国内外工厂化循环水养殖研究进展

工厂化循环水养殖模式是一种新型的高效养殖模式, 以养殖用水净化后循环利用为核心特征, 节电、节水、节地, 符合当前国家提出的循环经济、节能减排、转变经济增长方式的战略需求。本文以循环水养殖模式应用实践为主线, 结合近几年养殖模式的科学研究和产业发展, 围绕养殖管理与应用, 分别对水循环系统对化学物质的承载力、水循环率、主要养殖种类、养殖效果和最适养殖密度等运营管理环节进行了总结和探讨, 为今后建立适用于中国国情的工厂化循环水养殖模式管理标准提供参考。

     

工厂化循环水养殖对虾研究进展

简述了国内外工厂化循环水养殖系统,对比了传统养殖模式中高位池养殖与池塘养殖模式,指出了工厂化循环水养殖对虾模式存在的问题,探讨了工厂化循环水养殖模式的推广阻力.     

云纹石斑鱼工厂化循环水养殖技术

本试验率先采用循环水系统开展了云纹石斑鱼的养殖试验并取得了成功.结果显示,在莱州明波养殖基地选用的平均体重50 g/尾规格的云纹石斑鱼苗种10万尾,在水温22～ 25℃、盐度28～31、pH7.8～ 8.2的水环境条件下,经12个月培育,长成平均体重为0.65 kg/尾的商品鱼,平均单尾月增重50 g,成活率93.5％;共收获成鱼9.35万尾,单产49.9 kg/m3.本研究为云纹石斑鱼工厂化循环水养殖提供一个成功的范例.     

节能型半滑舌鳎循环水养殖车间优化设计

优化设计建设了半滑舌鳎循环水养殖车间,车间建筑面积2 880 m2,养殖水面1 340 m2.优化设计主要包括节能型养鱼车间、循环水处理工艺、补充水及外排废水处理工艺、养鱼池、生物滤池及渠道式紫外线消毒池设计.该养鱼车间比一般低拱车间节能30%以上.生物滤池为4段流水式结构.养鱼池能自动清污,倒U形管控制水位.渠道式紫外线消毒池消毒效率高,细菌去除率99%以上.通过养鱼工程优化设计及基地建设,提出了我国未来海水循环水养殖的三级推广模式.     

鲟鱼工厂化循环水养殖系统设计及运行效果

针对目前中国淡水工厂化循环水养殖系统建设和运行成本过高,推广应用受到一定程度制约的问题,在自主研发斜管重力滤沉淀装置、内循环流化床反应器、一体化臭氧接触反应器等水净化设备的基础上,通过应用物质平衡相关原理,精确设计、确立不同阶段系统关键运行参数,建立一种高效节能的鲟鱼工厂化循环水养殖系统。通过96 d养殖试验,结果显示,鲟鱼摄食和生长情况正常,养殖密度平均(41.2±2.3)kg/m~3,存活率95.8%,饲料系数1.17。日换水量在5%以下,水质情况良好,氨氮和亚硝酸盐氮后期稳定控制在(0.80±0.21)mg/L和(0.38±0.12)mg/L;系统平均日耗电量为33.3 kW·h,平均产出1kg鲟鱼耗电7.30 kW·h。系统运行具有低能耗、高效率的特点,可为鲟鱼循环水养殖提供技术支撑。     

海水对虾工厂化循环水养殖系统模式分析

对虾养殖由于受到水资源和虾病的困扰,工厂化循环水养殖已经成为今后对虾养殖的一个重要方向。对虾工厂化循环水养殖系统的结构包括了养虾池、水处理技术、消毒杀菌、增氧技术、水温调节装置等。目前,典型的养殖模式有美国德州跑道式对虾养殖系统、台南室内自动化循环水养虾系统、美国佛罗里达三阶段养殖系统和美国夏威夷基于微藻的循环水对虾养殖系统。文中对这4种典型的对虾工厂化循环水养殖系统的养殖试验情况进行分析比较。     

