寻找工厂化养鱼场的设计方案

【专家解说】：">1 工厂化养鱼
工厂化养鱼是指运用建筑、机电、化学、自动控制学等学科原理，对养鱼生产中的水质、水温、水流、投饵、排污等实行半自动或全自动化管理，始终维持鱼类的最佳生理、生态环境，从而达到健康、快速生长和最大限度提高单位水体鱼产量和质量，且不产生养殖系统内外污染的一种高效养殖方式。
工厂化养鱼是当今最为先进的养鱼方式，具有占地少、单产高、受自然环境影响小、可全年连续生产、经济效益高、操作管理自动化等诸多优点，而且其中的封闭式循环流水养鱼不易产生对海洋环境的污染，耗水少，是一种环境友好的绿色养殖方式。当今海水养殖正向以海洋环保为核心的可持续性发展方向进军，因此，工厂化养鱼是符合海水养殖发展趋势的最佳养殖方式之一。工厂化养鱼属于高投入、高产出、高风险的产业，投资大、管理严格、技术性强，适合于资金雄厚、技术力量强、管理经验丰富的大、中型企业生产。
我国的工厂化养殖起步较晚，技术装备水平和自动控制水平较低，虽有所发展，但都属于比较初级的高密度室内养殖，只是增加了充气和流水，基本上属于开放式、流水养殖，养殖品种有鲍鱼、真鲷、牙鲆、美国红鱼等，但大多数品种的育苗方面基本都是采用工厂化方式培养，形成了配套体系。
一、工厂化养鱼的类型
陆上工厂化养鱼形式多样，主要有普通流水养鱼、温流水养鱼和循环流水养鱼三种类型。
1、普通流水养鱼
利用自然海水经过简单处理后（如砂滤），不需加温，直接流入养鱼池中，用过的水直接排放入海的养鱼方式。这种方式设备简单、投资少，适合于南方适温地区的短期或低密度养殖，为工厂化养鱼的最低级阶段。适合于鲷类、花鲈、石斑鱼、牙鲆、河鲀等海水肉食性鱼类养殖。
２、温流水养鱼
20世纪60年代初最早由日本发展起来的一种工业化养鱼方式，它利用天然热水（如温水井、温泉水），电厂、核电站的温排水或人工升温海水作为养鱼水源，经简单处理（如调温）后进入鱼池，用过的水不再回收利用。由于地热水、温泉资源有限，因此此种养殖方式主要应用在工厂温排水的综合利用上。目前，温流水养鱼在日本、俄罗斯、美国、德国、丹麦、法国等国较为盛行。我国近年来发展较快，如山东省胶东地区现已建有温流水养鱼厂数十家，养鱼面积约20万m2，年产各种高档海水鱼1000t以上，养殖种类有牙鲆、石鲽、黑鳃、六线鱼、鲷类等。这些养鱼厂的调温方式主要有三种：①燃煤锅炉升温+自然海水式，如山东省威海崮山养鱼厂、荣成寻山养鱼厂等；②电厂温排水+自然海水式，如青岛黄岛电厂养鱼、威海华能电厂养鱼厂等；③温水井+自然海水式，如荣成市丘家渔业公司养鱼场和山东省蓬莱鱼类养殖试验厂等。这种养鱼方式工艺设备简单，产量低，耗水量大，为工业化养鱼的初级阶段。
３、循环流水养鱼
又称封闭式循环流水养鱼，其主要特点是用水量少，养鱼池排出的水需要回收，经过曝气、沉淀、过滤、消毒后，根据不同养殖对象不同生长阶段的生理需求，进行调温、增氧和补充适量（1～10％）的新鲜水（系统循环中的流失或蒸发的部分），再重新输入养鱼池中，反复循环使用。此系统还需附设水质监测、流速控制、自动投饵、排污等装置，并由中央控制室统一进行自动监控，是目前养鱼生产中整体性最强、自动化管理水平最高、且无系统内外环境污染的高科技养鱼系统，是工业化养鱼的最高境界，必将成为工厂养鱼的主流和发展方向。目前，世界上技术水平最高的地区是欧洲，一些国家已能输出成套的养鱼装备。循环水养鱼单产已达100～300kg/m2.a，高的750～1500kg/m2.a，仅补充用水1～10％，自动化净水能力很强。
