我們要養魚,我們也要環保,工廠化水產養殖系統備受關注!

我們要養魚，我們也要環保，工廠化水產養殖系統備受關注！

2017-08-22 10:50:00　　水產養殖網　　出處：工業化水產養殖與裝備        瀏覽量： 49330 次 我要評論

作者：陳海龍&nbsp

什麼是工廠化水產養殖系統

工廠化水產養殖是一種將傳統漁業工業化的養殖模式，它利用現代化的科學技術（包括機械工程學、生物學、水處理化學、機電工程學、現代電子信息學、現代建築學等）對水產品進行高密度、集約化生產。經過科學的論證、精心的設計、具有可行性強的運行，最終實現水產養殖行業低汙染、代風險、高效益、可持續發展的經營目標。如果再加上近年來風險投資、惠家政策等因素，更可能形成行業資源整合、產業結構優化的良好趨勢。


為什麼要搞工廠化水產養殖

1、氣候異常因素
隨著全球氣候的異常加劇，特別是近年來大面積長時間乾旱、洪澇、颱風等極端天氣多發。尤其是2017年下半年環保施壓，廢水排放整治，及其食品安全問題。廣東及海南等沿海地區網箱養殖及土塘養殖都損失慘重，長江流域的水產養殖業幾近絕收，眾多珍稀的水產品也因此絕跡，靠天吃飯的水產養殖模式走入了死胡同。工廠化水產養殖模式採用的是室內養殖的工業模式，因此不會受這樣的極端天氣的影響。

2、水源因素
隨著工業的急速發展和氣候變化帶來的影響，水資源出現了嚴重的枯竭。地下水位持續降低，自然降水大幅減少，水產養殖行業的可持續發展面臨嚴竣挑戰。而工廠化水產養殖模式可大量節約用水，為農業的可持續發展奠定堅實的基礎。

3、病害因素
傳統水產養殖存在著大量的病害侵擾，特別是區域性的網箱養殖。當一片水域被偶爾死亡的病魚汙染後，整片海域的水產養殖都可能面臨著巨大的風險。隨著養殖規模的擴大、養殖種苗的退化、致病生物的基因多樣化，傳統水產養殖業在防治病害方面日漸突出，而大量用藥的結果不僅導致致病病毒基因突變更難應付，更會造成周邊水環境的乾淨汙染。更重要的是，在人們越來越重視食品安全的今天，高化學殘留的水產品將會受到來自市場的強烈抵制。因此，綠色環保、高密度的工廠化水產養殖是現實形勢所逼的必然趨勢。

4、水質汙染及人為因素
工業的飛速發展帶來的諸多影響中，環境汙染當屬罪魁禍首。因上遊水汙染而導致的死魚事件更是層出不窮，另外水體富營養化而導致的藍藻爆發事件更是時有發生。



工廠化水產養殖的優點

1、低碳環保。同樣的生物負載下，工廠化水產養殖所消耗的能量遠遠低於水產養殖所消耗的能量。同時沒有養殖廢水排出，不會對環境造成二次汙染。

2、高密度、高效益。工廠化水產養殖所佔的土地面積比傳統水產養殖所佔土地面積大大縮小。而養殖密度可以大大提高。比如淡水寶石鱸可以達到80公斤每立方的養殖密度，相同面積的養殖水體，經濟產出可比傳統養殖高出幾十倍。

3、不受到氣候、水質變化等自然環境的影響和制約，而且可以一年之中多輪下苗，做到不間斷銷售、反季節上市、節假日集中銷售等，最終達到利潤最大化。

4、相對封閉的養殖空間能有效隔離病害和控制病源的侵入，大大降低水產養殖過程中病害爆發風險。

5、由於集約化及自動化設備的普遍應用，可以大大減少水產養殖過程中的人工成本。


工廠化水產養殖的具體形式

一、流水式工廠化水產養殖
適宜於水源水質較好、換水成本較低的地方。如森林地帶中下遊，靠近淡水河的地方，或是海岸的岬角地帶。由於當地水源無工業汙染，水質清澈純淨，微量元素豐富，水量及水質變化不大，可引用河水或海水作為水源，搭建鋼結構防風棚，保持進水與排水同時進行，這種叫流水式工廠化水產養殖。亦可保持一定的換水率，增加循環水養殖系統設備對養殖水體進行循環處理，以便使水質變化控制在極小的範圍內，這樣最有利於水產品的生長，這種形式被稱作半流水式工廠化水產養殖。

