陆基设施化养殖水处理模式
一、模式简介
陆基设施养殖模式,是采用高强度材料(不锈钢、玻璃钢等)在陆基上建设养殖鱼池,池内铺设防水帆布和装配配套设施。该模式践行绿色发展理念,具有占地小、用水少,选址容易、建设期短、组装简单,养殖环境可控、产品质量有保障、产量和经济效益高,养殖尾水经生态化处理后可实现“零排放”或达标排放,易于智能化管理等优点,在突破目前渔业发展瓶颈,推动渔业绿色高质量发展,为人民群众提供高品质水产品方面具有诸多优势和巨大的发展潜力。
利用陆基设施养殖模式发展特色水产品种生态养殖、转变生产方式以及发展“创新型”、“质量型”和“高可控性”水产养殖业,有助于实现养殖(投入品)资源节约、养殖对象与环境友好、养殖产品质量与食用者健康安全“共赢”,以及鱼鲜产品均衡上市和提高养殖综合效益,是水产养殖业实现转型升级的共性目标。
二、技术原理
(一)集约化养殖与尾水处理循环利用系统
陆基设施养殖模式在地面上设置养殖池,并耦联养殖尾水处理循环利用系统。这种模式将吃食性品种集中养殖在池内,通过底部集排污装置联通尾水处理系统,净化后的尾水再进入池循环利用,实现高密度集约化生态养殖。
(二)固体排泄物移除
陆基设施养殖系统利用池底的倒圆锥形结构进行废弃物收集,通过直径为20~30cm的排污口与集排污管道相连接,实现固体排泄物的移除。
(三)增氧系统
供氧系统负责解决养殖过程中的增氧问题,由罗茨风机、输气主管、分支输气软管、气阀和微孔增氧管组成,确保养殖水体中的溶解氧充足。
(四)尾水处理技术
采用原位/异位相结合的方式处理养殖尾水,将尾水中的氮磷等营养元素进行转化,分解有害物质,实现尾水循环利用“零排放”。
(五)资源化水处理技术
通过蔬菜、微生物分解、藻类和滤食性鱼类的生态互利作用,净化养殖尾水,实现水产养殖尾水低碳高效零污染,以及养殖尾水的资源化利用。
三、技术要点
(一)场地选择要求
尽量选择常年水量充沛、取水便利、水质好和取水点上游无污染的区域。取水点位置最好高于水池进水口,形成自然落差,以降低取水成本。场地相对平整,利于排水,远离水涝易发区与易淹没区。地块向阳背风,远离居民点、交通要道、工厂等区域,相对安静。场地跟硬质化道路连接,交通便利。
(二)养殖池建设规范
整平夯实场地,以防止地基沉降、垮塌,破坏鱼池。养殖池用不锈钢、玻璃钢、PVC板等合围而成,内衬帆布必须防水性好且防腐时间长,以防止暴池与渗漏。相邻养殖池之间预留足够距离,至少间隔1~1.5m,方便后期运输与日常管理。养殖池底部为漏斗形,形成一定坡度,6~13度为宜,最低处连接排水管道,方便排水与排污。根据需要,养殖池底部可部分嵌入土地,养殖池顶部高出地面1.0~1.2m以方便后期投料、捕捞等日常作业,且能有效防止其它生物误入池内。也可将养殖池直接安装到整平夯实后的地面,再搭建合适高度的钢架作业平台。
(三)进排水系统设计
每个养殖池安装独立的进排水管道,并设置溢水口。溢水口可与排水、排污共用一根管道,且必须略低于养殖池最大蓄水位,以便多余水量自然溢出。选择质量好、耐用的进排水管道,特别是预埋于地下的排水管和场地主进水管,确保其不易损坏和破裂。进水管与池壁形成一定夹角,产生推水效果,使池水保持旋转状态,方便粪便和残饵向池底漏斗处聚集,排出池外。根据养殖需求,可在养殖池上层、中层和下层设计三级排水。设计排水流量应大于进水管流量。每个排水管道连接至尾水处理系统或设备,便于养殖尾水收集与处理。根据地势条件,在取水口的下游修建独立的土池、水泥池或容量较大的帆布池蓄水,作为净化池或备用水源。养殖池上方根据需要架设遮阳棚,预防高温天气太阳直射和水温过高、暴雨入池导致水温突降和水量不受控制。
(四)设施设备要求
增氧一般采用池底铺设管道、鼓风充气方式(如配套罗茨风机等)。沿池底内部的外圈铺设微孔、纳米管增氧管道,以便增氧的同时集污。每个养殖池配备足够功率的鼓风增氧机,能独立控制增氧量,配备适量鼓风增氧机与增氧管道备用,以防增氧机和管道损坏、堵塞,导致养殖池缺氧。养殖池水体溶氧量尽量保持在5~6mg/L以上。
此外,高位池需配备足够功率的发电机,以略高于养殖场日常生产用电功率为宜。备用足够的输电线和燃油,以防临时停电。需配备足够动力的抽水机,用于取水、排水、排污和养殖池清洗等。养殖易受惊吓、易跳跃的鱼类时,养殖池上方还需铺设防逃网。具备条件的养殖场,可安装智能化控制系统,包括安装高清远程监控、断电报警、水质在线监测、增氧机自动启动等智能化监控和预警系统。