二、工厂化养鱼设施
根据不同的海水养殖对象和对水质的要求,目前应用的工厂化养殖工艺技术线路各异,涉及的装备繁多,各具特点,大致来说，普通流水养鱼和温流水养鱼这两种工厂化养鱼方式要求设备数较少。普通流水养鱼在普通池塘养殖的基础上增加了砂滤池过滤抽提的海水或井水，而养殖后废水直接排入大海。温流水养鱼则在流水养鱼的基础上增加了调温设备和温排水的预处理设备，如锅炉，保温大棚等；也不复杂。真正意义上的工厂化养鱼是循环流水养鱼，所需设备多，技术先进，下面我们重点介绍。

2 工厂化养鱼
海水工厂化养殖系统主要由以下几个系统组成：（1）鱼池系统；（2）水质净化处理系统（3）自动监测系统等；（4）自动投饵系统等其它辅助系统。
1、鱼池系统　包括鱼池、进排水管道和拦鱼设备等。鱼池一般设在室内，混凝土结构或玻璃钢水槽，形状多为多角形、长方形、圆形，面积一般不超过50m2，池深1m左右，底部设计成一定的坡度以便于排污。进排水系统进水管道为塑料管，直径依供水量而异，进水管口设在鱼池（离上沿30cm）上部，排水管口设在池底部中央或底部一侧，排出管与曝气池或沉淀池相连。拦鱼设备是设在排水口的金属网片或栅箔，孔径以利于排污但不逃鱼为准。
２、水质净化处理系统　水质净化处理是整个循环水工厂化养鱼中的关键。整个水质处理系统包括以下环节:1去除固体废弃物；2去除水溶性有害物质；3杀菌消毒；4增氧；5调温；6水质测控。
（1）固体废弃物的去除　传统的滩涂养殖池塘中,每年自净后的沉积淤层厚度有10cm之多,工厂化养鱼的密度相对要高,产生的固体废弃物量就更大,其中包括鱼粪、残饵及其他杂物（纤维、颗粒、片块状）,有机物含量占80%左右,是养殖水体污染的主要来源,工厂化养殖的水循环系统中首先要将其及时清除,这样才能减轻后道工艺环节的负荷和防止堵塞。
滤床过滤　采用滤床过滤是较普遍采用的一种方法。水从上层流向下层，称为顺过滤，从下层流向上层的称为逆过滤。过滤效果差不多，但是顺过滤易堵塞，逆过滤难以除去固体物质。
筛滤　较之砂滤器而言,筛滤在体积、安装和反冲洗操作方面更具优越性。
固定筛过滤器　即快开式除污器,外型呈圆桶状,内安置网篮,篮内设有筛网,水体流经筛网,大于网眼的固物被滤截,累积后由人工定时取篮排除。网孔根据海水养殖需求不同,配备60～200目/寸不等的规格。特点是安装方便、操作简单,在海水循环处理系统中较多用于泵前过滤颗粒大于0.5ｍｍ的固体物,单元过滤能力10～100ｍ3/ｈ。
旋转筛过滤器　圆状旋转的筛网一部分浸没于水中,水流经旋转的筛网内面而滤杂,在水面以上部分的筛网内侧安置排污槽,筛网外侧对应处设喷嘴组,自动反冲洗时,喷嘴高压水将网内滤出的固体物冲入下方的排污槽并裹带排出。海水类型的网孔为80～150目/寸,反冲洗水压0.2～0.6ＭPa,单元过滤能力14～400ｍ3/ｈ,功耗小于1.5KW/ｈ。此外,还有链式移动筛、振动筛等。旋转筛过滤在海水养殖工厂中有较佳应用效果,特点是可连续工作,防堵性能好。
