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[农广天地]海水工厂化循环水养殖 20160615
来源：央视网
视频简介：养殖废水中含有大量化学残留物和病原菌，容易造成病害频发，所以在海水工厂化养殖中，水质环境的控制和废水的处理就成了核心问题，海水工厂化循环水养殖很好地解决了这一问题。
我国目前现行的工厂化养鱼设施设备比较简单，一般只有提水动力设备、充气泵、沉淀池、重力式无阀过滤池、调温池、养鱼车间和开放式流水管阀等。前无严密的水处理设施，后无废水处理设备而直接排放入海，属于工厂化养鱼的初级阶段。另外，由于养殖密度大，病害时有发生。因此，要推广海水工厂化循环水养殖技术，规范养殖模式，加强科学管理，防止疾病的发生和传播，减少用药甚至不用药，解决养殖水产品药物残留超标等问题。
增产增效情况：通过该技术的实施，可以进一步改善养殖水体的理化指标，符合渔业水质标准，使养殖鱼类处于最佳的生长状态，选择优良的苗种和优质饲料，能够使鱼生长快速，疾病发生率显著下降，因病害造成的经济损失下降30％-50％ ，养殖成本降低12％左右。
随着渔业养殖技术的发展，海水鱼类的工厂化养殖已经非常的普遍了。但是，随着养殖规模的增加，很多弊端也越来越明显。很多工厂化的养殖场，采用的是流水养殖的方式，这不仅耗费了大量的地下海水，同时，养殖废水中含有的大量氨氮、硝酸盐氮、化学残留物以及病原菌等，造成了病害频发、产量下降，同时养殖废水处理不到位，还容易造成环境污染。所以，在海水工厂化养殖场中，要想实现健康养殖，水质环境的控制和养殖废水的处理就成了核心问题。
那有没有一种既节水、节能，又能为鱼类生长提供良好水质，且不会对环境造成影响的工厂化养殖方式呢?在本期的节目当中，就将为观众朋友们介绍一种通过循环水养殖技术，实现海水工厂化健康养殖的新模式。
播出时间：2016年6月15日14：43-15：13中央电视台七套节目播出
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。
工厂化水产养殖循环水处理系统
一、工厂化水产养殖是国家趋势
中国水产养殖历史可追溯到公元前11世纪。淡水养殖主要有池塘、湖泊、水库等大、中型水域中粗养。海水养殖主要是深海网箱养殖。不管是哪一种养殖方式，均受水体、天气、温度等自然条件限值，养殖风险大、产量低。西安天浩环保科技研发生产的一体化循环水处理设备解决了水体中有机物和氨氮、亚硝酸盐等有毒化合物等问题；又增加水中的溶解氧。
工厂化循环水水产养殖不受自然条件限制、养殖风险小、收益大，是国内这几年新兴的养殖模式。养鱼先养水，水质好了，鱼的品质自然也就好了，工厂化养殖的核心就是循环水处理系统。
河北黄骅市金汇水产公司业务以水产育苗为主，2000亩水产养殖基地已经采用工厂化循环水养殖。虽说离海近，海水已不能直接养殖，因为近海海水已被工业和生活污水严重污染，这种水即使能将鱼养活，养殖产品质量安全又有谁能够保障。其次国家不允许养殖废水大量排放污染环境。循环水养殖既解决了水源和水质问题，将水循环利用，又解决了排放问题，得到国家的大力推广和支持。
二、水产养殖污染物来源
水产养殖主要靠投喂大量人工饲料和施入有机肥料来提高鱼类产量。残饵和粪便等在水中进行分解转化，消耗了大量的溶解氧，导致鱼虾贝类生长受抑，饵料系数升高。
有机物氨化作用产生的氨氮以及进一步分解产物亚硝酸盐，均是诱发水产动物疾病的环境因子，恶劣的水环境使水产动物的生长受到抑制，却为病原菌的滋生创造了条件。
三、循环水处理系统
西安天浩研发生产的一体化循环水处理设备解决了水体中有机物和氨氮、亚硝酸盐等有毒化合物等问题；又增加水中的溶解氧。
1、系统处理工艺：
2、系统配置包括：循环水泵、一体化水处理设备、鼓风机、紫外消毒器。 （注：水产养殖不能使用臭氧和氯系消毒剂，臭氧属于强氧化剂，会和饵料、抗生素等发生反应，将其氧化成不可预估的有毒物质，威胁鱼类健康）
3、系统处理目标：
1) 降低亚硝酸盐浓度；
2) 降低氨氮浓度；
3) 水体增氧；
4) 消毒；【小型工厂化循环水养殖】
四、循环水养殖系统处理效果
1) 有机氮、氨氮、亚硝酸盐到有效去除；
2) 溶氧量饱和，水体中的溶解氧增加，可达到8mg/L，可替代曝气增氧机；
3) 杀菌效果好。紫外线杀菌消毒，杀灭水中99%的细菌、病毒、致病微生
物等，杜绝养殖产品间的疾病传染。
4) 养殖密度大。如1吨水可养殖34斤舌蹋或20斤南美白对虾。
五、一体化水处理设备优势
1) 运行费用低。独特的小阻力布水系统和全自动反洗功能，运行费用仅为
传统水处理设备的1/10-1/15；
例如黄骅金汇水产，设备处理能力30吨/小时；能耗包括1台0.75KW循环泵、1台0.25KW鼓风机。
