工厂化水产养殖中的自动控制技术

本文从工厂化水产养殖自动控制系统的组成、自动控制方法、自动控制技术在水质参数检测与调控中的应用等方面,论述了有关研究的技术成果和未来发展趋势.根据水产养殖工业化和自动化发展,以及自动控制技术在水产养殖中的广阔应用前景,指出了发展水产养殖自动化检测和调控精准技术的必要性,提出发展规范化、标准化的水产养殖自动化技术,以推动...     

工厂化水产养殖中的水处理技术

水产养殖的水处理技术是发展工厂化养殖技术的关键,本文根据我国现代渔业发展的趋势,结合国内外有关水产养殖水处理技术的研究结果与发展趋势,从增氧、悬浮物处理技术、氨氮处理技术、有害气体处理技术、消毒杀菌技术等方面,论述了目前水产养殖水处理技术的主要方法以及进一步研究的发展趋势,为实际应用和开发新技术提供参考依据.     

工厂化水产养殖中的增氧技术

工厂化水产养殖密度大、水和土地资源利用率高、水质可净化而污染少,是应用工业化方式进行水产养殖的生产模式。高效合理的增氧方式可有效增加工厂化养殖中设施与设备的效能,提高生产效率,是工厂化水产养殖的关键技术之一。本文针对水产养殖发展的新变化、新特点,论述了国内外增氧装备的结构特点、增氧方式和效果,分析了增氧技术在发展过程中存在的问题,探讨了增氧技术在工厂化水产养殖中的应用方法和创新技术的发展趋势,为进一步提高增氧技术提供参考。     

水产养殖业现代化与工厂化养殖

我国水产养殖业迅猛发展,为整个渔业的发展作出了贡献。本文作者就水产养殖业现代化目标与发展趋势、工厂化养殖现状等专题进行概述。     

臭氧处理技术在工厂化水产养殖中的应用研究

臭氧消毒是工厂化水产养殖中水处理的关键技术之一。本文详细介绍了臭氧的物理、化学性质,论述了臭氧制造、水中溶解及水中溶解浓度的检测方法。结合国内外有关水产养殖水处理技术的研究成果与发展趋势,分析了臭氧在工厂化水产养殖水处理中的一些作用和应用特性。介绍了臭氧在工厂化水产养殖中消毒杀菌、氧化有机物、凝聚悬浮物、除臭与除色方面的作用,阐明了臭氧在工厂化水产养殖中的应用前景。     

物联网在工厂化水产养殖中的应用分析

物联网技术在工厂化水产养殖中的不断应用,有利于养殖信息采集的自动化、养殖设备控制的智能化、养殖过程管理的科学化。本文结合国内外相关文献及实地调研数据,从通信技术、设备和智能化管理3个方面分析了物联网在工厂化水产养殖物中的应用现状,总结出当前发展趋势为NB-IoT无线通信技术、低成本免维护传感技术、基于模型预测的设备控制、全系统架构的低功耗发展模式、高集成度的养殖管理系统,并从国家政策、设备国产化、示范基地建立、应用系统性能、人才培养、企业信息化管理等方面提出了发展建议,以期为物联网技术在工厂化水产养殖中的应用提供参考。     

工厂化养殖——水产养殖业发展的动力与潜力

工厂化水产养殖是随着科学技术的进步而发展起来的一种新的养殖方式。这种养殖方式是在品种高密度放养的基础上集机、电、化、仪、自动化、生物工程技术为一体，对生产过程中的水质、水温、饵料、防疫、吸污、分选、起捕、污水处理等各因素或环节进行人工控制或自动控制，使养殖品种在最佳环境下达到最快生长速度，从而使单位面积水域生产量极高。其主要特点是：高投入、高产出、短周期。该养殖方式由于具有易于人为控制、节地、节水、劳动力需求少、生产率高、产品更符合食用卫生标准，因此宜于在缺地、缺水、鱼品价格高、饲料丰富的地区推…     