自动清洗过滤器　一种综合了固定筛结构操作特点和旋转筛性能优点的新型全自动过滤器。外壳机构形似快开式除污器。中央设计了由11KW电机带动的不锈钢刷,其绕滤网内壁旋转,刷除附着在网表面的滤出物,然后由排污阀受控排放。如以吸吮扫描器代替不锈钢刷,扫描器的吸口在旋转中可吸吮微粒杂质而将其排除。特点是反冲洗时不断流,排污量极少。可根据压差或定时控制进行清洗排放,清洗循环采用配计算芯片的电子监控。滤网材质分为不锈钢316（孔径0.2～3.5ｍｍ）和编织滤网（孔径0.025～0.5ｍｍ）类型。适用于大流量（Ｑmax=1000ｍ3）、大过滤面积（10000cm2）的过滤系统,是目前养殖工厂较为先进的筛网过滤器。
泡沫分离器　泡沫分离器能有效地去除水体中呈悬浮状的溶质物，是处理筛滤后海水的关键技术之一。其原理是向被处理水体中通入空气,使水中的表面活性物质被微小气泡吸着,并随气泡一起上浮到水面形成泡沫,然后分离水面泡沫,从而达到去除废水中溶解态和悬浮态污染物的目的。经应用试验表明,泡沫分离器所聚集的污物含固率可达39%。对低浓度养殖水体特别有效,既排除蛋白质等产生氨氮的源头又增氧,注入臭氧效果更佳。
（2）采用生物膜技术处理去除水溶性有害物质　排除固相物后,循环系统中的水溶性物质主要以“三氮”形式存在,氨态氮（ＮＨ3-Ｎ）的毒性很高,它能通过鳃和皮肤很快进入鱼的血液,干扰鱼体正常的三羧酸循环,改变鱼体渗透压以及降低鱼体对水中氧的利用能力,影响鱼类生长；亚硝酸盐氮（ＮＯ-2-Ｎ）能迅速渗透到鱼体,导致血液中和氧结合的亚铁血红蛋白失活,使之成为铁血红蛋白,从而失去携氧功能,严重时危及生命；硝酸盐氮（ＮＯ-3-Ｎ）一般被认为毒性很小,但随氮代谢的不断持续和氮总量的积累,浓度太高也会影响鱼类生长,使鱼体色变差,肉质下降。对这些水溶性物质，一般采取生物膜技术处理，装备主要有浸没式生物过滤罐、滴流滤槽、水净化机和植物净化装置等。

3 工厂化养鱼
浸没式生物过滤罐　罐体为衬胶碳钢或缠绕式玻璃钢,罐内布置空气扩散器（氨的硝化量与耗氧量之比1：4.57）和生物填料,组成生物包（处理氨的能力114～200ｇ/ｍ3·ｄ）。生物填料是硝化细菌的载体,分硬性和软性,均要求无毒性。硬性填料为聚乙烯、聚丙烯生物球或蜂窝填料,或者为微孔陶瓷环、生物石。软性填料为直径7μｍ的维尼纶纤维制成,在水中能自由散开,比表面积达2000ｍ2/ｍ3,氨氮去除率80%强,缺点是易受水中其他因子干扰而结球,影响使用效果。此外,也有在添加载体中添加超细活性材料和将微生物固定化，增强了处理能力。生物包一般呈单元组布置,为增加处理效果,可添加有益净水菌种,如ＮＯ-2、ＮＯ-3硝化菌及ＮＯ-2、ＮＯ-3还原酶等。
滴流滤槽 结构相似于浸没式滤罐,二者体积比1：2,以滴洒的形式承接浸没式滤罐的滤后水。上进下出,水位受控,使滤料（生物滤球、弹性填料等）处于气水交替附着的潮湿状态,水中气态废物（Ｎ2、ＣＯ2、ＣＯ）在滴滤中溢出。结构除罐式外,还有一种由多个塑料箱（底部有漏孔）层叠而成的滴滤池形式,经济、合理、实用。
