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工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

時間：2020-04-09點擊次數(shù)：12668

出處：《科學(xué)養(yǎng)魚》作者：水產(chǎn)養(yǎng)殖網(wǎng) 2019-04-30 10:30:00

1.工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的定義工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖又被稱為：陸基工廠化養(yǎng)殖、工廠化養(yǎng)殖、工業(yè)化養(yǎng)魚等。一般是指集中了相當(dāng)多的設(shè)施、設(shè)備，擁有多種技術(shù)手段，使水產(chǎn)品處于一個相對被控制的生活環(huán)境中，處在較高強度的生產(chǎn)狀態(tài)下，具有生產(chǎn)效率高、占地面積少的特點。而國外一般稱為循環(huán)水養(yǎng)殖(Recirculating Aquaculture)，其主要特征是水體的循環(huán)利用，它不同于普通的工廠化養(yǎng)殖，其綜合運用機械、電子、化學(xué)、自動化信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)和工業(yè)化手段，控制養(yǎng)殖生物的生活環(huán)境，進(jìn)行科學(xué)管理，從而擺脫土地和水等自然資源條件限制，是一種高密度、高單產(chǎn)、高投入、高效益的養(yǎng)殖方式。

2.工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的特點工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的實質(zhì)是養(yǎng)殖生產(chǎn)的工業(yè)化，生產(chǎn)過程可控，可以跨季節(jié)養(yǎng)殖，產(chǎn)品像工業(yè)品一樣可以有計劃地均衡上市。其特點：一是用水量少，可利用較低質(zhì)水源，對水資源要求較低；二是占地少，對土地資源的要求低；三是養(yǎng)殖密度高，單位耗水產(chǎn)量大；四是易于控制生長環(huán)境，魚類(以及其他養(yǎng)殖種類)生長速度快，生長周期短；五是飼料利用率高；六是水循環(huán)使用，利用系數(shù)高；七是排放的廢水廢物少，能集中處理，對環(huán)境無壓力或很??；八是不受外界氣候的影響，可實現(xiàn)常年生產(chǎn)。

國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)70年代，當(dāng)時國外工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的信息已經(jīng)流入國內(nèi)，并且有北京水產(chǎn)研究所、上海水產(chǎn)研究所和中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機械儀器研究所等先行者開始跟蹤研究，但國內(nèi)并沒有真正意義上的工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖。

20世紀(jì)80年代，國外的工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖設(shè)施和技術(shù)開始進(jìn)入中國，當(dāng)時各地花巨資共引進(jìn)了西德和丹麥約30余套循環(huán)水養(yǎng)殖設(shè)施，但由于高昂的投入和運行成本，上述設(shè)施很快便被束之高閣。1988年，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機械儀器研究所在吸收消化國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了國內(nèi)第一個生產(chǎn)性的工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖車間。隨著養(yǎng)殖業(yè)和物流的迅速發(fā)展，北方冬季的吃魚問題得到很大改善。隨著北方魚價的大幅下跌，工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)性受到了嚴(yán)重的質(zhì)疑，加上技術(shù)上的不成熟，工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的發(fā)展進(jìn)入了低谷。

20世紀(jì)90年代，在淡水養(yǎng)殖方面，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全國各地興建了很多水產(chǎn)養(yǎng)殖示范區(qū)，建立了一批淡水魚類工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，但是其經(jīng)濟(jì)性矛盾依然突出。而工廠化循環(huán)水苗種繁殖生產(chǎn)系統(tǒng)具有水環(huán)境可控、苗種質(zhì)量高等優(yōu)點，適應(yīng)了苗種生產(chǎn)的反季節(jié)性、水質(zhì)條件要求高的特點，并且苗種的單位產(chǎn)值高，使之得到了一定程度的應(yīng)用。以大菱鲆工廠化流水養(yǎng)殖為代表的海水工廠化養(yǎng)殖的大力推廣，隨之而來的是優(yōu)質(zhì)水資源大量耗用，尤其是地下水資源，造成地下水位下降、地陷等諸多問題?！熬盼濉币詠?，國家有關(guān)科研計劃大力支持海水工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的研究，并取得了重要的階段性成果。

工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的典型工藝技術(shù)及裝備

1.系統(tǒng)工藝流程工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的典型工藝和裝備是以物理過濾結(jié)合生物過濾為主體，對養(yǎng)殖水體進(jìn)行深度凈化，并集成了水質(zhì)自動監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測并調(diào)控養(yǎng)殖水體質(zhì)量并可追溯。該系統(tǒng)具有工藝技術(shù)完善、水處理效果好、水質(zhì)狀況穩(wěn)定、生產(chǎn)操作舒適、設(shè)備維護(hù)簡便、運行成本低、系統(tǒng)投資省等優(yōu)點。

