一種簡(jiǎn)易型封閉式循環(huán)水系統(tǒng)養(yǎng)殖試驗(yàn)

黃俊霖，饒 勇，劉 超，鄧玉平，陳 章，吳宗文

(四川漁光物聯(lián)技術(shù)有限公司，四川 成都 610000)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，對(duì)于循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的研究在逐步推進(jìn)，一種新型漁業(yè)養(yǎng)殖模式陸基圓形池循環(huán)水養(yǎng)殖模式逐漸走入大眾的視野。四川漁光物聯(lián)技術(shù)有限公司為摸透本循環(huán)水養(yǎng)殖模式下系統(tǒng)的運(yùn)行情況，在試驗(yàn)基地內(nèi)建設(shè)了兩口陸基圓形池及其配套系統(tǒng)，通過系列試驗(yàn)對(duì)運(yùn)行階段內(nèi)出現(xiàn)的問題進(jìn)行深入的研究和思考，供參考。

一、陸基圓形池循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)概況

整個(gè)養(yǎng)殖系統(tǒng)總占地約200 米2，主要由兩口陸基圓形池主體及其配套的增氧系統(tǒng)、集排污系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)和循環(huán)水處理系統(tǒng)4 個(gè)部分構(gòu)成。圓形池內(nèi)養(yǎng)殖草魚，整體規(guī)模不大，但密度較高，且已實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)機(jī)械化管理。

1.陸基圓形池主體

圓形池共兩口，玻璃鋼材質(zhì)，直徑6米，池底傾斜，深度1～1.2 米，實(shí)際平均蓄水深度0.8米，單池蓄水體積22.61米3。

2.增氧系統(tǒng)

采取全天24 小時(shí)微孔增氧盤增氧的方式，配備1 臺(tái)2.2 千瓦漩渦風(fēng)機(jī)(一備一用)及1 臺(tái)750 瓦的制氧機(jī)。

3.集排污系統(tǒng)

主要由抽插管、排水閥、排水管道、排水溝渠構(gòu)成。其中抽插管安裝在池底中央，下端有漏眼，打開排水閥，污水通過漏眼自流入排水管道，最后匯入排水溝渠。排出的污水經(jīng)過多級(jí)沉淀，匯入凈化池塘。

4.智能控制系統(tǒng)

(1)排污控制。通過APP 端設(shè)置反饋服務(wù)器，自動(dòng)控制排污閥的啟停時(shí)間，從而控制排污量。

(2)風(fēng)機(jī)自動(dòng)切換控制。通過APP 端設(shè)置反饋服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)4～6 小時(shí)自動(dòng)切換，防止機(jī)器過度使用造成設(shè)備的損耗。

(3)溶氧、溫度監(jiān)測(cè)。包括顯示控制柜、傳感器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)水溫、溶氧的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)水體中的溶氧進(jìn)行閾值限定，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)開啟和關(guān)閉備用制氧機(jī)。

(4)循環(huán)水處理系統(tǒng)。主要包括豎流集污器、生物處理罐、紫外線殺菌器、循環(huán)泵，豎流集污器安置于池邊，對(duì)排出污物進(jìn)行初步的固液分離，生物處理罐內(nèi)填充有高比表面積的材料，培養(yǎng)的菌群可以覆蓋在其生物膜上，在罐內(nèi)發(fā)生生化反應(yīng)，分解水體污染物，紫外光殺菌器可以起到殺菌作用，防止病原微生物進(jìn)入養(yǎng)殖水體。

二、陸基圓形池循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)運(yùn)行情況

對(duì)兩個(gè)陸基圓形池循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，確保各項(xiàng)設(shè)施運(yùn)行正常，保證運(yùn)行過程中兩個(gè)圓形池的水溫、溶氧等指標(biāo)基本保持一致。1#陸基圓形池啟動(dòng)循環(huán)水系統(tǒng)24 小時(shí)運(yùn)行，但不開啟紫外線殺菌器。2#陸基圓形池啟動(dòng)循環(huán)水系統(tǒng)24 小時(shí)運(yùn)行，每日早上9:00 向循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)加入強(qiáng)微公司生產(chǎn)的工廠化專業(yè)脫氮菌、反硝化細(xì)菌和“污沫濁消爽”(提前活化，按說明用量 使 用)， 同 時(shí) 補(bǔ) 入 紅 糖120 克，為避免紫外光對(duì)投入菌種不利，同樣不開啟紫外線殺菌器。為確保草魚在試驗(yàn)過程中的正常生長(zhǎng)發(fā)育，圓形池內(nèi)水溫保持在20～30℃，溶氧保持在5毫克/升以上。