水净化机　包括生物转盘、生物转球和生物转筒。原理是利用微生物吸附,形成生物膜,通过在空气和水中交替转动,既起到增氧作用,又可对有害的氨氮、亚硝酸盐进行吸收硝化,部分有机物在酶的作用下,直接合成为微生物体内的有机物,从而净化了水体,这类装置具有浸没式过滤和滴流过滤的功能。
鱼菜共生装置　主要是在养鱼循环系统中串联栽培盘、槽、钵、板和基质等,进行无土栽培蔬菜和花卉,利用植物根系对硝酸盐的吸收作用而除掉硝酸态氮。这是目前解决全封闭养殖系统中氮循环的最有效关键技术,为实现零排放无废生产提供了一条可行的途径,具有良好的生态效应。适应海水环境的植物是一些耐盐品种，或由一些淡水植物逐步耐盐驯化而成。
（3）杀菌消毒　为避免化学药物投放所产生的副作用,海水工厂化养鱼中较多采用物理法杀菌消毒。
臭氧发生器　根据放电的原理产生臭氧, 臭氧极不稳定,会很快还原成氧气, 有强烈的氧化能力,具有很强的杀菌作用。臭氧比氧重,能增加水中溶氧和调节水的pH值,特别是与紫外线组合使用,可较大的降低BOD、COD值,使亚硝酸盐达到很低限度,将氨氮转化为硝酸盐,改善养殖水质。杀菌效率优于氯气和次氯酸钠。海水工厂化养殖的运用中,视具体养殖对象和水质条件确定投加量,一般养殖维护浓度（0.08～0.2） mg/Ｌ,治病浓度（1～1.5）mg/Ｌ。残余臭氧的泄露问题可通过重复循环、活性碳吸附和加热方法解决。
紫外线消毒器　将柱状紫外灯管设计于过水管道中,通过紫外灯直接向周围流动的水体放射230～270ｎｍ波长的紫外线, 可达到杀菌灭藻的效果。水质的透明度对照射效果有很大影响,照射厚度控制在20ｍｍ内,照射时间大于10ｓ,照射量1.0×104ｍＶ·ｓ/cｍ2。同时要注意防范紫外线的折射。
（4）增氧和调温　在海水工厂化养殖系统中,鱼池、泡沫分离、生物过滤均需要大量氧气（每天每t鱼约耗氧7.57kg左右）,一般较多采用罗茨风机和旋涡式充气机,其中三叶式罗茨风机有较好的平稳性和低噪音效果。叶轮式增氧机由于增氧效率强、结构简单、使用方便,在水质调节池和养鱼工厂的二级池中有较好的用途。近年来也有使用纯氧、液态氧和分子筛富氧装置（纯度达到90%以上）来增加水体中的溶解氧的方法。采用高效气水混合装置，采用射流、螺旋、网孔扩散等气水混合技术,使水气分子变小,更易混合,使水体溶氧达到饱和与超饱和,提高氧气的利用率,同时有杀菌、防腐作用。该装置也可用于臭氧的气水混合。
（5）调温　除锅炉管道加热（使用热水锅炉为主）、电加热（棒、管、线形式）外,还有采用组合式热泵冷热水机组等设备来调节水体的温度。通过电脑来控制水温，通过控制室内温度来控制池水温度，由于水量小而鱼类密度大，控温主要降温而不是加热。
（6）水质测控　工厂化养鱼系统整体功能发挥和效果体现有赖于水质的监测和调控。采用现代化的自动监测系统能对水质进行全程监测和调控，实现自动监测、报警和自动启动相关设备调控。此外,工厂化养殖系统中还涉及自动监控系统和自动投饵系统等，涉及电脑监控、水泵、自动投饲机、水底清扫机等装备的应用。