(五)尾水处理系统建设
可使用池塘作为养殖池养殖尾水的净化区。池塘内可采取种植莲藕等经济作物、设置水生植物浮床、悬挂生态基、施用微生物制剂、放养滤食性和杂食性水生动物等措施调控水质。为保证净化效果,可增加微滤机等固液分离装置、尾水一体化处理设备以及流化床等微生物净化设施。具备条件的养殖场,可构建“三池两坝”等尾水处理系统以保证净化效果。不具备构建尾水处理系统条件的养殖场,需综合采用微滤机等固液分离装置、尾水一体化处理设备以及流化床等微生物净化设施,以保证尾水达标排放或循环利用;条件稍差的,可将经净化处理后的残饵、污物、尾水等引至稻田、果树林、蔬菜基地等,综合利用。
四、应用范围
该模式具有节地节水、生态环保、品质优良、质量安全的特点,适用于各种区域,尤其是水资源比较少、有零星分散池塘的丘陵和山地地区。
五、典型案例
(一)对虾零换水微生物原位调控尾水处理模式
1.建设简介
位于广东省茂名市电白区马踏镇。以海水鱼虾混养模式为基础,通过引入微生物原位处理和生态净化技术,解决养殖尾水的环境污染问题,实现了对养殖尾水的高效处理与循环利用。示范区在2022年至2024年的连续3年内运行成功,展示了技术的可行性和可推广性。
模式特点:本模式基于水体微生物功能的定向调控技术,通过引入自主研发的水产益生菌菌剂和碳氮营养平衡控制方法,结合饥饿驯养的海水罗非鱼摄食养殖尾水中的富余颗粒物,形成了虾鱼互补的生态循环养殖模式。该模式以实现养殖全程零换水为核心目标,大幅降低尾水外排量,达到绿色环保的高效养殖效果。在实际应用中,该模式不仅提升了养殖产量,同时有效减少了对环境的负面影响,是一种集环保性、经济性与高效性于一体的养殖技术。
该技术的核心是通过人工调控养殖水体的微生物菌群,利用硝化和反硝化功能高效去除水体中的氮素污染。具体而言,利用水产益生菌菌剂维持水体中有益菌群的优势地位,并通过调控碳氮比例,稳定水体的营养平衡,防止氨氮和亚硝酸盐氮的过量积累。同时,饥饿驯养的罗非鱼在养殖水体中摄食有机颗粒物,将富余的营养物质转化为鱼体生物量,实现资源的高效循环利用。整体工艺强调生态化处理方式,减少对机械设备和化学试剂的依赖,保证了养殖系统的稳定性和高效性。
技术要点:
(1)养殖密度与条件
对虾养殖:凡纳滨对虾良种虾苗放养密度为500~520尾/m2。罗非鱼养殖:经过驯养的海水罗非鱼鱼苗放养密度为40~62尾/m2,初始鱼体均重约8~9g/尾。养殖设施:采用陆基圆池养殖模式,池塘水深分别为55cm(虾池)和65cm(鱼池)。
(2)水质控制
水质参数:水温30.5℃,溶解氧4.6mg/L,pH为7.6,盐度16‰,生物絮团沉降量30mL/L。氮素控制:养殖水体中氨氮浓度为0.173mg/L,亚硝酸盐氮浓度为0.008mg/L。
(3)核心技术措施
使用益生菌菌剂调控水体微生物群落,强化硝化功能。引入饥饿驯养的罗非鱼,提高水体富余颗粒物的消耗效率。定期采样检测水质,并根据监测结果动态调整养殖管理措施。
整体流程:对虾养殖池→罗非鱼养殖池→原位净化处理→水质监控与调整→尾水回用或循环利用。
微生物处理:采用自主研发的益生菌菌剂和碳氮平衡控制技术,调控水体中氮素代谢菌群,降低水中氨氮和亚硝酸盐浓度。
物理过滤:通过罗非鱼摄食高密度对虾养殖水体中的富余颗粒物,减少尾水中的悬浮物负荷。
生态净化:综合利用生态池塘的过滤功能,进一步净化水体中溶解的有机污染物。
循环利用:处理后的水体经监测达到养殖标准后,再次用于虾池和鱼池,完成水资源的高效循环利用。
2.系统运行效果
全程零换水:在养殖周期内实现水体的循环利用。
高效生产:对虾单产可达13.5kg/m3,罗非鱼单产达8.7kg/m3,与传统高位池养殖相比,该模式实现对虾单产提升了约300%。
水质监测:氨氮浓度0.173mg/L,亚硝酸盐浓度0.008mg/L,生物絮团沉降量30mL/L,溶解氧4.6mg/L,水温30.5℃。
3.建设成本
基础设施:陆基圆池、微生物处理设备、生态浮床等。
投入费用:包括益生菌菌剂、水质监测设备和养殖设施改造。
总体预算:根据不同规模约为每亩2万元,包含设备采购和安装费用。
4.运维成本
每亩年均运维费用约3000元,包括水质监测、菌剂采购等。