季节限制、节水省地、环境可控等优势,得到诸如日本、美国、丹麦、挪威、德国、英国等一些发达国家的重视。这些发达国家还从政策、立法、财政等方面给予支持,积极推进其发展。较为成功的有英国汉德斯顿电站的温流水养鱼系统、德国的生物包过滤系统、挪威的大西洋鲑工厂化育苗系统、美国蓝岭公司鱼虾循环水养殖系统和美国亚利桑纳洲凡纳滨对虾良种场

等[5]

。在欧洲,高密度封闭式循环水养殖已成为一个

发展迅速的技术密集型产业。目前,世界各水产养殖强国正围绕循环水养殖的生态工程化、水循环装备、复合种养、分隔强化等高效养殖模式以及相应的设施化、机械化、信息化等技术及装备开展重点研究。

三、国际循环水养殖发展趋势

Thomson Innovation是由汤森路透集团提供的数据库。Thomson Innovation除了收录德温特世界专利索引(DWPI)数据以外,还收录来自全球90多个国家和地区的8 000多万篇专利信息,包含题录信息、PDF全文、法律状态信息等专利信息深加工的数据和原始数据[6],可以完整覆盖某一学术领域的专利情况。本研究根据关键词和国际专利分类号(IPC)方式构建以“循环水养殖”为主题的检索策略,具体关键词:

recirculating aquaculture*,IPC号:

A01K61/00 OR A01K61/02 OR A01K63/04 OR A01K63/00,时间范围:2011—2015年;通过领域筛选及人工判读后可确定有效数据,得到国际循环水养殖专利申请数量为1 864件,并在此基础上绘制专利分布图和数量趋势图。

2011—2015年,国际循环水养殖领域专利年度申请量和公开量如图1所示。从整体上看,国际循环水养殖专利申请数量在2012年达到最大值为474件,比2011年增加了11.7 %;

2012年之后,年专利申请数量逐渐降低,2015年申请专利数量仅为164件。由于专利公开的时滞性,申请量和公开量有一定时差。2011—2015年,国际循环水养殖专利公开量呈快速增长,其中2011年公开量为100件;2015年公开量为584件,增长了约4.8倍。

分析专利申请数据可以发现,目前国际循环水

(一)研究方法及数据来源

(二)国际循环水养殖发展趋势

(一)循环水养殖发展历史

(采用碎石为载体)和欧洲组装式多级净水养殖系

(二)循环水养殖发展现状

中国工程科学 2016年 第18卷 第3期

养殖专利申请的峰值期已过,专利的申请量和公开量将逐渐趋于平缓。这一现象表明目前各国在循环水养殖技术方面已趋于成熟,技术成果推广和应用将是今后一段时期的工作重点。循环水高密度养殖

国外循环水养殖专利申请数量的统计数据显示:韩国、日本、美国分别是近5年在该领域专利申请量最多的国家。近5年韩国循环水养殖专利申请量达到506件,表明韩国近年来在该领域的技术创新方面有一定优势;而作为传统循环水养殖强国的日本和美国,其循环水养殖专利申请量分别为320件和243件,仍位居世界前列。欧盟作为循环水养殖开展较早的地区,近5年专利申请量仅为73件,与美国、日本等国家在专利申请数量上存在显著的差距,这说明欧洲循环水养殖相关技术的研发工作过了发展的高峰期,已经形成了较为成熟的

600500专利数量/件

4003002001000

循环水养殖配套工艺和技术(数据来源于Thomson Innvation)。

(三)国际循环水养殖热点分布

本研究利用Thomson Innovation软件中的Theme Scape功能,通过德温特标题和摘要,为国际循环水养殖近5年来的专利数据构建了主题全景图(见

图2)。主题全景图将包含通用概念词(主题)的记录分到一个组,并显示不同记录之间的相对关系,

[7]山峰的海拔高度代表特定主题文献的密度大小。图2中的每一个黑点代表一件专利,等高线密集,

海拔较高的区域为拥有相似技术主题的专利集合[8]。从图2中可看出,近5年国际循环水养殖研究热点主要为养殖水体净化工艺、养殖池结构设计、养殖水体温度调控、生物滤器及过滤设备等,且前三者