2) 操作维护简单。无阀门、无操作、无维修、无需专人管理；
3) 设备占地面积小。将生物处理、物理过滤集中一体，系统占地缩小70%；
4) 设备使用寿命长。设备全部采用UPVC材质，不腐蚀，使用寿命长达40
年。
5) 独特的多层超精细过滤介质，水中悬浮物去除率达99.5%以上；
6) 设备型号多。单机处理水量10-800m3/h/台
中国渔业经济 2008年第3期 第26卷工厂化养殖循环水处理系统的建造技术及其市场前景
孙峰德1 ，孟庆武2
（1.胶州市海洋与渔业局，山东 胶州 266300；2.山东社会科学院海洋经济研究所，山东 青岛 266071）
摘 要：本文在介绍工厂化养殖循环水处理系统建造的技术工艺和建造流程的基础上，分析了了该系
统的市场前景。经测算，该系统满负荷运行1h，每套循环水处理系统的最大处理能力可达13t，水处理能力很强。本研究成果利用现有养殖池改造、增建循环水处理系统，是根据我国目前养殖业现状，针对我国养殖池塘特色设计的模式，节约成本，推广方便，具有良好的市场前景。
关键词：工厂化养殖；循环水处理；系统建造；经济前景
中图分类号：F326.45
文献标识码：A 文章编号：1009-(2008)03-0023-03
工厂化养殖方式大体上可分为流水养殖、半封闭循环水养殖和全封闭循环水养殖三种形式。目前，引进安装全封闭式循环水处理系统的费用较高，增加了养殖户的投入成本，增大了投资风险，不适宜我国工厂化养殖的现状。如何利用现有养殖条件，对目前养殖池塘进行改进、改造，增建水循环处理系统，既充分利用现有条件，又减低成本，提高收益，成为广大水产养殖研究者从事的重点研究项目。本课题组经过长期研究论证，于2007年6月底正式开始施工，采取改造现有养殖池来建设循环水系统
2的方案，建成循环水处理设施8套，总面积1800m，进行了利用现有条件对养殖池塘进行改造、增建
循环水处理系统的实验，以期探索适宜于我们现有生产条件的工厂化养殖循环水处理系统。
1.工厂化养殖循环水处理系统的建造技术
1.1技术工艺
主要的技术工艺为：①改造养殖池，使之适合封闭式循环水养殖模式要求；②建造暗箱沉淀池，沉淀养殖水体中的一些残留物；③建造沙滤池，过滤掉微生物和病原菌；④建造气浮净化池，去除有机物质；⑤建造磷吸附池，去除养殖生产中产生的代谢物磷；⑥建造微生物增殖池，培养微生物优势菌群分解养殖水体中的氨氮；⑦建造生物增氧池，种植小型海藻，吸收水体中多余无机盐，并
图1 循环水处理系统示意图
技术路线：暗箱沉淀→沙滤→气浮净化→磷吸附→微生物去氮→生物增氧→紫外线杀菌→进入养殖池（图1）。
1.2循环水处理系统建造
将原有15m×15m×1.7m的养殖池改造为8个相连的单元，并加装相应的水处理设施。这样做的收稿日期：2008-2-5
作者简介：孙峰德,汉,山东省胶州市海洋与渔业局助理工程师,E-mail:qd_sfd@126.com,Tel: 13589246918.
孟庆武,汉,山东社会科学院海洋经济研究所助理研究员.
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孙峰德等：工厂化养殖循环水处理系统的建造技术及其市场前景 优点一是投入相对较少、建设较快；二是每套循环水处理系统独立运行，可根据养殖生产情况与养殖池合理搭配运行，降低运行成本；三是保持养殖池中水位高于循环水处理系统，使养殖用水因重力作用自动排入循环水处理系统。
具体方法为：①暗箱沉淀池（4m×11m×1.7m）：在沉淀池一侧距池底20cm处设进水管，管口安装过滤袋；另一侧建120cm池壁，隔开沉淀池与沙滤池。沉淀池需加盖板，使其成为“暗箱”。养殖池中的水利用水位差，自动排出，经过滤袋过滤后进入沉淀池。利用暗箱沉淀原理，养殖水体所含的粪便、残饵等悬浮物及部分微生物在沉淀池中富集沉淀，之后由另一侧溢出进入沙滤池。②沙滤池（4m×4m×1.7m）：沙滤池底部用管道连通气浮净化池，底层布设塑料筐，之上铺筛绢网和细沙，中层是粗砂，上层铺设海绵(防止水流将沙冲起)，经过沙滤池过滤后循环水进入气浮净化池。③气浮净化池（3m×6m×1.7m）：通过向池水充入大量微小气泡，使水中溶解的有机物被气泡吸附，并借助气泡的浮力上升到水面形成泡沫，从而去除水中溶解物和悬浮物。④磷吸附池2个（3m×9m×1.7m、4m×9m×1.7m）：在磷吸附池底布设塑料筐，塑料筐上钻直径3cm的孔，并安装长度为1.3m的PVC管，充气石由PVC管伸到池底。塑料筐上铺设对磷具有较强吸附性的石灰石，厚度为40cm。系统运行时，充气石将塑料筐下的水经由PVC管泵起，反复流过石灰石，可以有效地去除养殖生产中代谢产生的磷。⑤微生物除氮池（4m×6m×1.7m）：在池中设置20余m3的微生物附着基，移种优势微生物细菌（氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌及反硝化细菌等），经强化培养，系统运行可有效分解水中的氨氮。⑥生物增氧池（4m×12m×1.7m）：种植小型海藻，既能去除水中营养物质，又可增加水中溶氧。⑦紫外线杀菌池（4m×3m×1.7m）：安装高强度紫外线杀菌灯，用紫外线杀灭细菌，然后通过管道泵入养殖池。
