鱼类循环水养殖中的水质参数自动控制

鱼类循环水养殖是一种工业化的养殖方式,其主要特征是养殖水体的循环利用,这一过程要对养殖水体进行处理,对水质参数进行监测与控制,要涉及物理、化学、生物及控制理论等许多学科的理论与技术。本文列出了循环水养殖水体中影响鱼类生长的各种因子并总结了前人的研究成果,进而提出了一些水质参数的控制方式。其中着重分析了溶解氧、pH值和氨氮的监测与控制方式,为进一步实验研究奠定基础。     

低温硝化细菌培养装置的设计

低温硝化细菌培养装置的设计研究,利用低温硝化细菌的硝化和反硝化过程,使养殖水体中的有毒物质氨氮转化为氮气并从水体中释放出来,养殖水体得到充分净化可以循环使用,达到节约水资源和水处理费用的目的,具有结构简单、自动控制的功能,有利于封闭循环水产养殖业向健康方向发展,促进低温硝化细菌的发展进程。     

增氧机定时增氧及自动保护系统

结合养殖池塘生物增氧的实际要求，我们研制出一种池塘增氧机自动控制系统，可根据用户的实际需要任意设定增氧时间与自动重复启动间隔时间，在断相、过载的情况下能自动切断电源，对增氧机电机起到保护作用。     

工厂化水产养殖溶解氧自动监控系统的研究

为以曝气增氧方式的养殖系统(养殖平均体重为450 g的虹鳟Oncorhynchus mykiss,养殖密度为27kg/m3)设计了在线自动监控系统,即对水体溶解氧进行在线监测,对增氧设备进行自动控制。该监控系统是以覆膜溶解氧电极作为检测元件,用组态王软件设计在上位机中运行的监控系统完成在线检测,以PLC为下位机直接控制增氧气泵实现溶解氧控制功能。结果表明:该溶解氧在线自动监控系统能直观地在计算机屏幕上显示养殖现场溶解氧的变化情况,并可以储存、打印、记录溶解氧的变化数值,为掌握溶解氧的变化规律,分析溶解氧产生变化的原因提供基础数据。对增氧设备进行控制,可确保水体中的溶解氧维持在适合鱼类生长的最佳范围内,减少了设备的运行时间,降低了生产过程的能源消耗,取得了较好的效果。     

池塘投饵机控制系统

根据北方池塘投铒的实际要求，结合电路控制的各项性能，研制开发了一种新型的投铒机控制系统。应用逻辑电路和定时器电路进行控制，使用拨码开关技术设置定时时间、自动重复启动的间隔时间和投铒的各项参数，并具有延时投铒功能。操作简单直观、定时准确、抗干扰能力强，解决了定时定量、准确投喂的问题，避免了铒料投喂的浪费。     

虹鳟鱼在双层浮球式生物滤器封闭循环水系统中的养殖试验

本文介绍了虹鳟鱼在双层浮球式生物滤器封闭循环式养殖系统中的养殖试验。该养殖系统主要包括射流暴气增氧、沉淀分离和双层浮球生物过滤器过滤,过滤悬浮物能力达到90％,氨氮处理能力达到149~(gm-3.d-1)(在养殖水体15度条件下),利用臭氧催化氧化法完成杀菌、消毒及二次去除氨氮作用。在8个养殖水体为1m~3的养殖池,放养1015尾平均体重240g虹鳟鱼的循环水养殖系统中,应用动力为0．75kW、处理能力为20 T/h的BAF—20型双层浮球生物过滤设备进行循环养殖水体的处理。在养殖试验过程中,对养殖水体的pH、DO、COD、悬浮物、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐等水化学指标进行了监测,并对虹鳟鱼在养殖过程中不同阶段的生长情况进行了测量。结果表明,在水体循环周期为2次/h,换水周期为一次/每两周的条件下COD≤15mg/l、氨氮≤1mg/l、亚硝酸盐≤0．13mg/l、硝酸盐≤24mg/l,经对比养殖试验表明,没有循环鱼池的水体和经过浮球式生物滤器封闭循环系统的循环水体的各项指标具有明显的差别。试验表明浮球式生物滤器封闭循环水系统完全满足虹鳟鱼工厂化养殖生产的要求,确保虹鳟鱼养殖水体的水质和鱼类生长环境,达到良好养殖效果。     

高温胁迫下虹鳟肝脏代谢组学研究

为探究高温胁迫下虹鳟(Oncorhynchus mykiss)在细胞层面的代谢响应机制, 本研究开展 20 ℃ (T20)和 24 ℃(T24)的高温胁迫实验, 以肝脏为靶器官, 利用 UPLC-QTOF-MS 代谢组学技术结合 PCA、OPLS-DA 等多变量统计分析手段进行差异代谢物筛选, 确定与差异代谢物相关的关键代谢通路变化。结果显示, T20 组共筛选出 65 个差异代谢物, 主要富集于亚油酸代谢、半乳糖代谢、α-亚麻酸代谢、甘油磷脂代谢、嘌呤代谢、鞘脂代谢和谷胱甘肽代谢等 17 条代谢通路; T24 组共筛选出 80 个差异代谢物, 主要富集于亚油酸代谢、视黄醇代谢、甘油磷脂代谢、 鞘脂代谢、α-亚麻酸代谢、谷胱甘肽代谢和甘油酯代谢等 15 条代谢通路。其中, 脂质代谢受到的影响最为显著, 其次为氨基酸代谢。研究结果表明, 高温胁迫下虹鳟肝脏发生氧化应激, 短期内机体调动谷胱甘肽代谢途径加速清除活性氧, 但持续的高温胁迫导致了脂质代谢紊乱, DHA 和 α-亚麻酸等维持细胞正常功能代谢物的减少, 致使机体的免疫和抗氧化系统失衡, 进而造成肝细胞受损。本研究可为后续针对特定代谢通路的耐高温靶向调控研究提供方向, 同时为多视角探究虹鳟耐高温机制提供理论依据。     

应用于冷水鱼养殖的臭氧-氨氮反应塔设计及试验

为了处理冷水鱼养殖过程中养殖水体内积累的氨氮,基于气泡流体力学原理,根据臭氧气泡在水体中的运动、溶解扩散和大小变化方程,设计了一种双层逆流臭氧反应塔,并在工厂化养殖试验系统中进行了臭氧氧化氨氮效果试验和养殖水体臭氧残留浓度监测试验。结果表明,利用该反应塔进行臭氧催化氧化氨氮,可以去除养殖水体中54%的氨氮,处理效果较好;对养殖水体臭氧浓度监测表明,臭氧在水中的残留浓度低于0.01 mg/L,符合养殖鱼类对水体臭氧浓度的安全要求。通过设计、研制和试验,证明双层逆流臭氧氧化反应塔结构合理、氧化反应充分,达到了设计高效臭氧氧化氨氮设备的目的。     

低温硝化细菌固定化及其在水产养殖中的应用

选用聚乙烯小球为吸附载体,通过吸附固定化法固定筛选到的低温硝化细菌,以新设计的低温硝化细菌培养装置作为生物反应器,进行了水体中氨态氮和亚硝态氮的降解试验.结果表明,吸附固定化后低温硝化细菌菌群的硝化性能显著提高.将低温硝化细菌固定化水体处理生物滤器应用于冷水鱼工厂化养殖系统的水处理,在系统运行期间,养殖水体中未检出致病菌,处理15 d,水体中氨态氮和亚硝态氮的去除率大于98％.试验证明了低温硝化细菌的吸附固定化及其在冷水鱼工厂化养殖水体氨氮和亚硝态氮处理中是安全有效的.