201120122013时间/年

20142015

图1 2011—2015年国际循环水养殖专利年际申请量及公开量

5

2

1

3

4

图2 2011—2015年国际循环水养殖热点分布图

注:1——养殖水体净化工艺;2——养殖池结构设计;3——养殖水体温度调控;4——生物滤器;5——过滤设备

117

他山之石  国内外循环水养殖专利分析及启示之间的关联和相互支撑较多。水过滤工艺虽然也是研究热点, 但相对独立,与其他研究热点之间关联性不强。

2014年达到最高值,2015年有所降低。为1 647件,与国际循环水养殖专利申请数量相比,我国的申请

高峰期推迟2年。这与我国循环水养殖起步较晚、发展相对滞后有关。但是,从专利申请数量上来看,

2011年我国循环水养殖专我国远超国际同期水平;

利申请数量占全球的1/3,2014年则占全球的2/3。

(一)我国循环水养殖发展现状

我国循环水养殖研究起步较晚,于20世纪80年代引进了第一批循环水养殖设施进行鳗鱼养殖;但由于高昂的投入和运行成本,上述设施很快便处

于荒废状态[3]。之后国家相继启动了一系列“863”和科技支撑计划项目,并积极借鉴国际先进技术,自主研发了一批适合我国国情的海水循环水养殖设施与装备,如微滤机、臭氧发生器、蛋白分离器等,

[9~13]

。目前,我国并逐步完善了养殖技术和工艺

工厂化循环水养殖规模约为1×106 m2,养殖种类

四、国内外循环水养殖发展状况比较

这说明近年来我国循环水技术研发速度加快,为成果产业化创造了良好的条件。

我国循环水养殖专利公开量在2011—2015年总体呈快速增长,其中2011年和2015年公开量分别为836件和2 397件,增长近1.9倍。与国际同期水平相比,我国循环水养殖专利公开量远高于国

2011年循环水养殖专利公开量为国际际同期水平:

2015年循环水养殖专利公开量为同期水平的8倍;

国际同期水平的4倍左右。

(三)国内外循环水养殖热点分布对比

通过构建我国循环水养殖热点分布图(见图4)得出我国近5年循环水养殖研究热点为鱼池设计、生物滤器、水循环装置、供氧、电机轴等。生物滤器同时为国内和国际研究热点。但是,我国循环水养殖目前更加关注现代化养殖设施的研发及部分关键处理设备的可靠性及精确性的提升。我国循环水养殖装备系统构建和技术水平已与国际接近,但部分国际研究热点在我国仍处于起步阶段。这主要是由于我国工厂化养殖仍以流水养殖为主,循环水养殖比例仍然较低。以海水工厂化循环水养殖为例,目前我国海水工厂化循环水养殖面积接近8×106 m2,而只有其中3 %的养殖水面实施了封闭式或半封闭

包括海水鱼类、对虾等。近年来,我国自主研发了多功能蛋白质分离器、多功能固液分离器装置、模块式紫外线杀菌装置、高效溶氧器装置、弹性刷状生物净化载体等设施装备,循环水养殖水质净化处理工艺也得到进一步完善。

(二)国内外循环水养殖技术发展趋势对比

利用Thomson Innovation专利数据库对我国循环水养殖专利数据进行搜索,时间范围为2011—2015年,经领域筛选和人工判读后确定近5年我国循环水养殖专利申请数量共6 678件(见图3)。

我国专利申请数量在2011—2014年逐年增长,

3 000

2 500专利数量/件

2 0001 5001 0005000

时间/年

图3 2011—2015年我国循环水养殖专利年际申请量及公开量

循环水高密度养殖

118

中国工程科学 2016年 第18卷 第3期

5

4

1

2

3

图4 2011—2015年我国循环水养殖热点分布图

注:1——鱼池设计;2——生物滤器;3——水循环装置;4——供氧;5——电机轴

式循环水养殖模式[14]。流水养殖不仅浪费水和能源,而且废水未经处理直排入海,也会对沿岸水域造成污染 [15]。因此,我国应加紧循环水养殖技术的系统化应用与成果转化,并结合实际需求进一步开展热点技术研发和工艺优化。