1.3养殖池改造
首先，在养殖池四角设进水口，并通过管道与杀菌池中的水泵连接；其次，在养殖池中心底部设出水口，其上安装1.6m高的PVC管，管身的水面以下部分钻制1cm直径的小孔，这样即可排水又能防止养殖品种逃逸；最后，将养殖池的出水管接入循环水处理系统，经过滤袋初次过滤后养殖用水进入沉淀池，进行处理。
1.4实验结果
本次8套工厂化循环水处理系统于2007年6月底开始施工，12月中旬完成。12月下旬，课题组进行了循环水处理系统的试运行。经测算，满负荷运行1h，每套循环水处理系统最大处理能力可达13t；8套循环水处理系统最大水处理能力合计可达104t/h。但试运行发现，当系统处理能力超过
8.5t/h，处理效果就较差，达不到改善水质目的，此点需要进一步改进。
2.工厂化养殖循环水处理系统的市场前景
工厂化循环水养鱼日益受到国内外专家学者的普遍关注，被认为是解决养殖业与环境和谐发展的出路之一。我国工厂化养殖多数尚处在起步阶段，要建设配套完善的现代化循环水养鱼工厂，配套设施必须包括有生物净化、液态纯氧、臭氧灭菌、高效内循环水质监控等。而目前我国这些设施的研究比较落后，大多需从国外花巨资引进，这在我国养殖业不甚繁荣的状况下，除了政府出资建造，在民间养殖户中很难推广。
利用现有养殖池改造、增建循环水处理系统，是根据我国目前养殖业的现状，完全针对我国养殖池塘特色设计的，不仅节约成本，推广方便，同时具有以下优点：一是在现有车间内进行改造，无需再扩建车间，循环水处理系统建设完毕即可迅速投入运行、生产，建设期短；二是改造养殖池建设循环水系统，与原有养殖设施契合度高，无需额外铺设管线，投入少；三是所设计的循环水处理系统专门针对养殖生产进行优化，因地制宜，避免浪费，又保证循环水处理系统具有良好的效果。总之，虽然工厂化养殖循环水处理系统建造技术仍有改进之处，但根据我国养殖业的国情现状，大力推广这种技术，完全可以为我国工厂化养殖业在进入无废化生产、“零”排放标准及自动化、电子24
中国渔业经济 2008年第3期 第26卷化、信息化时代之前，提供一个良好的过渡。
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Construction technology
of factory aquaculture water cycle treatment system and its market prospects
SUN Feng-de, MENG Qing-wu
(1.Oceanic and Fishery Administration, Jiaozhou 266300 China; 2.Oceanic economic Institute of Shandong
Academy of social science, Qingdao 266071 China)
Abstract: Factory aquaculture is a modernization aquaculture manner. It relies on aquaculture engineer and water treatment equipment. It exercises mechanism, electric, chemistry, biology and automatization in its production. It practices whole manual control system in water quality, water temperature, water stream, illumination and feed. It provides suitable environment condition for aquaculture biology. The paper has introduced technique of system construction, experimental results and economic foreground.
Key words: factory aquaculture; water cycle system; system construction; economic foreground
（责任编辑 木艮）
25
《河北渔业）＞２０１３年第３期（总第２３１期）
ｄｏｉ：１
