高低位池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)設(shè)計和布局

權(quán)可艷 李麗鵑 甄陽光 劉 航 陶永明 王澤仁

(1.四川省水產(chǎn)學(xué)校，四川 611730；2.成都漁緣漁業(yè)科技有限公司，四川 成都 611730；3.彭州市水務(wù)局，四川 彭州 611930)

2016年起，四川省部分養(yǎng)殖業(yè)主率先對高低位池塘循環(huán)水養(yǎng)殖技術(shù)模式進(jìn)行了初步探索，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。國家大宗淡水魚產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系德陽綜合試驗(yàn)站在匯總分析本地區(qū)已建高低位池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，借鑒國內(nèi)池塘循環(huán)水養(yǎng)殖工程模式，經(jīng)過優(yōu)化，形成了一套從選址、土建設(shè)計方案、配套設(shè)施設(shè)備、水循環(huán)利用過程等方面的示例工程方案。

一、選址

高低位池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)大部分利用現(xiàn)有池塘改建。新建系統(tǒng)選址必須符合當(dāng)?shù)赝恋乩靡?guī)劃，有補(bǔ)水條件，交通方便，電力及通訊設(shè)施配套。

二、土建設(shè)計方案

高低位池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)主要包括高位養(yǎng)殖池(簡稱高位池)、沉淀過濾池、濾渣收集處理池、低位生態(tài)凈化池、進(jìn)排水系統(tǒng)等。土建工程平面和立面布置示意詳見圖1和圖2。

1.高位養(yǎng)殖池

圖2 高低位池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)立面布置示意

(1)形狀。依據(jù)地形條件，高位池可以修建成圓形池，也可以修建成長方形或正方形切角池(方形池)。一般來說，圓形池池水交換較好，無死角，排污較徹底；方形池土地利用率較高，排污及水循環(huán)效果差于圓形池。綜合而言，以建成圓形池為宜。

(2)池底。圓形池或正方形切角池池底為鍋底形，從邊緣向中心坡度以5%～10%為宜。長方形池池底從進(jìn)水口向出水口傾斜，池底坡度以1%～2%為宜。

(3)進(jìn)排水系統(tǒng)。進(jìn)水管可采用鍍鋅鑄鐵管、PE管、PVC管、水泥管等管材。圓形池或正方形切角池進(jìn)水管與池壁成30～40度角，也可以在進(jìn)水管上加彎頭控制水流方向。長方形池進(jìn)水管布設(shè)在出水口相對面。每個高位池可布設(shè)兩套進(jìn)水管，進(jìn)水管可用閘閥控制進(jìn)水流量。

排水系統(tǒng)布置在池底，大多采用水泥管或強(qiáng)度較好的PVC管，設(shè)計過水流量應(yīng)大于進(jìn)水管流量。依高位池的數(shù)量設(shè)計支排水管和總排水管，各排水管均設(shè)計閘閥控制排水，總排水管與沉淀過濾池相通。多個高位池并聯(lián)時，每個高位池應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的排水系統(tǒng)，以便獨(dú)立運(yùn)行控制水位及排水。

(4)面積、池深、水面高程。高位池以養(yǎng)殖商品魚為主，面積太大，水流交換較差；面積太小，則總體造價高及管理運(yùn)行成本高。單個養(yǎng)殖池的面積以100～500米2為宜。池深1.8米左右，有效水深要保證在1.5米以上。高位池正常養(yǎng)殖水位高于生態(tài)凈化池表水位50～80厘米，為降低電耗，兩者水位差不能設(shè)計太大。

(5)建筑材料。高位池可以采用磚混、玻璃鋼結(jié)構(gòu)，也可以采用鋼架內(nèi)襯PVC夾網(wǎng)布結(jié)構(gòu)、混凝土框架結(jié)構(gòu)。

2.沉淀過濾池

沉淀過濾池容積不大于20米3，布置在高位池排水管末端，底部低于高位養(yǎng)殖池50厘米以上。沉淀過濾池設(shè)置表層溢水孔接入生態(tài)凈化池，表層溢水孔低于高位池水位30～50厘米，高于生態(tài)凈化池20～30厘米。

沉淀過濾池底部設(shè)置污泥泵1個，下沉濾渣由污泥泵吸入糞污收集處理池。沉淀過濾池也可以設(shè)置1個離心式的干濕分離器進(jìn)行固液分離，離心出的液體再進(jìn)入生態(tài)凈化池凈化。

3.生態(tài)凈化池

生態(tài)凈化池以土池為宜，面積2000～10000米2。生態(tài)凈化池的面積主要根據(jù)高位池面積確定，一般生態(tài)凈化池和高位池面積比以不低于5∶1為宜。補(bǔ)水條件較好，則生態(tài)凈化池的面積可以適當(dāng)減少。