推动产业健康发展具有重要的意义。为此,我国应在国家层面上推动循环水养殖的工艺装备升级和产业化应用。

(二)加强科研投入,强化关键领域及热点技术

研发

由于我国循环水养殖发展时间短、科技研发基础相对薄弱,且对国际热点领域的研发投入尚显不足,因此在生物滤器结构与功能、养殖废水和废物综合利用、水质指标控制和降低系统能耗等方面还需要较大提升。目前,国际循环水养殖的主要研究热点为养殖水体净化工艺、鱼池结构、养殖温度传感器及水体过滤装备,这些工艺和装备的改进对未来循环水养殖的精细化和信息化发展十分重要。为此,我国应兼顾国内技术需求和国际研究热点,加快循环水养殖关键领域和热点技术研发;加大对高效养殖模式及其机械化、智能化的研发投入和政策支持,缩小与发达国家的科技差距,整体提升我国的循环水养殖科技水平。

(三)加强集成示范,构建具有引领作用的循环水

系统

目前我国循环水养殖研究成果较多,但科技成果产业化应用较少。主要原因在于设施转型更新的成本和生产成本较高,多数企业难以承受。通过打造循环水养殖示范基地,可探清发展道路,确定技术规范标准,进而实现提质增效和节本增收,从而

119

五、我国循环水养殖发展的对策建议

通过对国内外循环水养殖专利技术信息的对比分析,了解最新技术发展趋势,揭示国内外技术创新的优势与劣势,可为我国循环水养殖的发展提供启示与借鉴。本文从以下四个方面为我国循环水养殖发展提出了对策建议。

(一)改进工艺装备,推动循环水养殖产业化应用循环水高密度养殖

由于受到现有设施水平和生产成本等方面的制约,目前国内陆基工厂化养殖系统仍以流水养殖为主,高效循环水养殖模式所占比例不高。与此同时,节能减排技术在基于生物膜硝化反应的循环水系统中的潜能尚未被充分发挥。因此,我国有必要结合生物工程技术,针对经济价值相对较高、节水节能需求迫切、规模较大的养殖品种来构建节能低耗、病原易控、高效净化的循环水养殖系统;结合数字化监控以及完善的养殖工艺和专家管理系统使循环水养殖系统达到节能、节水、经济运行的最佳状态[16]。开展高效低耗、节能减排、品质可控的循环水养殖对降低生产成本、

《循环水养殖模式与养殖用水处理 》 预测题
循环水高密度养殖 第八篇

《循环水养殖模式与养殖用水处理》

1 调查(可能是第一节课的调查问卷中题或变化题)

2 为什么要培养生物膜,以及目的、方法?P113

硝化作用的各个阶段如下

异养,兼性厌氧 有机物氨化 NH4-N +

亚硝酸化细菌 自养,兼性厌养 亚硝酸化 2--N

硝酸化细菌 自养,兼性厌养 NO3--N

反硝化细菌异养/异养,兼性厌养 N2、N2、NO2

一、生物膜需要培养及特点:

1、分阶段反应

2、次序性,前一阶段的产物是后一阶段的底物

3、既是产物,又是抑制物

4、细菌繁殖时间长

二、反应需要消碱,耗氧

生物膜培养方式

1.直接培养

2.接种

生物膜培养目的

一方面使滤料表面微生物大量繁殖生长,形成生物膜,高效的净化水质,另一方面使滤料生物膜的微生物能逐渐适应养殖环境。

生物膜成熟过程

循环水高密度养殖

生物膜在生长与形成过程中微生物对废水的作用过程是循序渐进的,即先是有机物的氨

化,再是无机氮化合物的亚硝酸化、硝酸化,废水中的有机物促进滤料表面微生物繁殖,微

生物的繁殖进一步促进废水有机物的分解与吸附。

3生物脱氮方法有哪些? 氢自养于爆炸且成本较高,电解产氢成本较高

自养反硝化

成本较低,出水中硫酸盐含量增加;