ｏ增殖与养殖
３
０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４—６７５５．２０１３．０３．０１
循环水工厂化养殖水质调控技术
任华，蓝泽桥，彭卓群，徐元宽
（湖北天峡鲟业有限公司，湖北宜都４４３３００）
在水产养殖过程中，水质是一个不可忽视的重要方面，水质的好坏直接影响到养殖鱼类的生长发育，每一种鱼类都需要有适合其生存的水质条件。工厂化循环水养殖因其具有不受外界环境条件制约、节地省水、对环境污染小、可实现高密度健康养殖等优点而日益受到关注，并成为今后水产业的发展方向Ｄ－２］。循环水工厂化养殖因其养殖密度高，饵料投喂量大，在养殖过程中，因饵料残留，养殖鱼类排泄物的积累，造成养殖环境不断恶化，养殖鱼类疾病频发，严重影响其经济效益。如何加强水质的调控和管理已成为循环水工厂化养殖中非常重要的环节之一，本文针对影响循环水工厂化养殖中水质变坏的原因进行分析，提出了加强水质调控的对策。
１．２循环水水质好坏的鉴别
水色是水体中浮游生物数量、种类的综合反应，是辨别水质好坏的重要指标。水质鉴别的简易方法是用肉眼观察水色，科学检测方法是取水样送化验室检测分析。简易检测水质好坏有以下几种方法：一是肉眼观察水色：好的水色为淡绿或淡黄色，当水质变坏时，水色呈现为暗红色或白浊色。二是观察养殖池泡沫情况：循环水养殖一般采用水泵提水或气提装置提水，在提水机前观察养殖池泡沫情况，若泡沫发白且很快消失则为好水，若泡沫发暗或带有颜色堆积在一起，长时间不消失则说明水质开始变坏。三是用手触摸水体：如果感觉水体变得滑滑的有粘液感，说明水质变坏。四是观察鱼的活动情况：若发现鱼游动不正常，活动无力，漂浮水面或聚集水底，说明可能是溶氧偏低或
１影响循环水工厂化养殖水质的各项指标
１．１循环水水质理化指标
循环水工厂化养殖水质净化是依靠水处理池中微生物、有益菌和水生植物来消耗水体中有害菌达到净化的目的。要做好车间水质管理，必须了解影响水质的各项理化指标，以便通过试验检测手段把水质调整到最佳状态。循环水养殖中必须掌握的理化指标有：水温、溶解氧、氨氮、亚硝酸盐、ｐＨ值、悬浮物、硫化物等。其正常指标为：溶解氧大于６ｍｇ／Ｌ以上、ｐＨ值
７．０～８．５、氨氮小于０．５ｍｇ／Ｌ、亚硝酸盐含量
氨氮等有害物质超标引起水质变坏。
２影响循环水水质变坏的原因
２．１养殖密度过高
工厂化养殖模式比起其他养殖模式建设成本高得多，在养殖生产中养殖密度也高许多。密度过大对养殖鱼类生长有很大的影响，会加大鱼类的自身抑制作用，影响鱼体的新陈代谢活动和鱼类对饵料的消化利用率［３］，同时也极易污染其生活环境，引起养殖池内水质变坏，水体中孳生积累大量的病毒、细菌、浮游生物等微生物，造成养殖系统中细菌性疾病和寄生虫病
害频发。【小型工厂化循环水养殖】
小于０．１ｍｇ／Ｌ、悬浮物人为增加量不得超过１０ｍｇ／Ｌ、硫化物小于１ｍｇ／Ｌ。
２．２投喂管理监管不严格
工厂化养殖密度高，饵料投喂量大，饵料质
作者简介：任华（１９７８－－）．男．副总经理、Ｔ程师，主要从事鲟鱼人１二繁殖、工厂化养殖技术研究。Ｅｍ：４１２５８５２０８（蛰，ｑｑ．ｃｏｒｎ通讯作者：蓝泽桥（１９５１一）。男．董事长、高级Ｔ程师，主要从事鲟鱼＿丁Ｉ厂化养殖与＿丁．程设计研究。Ｅｍａｉｌ：ｔｘｙｙ９９（西ｖｉｐ．ｃｏｒｎ
一３５—
万方数据
《河北渔业３２０１３年第３期（总第２３１期）量、利用效率和饵料的使用方法对鲟鱼生长雨１水体污染具有重要的影响。Ｓｅｙｍｏｕｙ等（１９９１）认为，每养殖１ｔ鱼，将会产生９ｋｇ磷、ｊ２ｋｇ氮和
５００
ｋｇ生化耗氧量（ＢＯＤ）。Ｇｏｗｅｎ等（１９８７ｒ）也
认为，在１２个月的养殖期内，每养殖５０ｔ鱼将会
产１９．４ｔ有机碳、２．２ｔ有机氮和４．０ｔ可溶性含
复化合物，富营养化水体有机碳含量升高至原来的４～５倍ｎ一。就现有的资料分析表明，仅有２５％～３５％的饵料物质通过鱼体而被利用，６５％～７５％左右的饵料物质留存于水域环境中．磷残饵和排泄物在水体中分解并消耗溶解氧，分解的产物主要是氨氮，氨氮、亚硝酸氮等有害物质的增加，水体中孳生积累大量的病毒、细菌、浮游生物等微生物，导致水体富营养化，严重影响鲟鱼健康。
２．３
水处理系统过小或生物滤料选择不当循环水养殖系统的核心是水处理技术，水处
理中的滤料主要为生物膜充当载体作用，生物膜附着生长在滤料表面．微生物利用养殖废水中的碳水化合物、脂肪、蛋白质、氨氮等污染物，作为细胞本身活动所需要的能源和细胞合成所需要的物质基础，控制养殖水体中的氨氮、亚硝酸氮等有毒物质，将污染物转换成无害的二氧化碳，水、硝酸盐等物质，达到净化废水的目的。水处理池面积过小或生物滤料选择不当，会影响水处理的效果，水体中的残饵、粪便不能得到很好的分解净化，造成养殖池氨氮升高，水质恶化。２．４人工湿地植物选择不当