生態(tài)凈化池可以種植漂浮水生植物如浮萍、水白菜、水葫蘆等，也可以搭建浮床種植蔬菜、花卉、水稻等水生植物，還可以在沿岸淺水區(qū)種植挺水植物如小香蒲等，水生植物種植比例以不超過水面50%為宜。有條件的情況下也可以設(shè)置一級生態(tài)凈化池和二級生態(tài)凈化池，養(yǎng)殖尾水凈化效果較單個生態(tài)凈化池水質(zhì)凈化效果好。

4.濾渣收集處理池

濾渣收集處理池鄰近沉淀過濾池，池深可以超過3米，可根據(jù)高位池的面積來確定，一般以能容納1～2個月濾渣容積為宜。一方面可以減少濾渣清運(yùn)工作量，另一方面濾渣可以在池內(nèi)進(jìn)行充分發(fā)酵，有利于再次利用。

濾渣收集處理池采用磚混結(jié)構(gòu)，頂部加蓋密封并留出氣孔和泵出水接口。

三、配套設(shè)施設(shè)備

1.抽水機(jī)

為保證系統(tǒng)水循環(huán)利用，需配置抽水機(jī)4臺。根據(jù)高位池容積及水流交換量配置適當(dāng)功率軸流泵兩臺，其中1臺備用。沉淀過濾池及糞污收集處理池配置300～500瓦小功率水泵各1臺。

2.增氧機(jī)

(1)羅茨鼓風(fēng)機(jī)及管網(wǎng)。配置羅茨鼓風(fēng)機(jī)兩臺，其中備用1臺。配套送氣管網(wǎng)系統(tǒng)。

(2)增氧機(jī)。生態(tài)凈化池根據(jù)面積配置適當(dāng)功率的葉輪式增氧機(jī)和水車式增氧機(jī)。高位池配置1臺水車式增氧機(jī)，除增氧外，還可以起到助推池水流動的作用。

(3)發(fā)電機(jī)。高位池養(yǎng)殖密度高，為預(yù)防斷電造成的缺氧死魚，需配置發(fā)電機(jī)1臺，發(fā)電機(jī)功率為整個系統(tǒng)電器總功率的1.5倍以上，安裝斷電和來電自動切換裝置。

(4)智能化監(jiān)控和預(yù)警系統(tǒng)。系統(tǒng)安裝高清遠(yuǎn)程監(jiān)控、斷電報警、水質(zhì)在線監(jiān)測、增氧機(jī)自動啟動等智能化監(jiān)控和預(yù)警系統(tǒng)。

四、水循環(huán)利用流程

系統(tǒng)水循環(huán)需要借助動力運(yùn)行，由水泵將凈化水抽提至高位池，養(yǎng)殖尾水由高位池自流進(jìn)入沉淀過濾池，養(yǎng)殖尾水經(jīng)沉淀后再自流進(jìn)入生態(tài)凈化池。水循環(huán)流程示例如圖3。

五、小結(jié)

高低位池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)由高位池、沉淀過濾池、濾渣收集處理池、低位生態(tài)凈化池、進(jìn)排水系統(tǒng)組成。系統(tǒng)利用動力將低位生態(tài)凈化池經(jīng)過水生動物、水生植物、微生物、機(jī)械增氧等生物、物理措施凈化的養(yǎng)殖尾水回用到高位池進(jìn)行流水或微流水養(yǎng)殖。通過增氧設(shè)施增加高位池溶解氧，并利用水位差，將高位池養(yǎng)殖尾水壓入沉淀過濾池。在沉淀池中經(jīng)過沉降和過濾，養(yǎng)殖尾水中的懸浮物沉積在沉淀池池底，沉淀過濾池上層水由表層溢水孔溢入生態(tài)凈化池。沉淀池下沉濾渣定期用污水泵抽提到濾渣收集池進(jìn)行發(fā)酵后再利用。養(yǎng)殖尾水不外排，全部循環(huán)利用，養(yǎng)殖全過程僅補(bǔ)充由于蒸發(fā)及水生動植物消耗所用水量。通過控制高低位池塘水位差，選用低揚(yáng)程軸流泵，可極大程度控制電耗成本。

近幾年在四川省主產(chǎn)區(qū)的生產(chǎn)實(shí)踐表明，高低位養(yǎng)殖池塘產(chǎn)量可達(dá)20000～25000千克/畝，是真正意義上的資源節(jié)約型(水資源和土地資源)和環(huán)境友好型(養(yǎng)殖尾水零排放和濾渣再利用)養(yǎng)殖模式。

圖3 高低位池塘循環(huán)水水循環(huán)示例