這是一套簡潔有效的工藝技術(shù)路線：魚池出水自流進(jìn)入微濾機池，去除殘餌和魚糞等顆粒直徑大于60微米的固體懸浮物質(zhì)，經(jīng)水泵提升進(jìn)入生物濾器，一方面截流微小的顆粒懸浮物，另一方面對水體中的氨氮進(jìn)行降解，凈化后的水自流回魚池。并聯(lián)旁路是在
水體需要殺菌、調(diào)溫或水體有混濁趨勢的情況下啟
動，對水體進(jìn)行殺菌和調(diào)溫。

2.關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備

(1)高精度轉(zhuǎn)鼓式微濾機：微濾機是循環(huán)水養(yǎng)殖中常用的物理過濾設(shè)備，用以去除水中的固體懸浮物，以降低生物過濾的負(fù)荷，提高系統(tǒng)水處理能力。經(jīng)研究表明，微濾機的過濾精度為200～250目(過濾網(wǎng)目)時，具有較佳的處理能力和經(jīng)濟(jì)性，因為在此精度范圍內(nèi)既保證了固體懸浮物的去除率，又具有較低的運行能耗(每處理100米3水體的能耗約為0.4度電左右)。同時，還設(shè)計有定時和水位控制相結(jié)合的自動反沖洗裝置，確保微濾機長期穩(wěn)定運行。

(2)高效生物過濾裝置：生物過濾是水處理的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，是通過硝化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌的硝化反應(yīng)將水中的氨氮和亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，消除了對魚類的毒害作用，保證養(yǎng)殖生產(chǎn)的進(jìn)行。生物過濾器的主要指標(biāo)就是氨氮負(fù)荷率，目前國內(nèi)的生物濾器在該項指標(biāo)上差異很大，且多為實驗室數(shù)據(jù)。采用了高比表面積(1000米2/米3)的EPS發(fā)泡塑料粒子作為生物膜載體，通過實際生產(chǎn)得到的數(shù)據(jù)證明，氨氮去除負(fù)荷可達(dá)每天150克/米3以上，并設(shè)計采用獨特的氣水脈沖聯(lián)合反沖洗工藝，使截流的固體懸浮物和老化生物膜可以及時去除，保證了生物濾器長期運行的穩(wěn)定性。

(3)養(yǎng)殖水質(zhì)自動監(jiān)控系統(tǒng)：國內(nèi)外先進(jìn)的工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)均采用養(yǎng)殖水質(zhì)自動監(jiān)控系統(tǒng)來進(jìn)行系統(tǒng)的自動運行控制，較大程度地確保了系統(tǒng)運行平穩(wěn)，并大大降低了勞動力成本。監(jiān)控系統(tǒng)的原理是采用多參數(shù)水質(zhì)在線自動檢測系統(tǒng)對系統(tǒng)循環(huán)水水體進(jìn)行實時監(jiān)測，水質(zhì)參數(shù)通過計算機保存處理后一方面進(jìn)行直觀的曲線和圖表顯示，以供分析研究和養(yǎng)殖管理，另一方面與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較判斷后輸出指令信號給電氣自動控制系統(tǒng)，對相關(guān)水處理設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，從而保證了系統(tǒng)內(nèi)水質(zhì)良好穩(wěn)定。

工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的發(fā)展趨勢

1.工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的工程經(jīng)濟(jì)性分析運用工程學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)的方法，通過經(jīng)濟(jì)性分析，以尋找較佳的生產(chǎn)負(fù)荷和養(yǎng)殖規(guī)模，建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。

2.建立經(jīng)濟(jì)型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式根據(jù)我國工廠化養(yǎng)殖的發(fā)展?fàn)顩r、水產(chǎn)品的需求、水產(chǎn)品養(yǎng)殖的發(fā)展趨勢和政策的現(xiàn)實情況，將循環(huán)水養(yǎng)殖水處理技術(shù)與工程化生態(tài)凈化技術(shù)相結(jié)合，建立經(jīng)濟(jì)型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式，實現(xiàn)養(yǎng)殖過程的節(jié)水、零排放。

3.突破海水工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的技術(shù)難點集成國內(nèi)外先進(jìn)水處理技術(shù)，創(chuàng)新海水養(yǎng)殖水處理新模式、新技術(shù)，開發(fā)“經(jīng)濟(jì)(造價低)、實用(滿足生產(chǎn)功能要求)、好用(生產(chǎn)管理方便)”，能夠滿足不同用戶、不同養(yǎng)殖對象生產(chǎn)需求的設(shè)施設(shè)備。

4.研究工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù) 高密度養(yǎng)殖條件下，密度脅迫作用會引起動物機體產(chǎn)生一系列生理變化，研究養(yǎng)殖對象在高密度環(huán)境下的適應(yīng)機制，掌握養(yǎng)殖和育苗生產(chǎn)中的適當(dāng)放養(yǎng)密度。

5.提高工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖的自動化水平目前養(yǎng)殖生產(chǎn)管理過程缺乏生產(chǎn)預(yù)警機制與控制策略，研究集成較新的自控技術(shù)，提高生產(chǎn)的自動化水平，實現(xiàn)養(yǎng)殖精準(zhǔn)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)信息采集處理、診斷決策、過程設(shè)計和控制。

作者：吳凡劉晃，宿墨

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