人工湿地是由人工建造，可人为控制运行的水处理系统。在长期养殖期问，鱼类排泄物和残饵等废物的积累，若不及时处理，有害物质含量升高，造成一定程度的水质污染，出现鱼病爆发，导致养殖鱼类死亡。人工湿地栽培的水生植物在生长过程中，吸取水体中的营养盐和氮态氮中的氮元素，从而降低水体中的氨氮和亚硝酸盐等有害物质的含量，从而净化水质。湿地中植物选择不当或养殖量过少．会严重影响水质净化的效果。循环水养殖系统应选择根系发达、不落叶、一年四季常青的菖蒲类植物，能有效地吸取水中有害物质。根系减少或落叶类水草，不但达不到净化效果，反而叶片腐烂落入水中还污染水质。一３６—
万方数据
ｏ增殖与养殖
３循环水水质调控的措施
３．１
合理放养密度，优化饵料营养组成及投喂
方式
合理的放养密度能充分发挥利用水体的潜力，促进养殖鱼类健康、快速生长。由于大多数水产养殖废物来源于饵料，要降低由此而产生的废物应注意饵料营养成分和投喂方式。饵料利用率的高低直接与饵料的营养成分含量和营养配比息息相关ｎ一。饵料中添加易消化的碳水化合物可提高蛋白质的利用率，通过选择饵料中所含的能量值与蛋白质含量的最佳比，可以减少饵料中氮的排泄，减少有害物质留存于水域环境中对水质造成污染。工厂化养殖饵料应选择营养全面的优质饵料，根据摄食鱼类习性科学投喂，减少残饵和散
饵的数量，提高饵料利用率。３．２提高水体溶氧
溶氧是影响水产动物摄食量及食物消化吸收率，以及生长速度、饵料系数的一个重要因素。溶氧充足能有效降低水体中有害气体的浓度，鱼活动能力加强．抗病能力强、新陈代谢旺盛，消化率高、饵料利用率高，减少饵料对水质造成的污染。保持水中足够的溶解氧可以改善鱼类栖息的生活环境，抑制生成有毒物质的化学反应，转化降低有毒物质（如氨、亚硝酸盐和硫化物）的含量，改善水质。
３．３利用物理、生物方法净化水质
３．３．１
利用固液分离器设备过滤固液分离器
是水产养殖系统中用来进行固、液分离的主要手段。它利用水体中颗粒物粒径大小不同的特点，以一定孔径的筛网截留颗粒物质．达到去除悬浮固体颗粒物的目的，从而减少水体悬浮物的污染。还可以采用微滤机或弧形筛等去除小粒径悬浮物，其去除率可以达到８０％ｒ６：。如Ｒｉｄｈａ等用塑料生物过滤介质对简易罗非鱼循环养殖系统废水过滤取得了很好的净化效果。
３．３．２
利用泡沫分离技术
泡沫分离技术是近
十几年发展起来的新型分离技术之一，泡沫分离是根据吸附的原理，向含表面活性物质的水体中鼓泡．使水体内的表面活性物质聚集在气体的表面，在水体上方形成泡沫层，将泡沫和水体分开去除，达到净化水质的目的，泡沫分离技术在循环性
《河北渔业））２０１３年第３期（总第２３１期）
工厂化养殖系统中有很好的应用效果。３．３．３利用水生植物净化水质
在工厂化水处
理系统中滤料表面栽培水生植物或蔬菜．植物在生长的过程中能吸收利用、富集、吸附和固定养殖水体中的有机物、营养盐、重金属等，将富营养水体中的元素转化为自身生长的营养物质，同时，植物能通过发达的通气组织和根系传输氧气，为微生物和其他生物的代谢活动提供条件。钱名全ｆ７：等（２００６）研究了将挺水植物、浮叶植物和漂浮植物应用于工厂化双循环水养鲟模式的组建，６个月的模拟试验结果显示、鱼池各项水质指标均符合渔业水质标准。
３．３．４
利用水生动物净化水质循环水工厂化养殖水体中有大量的颗粒物质、浮游生物、有机碎屑以及摇蚊幼虫等，造成养殖水体恶化，寄生虫鱼病、细菌性鱼病增多。养殖水体中少量套养鲤鱼、花鲢等杂食性鱼类，能有效摄食虫卵、幼虫，残饵、粪便和有机碎屑等。Ｊｏｎｅｓ等（２００２）利用牡蛎净化养殖废水，结果表明：细菌数量，总颗粒物浓度、总氮和总磷分别仅为对照组的３５％、２９％、６６％和５６％。
３．３．５利用微生物净化水质
微生物能将养殖
水体中的有机物、氨氮、亚硝酸氮分解吸收，转化为有益或无害物质，达到净化水质目的。定期向养殖池中泼洒芽孢杆菌、硝化细菌能有效分解养殖池中残饵、粪便等有机物，降低氨氮、亚硝态氮含量，从而改善水质环境，增强养殖鱼类的抗病力，防止和减少疾病的发生。
３．３．６利用人工湿地净化养殖废水
随着水产
科技水平的不断提高，水产养殖工厂化、规范化迅速发展，在水产品产量大幅度增加的同时，也带来一系列问题，在工厂化高密度养殖中，残饵和排泄物的数量超过了微生物的分解能力，导致水质氨、磷的含量增加，水质恶化，最终造成养殖鱼类生长缓慢，病害加重，死亡率升高。利用人工湿地的方式来处理养殖废水，具有很高的净化能力和实用价值。人工湿地是由人工基质和生长在其上的水生植物、微生物组成的一个独特的滤料（或土壤）一植物一微生物生态系统。它是结合物理过滤、化学吸附共沉淀、植物过滤及微生物作用等方法，去除养殖废水中氨、磷等营养元素，还能去除
万方数据
Ｏ增殖与养殖