生物脱硫自养值下降,影响养殖系统中生物过滤

器的硝化效率,硫颗粒易碎

氮方法添加固体碳源:选用BDPs做碳源一方面可

做载体,同时可做碳源,PH升高

异养反硝化添加甲醇等液体碳源成本高,添加物对养殖对象

存在风险,量不容易控制,

需要配置后续处理装置

4 生物絮凝

BFT-水产养殖概念示意

1、低成本实现封闭性

2

、饵料蛋白的多级利用

3、生态防病

4、操作简单

絮团组成:细菌、原生动物、胞外聚合物等

生物絮凝养虾技术

1、高密度:120-150 PL10/m2 2、必要的充氧

3、合理的搅拌强度和布局 4、絮团浓度控制

5、HDPE膜/水泥池底 6、投喂颗粒饲料

7、补充碳源:比如糖蜜,C/N 大于15 8、产出

9、残余:富含蛋白的絮体 10、产出高品质:无土腥味及鱼药残留

5 设计循环水养殖车间处理工艺以及作用

紫外线消毒 加热器 微珠式过滤器 养殖缸 固液分离 6.工厂化养殖、集约化养殖、设施渔业的看法?他们之间的关系? 工厂化养殖的特点

(一)高技术不断渗入 包括水质净化、生物工程、饲料工业、自动化控

制及信息技术。是

传统八字方针(水、种、饵、密、防、管、轮、混)的发展 和实行综合最佳调控。

1.自动化控制 对温度、溶氧、pH、NH。一N等自动监控,超限报警, 并将数据输入电

脑处理及储存。 2.水处理技术水资源重复利用,对养殖废水进行部分或全部处理,重 复

使用。 3.高溶氧技术溶氧呈饱和状态,常采用纯氧、液态氧、分子筛富氧、 膜分离氧,

通过气水混合器或其他装置输入养殖池中。 4.生物工程技术遗传工程培育三倍体子代、

全雌全雄个体、转基因技 术,已达到快速生长的目的。净水剂(美、日、德、澳等国已有

40~80种菌 种及酶的复合剂产品出售)在生产中的应用日益普遍。 5.信息技术信息成

为重要的资源,利用Internet网沟通信息,应用到 饲养生产中。 (二)产业化规模效益:

现代化海产工厂化养殖产业化程度高,为提高 效益,多采用较大规模。如德国养鳗场,年

产欧洲鳗125 t是盈亏转折点。美 国可口可乐公司夏威夷养虾场投资2 500万美元。俄罗斯

拟建造72个大型海 产工厂化养育x:I-,年产量100万t。日本长崎海产养育场规模达12 140

m2, 定员62人,投资6 800万美元。我国中原油田海产养育场6 000 In。,年产鱼类 600 t,

平均100 kg/m。,最高126 m。/kg。 (三)模式多样化世界上有几十个国家在搞工厂化

养殖,一个国家还 有几种模式,并且还在不断发展与创新。但从总体上看,大致可分为三

大 类型。 1.一元化模式 如德国“美兹姆”模式,我国自行设计的中原、胜利、 大

庆油田的大型养鱼工厂,基本上是这种模式。它在鱼池中加生物包(一种过 滤装置),在生物包下充气增氧、举水,每小时循环1次。商业性饲养,养鳗 单产可达100 kg/m。。1987年深圳引进500 t级养鳗工厂3套。 2.分列式模式 以丹麦DAI模式为代表,欧共体与北欧、澳大利亚等国 普遍采用这一模式,中国已进口21套。水处理系统与鱼池分列,废水经过转筒过滤器去除悬浮物,由浸液式滤池去除硝酸盐,再经滴滤池去除氨及亚硝酸 盐,然后用纯氧增氧,臭氧及紫外线杀菌。单产75 kg/mz。 3·鱼菜共生模式鱼菜共生系统起源于美国,利用养鱼废水无土栽培蔬菜。美国伊利诺伊州鱼菜共生系统的成绩是,4~9月,每平方米出鱼50 kg,番茄75 kg。上海渔业机械研究所、上海清浦水产学校梭鱼菜共生车间,广州市水产研究所、新疆沙湾钢管厂都在探索鱼菜共生系统,用菜的根系来吸收净 化养鱼废水,对去除硝酸盐有特效,有利于无废化生产。