工厂化循环水养殖杉虎斑试验

为比较杉虎斑不同养殖模式的差异,进行了循环水养殖和流水养殖对照试验,为期13个月。结果显示,杉虎斑前4个月体长增速较快,而体重增速较缓,循环水养殖的杉虎斑体长和体重增速均高于流水养殖组;后9个月杉虎斑体长增长缓慢,体重增长较快,循环水养殖的杉虎斑体重增速依然高于流水养殖组。13个月后,循环水养殖的杉虎斑平均规格达763 g/尾,流水养殖的杉虎斑平均规格达655 g/尾。无论是鱼体体长增长率还是体重增长率,循环水养殖试验组均高于流水养殖对照组,存在明显的养殖优势。     

海参工厂化循环水养殖技术

随着水产养殖业，尤其是海水养殖业的迅速发展，养殖方式也由半集约化向高度集约化发展。随之产生的养殖废水中，可能包括来源于粪便和饲料的颗粒态固体废物、溶解态代谢废物、溶解态营养盐、抗微生物制剂和药物残留等。当其被大量排放后，可导致养殖水及邻近水域富营养化或水质恶化。面对这种状况，工厂化循环水养殖便应运而生。它既可以降低废水排放对环境的潜在影响，还可节约养殖用水和能源。     

我国工厂化循环水养殖发展研究报告

报告回顾、总结了我国水产工厂化循环水养殖发展的主要历程和现阶段的主要特点,分析了我国工厂化循环水养殖的主要问题,着重从技术角度剖析了不足和努力方向.然后,又从促进我国水产养殖业可持续发展的角度阐述了对循环水养殖技术的需求,并对现阶段工厂化循环水养殖产业的发展提出了政策建议.     

加速推广工厂化循环水养殖的探讨

传统水产养殖方式有一个巨大的隐患,在水产养殖快速发展的同时传统水产养殖与水资源的矛盾日益凸显。随着传统水产养殖业的快速发展,地下水资源日益减少,地上水资源污染日益加重,严重超出了水环境的自净能力。如此发展下去,可以预见水产养殖业的将来将是十分危险的。在新时期,发展资源节约、环境友好的水产养殖业,推进养殖方式变革,加速推广工厂化循环水养殖已成必然并已迫在眉睫。     

水生植物对鲟鱼循环水养殖效果的研究

鲟鱼工厂化高密度循环水养殖模式的应用已越来越广泛。循环水养殖存在着氨氮、磷酸盐总量不断积累的问题,影响鲟鱼品质和产量。为了提高鲟鱼循环水养殖效果,本文采用了6种水生植物,研究了其调节鲟鱼养殖水体氨氮与磷酸盐等水质、促进鲟鱼生长、改善鲟鱼品质的作用,结果显示:种植了水生植物的A、B试验单元氨氮去除率分别为76.4%与56.6%,磷酸盐去除率分别为64%与44.0%;鲟鱼养殖成活率分别为96.8%与96.5%,饵料系数分别为1.52与1.63;鲟鱼肉质口感好,没有泥腥味。结果表明,水生植物对养殖水体中氮、磷具有极强的去除能力,通过对水质的改良能提高鲟鱼养殖效果和品质。     

多层水槽式工厂化循环水养殖系统智能投饲车设计

为解决多层水槽式工厂化循环水养殖模式中人工投料操作空间局促、劳动强度大、饲料利用率低等缺点,设计了一套基于K60单片机的小微型智能投饲车。该投饲车由循迹小车、投饲装置和控制系统等组成,在特定投饲跑道上行驶,根据红外对管采集的轨道信息和压力传感器采集的饲料信息判别是否投饲或补料,进而实现智能定点定量投饲。初步试验运行结果显示,该投饲车运行稳定可靠,运行速度0. 5～2. 2 m/s,投饲的定位精度误差在2 cm以内,投饲量误差在10 g以内,基本满足设计要求。     

美国工厂化循环水养殖中生物滤器的研究与应用

介绍了目前在美国工厂化循环水养殖中比较流行的生物滤器,包括微珠生物滤器、珠子系列过滤器、流化沙床过滤器、移动床生物滤器等及其工作原理、工作性能、优缺点等.通过对比发现,生物滤器滤料的选择面是相当广泛的,关键在于必须根据滤料的特性设计合理的反应方式.反冲洗形式划分为外力反冲洗型和自清洗型二种,其中自清洗型生物滤器工作状态更加稳定,更具研究和应用价值.生物过滤是整个循环水养殖水处理系统中的核心环节,其过滤方式、反冲洗强弱、水质条件等都会直接影响工作性能.     