一定的ＢＯＤ、ＣＯＤ和ＳＳ。何玉明［８ｊ等（２００６）用３０种观赏水草构建生态循环水处理系统进行工厂化鲟鱼养殖，结果表明，该套系统具有理想的水处理效果。
４讨论
循环水水质调控问题是一个复杂的系统工程，它包含的内容很多，涉及的范围很广，在养殖过程中加强对水质的监测，做好水质管理，了解水质变化的普遍规律，在养殖实际操作中根据水质变化的现象和检测结果，对水质出现的问题作出科学的解决措施。
传统养殖水质调控方法是换水补充新水，往往会因补充新水从外界水源中带进污染物、病原及携带病原的生物，而且频繁的水体交换容易导致环境要素的剧烈变化，使养殖鱼类产生应激反应。循环水养殖采用物理、生物的生态水质调控办法，不与外界水体交换，限制了病原的侵人，水质环境稳定，具有防病、环保、高效等优点。
循环水工厂化养殖过程中，合理放养密度，加强养殖管理与监控，选择营养均衡的优质饵料，提
高养殖水体溶氧量，进行科学投喂，提高饵料利用率，减少养殖污染物的排放，能有效地控制养殖水体污染，达到养殖水质指标符合渔业水质标准。参考文献：
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化养鱼中的应用研究ＥＪ］．渔业现代化，２００６（５）：
（收稿日期：２０１３一Ｏｌ—ｌＯ）
我国工厂化循环水养殖研究
2014级水产研究生 201411908013 王文福
摘要：工厂化循环水养殖模式是一种新型的高效养殖模式, 以养殖用水净化后循环利用为核心特征, 节电、节水、节地, 符合当前国家提出的循环经济、节能减排、转变经济增长方式的战略需求。本文以循环水养殖模式应用实践为主线, 结合近几年养殖模式的科学研究和产业发展, 围绕养殖管理与应用, 分别对水循环系统对化学物质的承载力、水循环率、主要养殖种类、养殖效果和最适养殖密度等运营管理环节进行了总结和探讨, 为今后建立适用于中国国情的工厂化循环水养殖模式管理标准提供参考。
关键词：工厂化；循环水养殖；养殖模式
1. 前言
工厂化循环水养殖又被称为：陆基工厂化养殖、工厂化养殖、工业化养鱼等。一般是指集中了相当多的设施、设备，拥有多种技术手段，使水产品处于一个相对被控制的生活环境中，处在较高强度的生产状态下，具有生产效率高、占地面积少的特点。而国外一般称为循环水(Recirculating Aquaculture)，其主要特征是水体的循环利用，它不同于普通的工厂化养殖，其综合运用机械、电子、化学、自动化信息技术等先进技术和工业化手段，控制养殖生物的生活环境，进行科学管理，从而摆脱土地和水等自然资源条件限制，是一种高密度、高单产、高投入、高效益的养殖方式工厂化循环水养殖的实质是养殖生产的工业化，生产过程可控，可以跨季节养殖，产品像工业品一样可以有计划地均衡上市。其特点：一是用水量少，可利用较低质水源，对水资源要求较低；二是占地少，对土地资源的要求低；三是养殖密度高，单位耗水产量大；四是易于控制生长环境，鱼类(以及其他养殖种类)生长速度快，生长周期短；五是饲料利用率高；六是水循环使用，利用系数高；七是排放的废水废物少，能集中处理，对环境无压力或很小；八是不受外界气候的影响，可实现常年生产。
工厂化循环水养殖模式建立在生物学、环境科学、机电工程、信息科学、建筑科学等多学科发展的基础上, 是多学科的交汇和应用, 其产生和发展不是偶然的, 是人类综合利用现代科学技术改造自然, 服务社会的结果。养殖废水属于微污染水, 但用于循环利用, 其对水质处理的要求却高, 因此, 在生产上, 需采用多种手段, 对养殖废水进行处理。此种处理包括物理、化学、生物等过程,一般包括微滤机、弧形筛、泡沫分离、臭氧消毒、生物滤池、紫外线杀菌、加热恒温、纯氧增氧等环节。此外, 在整个养殖模式的建立过程中, 水循环系统对化学物质的承载力、水循环率、主要适宜养种类、养殖效果和最佳养殖密度等养殖管理环节均需要进行大量的实验和实践,本文将近年国内外关于这方面的研究做一总结,为适应中国国情的工厂化循环水养殖模式养殖管理标准的建立提供一些参考。 [7][6][5][3~4][2][1]
2. 材料与方法
工厂化循环水养殖系统的典型工艺和装备是以物理过滤结合生物过滤为主体，对养殖水体进行深度净化，并集成了水质自动监控系统，实时监测并调控养殖水体质量并可追溯。该系统具有工艺技术完善、水处理效果好、水质状况稳定、生产操作舒适、设备维护简便、运行成本低、系统投资省等优点。工厂化循环水养殖系统工艺流程见图1[8~9]。
2.1大颗粒物滤除
工厂化养鱼属于集约化养殖模式，养殖鱼类的单位水体密度较高，产生的固体废弃物量很大，首先要求滤除大颗粒物（TSS）。目前生产上使用得比较成熟的是微滤机和弧形筛。转鼓式微滤机为当前去除TSS的主要设备之一，滤网是转鼓式微滤机的主要工作部件，其网目数（孔径）直接影响转鼓式微滤机的TSS去除率、反冲洗频率、耗水耗电等。宿墨等研究发现，200目滤网的技术经济