工厂化水产养殖水体的pH值在线自动控制系统

工厂化水产养殖水体的pH值在线自动控制系统=Automatic control system of pH value in the recirculating aquaculture[刊,中]/朱明瑞(中国水产科学研究院黑龙江水产研究所,黑龙江 哈尔滨150070),曹广斌,蒋树义,韩世成//水产学报,－2007,31（3）,－335～342 根据鱼类养殖的水体适合pH值范围为6.5～8.5,硝化细菌进行硝化反应去除氨氮的pH值在7.0以上,养殖水体的pH值大于8.75就会产生大量对鱼类有毒的非离子态氨的生产实际情况,进行了工厂化水产养殖水体的pH值控制研究。由于pH值的中和过程是非线性的,很难控制,所以本文根据水产水体养殖的要求确定将pH值控制在7.0～7.5之间的稳定范围内,确保整个控制过程在pH值变化的线性范围,降低控制难度。控制采用PID算法,以占空比方式控制电磁阀添加中和剂,实现对pH值的控制。中和剂选择NaOH和NaHCO3,并进行了稳定控制配比试验,浓度分别为2 g•L-1和20 g•L-1的配比组,获得满意效果。本控制系统使用电磁阀而不是变频器或是调节阀之类昂贵作为执行元件,方法简单,成本低廉,控制准确可靠,是一种非常适用于工厂化水产养殖的pH值在线自动控制系统。图8表6参9     

工厂化水产养殖水质监测系统

工厂化水产养殖的密度高、风险大,养殖对象对pH、溶解氧、温度、氨氮、亚硝酸盐等水质参数的变化敏感,受影响严重,监测水质参数极为重要。本文针对工厂化水产养殖水质监测特点和需求,研发了工厂化水产养殖水质监测系统。分析研究pH、溶解氧、温度、亚硝酸盐等水质参数的阈值,设计水质监测数据无线采集节点和基于Zigbee的无线监测网络,建立水质监测系统软件平台。结果表明,该系统能够实现工厂化水产养殖水质实时监测,保证生产安全,提高水产养殖生产效率。     

基于易控的工业化循环水养殖系统

随着可用水资源的减少,工业化循环水养殖是现代渔业的发展趋势。为了提高工业化循环水养殖的自动化程度,以及将其与物联网更好地结合起来,设计了基于易控的工业化循环水养殖系统。系统采用封闭式循环水养殖工艺,选用微滤机、流化床、低压纯氧混合装置等国内先进的循环水养殖装备构建硬件系统,使用西门子S7-300 PLC和其它智能仪表设备等构建控制系统,通过易控软件作为人机交互平台将各要素进行整合。该系统实现了工业化循环水养殖系统的养殖过程智能控制、养殖水质精准调控和养殖控制物联网化,具备自动化程度高、运行稳定、扩展性强的优点。该系统易于推广,并为将来的福利养殖系统提供了理论依据和基础数据。     

循环水养殖系统中的固体悬浮物去除技术

循环水养殖系统(Recirculating aquaculture systems,RAS)中固体悬浮物(Suspended solids,SS)的去除效果直接影响到鱼类生长、生物净化效果、系统配置和运行成本等诸多重要因子。根据固体悬浮物产生、物理特性和分布规律,结合颗粒悬浮物去除工艺特点,对去除技术进行系统研究分析。固体悬浮物源自饲料,密度一般为1.05~1.19 g/cm3,运用重力分离、过滤和泡沫分离等工艺通过预处理、粗过滤和精处理三道工艺步骤,可分别去除不同直径的颗粒物质,在达到合理含量的前提下,获得低能耗、低成本和系统稳定运行的综合效果。固体悬浮物的去除符合目标明确、排出及时和区别对待三原则,去除工艺注重相关技术的优化集成。     

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。     

封闭循环水养殖系统中池塘覆膜对水质的影响

2005—2010年,对天津市天祥水产有限公司封闭循环水养殖系统水质进行了检测。结果显示:养殖池塘是否覆膜、覆膜面积大小,均会使整个养殖系统中的总硬度(TH)、总碱度(AT)、NH3-N和PO4-P在时空上产生差异。时间上,它们年份间差异极显著(P<0.01);空间上,各采样点的AT和NH3-N差异显著(P<0.05)。覆膜使系统的TH和AT稳定性减弱,CV上升了166.5%～241.7%,这种情况在养殖中期尤为突出,但对NH3-N和PO4-P稳定性的影响并不明显。养殖系统中较大面积的覆膜(43.65%)对养殖池塘TH、AT和NH3-N稳定性的影响比非覆膜池塘的大,CV分别高出了75.9%、135.6%和21.6%;而小面积(19.2%)覆膜的养殖池塘相对非覆膜池塘稳定,CV分别降低了71.9%、41.5%和91.4%。导致它们间差异及稳定性变异的原因主要归结于覆膜影响了物质与土壤间的物质交换及其间的生物活性强度。     

国外封闭循环水养殖系统工艺流程设计现状与展望

以发达国家成功运行的养殖系统为出发点,按照不同养殖鱼类的生活习性、水体流态以及水处理工艺特性的不同,将其归类为4种典型鱼类的循环水养殖系统工艺(常规游泳性鱼类、鲆鲽类、鲑鳟类、鳗鲡等),分析探讨每种工艺的设计理念、设计思路等,总结工艺流程设计技术特征,展望未来发展趋势,提出循环水养殖工艺流程设计较为特殊的3种模式,从而为封闭循环水养殖系统设计提供技术参考。     