石斑鱼和半滑舌鳎封闭循环水养殖系统的构建与运用

介绍适合于点带石斑鱼(Epinephelus malabaricus)和半滑舌鳎(Cynoglossus Semilaevlis Günther)的循环水养殖系统的工艺流程、生物调控及管理措施.通过在系统中采用弧形筛和蛋白分离器组合装置替代微滤机、添加比表面积大的塑料片状滤料、增加臭氧和紫外线2级灭菌装置等手段,并且针对循环水养殖的特点制定系统的生物调控和管理规范,使该养殖系统石斑鱼和半滑舌鳎的养殖承裁量分别达到30 kg/m2和20 kg/m2;养殖1 kg海水鱼的电耗为7.54 kW,并能达到无公害水产品的质量要求.     

团头鲂工厂化循环养殖效益初探

为加快水产养殖业绿色发展,国家大力实施池塘标准化改造,完善循环水和排水处理设施.工厂化循环养殖是一种将养殖尾水进行一系列的净化处理后再度回流到养殖池内进行鱼类养殖的健康养殖模式.这种模式不仅可以净化水质,还可以养出优质的水产品,提高水产品质量.为探测循环养殖系统的净化效果以及经济效益情况,本研究以团头鲂为养殖实验对象,...     

Effect of water recirculation rate and initial stocking densities on competent larvae and survival of the Pacific oyster Crassostrea gigas in a recirculation aquaculture system

The present study evaluated the effect of initial stocking density and water recirculation rate on larval yield (percent of initially stocked larvae alive at the end of the experiment) and production of competent larvae (percent of initially stocked larvae alive at the end of the experiment retained on a sieve with mesh size 239 μm) of Crassostrea gigas in a recirculation aquaculture system (RAS). Different initial larval stocking densities (80, 160 and 320 larvae mL^?1) and water flow rates (100, 200 and 300 mL min^?1, totalling renewal rates of 60, 120 and 180 times day^?1 of water volume in culture tanks, respectively) were evaluated in 2.4-L tanks using a completely randomized design in a factorial scheme. The physicochemical parameters of the water (temperature, salinity, pH, dissolved oxygen and conductivity) were stable in all treatments during the experimental period. Our results demonstrated that the production of C. gigas larvae was feasible at the proposed densities. However, the water renewal rate affected both yield and competent larvae in the recirculation aquaculture system. Oyster cultures with densities of 160 larvae mL^?1 and flow of water of 300 mL min^?1 showed the best yield (89.34 ± 18.43%) and rate of competent larvae (84.09 ± 16.38%) and are therefore recommended with the aim of optimizing larvae cultivation.

     

Efficient and economical way of operating a recirculation aquaculture system in an aquaponics farm

ABSTRACT

In this article, optimal control methods based on a metabolite-constrained fish growth model are applied to the operation of fish production in an aquaponic system. The system is formulated for the twin objective of fish growth and plant fertilization to maximize the benefits by optimal and efficient use of resources from aquaculture. The state equations, basically mass balances, required by the optimization algorithms are given in the form of differential equations for the number of fish in the stock, their average weight as mediated through metabolism and appetite, the water recirculation and waste treatment, hydroponic nutrient requirements and their loss functions. Six parameters, that is, water temperature, flow rate, stock density, feed ration size per fish, energy consumption rate and the quality of food (percentage of digestible proteins) are used to control the system under dynamic conditions. The time to harvest is treated as a static decision variable that is repeatedly adjusted to find the profit-maximizing solution. By modeling the complex interactions between the economic and biological systems, it is possible to obtain the most efficient decisions with respect to diet composition, feeding rates, harvesting time and nutrient releases. Some sample numerical results using data from a tilapia-tomato farm are presented and discussed.