工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)管道構(gòu)建技術(shù)改進(jìn)

胡振義 韓登峰 蔡菊環(huán) 李大鵬 湯 蓉

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，池塘健康養(yǎng)殖湖北省工程實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家大宗淡水魚產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系工程化養(yǎng)殖崗位，湖北 武漢 430070；2.遼寧省農(nóng)產(chǎn)品出口服務(wù)中心，遼寧 大連 116000）

中國(guó)是世界上最大的漁業(yè)養(yǎng)殖國(guó)，綠色、低碳發(fā)展是21世紀(jì)發(fā)展理念，中國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)逐步開始轉(zhuǎn)為以生態(tài)優(yōu)先的養(yǎng)殖模式。2019年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等10部委在指導(dǎo)文件《關(guān)于加快推進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的若干意見》中指出，我們要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式，大力發(fā)展生態(tài)健康養(yǎng)殖，提高養(yǎng)殖設(shè)施和裝備水平。隨著水庫整治、網(wǎng)箱拆除，養(yǎng)殖空間不斷縮小，各種各樣的新型養(yǎng)殖模式包括跑道養(yǎng)殖、集裝箱養(yǎng)殖、循環(huán)水養(yǎng)殖等開始被不斷推廣應(yīng)用。

工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)秉著追求綠色、健康養(yǎng)殖的初心，不斷改進(jìn)，努力推動(dòng)著我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的綠色發(fā)展。其相對(duì)于傳統(tǒng)的池塘養(yǎng)殖而言，不再局限于養(yǎng)殖空間，可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)養(yǎng)殖。此外，還可以實(shí)現(xiàn)立體化養(yǎng)殖效果，大大增加了單位面積的產(chǎn)量。該系統(tǒng)主要由養(yǎng)殖桶結(jié)合一系列的凈水消毒設(shè)備組成，各設(shè)備之間通過管道構(gòu)建連接。該系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵在于水24小時(shí)循環(huán)流動(dòng)，為養(yǎng)殖桶增氧的同時(shí)帶走養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的魚類糞便和殘餌等廢物，使養(yǎng)殖水始終保持清潔流動(dòng)。

為了美觀方便，管道一般建設(shè)在水道中。如果養(yǎng)殖桶中的魚類糞便和殘餌等廢物進(jìn)入管道，造成管道的堵塞，將給管道的清理工作帶來困難，嚴(yán)重堵塞時(shí)甚至?xí)斐纱罅康慕?jīng)濟(jì)損失。本文依據(jù)目前常見的工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的構(gòu)建方式，介紹常見的集污、排污方式的管道構(gòu)建，同時(shí)也針對(duì)不同的方式進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，最后提供一種比較適用的管道構(gòu)建技術(shù)，供大家思考。

一、工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的基本構(gòu)成

常見的工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)由以下幾部分組成。

養(yǎng)殖桶：主要的養(yǎng)殖區(qū)域，其大小根據(jù)養(yǎng)殖戶的需求確定，常見直徑規(guī)格為1米、2米、4米，具體情況請(qǐng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要確定。

集污管：與養(yǎng)殖桶相連，用于收集養(yǎng)殖桶中的魚類糞便和殘餌等廢物，不同規(guī)格的養(yǎng)殖桶使用的集污管尺寸也存在差異。

排污管：廢水的排放裝置，用于循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)與外界的水體交換。

微濾機(jī)：小型過濾裝置，采用滾筒過濾分離技術(shù)，通過滾筒的濾網(wǎng)過濾廢水中的糞便和殘餌等廢物，為第一道凈化裝置。

生物凈化池：利用常見微生物和具有凈水能力的植物對(duì)養(yǎng)殖水進(jìn)行凈化，為第二道凈化裝置。

硝化細(xì)菌桶：利用硝化細(xì)菌降解養(yǎng)殖水中的氨氮等物質(zhì)，為第三道凈化裝置。

紫外殺菌儀：利用紫外光對(duì)養(yǎng)殖水進(jìn)行殺菌處理，為第四道凈化裝置。

高壓增氧儀：利用高壓條件增加養(yǎng)殖水體中的溶解氧。

各裝置基本連接如圖1所示，其中A、B、C、D、E、F分別表示養(yǎng)殖桶、微濾機(jī)、生物凈化池、硝化細(xì)菌桶、紫外殺菌儀和高壓增氧儀。

圖1 工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)基本連接示意

其工作原理為，養(yǎng)殖桶中的養(yǎng)殖水始終處于流動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)水位達(dá)到一定的程度之后，就會(huì)流經(jīng)管道進(jìn)入微濾機(jī)中，由微濾機(jī)的滾筒過濾，進(jìn)行第一次凈化，然后流入生物凈化池，被微生物和植物進(jìn)行第二次凈化。凈化后的水由水泵增壓，進(jìn)入硝化細(xì)菌桶，由硝化細(xì)菌降解水中的氨氮進(jìn)行第三次凈化，再流經(jīng)紫外殺菌儀，對(duì)養(yǎng)殖水進(jìn)行殺菌處理，進(jìn)行第四次凈化；最后由高壓增氧儀增加水中的溶解氧后，再流入養(yǎng)殖桶中。依次循環(huán)運(yùn)行。

