一种简易型封闭式循环水系统养殖试验

一种简易型封闭式循环水系统养殖试验

黄俊霖，饶 勇，刘 超，邓玉平，陈 章，吴宗文

(四川渔光物联技术有限公司，四川 成都 610000)

随着社会经济以及科学技术的持续发展，对于循环水养殖系统的研究在逐步推进，一种新型渔业养殖模式陆基圆形池循环水养殖模式逐渐走入大众的视野。四川渔光物联技术有限公司为摸透本循环水养殖模式下系统的运行情况，在试验基地内建设了两口陆基圆形池及其配套系统，通过系列试验对运行阶段内出现的问题进行深入的研究和思考，供参考。

一、陆基圆形池循环水养殖系统概况

整个养殖系统总占地约200 米2，主要由两口陆基圆形池主体及其配套的增氧系统、集排污系统、智能控制系统和循环水处理系统4 个部分构成。圆形池内养殖草鱼，整体规模不大，但密度较高，且已实现全自动机械化管理。

1.陆基圆形池主体

圆形池共两口，玻璃钢材质，直径6米，池底倾斜，深度1～1.2 米，实际平均蓄水深度0.8米，单池蓄水体积22.61米3。

2.增氧系统

采取全天24 小时微孔增氧盘增氧的方式，配备1 台2.2 千瓦漩涡风机(一备一用)及1 台750 瓦的制氧机。

3.集排污系统

主要由抽插管、排水阀、排水管道、排水沟渠构成。其中抽插管安装在池底中央，下端有漏眼，打开排水阀，污水通过漏眼自流入排水管道，最后汇入排水沟渠。排出的污水经过多级沉淀，汇入净化池塘。

4.智能控制系统

(1)排污控制。通过APP 端设置反馈服务器，自动控制排污阀的启停时间，从而控制排污量。

(2)风机自动切换控制。通过APP 端设置反馈服务器，实现4～6 小时自动切换，防止机器过度使用造成设备的损耗。

(3)溶氧、温度监测。包括显示控制柜、传感器等设备，实现水温、溶氧的在线自动监测，并对现场水体中的溶氧进行阈值限定，根据实时数据开启和关闭备用制氧机。

(4)循环水处理系统。主要包括竖流集污器、生物处理罐、紫外线杀菌器、循环泵，竖流集污器安置于池边，对排出污物进行初步的固液分离，生物处理罐内填充有高比表面积的材料，培养的菌群可以覆盖在其生物膜上，在罐内发生生化反应，分解水体污染物，紫外光杀菌器可以起到杀菌作用，防止病原微生物进入养殖水体。

二、陆基圆形池循环水养殖系统运行情况

对两个陆基圆形池循环水系统进行调试，确保各项设施运行正常，保证运行过程中两个圆形池的水温、溶氧等指标基本保持一致。1#陆基圆形池启动循环水系统24 小时运行，但不开启紫外线杀菌器。2#陆基圆形池启动循环水系统24 小时运行，每日早上9:00 向循环水系统内加入强微公司生产的工厂化专业脱氮菌、反硝化细菌和“污沫浊消爽”(提前活化，按说明用量 使 用)， 同 时 补 入 红 糖120 克，为避免紫外光对投入菌种不利，同样不开启紫外线杀菌器。为确保草鱼在试验过程中的正常生长发育，圆形池内水温保持在20～30℃，溶氧保持在5毫克/升以上。

养殖鱼种为经检疫合格、无病无伤的大规格草鱼鱼种。每口陆基圆形池投放约400尾草鱼(100千克)，草鱼鱼种规格整齐(平均重量约250 克)，无病无伤。用4%食盐溶液消毒5～15 分钟，过筛后随机放到两口陆基圆形池中，重量基本保持一致。每日投喂与草鱼规格相符的配合饲料(粒径2.0～4.0毫米)。

结合两种水循环处理模式下氨氮、亚硝酸盐等水质指标的不同，比较在同一日投喂量情况下两种处理模式陆基圆形池水质指标的变化和处理能力。对照组和试验组均每日早8:00、晚16:00排污两次，每日总排污量为10米3，并及时补水，每日总补水量与排污量一致，补水水源为经过充分曝气的自来水。每天早上11:00在两个陆基圆形池内定点水深50 厘米处测定pH、氨氮、亚硝酸盐，通过生石灰进行调节，使pH 始终保持在7.6～7.9。1#和2#陆基圆形池初始日投喂量为1 000 克，每日投喂两餐，时间为8:30和17:30，后续投喂量均以前一日投喂量为基准，根据氨氮、亚硝酸盐数值变化对投喂量同步调整，每次调整200克，尽量使氨氮不高于0.3 毫克/升、亚硝酸盐不高于0.05毫克/升(允许短时间超标)，使两套循环水系统水体中氨氮和亚硝酸盐含量保持稳定，尽量降低鱼种的损耗，以保持系统的正常运行。测试阶段1#和2#陆基圆形池均全程开启系统紫外线杀菌器。验证设备、设施的整体运行能力，根据实际运行情况，进行思考并做出调整优化。