二、全封閉循環水養殖
適用於優質水資源稀少的地方。如汙染嚴重的城市郊區、海水或淡水河流被嚴重汙染地區、內陸沒有海水的地方，可實行全封閉循環水養殖，這種養殖模式對外界環境的依賴性小，系統穩定運行後可持續贏利，但前期土建及設備投入較高。

三、循環水水產育苗
水產育苗作為水產養殖環節的第一環，水質的好壞直接關係到下遊的整個產業鏈的成敗。因此，盡一切可能提高孵化率、減少畸胎及死胎十分重要。而經過系統設備處理後，穩定的水質對於提高育苗的孵化率等起著至關重要的作用。

四、水族及海洋館工程
水族及海洋館工程一般都建在城市的繁華地帶，自然不能有效利用邊遠地區的水源，因此，循環水處理成套系統便成了唯一的選擇。它的原理同高密度工廠化水產養殖如出一轍。只是養殖密度較小，但卻因為要達到較好的觀賞效果，對水質的清澈度有更高的要求。


工廠化水產養殖所要求的水質處理要求

無論是傳統的水產養殖模式，還是新型的工廠化水產養殖模式，一些基本的水質參數都是需要達標的。比如養殖水體的溫度、溶氧量、氨氮含量、亞硝酸鹽含量等。在實際應用中不同的魚種對這些參數的要求和耐受力也是不同的。在高密度工廠化水產養殖條件下，時刻保證相應的水質參數達標是整個循環水處理系統配置的根本依據。


工廠化水產養殖系統的基本組成及工藝流程

工廠化水產養殖系統的配置應與對應魚種的適應環境相匹配。以全封閉的循環水養殖系統為例，整個大系統包括鋼結構系統、土建系統、管道系統、機械過濾系統、動力設備、殺菌系統、恆溫系統、生物過濾系統、增氧系統、水質監控系統、生物動態監控系統、自動餵食系統、汙水處理再利用系統、照明系統、電氣自動化控制系統等。如果要實現更高層次的自動化管理，還可以增加遠程信息傳輸及控制（網際網路）、太陽能發電系統、魚菜共生系統、生物餌料培育系統等。

有了循環水養殖系統，低風險、高效益的工廠化水產養殖便有了基本保障。因為系統的正常動作需要操作者的管理和協作，同時水產生物從孵化到成長為待售的成魚，是一個漫長而複雜的過程，在這個過程中，有一些突發或不可控因素同樣會影響到養殖業主的經濟效益。如魚類突發疾病，或是養殖場突然停電，這就需要漁場管理者具備專業的應對突發事件的能力，同時要有相應的風險控制措施。

另外，專業的水產養殖技術也是不可或缺的。如何針對不同的魚種進行繁育和養殖，以期達到最佳的收益，需要養殖主具有專業的水產養殖知識。只有經過大量的實踐和科學驗證的技術才能保證水產養殖場的最終贏利。
綜上所述，循環水處理系統、漁場管理、水產養殖技術是為新型工廠化水產養殖的三大要素，軟體與硬體都是必需的。


工廠化水產養殖系統各分系統的功能說明

一、機械過濾系統
機械過濾系統的主要功能就是通過不斷的循環，將水中魚類的糞便及多投的飼料等固體顆粒及膠體狀物質過濾分離出去。以避免它們留在養殖水體中繼續分解成對水生生物有毒的氨氮等物質。
機械過濾系統設備分很多種，常見的有微濾機、蛋白質分離器、過濾沙缸、精密過濾器等。微濾機經過藍靈水產設備的精心設計，早已實現全自動化。蛋白質分離器是一種氣浮分離裝置，一般用於海水中固體懸浮物和膠狀物的去處除。獨特的設計也不用進行人工清洗。而過濾沙缸則是一種需要人工手動清洗的設備，因為它逐漸在水產養殖中被淘汰，現在可用於原水處理上。