二、工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)常見管道裝置

為了保證工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖水的循環(huán)利用和高密度養(yǎng)殖效果，該系統(tǒng)除了必要的硬件設(shè)施之外，還需要增添一些獨(dú)特的管道結(jié)構(gòu)來保證其正常運(yùn)行。

1.沖水裝置

沖水裝置不僅適用于工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，也適用于其他大型的蓄水裝置，其主要原理是使用管道中的水壓來松動(dòng)管道中的廢物，而實(shí)現(xiàn)管道的通堵。

其工作原理如圖2所示，其中A、B、C、D分別表示開關(guān)閥門，①、②、③、④分別表示對(duì)應(yīng)的水管。打開開關(guān)C，養(yǎng)殖水流經(jīng)管道①、②、③，魚類糞便和殘餌沉積在閥門D上方；開啟閥門D，魚類糞便和殘餌由管道④排出。若管道④堵塞，只需關(guān)閉閥門A、C，開啟閥門B，則養(yǎng)殖桶中的水壓會(huì)直接沖開堵塞管道④。

圖2 反沖水裝置示意

該裝置常用于大型養(yǎng)殖桶，其優(yōu)點(diǎn)是利用養(yǎng)殖桶的水壓疏通堵塞的水管。在使用過程中主要存在以下問題。一是該裝置過分依賴于水壓，較低的水壓達(dá)不到理想的沖水效果。二是沖水效果隨著管道的延長(zhǎng)而逐漸降低，如果管道太長(zhǎng)，則起不到應(yīng)有的效果。三是占地面積大，沖水裝置常由多根管道和開關(guān)閥門組成，占地面積較大。

2.連通器控水位裝置

連通器控水位裝置應(yīng)用連通器原理，通過水管在養(yǎng)殖桶的外部新增連通器，從而使用外部的水管來控制養(yǎng)殖的水位，外部水管采用套管的方式，溢出的水可以通過套管進(jìn)入集污管中，進(jìn)水管不斷地加入養(yǎng)殖水，保持水位的增長(zhǎng)，在一增一減中，實(shí)現(xiàn)了水的流動(dòng)性循環(huán)。

工作原理如圖3所示，養(yǎng)殖桶與控水管組成連通器，溢出的養(yǎng)殖水通過套管由管道②排出，進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。

圖3 連通器控水位裝置示意

該裝置常用來控制水位和水流，在使用過程中存在以下問題：該裝置一方面可以控制養(yǎng)殖中的水位，另一方面具有集污的效果，魚類糞便和殘餌等廢物會(huì)由于連通器的水流作用進(jìn)入控水位裝置，最后從套管進(jìn)入到集污管中。但是長(zhǎng)時(shí)間的使用會(huì)造成魚類糞便或殘餌堆積在控水位管或者套管的下端，并且較難清理。

三、裝置改進(jìn)及建議

依據(jù)華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)基地的使用情況并參考相關(guān)資料，對(duì)系統(tǒng)管道進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。改進(jìn)主要針對(duì)系統(tǒng)的排污和防堵問題，本著節(jié)約成本和提高單位面積收入的方式，通過增加內(nèi)嵌濾網(wǎng)、開關(guān)閥門和管道，達(dá)到降低系統(tǒng)由于魚類糞便或殘餌造成堵塞風(fēng)險(xiǎn)的目的。如圖4所示，A、B、C分別表示開關(guān)閥門，①、②、③、④、⑤分別表示對(duì)應(yīng)的水管。主要修改點(diǎn)如下。

1.傳統(tǒng)的養(yǎng)殖桶采用的排水方式都是從底部排水或者側(cè)面排水。本技術(shù)中新增了開關(guān)閥門A和管道①，既解決了側(cè)排方式不能排干水的問題，也解決了底部排水容易導(dǎo)致水壓過大、直接沖開管道的問題。

2.對(duì)連通器控水位裝置進(jìn)行了改進(jìn)，在控水位管的上端新增了內(nèi)嵌濾網(wǎng)，可以阻止過多的魚類糞便或殘餌進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)，降低了管道的堵塞風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也減輕了系統(tǒng)的凈水負(fù)擔(dān)。

3.新增了開關(guān)閥門C和管道⑤，解決了套管中魚類糞便或殘餌堆積、清理難的問題。

其運(yùn)行路徑如下，關(guān)閉閥門A、B，養(yǎng)殖水通過管道②、③、④，流入循環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)需要迅速放水時(shí)，可以直接打開閥門A，養(yǎng)殖水由管道①直接排出。若管道②擁堵，關(guān)閉閥門A，開啟閥門B，水壓會(huì)直接疏通管道②，長(zhǎng)期運(yùn)行的魚類糞便和殘餌等堆積物會(huì)直接被沖出。若套管底部堆積魚類糞便或殘餌，開啟閥門C，廢物由管道⑤排出。

圖4 管道構(gòu)建改進(jìn)示意

四、小結(jié)

工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)養(yǎng)殖、健康養(yǎng)殖，其養(yǎng)殖水的循環(huán)使用為養(yǎng)殖尾水的處理工作提供了參考意見。管道構(gòu)建技術(shù)的改進(jìn)，推動(dòng)了工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的運(yùn)行，為其在產(chǎn)業(yè)推廣中能夠更好更快地為我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的綠色發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。