凡纳滨对虾循环水养殖系统应用研究

以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)室内工厂化流水养殖(IIFA)为对照组,通过养殖场凡纳滨对虾循环水养殖(RAS)试验(85 d)比较不同养殖模式对凡纳滨对虾的生长性能、养殖水体水质影响,探究循环水养殖系统(RAS)的硝化效率变化。结果显示:RAS的凡纳滨对虾存活率(74.58%±1.74%)、饲料转化率(70.56%±3.82%)、产量(3.91±0.49 kg/m^3)显著高于IIFA的凡纳滨对虾存活率(66.90%±3.80%)、饲料转化率(67.14%±3.25%)、产量(3.47±0.42 kg/m^3)(P<0.05)。对虾RAS可以将养殖水体化学需氧量(COD)、氨氮(NH_4^+-N)和亚硝酸盐氮(NO_2^--N)质量浓度稳定在较低水平(5.92、0.60和1.14 mg/L);对照组的COD呈现上升趋势,最高升至15.37 mg/L,NH_4^+-N和NO_2^--N质量浓度在较大范围(0.20～2.90 mg/L和0.19～6.97 mg/L)内波动。然而,对虾RAS养殖水体NO_3^--N和总氮呈现逐渐上升的趋势,最高分别升至25.98和33.55 mg/L;对照组养殖水体NO_3^--N(0.94～2.85 mg/L)和总氮(5.95～14.01 mg/L)质量浓度变化则相对较小。对虾RAS对养殖水体硝化作用发挥着至关重要的作用,NH_4^+-N和NO_2^--N去除率分别为23.78%～91.43%和0～27.76%,NO_3^--N累积率则稳定在一定范围(0.57%～4.30%)。研究表明,对虾RAS的应用可有效控制凡纳滨对虾养殖水体关键水质指标,有利于对虾存活率的提高和养殖产量的增加。     

营养液膜技术栽培牧草净化循环流水水产养殖废水的试验

为研究植物生态净化技术集成至循环流水水产养殖系统的可行性,构建了4个(4重复)3.0m×0.5m×0.05m(长×宽×高)的植物滤器处理淡水白鲳(Colossoma brachypomum)高密度养殖废水。每个植物滤器生长0.8m2NFT(营养液膜技术)培多年生黑麦草(Lolium perenneL.)。废水每周更换一次,每次25.4L,连续运行40d。7d循环灌溉处理后,NO3--N、TN、TP、COD的去除率分别达96.1%、86.2%、90.5%、88.7%,pH从6.4升高至8.4,而水体积只消耗29.7%。除UIA由于pH升高而超标外,所有水质指标均符合渔业水质标准。牧草日增长仅2.3mm,显著低于用商品营养液培育的牧草生长速度(日增长13.2mm)。鲜草TAN和NO3--N含量分别为107.9和42.5μg.g-1,试验结束时收获鲜草582.9g.m-2,烘干后得到干草102.5g.m-2,干湿比0.176。结果表明,植物滤器能解决生物滤器引起的N、P、COD累积以及pH下降等问题,是一种环境友好的水处理方法。为使牧草良好生长,建议定期将牧草返回培育系统用商品营养液培养一段时间。     

3种填料对集装箱循环水养殖废水处理的初步研究

为探讨聚丙烯塑料发泡材料(EPP)、悬浮球填料和海绵填料对集装箱循环水养殖废水中细菌吸附性能的差异,以及3种填料挂膜启动和挂膜成熟后对氨氮(NH_4~+-N)、亚硝酸盐氮(NO_2~--N)和硝酸盐氮(NO_3~--N)的净水效果,以集装箱循环水养殖废水为研究对象,采用自然挂膜的方式进行了为期3个月的试验,并对相关指标进行测定。结果显示:EPP填料对养殖废水中细菌的吸附能力最好,另外两种填料对细菌的吸附能力次之并且差异不显著(P0.05);3种填料自然挂膜成熟的时间分别为21 d、26 d和30 d;各填料挂膜成熟后处理高浓度NH_4~+-N养殖废水时,NH_4~+-N浓度与NO_2~--N浓度之间的关系可以用多项式y=ax~2+bx+c进行拟合,NH_4~+-N浓度与NO_3~--N浓度之间的关系可以用对数式y=aln(x)+b进行拟合。研究表明:EPP填料、悬浮球填料和海绵填料均可作为生物填料用于集装箱循环水养殖系统。     

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。