二、生物過濾系統
生物過濾系統是指利用特定的生物培養器，培育有益菌群，使之能分解養殖水體中的有害物質。從而達到循環水可持續利用的目的。
生物過濾系統是整個水處理系統的核心系統。其中氮循環是最受人關注的技術環節。氨氮或亞硝酸鹽含量過高，將會對水水生物造成致命的危害。因此，通過精巧的設計、利用專業培育的生物細菌對有害物質進行清除分離，是整個循環水處理系統的核心所在。
當氨元素存在於魚類的飼料裡的時候，它一般是以蛋白質的形式存在。投餵後，大部分蛋白質會被魚類吃掉，一小部分未被吃掉的飼料就會散落在養殖水體中。在分解細菌的作用下，它們逐漸轉化成了胺基酸，再進一步轉化成了氨。被魚類吃掉的一部分經過魚類的消化，也轉變成氨。殊途同歸的氨在分子態時是一種劇毒物質。在硝化細菌的作用下，它會被轉化成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽是一種不太穩定的物質。在高氧化還原電位的情況下，會被氧化成亞硝酸鹽。此時如果有反硝化細菌，硝酸鹽就會被轉化成氮氣從水中溢出。這樣，水體中的氮元素就完成了一個完整的轉化分離過程。
在實踐中，生物過濾的細菌需要適宜的條件才能起到相應的作用。如水體的溫度、PH、溶氧量、合適的碳氧化、殺菌劑等。因此，不僅要求其他系統設備與生物過濾器配套，更對操作者有一定的技術要求。

三、殺菌系統
殺菌系統是指通過一定的技術處理，使養殖水體中的生物細菌落達到一定的良性動態平衡。從而減少養殖病害的突發風險。當養殖病害發生後，也能及時有效的地對病害進行控制和消除。常見的設備有臭氧發生器、紫外線殺菌器等。在類產品的特點是殺菌能力強，安全可控、無有害殘留等。

四、恆溫系統
保持養殖水體溫度恆定對於水產養殖來說十分重要。因此，在工廠化水產養殖條件下，恆溫系統是必不可少的。恆溫系統可以是鍋爐，也可以是地暖，也可以是空氣能或地源的冷暖機，無論用哪一種設備，就地取材，減少成本是養殖業主應該密切關注的。

五、增氧系統
增氧系統包含兩大部分：氧氣源和增氧設備。當養殖密度較小時，利用空氣來增氧都可以滿足水生生物的需求。而高密度養殖狀態下，高溶氧對水生生物的成長具有非凡的意義。因此純氧增氧成為必要。純氧氧氣源可以由制氧機不間斷的生產，也可以由多組氧氣瓶組成。
增氧方式。最常見的是氣石曝氣。氧氣源來自於空氣。這種方式因氣泡直徑過大，氧氣溶解效率較差。另外有射流器溶氧，射流器製造的氣泡直徑較小，從而使單位體積的氣體與水接觸的總表面積大大增加。氧氣溶解效率有相當大的提高。如果再配備了氧氣錐等設備，溶氧效率會更好。

六、水質檢測系統
水質檢測系統也可以稱作水質監控系統。它由一系列的電子設備及對應的配件組成。可以抽樣或在線檢測養殖水體的各項指標。一般情況下，我們應關注的養殖用水指標有：
溫度——PH——氨氮——亞硝酸鹽——硝酸鹽——鹽度——溶氧度——硬度
當然還有其它一些指標，如微量元素含量、重金屬離子含量、農藥殘留含量等。
水質檢測的結果直接反映出循環水處理系統的運行效果。因此，及時、準確地檢測養殖水體中的各指標的數值，是水產養殖操作員重要的日常工作之一。水質檢測設備可與電腦相連，結合最先進的物聯網系統，完全可與做到實時監控、遠程智能數據傳輸。

七、養殖廢水再利用系統
水產養殖過程中水生生物會產生大量的汙物，綜合利用這些汙物，變廢為寶，減少汙染排放或零排放是工廠化循環水養殖的目的之一。目前我你可以利用經過過濾得來的有機物進行發酵。製成沼氣再發電，提供給動力系統。最後形成的沼渣仍可以作為農田蔬菜的有機肥料。真正做到物盡其用，節能環保。

八、動力系統
在過濾系統中，養殖水體需要不停地循環處理，動力系統提供最初的水體運行動力源。不同的動力系統設計，直接影響到了養殖業主的長期經營成本。因此，在整個工廠化水產養殖的設計階段，就應該結合實際情況，科學合理地減少動力系統的能耗。