4 工厂化养鱼
三、养殖技术
工厂化养鱼与静水池塘养鱼的主要区别是：池塘面积小，池水持续流动和交换，池水溶氧来源依靠流水带入或机械增氧，天然饵料生物少，鱼类营养完全来源于人工投饵，池水中鱼类排泄物等物质随水流及时排出，故水质较清新；放养对象为吞食性鱼类，种类较单纯，密度和产量都较大。
1、鱼种放养
适合于工厂化养殖的鱼类，通常为肉食性优质种类，如鳗鲡、牙鲆、大菱鲆、石斑鱼等，苗种规格一般为50～150g，这样当年才能达到食用鱼规格。
密度养殖密度的是否合理同样决定着整个工厂化养殖的效益。养殖密度应依据水源、水质、基础设施和技术、管理水平而定。普通流水养鱼一般为50～200尾/m2，或5～10kg/m2，不宜超过20kg/m2。循环水养殖，例如养殖大菱鲆放养密度为0.63kg/ｍ3,到第300天,养殖密度达到48.8kg/ｍ3。据报道,大菱鲆可高密度养殖,达到25～30kg/ｍ3,最高可达75kg/ｍ3。
２、饲养管理
（1）水流调节和水质调控　 ① 池水流量的调节　依据进排水中的含氧量和总氨氮、NO2--N等含量调节水流量。池水中一般溶解氧应保持4mg/L以上，出水口的水不低于3mg/L；鱼池排水的总氨<1.5mg/L,NO2-<0.1mg/L。也可根据池鱼摄食情况调节水流量，在水温稳定情况下摄食下降，则应调大流量。流量控制在4个循环/24小时，每次投饵完毕后0.5～1小时后迅速换水，换水量80％左右。 ② 水温的控制　根据不同鱼类的适宜温度的不同，控制好池水的温度，使鱼类始终生活在适宜的温度范围内，加速鱼类的生长。例如13～18℃水温是大菱鲆的适宜生长温度；16~21℃是牙鲆的适宜生长温度；大黄鱼则应控制在最适水温18～25度；石斑鱼应控制在22～28度。 ③ pH调控　 通常要使养殖池水pH偏碱性，常用调控的方法有两种,一是根据每个池的日喂食量求得每日碱性物质添加量后,称取每池所需数量,溶入水中,全池泼洒。二是在循环水池加入所需碱性物质,如NaOH、Na2CO3（苏打粉）NaHCO3（发酵粉）CaCO3（方解石、石灰石）CaO（生石灰）Ca（OH）2（熟石灰）等，通过水循环,把调节后的水注入每个池,达到调节pH的作用。在生产中要注意的两个问题是:一要保证池内碱性物质泼洒均匀,不得造成局部pH过高,以免灼伤鱼体；二要注意安全,碱性物质有较强的腐蚀性,操作时要小心,避免发生损伤。
（2）投饲　饲料多为人工配合颗粒饲料，不设饵料台。投饵次数较多，除白天外，傍晚和清晨也可适当投饲。在水温23～28℃时，每天投饵6～10次，饲料计划、月分配、投饵率及水温关系投饵应变等可参考池塘养殖的有关部分。投饲也要用音响训练鱼，使形成集中抢食的条件反射。每次投饵量仍要坚持使鱼达到八分饱的原则，以提高饲料利用率。一般在靠近水口处投饵。
投喂策略按定量投喂原则,避免饱食投喂对鱼平均摄食量和饵料利用率造成负面影响。根据实际情况确定投喂量。每月初称取平均鱼重,计算饵料系数,根据总重确定月初基础日投饵量,根据饵料系数计算出每日投饵增量,每日递增投喂量。
（3）检查和护理工作　平时经常检查进排水闸门和拦鱼栅情况。