[1]效果最为明显，其TSS去除率达到54.90 %。微滤机在初次使用过程中过滤效果较好，但在长期运
行过程中，养殖水体中黏性物质会逐步附着到滤网上，导致滤网孔径变小，影响过滤能力，且由于体积庞大，不容易维护。
弧形筛是目前国内外工厂化循环水养殖模式中应用较为成熟的一种微筛过滤器，优点是无动力消耗、结构简单、维护成本低，缺点是国内尚未解决弧形筛面的自动清洗难题，养殖负荷较高，每天不定时地需要进行人工清洗。弧形筛主要利用筛缝排列垂直于进水水流方向的圆弧形固定筛面实现水体固液分离。最常用的筛缝是0.25 mm，可有效去除约80 %的粒径大于70 μm的TSS。
2.2臭氧消毒【小型工厂化循环水养殖】
臭氧是一种强氧化剂，其灭菌过程属于生物化学氧化反应。臭氧灭菌有3种形式：a. 能氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶，灭活细菌；b. 直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞器和DNA、RNA，使细菌的新陈代谢遭到破坏，导致细菌死亡；c. 透过细胞膜组织侵入细胞内部，作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌产生通透性畸变而溶解死亡。臭氧灭菌为广谱杀菌和溶菌方式，杀菌彻底，无残留，可杀灭细菌繁殖体和芽孢、病毒、真菌等，并可破坏肉毒杆菌毒素。另外，臭氧由于稳定性差，很快会自行分解为氧气或单个氧原子，而单个氧原子能自行结合成氧分子，不仅能对养殖水体增氧，而且不存在任何有毒残留物，所以臭氧是一种比较理想的、无污染的消毒剂。
臭氧尽管杀菌效果较好，但如果过量使用对养殖生物会造成较大危害。因此，在水产养殖过程中，定时、定量、安全、规范使用臭氧非常重要，应采取严格措施尽力避免过量使用；并要防止臭氧溢出造成空气环境污染。
2.3气浮综合处理
此环节使用的主要设备是蛋白分离器。其工作原理为：空气与水之间形成的接触面具有一定的表面张力，因此纤维素、蛋白质和食物残渣等有机杂质必然会在此被吸附汇集。如果能够尽力扩大此表面积，例如产生气泡（制造泡沫），则会有更多的纤维素、蛋白质和食物残渣等在此表面被吸附。泡沫的黏度将随着表面的扩大而增强，并随气泡的逐渐消失而改变。因此，蛋白分离器的有效性就在于扩大气体和液体之间的表面区域及其特定的表面张力
2.4生物滤池
[14~16][13][12][11][10]。
RAS 的核心是生物滤池，包括生物滤料的选择、生物滤膜的培养等技术环节。循环水养殖模式属高密度集约化养殖，其残饵、粪便产生的氨氮、亚硝酸氮是整个循环水系统中主要的代谢废物，也是重点过滤对象，而生物滤池主要承担养殖废水氨氮、亚硝酸氮的转化、脱除等功能环节。可以说，生物滤池对氨氮、亚硝酸氮的处理能力代表了整个RAS 工艺的先进性，也代表了整个RAS 的最大养殖承载量。
2.5紫外线杀菌环节
紫外线杀菌工艺被广泛地应用在循环水处理环节上。适当波长的紫外线会破坏微生物机体细胞中的DNA或RNA 分子结构，造成生长性细胞死亡或再生性细胞死亡。因此，当应用紫外杀菌技术于RAS中，水中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体受到一定剂量的UVC辐射后，其细胞中的DNA、RNA结构受到破坏，从而在不使用任何化学药物的情况下杀灭水中的细菌、病毒以及其他致病体，达到消毒和净化的目的[21][17~20]。
3. 结果与讨论
3.1 水循环系统的稳定性是工厂化循环水养殖模式的重中之重
工厂化循环水养殖模式的最大特点就是可以实现无季节差别的全天候高效生产, 实现这个预期效果离不开科学合理的水处理工艺设施, 但同时也离不开科学有序的运营管理。水循环系统运转的稳定性跟水循环系统的总水量平衡、生物滤池的定期维护、过滤设施的定期清洗、水质的有效监测、合理的饲料投喂策略、适宜的养殖密度、合理的养殖管理措施等都是分不开的。所以, 水循环系统的稳定性是一个综合考量的指标, 也是实现工厂化循环水养殖模式稳定生产运营的关键环节。在中国已有的工厂化循环水养殖容量中, 规模较大的养殖企业均或多或少暴发了 RAS 崩溃的现象, 究其原因, 还是水循环系统的稳定性不够所致。具体表现为养殖对象大规模感染致病菌,出现活力低下、体表溃烂、肝脾肿大、暴发性死亡的现象, 往往短时间内给经营业者带来重大损失。因为循环水养殖模式是高效养殖, 养殖密度是一般流水养殖模式的数倍, 在水循环系统稳定的状况下, 其高效高产优势可以正常发挥, 一旦出现水循环系统自净能力受阻, 水质恶化, 所带来的风险和损失也是成倍增长的。所以, 工厂化循环水养殖模式不同于传统养殖模式, 要求管理运营人员素质较高, 要对整个 RAS 各个环节非常熟悉和了解, 能够及时地掌控和反馈系统运行情况。同时要求养殖企业建立完善的水质监测监管体系和规范科学的养殖管理体系。
