池塘循環(huán)流水養(yǎng)殖系統(tǒng)基本原理（四）

商業(yè)化IPRS系統(tǒng)規(guī)模的確定

IPRS流水槽數(shù)量的多少應(yīng)與池塘的水體體積相關(guān)，而不是與池塘表面積平衡。如果池水充分混合、增氧和管理合理的話，池塘的體積對其生產(chǎn)力的作用更關(guān)鍵。因?yàn)檎麄€池塘的水體都可用于同化魚類排泄或殘剩飼料產(chǎn)生的廢棄物，所以確定池塘體積的大小至關(guān)重要。我們的研究結(jié)果一再證明，管理正確且符合有助其成功的原理的IPRS系統(tǒng)，都能生產(chǎn)出比傳統(tǒng)方法管理、中度增氧的池塘更高的產(chǎn)量。每公頃的平均產(chǎn)量可超過25,000kg，該產(chǎn)量在溫帶地區(qū)的池塘中已有報道，因此如果在熱帶地區(qū)，其產(chǎn)量有望更高。根據(jù)該產(chǎn)量水平，可以將流水槽系統(tǒng)的大小與池塘體積相匹配，以取得預(yù)期的產(chǎn)量。每立方米魚的放養(yǎng)密度應(yīng)依據(jù)在150kg安全產(chǎn)量上限下，達(dá)到目標(biāo)商品規(guī)格來確定。如果目標(biāo)商品規(guī)格要求大，那么每個單元中的放養(yǎng)密度就需相應(yīng)降低。如前所述，商業(yè)化規(guī)模的IPRS系統(tǒng)一般由兩條以上流水槽組成。較小規(guī)模的流水槽當(dāng)然也能用，但必須要與池塘的體積相匹配，每年的產(chǎn)量也穩(wěn)定在25,000kg/公頃。在大的池塘中采用大功率設(shè)備，多條流水槽養(yǎng)殖系統(tǒng)要比小的養(yǎng)殖系統(tǒng)更加經(jīng)濟(jì)有效。

我們推薦商業(yè)化規(guī)模的流水槽的大小為5m×25m（注：包括集污區(qū)）×1.7m，該大小的養(yǎng)殖系統(tǒng)其單位體積的成本效益更高，同時商業(yè)上更具現(xiàn)實(shí)價值。每個商業(yè)化IPRS流水槽在一個生產(chǎn)周期的產(chǎn)量為25噸，但要取決于養(yǎng)殖的品種。一個設(shè)計為3條流水槽的IPRS系統(tǒng)能達(dá)到約25,000kg/公頃的年產(chǎn)量，即在這種情況下，就是在2公頃～3公頃的IPRS系統(tǒng)中達(dá)到60,000kg～70,000kg的產(chǎn)量。我們在一個平均深度1.7m的2.5公頃～3.0公頃池塘中，設(shè)計3條IPRS流水槽運(yùn)行良好。在美國阿拉巴馬州傳統(tǒng)方式養(yǎng)殖的池塘，目前的產(chǎn)量約為8,000kg/公頃～10,000kg/公頃。而采用IPRS技術(shù)顯著地提高了養(yǎng)殖產(chǎn)量和成活率，減少了單位產(chǎn)量的生產(chǎn)成本。

把多個流水槽組合在一起，可以使該IPRS技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用獲得更高的效率。即，較大的池塘或?qū)⒍鄠€小池塘改造成一個大池塘后用于進(jìn)行池塘循環(huán)流水養(yǎng)殖將更具成本效益。例如，兩個2.5公頃的池塘可在功能上被改造成一個5公頃的大池塘，從而能在一個地方而不是兩個地方設(shè)計建造5個～7個流水槽，獲得好的效益。

在過去的5年里，IPRS系統(tǒng)的建造和設(shè)計成本已顯著降低了。安裝浮式IPRS系統(tǒng)比在池塘中建造固定IPRS系統(tǒng)成本低，但在結(jié)構(gòu)上沒有固定式的牢固耐用。

