專訪戈賢平研究員| 人工溼地——池塘循環水養殖模式的發展與展望

專訪戈賢平研究員| 人工溼地——池塘循環水養殖模式的發展與展望

出處：科學養魚 作者：趙永鋒 水產養殖網 2016-07-21 16:15:00

河北試點開徵水資源稅的消息相信刺激了眾多水產養殖從業者的神經，雖然該通知沒有指出水產養殖需要徵收水資源稅，但從中也感受到一個強烈的信號，國家對水資源的保護將會越來越嚴格，未來將水產養殖用水納入徵稅範圍也不是沒有可能性，這就迫使我們不得不改變傳統大排大灌的粗放式養殖方式，探索高效節水型養殖新模式。我們邀請了大宗淡水魚產業技術體系首席科學家戈賢平研究員，為我們解讀新型節水養殖模式：人工溼地——池塘循環水養殖模式，以期為水產養殖可持續發展提供思路。
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筆者：為什麼要發展人工溼地——池塘循環水養殖模式？

戈賢平研究員：隨著人類的生產及生活活動對自然資源的過度開發利用，造成了環境的惡化及資源的短缺，同時也不可避免地造成了自然漁業資源的枯竭，目前水產品的供應越來越多地依賴於水產養殖業，而水產養殖業本身也產生大量的廢水，不經處理地排放進一步加劇了水產養殖用水資源的萎縮。水產品需求的加大與漁業生產能力提升困難嚴重地影響到了水產養殖的可持續發展，而養殖廢水的淨化處理及回收利用就成為解決這一問題的關鍵。

近年來，國內外應用於養殖廢水處理的異位及原位處理的常規技術有浮床技術、生態溝渠技術、生態護坡技術、氧化塘技術、「稻魚共生」技術、「魚藕共生」技術、「魚菜共生」技術。其中浮床技術應用於水庫、湖泊、河道及池塘等水體的生態修復，起到一定的效果，但其對於池塘水質的改善能力有限，氣候、植物及搭配比例對其在養殖中的應用前景影響較大，生態坡也主要作為配套技術，生態溝渠技術依賴於溝渠植物搭配、水流速度及停留時間，淨化效果波動較大，「稻魚共生」「魚藕共生」及「魚菜共生」技術可以達到節水、節肥、控水的目的，但是其應用具有局域性及局限性。

人工溼地技術作為一種有效的水處理技術，從20世紀80年代開始由試驗階段進入應用階段，人工溼地引入池塘養殖的歷史較短，但是由於該技術較常規技術有著明顯的優勢，在養殖用水的前處理及廢水循環利用方面較為實用。隨著這一技術的引入，一種新型的池塘生產方式產生，即人工溼地——池塘循環水生態養殖模式，該模式將人工溼地作為淨水核心與養殖池塘合理配比構建了一種新型的生態養殖系統。該系統可有效解決養殖系統對於水體及土地資源的依賴性，有效解決養殖廢水的排放問題，大大減少養殖廢水排放對環境的汙染。同時循環水養殖系統內部水質穩定，有效地改善養殖環境，並可有效防止因外源性引水而造成的病害傳播及汙染物的引入，改善養殖品種的品質，提高水產品的食品安全性，對於促進水產養殖的可持續發展具有切實的理論及實踐意義。

筆者：如何構建人工溼地——池塘循環水養殖模式？

戈賢平研究員：人工溼地——池塘循環水生態養殖模式的構建流程如下：

(1)根據養殖場的地勢選址。應因地制宜，儘量選擇有一定自然坡度的窪地或經濟價值不高的荒地，降低投資。

(2)確定系統組合形式。根據場地特徵、處理要求和所處理養殖廢水的量來確定，可選擇單一式、並聯式、串聯式、綜合式。

(3)確定水力負荷。根據理論或經驗而定。

(4)選擇植物。根據溼地植物的耐汙性能、生長能力、根系的發達程度以及經濟價值和美觀等因素來確定。

(5)計算表面積&nbspAs＝Q/a。As—表面積，Q—進水流量，a—水力負荷。

(6)確定長寬比
①表面流溼地：長寬比10∶1或更大，根據地形來考慮，底坡降0～1%。
②潛流溼地：根據達西定律或厄剛公式確定。達西定律：Q＝Ks×A×S。S—水力坡度，A—溼地床橫截面積，Ks—潛流滲透係數。
厄剛公式：As＝5.2Q[LN(So-Se)]。So—進水BOD濃度，Se—出水BOD濃度，As—溼地床表面積。

(7)結構設計
①進出水系統的布置：溼地床的進水系統應保證配水的均勻性，一般採用多孔管和三角堰等配水裝置。進水管應比溼地床高出0.5米。溼地的出水系統一般根據對床中水位調節的要求，出水區末端的礫石填料層的底部設置穿孔集水管，並設置旋轉彎頭和控制閥門以調節床內的水位。
②填料的使用：溼地床由三層組成，表層土層、中層礫石、下層小豆石。表層土鈣含量在20～25克/千克為好，礫石層粒徑在5～50毫米，鋪設厚度0.4～0.7米。
③潛流式溼地床的水位控制：當接納最大設計流量時，進水端不能出現雍水現象；當接納最小流量時，出水端不能出現填料床面的淹沒現象；有利於植物生長，床中水面浸沒植物根系的深度應儘可能均勻。