3.2 工厂化循环水养殖模式的应用范围应当大力拓展
目前, 国内循环水养殖模式已在高档鱼类如半滑舌鳎、大菱鲆、石斑鱼、红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)、虹鳟等品种上有很好的应用, 国外主要应用于大西洋鲑、虹鳟、欧洲鳗、暗斑梭鲈、红 点鲑、鲟、尼罗罗非鱼, 均创造了巨大的商业利润。除了鱼类之外, 已经越来越多地将此种养殖模式应用于虾类、刺参、贝类等品种。欧洲龙虾、凡纳滨对虾、九齿团虾、梭子蟹、皱纹盘鲍、东方牡蛎、佛罗里达苹果螺等均在循环水养殖模式中有了很好的尝试与应用, 只是养殖规模和养殖效率还有待提高。不仅如此, 有些水产工作者在循环水养殖模式下还做了鱼贝共生、虾贝共生、虾藻共生等的有益尝试, 对水质控制、氮磷转化利用、提高综合效益等也做了相应的探讨, 为工厂化循环水养殖模式的发展提出了新的方向。工厂化循环水养殖模式不仅可以在养殖种类上拓展, 在养殖空间上也可以大力开拓。绍兴一家企业已实现用全人工配置海水养殖大菱鲆, 开创了循环水养殖应用前景。在国家开创现代农业的大力支持下, 随着人民生活水平的提高, 工厂化循环水养殖模式的发展空间将越来越大, 假以时日, 在中国西部边陲新疆、西藏实现海鲜的就地供给是完全可以实现的。
3.3 工厂化循环水养殖模式的发展应注重节能减排、环境友好
普通流水养殖模式的养殖用水是从20~60 m的地下通过电能昼夜不停地抽提上来, 简单地用于养鱼后就排向大海, 不但造成水资源的浪费,而且带走了热量, 是对地热资源的不合理开发。同时, 每月消耗的电能是一个庞大数字, 以一个普通的 20个6m×6m×1m池子的标准养鱼棚为例,每月消耗的电量为 1~2万kW·h, 电费达万元/月以上。而且不经任何处理的养殖废水直接排入海中, 造成近海的富营养化和病菌的滋生, 对环境造成很大破坏。相比普通流水养殖模式, 工厂化循环水养殖
模式可以实现水体循环利用, 日均水利用率在 95%以上, 大量节省了水资源和地热能源。可是因为现在国内相关水处理设备性能还不完善, 使用寿命短、处理效率不高、节能效果也不好, 同时水处理工艺和养殖运营的管理水平也有待提高, 造成国内循环水养殖企业生产运营成本高昂, 产品价格缺乏竞争力, 导致部分循环水车间处于基本维持和补贴运营状态, 甚至生产陷入停顿。因此, 采用多种措施和手段, 降低能耗,降低生产运营成本, 是今后工厂化循环水养殖模式发展和推广的必须举措。具体的措施和方法有:在系统工艺设计中应贯彻“一级抽提、重力流循环”思路, 最大限度地减少多级抽提带来的能耗和水头损失; 尽量使用能耗低的水处理设备, 部分使用低扬程水泵; 尽量使用成熟绿色能源代替电能, 如太阳能、地热、光伏、风能、生物质能等; 实现科学合理的工业化、标准化生产管理, 挖掘工厂化循环水养殖模式生产潜能, 实现全年满负荷养殖生产, 降低单位产品生产成本等。普通开放养殖模式生产过程中的养殖废水直接外排, 大量无机和有机营养元素如氨氮、磷酸盐、溶解性有机碳和有机颗粒直接进入环境,从而造成水域环境的恶化, 进而引发水质污染、病害滋生, 水产品的卫生和安全等一系列问题成为限制水产养殖业可持续发展的首要问题。工厂化循环水养殖模式可以实现全封闭式生产, 排放可控, 而且污染终产物还可以作为堆肥直接肥田[22]。
4. 结论
从世界范围内看, 工厂化循环水养殖模式发展的历史较短, 水处理工艺及养殖管理还不完善,有时是受成本控制限制, 所以还不能做到完全的“零排放”, 所以在实际生产运营中, 每日还是要 排出一定量的污染物, 如何科学地处理这些“污染物”是摆在水产工作者面前的一个重要问题。而 且, 涉及生物过滤环节, 会有 N2、N2O和CO2的排出, N2O和CO2是典型的温室气体,且N2O 对臭氧层有明显的破坏作用, 如何减少和限制这种对环境的不良影响, 也是工厂化循环水养殖模式生产推广需要克服的一个问题。尽管如此, 工厂化循环水养殖模式仍然是未来最具发展潜力的陆基循环水养殖模式, 是中国开创现代水产业的重要组成部分。随着核心装备的国产化、水处理工艺的成熟化、养殖管理的科学化, 集“装备工程化、技术现代化、生产工厂化、管理工业化”为一体的现代工业化养殖产业新模式将会被建立, 水产业的转型升级, 海淡水养鱼大产业的架构, 才能够实现, 而中国水产业将进入工业化养殖新时代, 届时, 中国不仅是世界水产大国, 也同样会是世界水产强国。 [23]
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