广义的来讲:工厂化养殖(鱼、虾、水生生物)是指利用现代科技武装起来的半自动化或全自动化养殖系统,在小水体中进行高密度养殖水生生物的一种先进的,无污染的商业化养殖方式;狭义的定义应该是:工厂化养殖是指采用现代工业技术和现代生物学技术相结合,在半自动或全自动的系统中高密度养殖(包括育苗)优质鱼、虾、贝,并对全过程实行半封闭或全关封闭管理的一种无污染、商业性和科学化的养殖生产方式。再具体的讲,工厂化养殖是集土建工程、机械电子、仪器仪表、化学、生物、生物工程、自动控制和社会经济学等现代科技于一体,在半封闭或全封闭条件下,对养殖生产全过程的水质、水流、水温、投饵、排污、疾病预防、水处理、循环使用等实行半自动或全自动化管理,同时,对养殖的品种、营养、生长过程等进行全面自动监控,使其能在高密度养殖条件下,自始至终维持最佳生理、生态条件,从而达到健康、快速生长、营养合理和最大限度地提高单位水体产量和质量,且不产生内外环境污染的一种高效养殖模式。

养殖设备和养殖手段采用了高度的机械化、电气化以及电...在高密度养殖中生物体呼吸和排泄物新陈代谢造成了水体的自身污染,必须把这些残碴、氨态氮、氨化物及时排除,或降到安全浓度以下是工厂化养殖的技术关键

国外的工厂化养殖是以高密度的网箱养鱼而开始的,经过60、70年代的不断发展,一些发达国家为了优化环境、节约能源和水资源,已不在大规模开挖养鱼池,而是出台经济、财政、金融、立法等相应政策来推动工厂化养鱼。由于海水育苗的成功,大大加快了集约化育苗、养殖的进程;工厂化养鱼方式的高效率和高效益对生产值产生了诱惑力,加之鲜活食品越来越受到青寐,市场不断扩大,反过来对工厂化养殖的发展起了良好的促进作用。 集约化养殖: 简单点就是高密度养殖基本是采用循环水养殖系统,高密度放养的方式进行

养殖这个传统的江河湖泊养殖以及网箱养殖都是不相同的。这种养殖主要针对耐低氧,经济价值高的水产动物。

集约化养殖:集约化养殖是采用先进的饲养管理方法,在小水体内为高密度养殖鱼类创造最适的生长、发育环境,通过加快鱼类生长速度和提高鱼类群体产量而在较短时间内获得高产、高效的养殖方式。(考题)集约化养殖具有单位水体产量高、养殖周期短、生产投入大、养殖对象广、管理方便和技术水平要求高等特点。

设施渔业:是上世纪中叶发展起来的集约化高密度集约化水产养殖产业。它集现代化工程、机电、生物、环保和饲料科学等多学科为一体,运用最新科技手段,在陆上或海上营造出适宜鱼类生长和繁殖的良好水体与环境条件,把水产养殖动物置于人工控制状态,以科学的精养技术,实现水产动物的全年稳产、高产。其产业模式主要有:工厂化养殖、大水体循环养殖、网箱(网围、网拦)养殖等。

7.养殖用水处理方法

目前天津的水产养殖用水(进水)在引进鱼池之前就不符合养鱼水质标准,尤其是大量引用污水养殖的池塘。按照天津今后几年在环保方面的投资以及对有污染单位清洁生产的要求,以及几个大型污水处理厂的建成,天津的污水大部分得到了一、二级处理,进入养殖系统之前,在进行一步深处理即可用于养殖生产。

水处理目前有许多的方法,但成本低、效率高、没有任何残留、不会影响水产品品质的方法并不多。

综合水处理

目前单一的过滤、沉淀、药物消毒很难满足高密度的工厂化养殖,一种综合的集过滤、分离、生物、物理化学于一体的水处理方式正在逐步形成。

循环水养殖系统工艺流程说明:养殖池水进入沉淀分离池,利用涡流旋转沉淀原理迅速将粪便、残饵排出系统,保证水质不进一步腐败,过滤后水进入生物滤池,这里是水处理的关键步骤,即充分利用生物分解有机物,而后分解的有机物被水生植物吸收、利用,使氮这一物质(养殖过程中的污染物)得到充分的转移、利用,并且脱离养殖体系。这一过程大大降低了水中氨氮的含量,适当调整水中的pH是为了适应天津特殊的水特征(碱度大,pH偏高,水生蔬菜、植物喜偏酸性水质等原因)。经过生物降解后的水进入下一个处理池,主要进行曝气,利用气浮原理使水中的有机物、螯合物进一步去除(以浮沫形式)。下一步又是水处理关键的问题,即选用什么方式进行杀菌、消毒,目前,市场上流行的有药物(含氯

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循环水高密度养殖 第九篇

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