(8)編制施工計劃。

(9)修改設計：根據出現的問題對設計進行相應的修改。

(10)施工。

(11)試運行。

(12)竣工交付使用。

筆者：人工溼地——池塘循環水養殖在實際養殖中的應用情況如何？

戈賢平研究員：已有的國內報導較早的人工溼地——池塘循環水生態養殖模式由中國科學院水生生物研究所於2004年春季建成於該所在武漢官橋的養殖基地。由池塘、溼地水處理單元、曝氣池和水道組成。整個模式的運行從2005年6月12日開始，至1O月30日結束。運行結果顯示，總懸浮固體物(TSS)平均去除率達到85%，總氨氮、亞硝態氮、硝態氮、總磷的去除率分別為53%、83%、54%和89.1%，而且模式下主養品種黃顙魚在養殖容量、控制病害、成活率以及魚體生長速度等方面均優於常規池塘養殖。該模式作為較為成功的模式，凸顯了其實際使用價值，而且還在不斷地優化。
基於上述的人工溼地——池塘循環水生態養殖模式，我們於2012年11月在中國水產科學研究院淡水漁業研究中心大浦實驗基地建立了一套人工溼地——池塘循環水生態養殖系統，摸索這種模式在大宗淡水魚生態健康養殖過程中的應用效果及前景。精養池塘的放養模式採用團頭魴為主，混養異育銀鯽、鰱、鱅和草魚的模式。

人工溼地的淨水效果：溼地的處理能力為100噸/天，每日的處理量約佔池塘總體水量的1/30，經複合溼地淨化後，可達到Ⅲ類水，複合溼地對於PO43--P、NH3-N、NO2--N三種物質的去除效果明顯。

池塘的水質狀況：7月下旬，池塘TN出現了峰值，溼地開始滿負荷運行，8月下旬，TN下降了87.6%，確保了高密度養殖，尤其是在氣溫持續異常升高的情況下，整個養殖小區的水質穩定。

魚體生長、健康狀況及存活狀況：3月下旬放養魚種。10月初的採樣結果顯示，主養品種團頭魴的規格達到450～500克/尾，結合每月取樣，魚體健康狀況良好，無寄生蟲。混養魚類除10月初少數異育銀鯽出現錨頭鰠，其他品種未見寄生蟲及病害現象。養殖期間，魚類死亡數為27尾，主要是鰱魚，原因是缺氧。整個塘口畝均產量為1682.54千克，畝均淨利潤2542元，餌料係數約為1.61。

筆者：人工溼地——池塘循環水養殖模式還有哪些需要完善的方面？

戈賢平研究員：在實際運行中，我們發現該模式還有以下方面需要優化。①植物：我們選擇了再力花、美人蕉、梭魚草3種水生植物作為溼地植物，美人蕉前期長勢良好，後期出現爛根現象，需要第二年進行統一更換。梭魚草與再力花生長旺盛，但梭魚草出現蟲害，持續時間短，人工捕捉，沒有用藥。②藻類堵塞：因為大浦科研實驗基地水源連接太湖，藻類比較豐富，尤其是藍藻，這就可能存在潛在風險和隱患：大量藻類進入溼地系統增殖，造成系統堵塞；藻類衰亡期在系統中死亡、腐爛，易造成水質惡化及溼地系統厭氧和堵塞；由於藻類含有藻毒素，對魚類生長有抑制作用。針對上述問題制訂了優化方案：將原有沉澱池劃分為三個功能區，即混凝反應區、混凝沉澱區及強化曝氣區；調整混凝沉澱區出水位置及標高，將原有底部出水孔封閉，採用溢流跌水方式出水，並在隔牆頂部設置過濾網，攔截可能殘留的漂浮物質。通過進一步優化溼地處理工藝，完善人工溼地——池塘循環水養殖模式。

筆者：人工溼地——池塘循環水養殖模式應用前景如何？

戈賢平研究員：人工溼地——池塘循環水生態養殖模式可有效處理養殖用水中的主要汙染物如TSS、CODCr、BOD5、TAN、NO2--N、NO3--N等，能夠滿足水產養殖用水的要求，與常規循環水養殖系統相比，具有淨化能力多元化、低能耗、維護管理方便等優點，作為一項有效的水處理技術，用於水產養殖用水的淨化回用和無汙染排放，可有效地改善養殖環境，防止因外源性引水而造成的病害傳播及汙染物的引入，改善養殖品種的品質，提高水產品的食品安全性，對於促進水產養殖的可持續發展具有切實的理論及實踐意義。



1.來源：《科學養魚》雜誌社
2.作者：趙永鋒
3.微信號：kxyyzzs&nbsp

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