九、管道與土建系統
管道與土建系統在設計階段就應該與即將安裝的設備等配套。魚池可以是玻璃材質，也可以是塑料。當然也可以是水泥地。但應該做好防滲漏、保溫等措施。

十、監控系統
監控系統包括水下監控系統和管理監控系統。水下監控系統主要是為了監控生物在水下的活動，進食情況。以便養殖管理者能更好及時地了解養殖品種的實時狀態，防患於未然。管理監控系統是為了防火防盜及其其它突發情況。這些監控數據都可以通過現有的網際網路技術第一時間上傳到管理者的電腦或手機上，實現漁場管理的智能化。作圖為水下監控系統與個人手機終端相連組成的即時水下監控系統。

十一、自動餵食系統
對於一個工廠化水平養殖漁場來講，人工餵食的勞動力成本是一項不小的支出，而集約化的漁業管理模式讓自動餵食顯得十分必要。同時，自動餵食可以做到定時定量。隨著水生物不斷的長大，餵食量也應該同步增加。規律性餵食對水生物的生長具有重要的意義。左圖為國外大型工廠化水生產養殖場使用的自動餵食裝置。

十二、太陽能系統
太陽能系統不僅包括一系列的太陽能發電裝置，也包括在電路控制，電力存儲等附帶設備。在工廠化水平養殖系統的最初設計階段，管理者應該考慮到養殖場頂棚就建立透光保溫板。太陽能可以提供一部分養殖場所消耗的電能。如照明系統和電氣控制總成。如何進一步拓展工廠化水平養殖所消耗的電能，是水產從業者應該進一步研究的重要課題。

十三、魚菜共生模式
水產養殖會產生含有氨或硝酸鹽等物質的廢水。如果用設備處理，投入較高。而且設備運行所消耗的成本也相當可觀。如果在工廠化水產養殖系統中加入水培蔬菜系統，這些氨氮等物質將會成為水生蔬菜的靚號肥料。從而達到「養魚不換水，種菜不施肥」水產養殖與水產蔬菜雙重豐收的效果。魚菜共生讓動物植物&nbsp微生物三者之間達到一種和諧的生態平衡關係，是未來可持續&nbsp循環性&nbsp零排放的低碳生產模式。左圖為魚菜共生系統模型。


工廠化水產養殖系統成本及效益分析

一、工廠化水產養殖客戶首先應著重考慮一下幾點：
1、養殖什麼品種
水產養殖的最終效益是由市場來體現的。及時跟蹤市場風向，再結合相關品種的養殖難度，操作者所掌握的技術，養殖場所處的地理位置等因素來確定最適合自己水平的品種。
2、養殖密度
工廠化水產養殖是一種高投入的生產模式。在系統設備處理能力範圍內，儘可能地提高養殖密度，才能做到產出最大化。而且高密度養殖本身就是工廠化水產養殖的核心內容—提高單位面積內的經濟產值。
3、當地有哪些優勢
比如當地有良好的水源，那麼工廠化水產養殖的水處理難度就大大降低了。如果當地有相當良好的熱源，如發電廠排出的蒸汽熱源，可以為水產養殖場提供廉價的冬季加熱所需熱量，那就更是錦上添花了。

二、工廠化水產養殖主要投入項目

1、土建成本
2、設備成本
3、管理成本
4、電力成本
5、飼料成本
在正確選擇養殖品種，及時把握市場風向的同時，能對工廠化水產養殖中的各個環節進行良好的成本控制。養殖業主才能在水產養殖行業收貨那份屬於自己的財富!

工廠化水產養殖是一個系統工程，它不能僅靠其中的一項內容而存在。人、系統設備、環境、養殖技術等因素都是它的重要支撐，而最終起決定因素的是人的因素，如何將有限的資源通過不同形式的排列組合。使之產生最大的經濟效益，管理者自身起到了關鍵的主導作用。即使是水產品的養殖成功，市場的價格波動、檢驗檢疫等因素也同樣會給最終的養殖收益帶來風險。因此，在使用工廠化模式進行水產養殖時，應做好縝密的調查研究、科學論證工作。將潛在的風險控制在最低的水平。

最後，在新型農業、環保產業、現代科技飛速發展的今天，希望廣大的養殖戶朋友能把握好歷史機遇、引領行業潮流，在未來開拓出一片新天地！


來源：工業化水產養殖與裝備創新聯盟

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