養(yǎng)殖魚種為經(jīng)檢疫合格、無(wú)病無(wú)傷的大規(guī)格草魚魚種。每口陸基圓形池投放約400尾草魚(100千克)，草魚魚種規(guī)格整齊(平均重量約250 克)，無(wú)病無(wú)傷。用4%食鹽溶液消毒5～15 分鐘，過篩后隨機(jī)放到兩口陸基圓形池中，重量基本保持一致。每日投喂與草魚規(guī)格相符的配合飼料(粒徑2.0～4.0毫米)。

結(jié)合兩種水循環(huán)處理模式下氨氮、亞硝酸鹽等水質(zhì)指標(biāo)的不同，比較在同一日投喂量情況下兩種處理模式陸基圓形池水質(zhì)指標(biāo)的變化和處理能力。對(duì)照組和試驗(yàn)組均每日早8:00、晚16:00排污兩次，每日總排污量為10米3，并及時(shí)補(bǔ)水，每日總補(bǔ)水量與排污量一致，補(bǔ)水水源為經(jīng)過充分曝氣的自來水。每天早上11:00在兩個(gè)陸基圓形池內(nèi)定點(diǎn)水深50 厘米處測(cè)定pH、氨氮、亞硝酸鹽，通過生石灰進(jìn)行調(diào)節(jié)，使pH 始終保持在7.6～7.9。1#和2#陸基圓形池初始日投喂量為1 000 克，每日投喂兩餐，時(shí)間為8:30和17:30，后續(xù)投喂量均以前一日投喂量為基準(zhǔn)，根據(jù)氨氮、亞硝酸鹽數(shù)值變化對(duì)投喂量同步調(diào)整，每次調(diào)整200克，盡量使氨氮不高于0.3 毫克/升、亞硝酸鹽不高于0.05毫克/升(允許短時(shí)間超標(biāo))，使兩套循環(huán)水系統(tǒng)水體中氨氮和亞硝酸鹽含量保持穩(wěn)定，盡量降低魚種的損耗，以保持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。測(cè)試階段1#和2#陸基圓形池均全程開啟系統(tǒng)紫外線殺菌器。驗(yàn)證設(shè)備、設(shè)施的整體運(yùn)行能力，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，進(jìn)行思考并做出調(diào)整優(yōu)化。

三、試驗(yàn)結(jié)果和分析

1.氨氮變化情況對(duì)比(表1)

從表1 可知，在測(cè)試開始的6 天內(nèi)，隨著投喂量的增加，1#陸基圓形池的氨氮濃度也隨之增加，第6、7、10、13 日為最高點(diǎn)，氨氮濃度0.4 毫克/升，在同一投喂量的大部分時(shí)間內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定。

表1 陸基圓形池同一投喂量下氨氮變化情況

在測(cè)試開始的6 天內(nèi)，2#陸基圓形池的氨氮濃度隨著投喂量的增加而增加，達(dá)到峰值后開始下降并趨于穩(wěn)定，第6、7、8、9 日為最高點(diǎn)，氨氮濃度0.3 毫克/升，15 天內(nèi)2#陸基圓形池的氨氮濃度平均低于1#陸基圓形池27.78%。

2.亞硝酸鹽變化情況對(duì)比(表2)

從表2 可知，在測(cè)試開始的6 天內(nèi)，隨著投喂量的增加，1#陸基圓形池的亞硝酸鹽濃度也隨之增加，第9、10、11 日最高，亞硝酸鹽濃度0.04 毫克/升，在同一投喂量的情況下大部分時(shí)間內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定。在測(cè)試開始的6天內(nèi)，2#陸基圓形池的亞硝酸鹽濃度隨著投喂量的增加而增加，達(dá)到峰值后開始下降并趨于穩(wěn)定，第6、7 日最高，亞硝酸鹽濃度0.03毫克/升，15天內(nèi)2#陸基圓形池的亞硝酸鹽濃度平均低于1#陸基圓形池34.09%。

表2 陸基圓形池同一投喂量下亞硝酸鹽變化情況

3.損失情況

本試驗(yàn)根據(jù)投喂量將水質(zhì)控制在一定范圍內(nèi)，溶氧滿足草魚生長(zhǎng)條件，所以未出現(xiàn)病害現(xiàn)象。試驗(yàn)過程中草魚幾乎無(wú)損傷，對(duì)照組和試驗(yàn)組損失無(wú)明顯差異。