三、试验结果和分析

1.氨氮变化情况对比(表1)

从表1 可知，在测试开始的6 天内，随着投喂量的增加，1#陆基圆形池的氨氮浓度也随之增加，第6、7、10、13 日为最高点，氨氮浓度0.4 毫克/升，在同一投喂量的大部分时间内相对稳定。

表1 陆基圆形池同一投喂量下氨氮变化情况

在测试开始的6 天内，2#陆基圆形池的氨氮浓度随着投喂量的增加而增加，达到峰值后开始下降并趋于稳定，第6、7、8、9 日为最高点，氨氮浓度0.3 毫克/升，15 天内2#陆基圆形池的氨氮浓度平均低于1#陆基圆形池27.78%。

2.亚硝酸盐变化情况对比(表2)

从表2 可知，在测试开始的6 天内，随着投喂量的增加，1#陆基圆形池的亚硝酸盐浓度也随之增加，第9、10、11 日最高，亚硝酸盐浓度0.04 毫克/升，在同一投喂量的情况下大部分时间内相对稳定。在测试开始的6天内，2#陆基圆形池的亚硝酸盐浓度随着投喂量的增加而增加，达到峰值后开始下降并趋于稳定，第6、7 日最高，亚硝酸盐浓度0.03毫克/升，15天内2#陆基圆形池的亚硝酸盐浓度平均低于1#陆基圆形池34.09%。

表2 陆基圆形池同一投喂量下亚硝酸盐变化情况

3.损失情况

本试验根据投喂量将水质控制在一定范围内，溶氧满足草鱼生长条件，所以未出现病害现象。试验过程中草鱼几乎无损伤，对照组和试验组损失无明显差异。

四、讨论

1.优化养殖池排污模式

目前陆基圆形池循环水系统是单循环通道，采用传统单通道底排污模式，结构相对简单，无法去除鱼池水表面的泡沫和油污。采购的竖流集污器型号较小，实际进排水量较大，在保持系统循环水量为7.5 米3/时时(即每天达到6 个循环量)，竖流集污器效果不理想，大部分悬浮物没有沉淀下来，而是直接进入到生物处理罐，加重了生物处理罐的负担。排污模式可改造为分路排污模式，养殖池分路排污技术是国外鱼池的主流排污技术，是一种底排污与表层溢流相结合的模式，即通过底排污有效排出沉淀性颗粒物，在鱼池上方水体表面设置多槽或多孔的水平溢流管，使漂浮于水表面的油污和泡沫达到良好的去除效果，起到保持水位的作用。

2.优化生物处理

(1)生态处理罐产品设计缺陷。同生物处理罐厂家沟通，生物处理罐里加入约1 米3的塑料填料，比表面积为500 米2/米3。按照正常生物膜日处理能力计算，生物处理罐氮处理能力应达到50～100 克/天，实际使用中只能处理氮约12克/天。填料总表面积过小，高密度养殖模式养殖密度一般在50 千克/米3以上，若养殖草鱼(以50 千克/米3计算)日投喂率2%、饲料蛋白质水平30%，那么每口陆基圆形池需生物膜面积7 200米2，但目前使用的生物处理罐填料总表面积仅500米2。

(2)操作困难。生物处理罐为密闭罐体，循环水系统发生故障情况无法正常运行时，没有备用的循环支路对生物处理罐进行支撑，若持续时间较长，会对生物处理罐内的细菌造成损伤，若损失过大甚至需要重新培养。

(3)水量控制烦琐。循环水量较大时，生物处理罐的填料会冲出并漂浮于水面。系统正常运行时，填料集中漂浮在罐体上层，造成生物处理罐内水流短路，使处理的有效表面积减少，填料处的水流速度变小，达不到正常处理能力，系统整体的处理能力下降。

3.装置完善

该循环系统水体在经过竖流集污器后，仍有较多悬浮物进入到生物处理罐，加重了生物处理罐的处理负担，降低了系统的整体承载力。在循环水管路中，增加固液分离装置，使用沙滤罐、微滤机、弧形筛等装置进行过滤分离。循环泵之前安装微滤机，生物滤池之前安装沙滤罐。增加泡沫分离器和脱气装置，泡沫分离器可以去除系统中大部分的溶解有机物，降低生物处理部分的负担，增加系统的承载力。脱气装置则可以去除系统中的二氧化碳和氮气，增加溶氧量。

五、结论

试验组氨氮和亚硝酸盐含量在试验的大部分时间低于对照组，氨氮平均比对照组低27.78%，亚硝酸盐平均比对照组低34.09%，在此试验条件下试验组对养殖水质的净化效果优于对照组。试验周期内，对照组和试验组的净化稳定性较好，中后期水质变化幅度不大。采取试验组循环水处理模式有助于水质的稳定。