水體增氧和混合的能量消耗

過去采用靜水養(yǎng)殖系統(tǒng)的養(yǎng)殖戶多數(shù)對不斷充氣和水體混合的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)有疑慮，他們總是擔(dān)心能源消耗會增加生產(chǎn)成本。當(dāng)然，如果在安裝了IPRS養(yǎng)殖系統(tǒng)后所有其他的情況都一樣的話，那么在池塘中再用額外的電力充氣增氧可能就不值得。然而，使用IPRS養(yǎng)殖系統(tǒng)在管理上是不同的（即連續(xù)充氣增氧和增加的水體混合），其主要目標(biāo)之一就是要通過這種管理措施來加速對魚類攝食后產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行分解或同化。此處所指的廢棄物當(dāng)然是指魚類直接產(chǎn)生的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)廢棄物。但更為重要的是，廢棄物負(fù)荷還要包括由池塘環(huán)境的富營養(yǎng)化導(dǎo)致生物大量增加，從而產(chǎn)生的生物耗氧量（BOD）和化學(xué)耗氧量（COD）。

調(diào)節(jié)廢棄物分解和同化速率使養(yǎng)殖環(huán)境更適宜的主要因素有溶氧、pH和溫度。在大型商業(yè)化養(yǎng)殖池塘中，不容易改變水溫，但可通過增加水深使夏季池塘的水溫不至于太高。所以，可采用通過電力來驅(qū)動充氣和水體混合設(shè)施，從而有效和連續(xù)不斷地處理由魚類投飼和與此關(guān)聯(lián)所產(chǎn)生的廢棄物積累。在IPRS養(yǎng)殖系統(tǒng)中，使用鼓風(fēng)機(jī)來給安裝在水中的曝氣管供氣，曝氣管則把空氣小氣泡沖入水體中。該曝氣管是由橡膠復(fù)合材料制成，是非常有效的微孔管，專門用于將空氣擴(kuò)散到水中。曝氣管通常布置在0.9m～1.4m深的水中，其布設(shè)深度主要依據(jù)所用鼓風(fēng)機(jī)的型號。曝氣管被成排安裝在增氧柵格上，鼓風(fēng)機(jī)向曝氣管供氣，通過曝氣管進(jìn)一步向水中釋放空氣。由此形成了大批量的小氣泡群緩緩上升，經(jīng)過導(dǎo)流板形成強(qiáng)勁水流。這很像在水族缸或魚類孵化場中使用的小型氣提式增氧設(shè)備，給水混合和充氣。這個裝置其用途相似，但其規(guī)模更大。這個裝置被稱為增氧推水設(shè)備（俗稱“白水花設(shè)備WWU”），是池塘循環(huán)流水養(yǎng)殖系統(tǒng)的心臟。與其他充氣和混合設(shè)施相比，該設(shè)備的運(yùn)行效率高，年維護(hù)成本極低。低廉的運(yùn)行成本可以有效地抵消IPRS系統(tǒng)的建造成本，增氧推水設(shè)備在每個養(yǎng)殖系統(tǒng)中的配置是低能耗的。當(dāng)與傳統(tǒng)的養(yǎng)殖系統(tǒng)的充氣和混合設(shè)備相比時，該系統(tǒng)的運(yùn)行成本是非常低的。主要的關(guān)注點(diǎn)是，IPRS系統(tǒng)要用電力來不斷地給池水充氣和混合（池水上層與低層的混合），以增加水中的同化生物來分解池塘中的廢棄物。使用高質(zhì)量的飼料和養(yǎng)殖系統(tǒng)（優(yōu)質(zhì)的環(huán)境）來養(yǎng)殖魚類，效率會更高，即其單位產(chǎn)量的成本可以降低。用同樣的策略來減少廢棄物的積累，以減少對增氧系統(tǒng)和池塘生物的沖擊。

注意：充氣增氧效率就是要小氣泡能在重新進(jìn)入大氣前盡可能長地停留在水柱中得以體現(xiàn)。使用池塘循環(huán)流水養(yǎng)殖技術(shù)的高效率需要在能量消耗與充氣效率之間的最優(yōu)平衡。對于任何曝氣管和鼓風(fēng)機(jī)的組合，都需要計算其標(biāo)準(zhǔn)充氣效率（SAE）和標(biāo)準(zhǔn)氧氣轉(zhuǎn)移速率（SOTR）等參數(shù)，并以此來評價其性能。