四、討論

1.優(yōu)化養(yǎng)殖池排污模式

目前陸基圓形池循環(huán)水系統(tǒng)是單循環(huán)通道，采用傳統(tǒng)單通道底排污模式，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，無(wú)法去除魚池水表面的泡沫和油污。采購(gòu)的豎流集污器型號(hào)較小，實(shí)際進(jìn)排水量較大，在保持系統(tǒng)循環(huán)水量為7.5 米3/時(shí)時(shí)(即每天達(dá)到6 個(gè)循環(huán)量)，豎流集污器效果不理想，大部分懸浮物沒有沉淀下來，而是直接進(jìn)入到生物處理罐，加重了生物處理罐的負(fù)擔(dān)。排污模式可改造為分路排污模式，養(yǎng)殖池分路排污技術(shù)是國(guó)外魚池的主流排污技術(shù)，是一種底排污與表層溢流相結(jié)合的模式，即通過底排污有效排出沉淀性顆粒物，在魚池上方水體表面設(shè)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達(dá)到良好的去除效果，起到保持水位的作用。

2.優(yōu)化生物處理

(1)生態(tài)處理罐產(chǎn)品設(shè)計(jì)缺陷。同生物處理罐廠家溝通，生物處理罐里加入約1 米3的塑料填料，比表面積為500 米2/米3。按照正常生物膜日處理能力計(jì)算，生物處理罐氮處理能力應(yīng)達(dá)到50～100 克/天，實(shí)際使用中只能處理氮約12克/天。填料總表面積過小，高密度養(yǎng)殖模式養(yǎng)殖密度一般在50 千克/米3以上，若養(yǎng)殖草魚(以50 千克/米3計(jì)算)日投喂率2%、飼料蛋白質(zhì)水平30%，那么每口陸基圓形池需生物膜面積7 200米2，但目前使用的生物處理罐填料總表面積僅500米2。

(2)操作困難。生物處理罐為密閉罐體，循環(huán)水系統(tǒng)發(fā)生故障情況無(wú)法正常運(yùn)行時(shí)，沒有備用的循環(huán)支路對(duì)生物處理罐進(jìn)行支撐，若持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)對(duì)生物處理罐內(nèi)的細(xì)菌造成損傷，若損失過大甚至需要重新培養(yǎng)。

(3)水量控制煩瑣。循環(huán)水量較大時(shí)，生物處理罐的填料會(huì)沖出并漂浮于水面。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，填料集中漂浮在罐體上層，造成生物處理罐內(nèi)水流短路，使處理的有效表面積減少，填料處的水流速度變小，達(dá)不到正常處理能力，系統(tǒng)整體的處理能力下降。

3.裝置完善

該循環(huán)系統(tǒng)水體在經(jīng)過豎流集污器后，仍有較多懸浮物進(jìn)入到生物處理罐，加重了生物處理罐的處理負(fù)擔(dān)，降低了系統(tǒng)的整體承載力。在循環(huán)水管路中，增加固液分離裝置，使用沙濾罐、微濾機(jī)、弧形篩等裝置進(jìn)行過濾分離。循環(huán)泵之前安裝微濾機(jī)，生物濾池之前安裝沙濾罐。增加泡沫分離器和脫氣裝置，泡沫分離器可以去除系統(tǒng)中大部分的溶解有機(jī)物，降低生物處理部分的負(fù)擔(dān)，增加系統(tǒng)的承載力。脫氣裝置則可以去除系統(tǒng)中的二氧化碳和氮?dú)?，增加溶氧量?/p>

五、結(jié)論

試驗(yàn)組氨氮和亞硝酸鹽含量在試驗(yàn)的大部分時(shí)間低于對(duì)照組，氨氮平均比對(duì)照組低27.78%，亞硝酸鹽平均比對(duì)照組低34.09%，在此試驗(yàn)條件下試驗(yàn)組對(duì)養(yǎng)殖水質(zhì)的凈化效果優(yōu)于對(duì)照組。試驗(yàn)周期內(nèi)，對(duì)照組和試驗(yàn)組的凈化穩(wěn)定性較好，中后期水質(zhì)變化幅度不大。采取試驗(yàn)組循環(huán)水處理模式有助于水質(zhì)的穩(wěn)定。