海水循环水养殖技术研究发展报告

海水循环水养殖技术研究发展报告

发布时间：2011-11-14信息来源：

刘鹰

（中国科学院海洋研究所，青岛 266071）

1 发展历程

1.1 国内的海水循环水技术发展历程、研究与应用现状

我国的海水循环水技术研究与应用始于上世纪80年代初期。在20世纪70年代，国外工厂化循环水养殖的信息开始传入国内，北京水产研究所、上海水产研究所和中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所等单位的科研工作者开始跟踪研究，但国内并没有全封闭循环水养殖的生产应用；20世纪80年代，国外的工厂化循环水养殖设施和技术逐渐进入中国，当时浙江、辽宁等地花巨资引进了西德和丹麦约30余套循环水养鳗设施，但由于高昂的投入和运行、维护成本，生产难以为继，上述成套设备很快就被束之高阁。1988年，中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所在消化吸收国外技术的基础上，设计了国内第一个生产性的工厂化循环水养殖车间。

20世纪90年代初期，随着养殖业和物流的迅速发展，北方冬季的吃鱼问题得到很大改善，鱼价在北方大幅下跌，工厂化循环水养殖的经济性受到质疑，加上技术上的不成熟，工厂化循环水养殖的发展进入了低谷。20世纪90年代后期，特别是进入新世纪以来，随着社会经济和科技水平的发展，环境意识的增强，循环水养殖模式逐渐引起重视，在国家各级项目、课题的支持下，循环水养殖相关技术和成套设备的研发取得了良好进展。如国家“863计划”分别在“九五”海洋生物技术（819）主题、“十五”海水设施养殖与工程化技术专题安排了3个课题。课题主要研究内容及主要指标：

“九五”项目：工厂化养殖海水净化和高效循环利用关键技术，主要研究内容：（1）高效过滤技术研究；（2）高效氮源净化技术；（3）水质指标自动监测与控制技术；（4）养殖技术研究。

“十五”项目1：工厂化鱼类高密度养殖设施的工程优化技术，主要研究内容：研制快速过滤器、高效氮源生物净化设施和新型水处理配套设备，研究集约化养殖排污水集中处理与综合利用技术，优化封闭式循环水养殖系统。工厂化养鱼车间的排放水达到国家的标准要求，单位水体的产量达到或接近国际同类养殖模式的先进生产水平，提供设计规范，系统建设造价比国际同类养殖系统降低50%。

“十五”项目2：重要海水养殖贝类苗种培育设施的工程优化，主要研究内容：研制高效水处理设备与全年封闭式循环水育苗优化设施，研制海水养殖苗种培育优质饵料生物高效自动化培养、收获系统与设施，研究苗种培育的工艺参数与自动控制技术，开发养殖设施工程化低价新能源。生物净化设施为育苗水体的十分之一以下，育苗车间的排放水达到国家的标准要求；建立或改造后的育苗系统的单位水体的产量达到或接近国际同类养殖模式的先进生产水平，提供设计规范，系统建设造价比国际同类养殖系统降低50%。

此外，科技部、国家计委、农业部、中科院及部分省市立项约10项，主要涉及工厂化养殖、水处理设施设备等；研究对象涉及鱼（大菱鲆、牙鲆）、虾（中国明对虾、凡纳滨对虾）、贝（鲍鱼、海湾扇贝、菲律宾蛤子）及主要海珍品（海参）等。

据不完全统计，目前我国工厂化海水养殖面积约有500万m2，其中封闭、半封闭循环水养殖面积约占10～20％，主要养殖大菱鲆、半滑舌鳎、褐牙鲆、石斑鱼等，属于循环水养殖工程的开拓阶段，具有很大的发展潜力和应用前景。如台湾华信（上海）水产在上海市郊进行的人工配制海水养殖石斑鱼，杭州新科水产养殖有限公司在杭州市区进行的人工配制低盐度海水养殖凡纳滨对虾平均单产达到4 kg/m2，日添加新水量约占总水体量的10%，胶南通用水产养殖有限公司循环水养殖大菱鲆单产达到55kg/m3，天津市海发珍品实业发展有限公司现有封闭内循环海水养殖车间2.7万平方米，有效养殖水体1.6万平方米，拥有36套封闭循环水养殖系统，以石斑、半滑舌鳎等高档海水鱼的养成为主营业务，目前已成为国内最大的海水封闭循环水养殖企业，舌鳎鱼养殖单产达到20-30kg/m2，石斑鱼养殖达到30-35kg/m2。

当前我国海水封闭循环水养殖技术研究与应用特点是：①以工厂化养殖水处理单元设备的开发为重点；②以模仿、改进国内外先进的工业和生活污水水处理设备为特征；③封闭循环水养殖系统的生产大规模应用较少。

取得的主要进展：

（1）开发了一批具有自主知识产权的海水养殖、育苗专用水处理设施设备，并初步实现了生产应用；开发的设施设备包括：①固液分离设备（如海水专用转鼓式微滤机、袋式机械过滤器、彗星式纤维球、玻璃纤维砂滤器、超细悬浮物去除装置）；②生物过滤设备（如生物净化装置的天然载体填料）；③消毒增氧设备（如臭氧－紫外联合消毒设备、超声波消毒杀藻器、压力式溶氧罐、管式增氧装置、氧气锥等）；④有机物去除装置（如溶气式气液混合器、涡流泵、射流式蛋白泡沫分离器等）；⑤调温设备（PPR连箱式横排太阳能集热器海水加热系统、海水养殖废水热泵加热系统）；6）水质监测与控制技术（如海水水质在线监测与远程报警系统等）。（2）研究了封闭循环水养殖、育苗的关键生产技术与工艺：研究了主要水质参数对养殖生物的影响、大规模高密度养殖和培育技术等。（3）研究了主要水处理设备的技术性能，包括蛋白分离器、臭氧、生物滤器的技术性能，对提高生产设备的生产适用性和设备的技术指标奠定了基础。（4）

构建的封闭循环水养殖系统、育苗系统部分实现了生产应用，促进了工业化海水养殖业的兴起和发展。

存在的主要问题：

（1）部分关键设备的可靠性、耐海水腐蚀性还有待提高。海水养殖、育苗的生产场地一般都在海边，工作环境潮湿、空气盐份含量高、海水腐蚀性强等不利状况对设备的耐久性、稳定性提出了很高要求，同时，海水养殖属大农业范畴，利润相对较低，生产设备必须造价低廉、经济适用，海水养殖的连续生产，使得设备的任何小故障对生产都可能带来致命的影响，因此，无论是制氧机、臭氧发生器、紫外线消毒器、水泵等机械设备都存在该类问题，影响了设备的生产推广应用。（2）封闭循环水养殖、育苗的关键生产技术与工艺还需进一步深入研究。在高密度养殖条件下，个体密度作为胁迫会引起动物机体产生一系列生理变化，有关水生生物在密养环境下的适应性反应，国内的研究资料非常少，研究养殖对象在高密度环境下的适应机制，有助于在养殖和育苗生产中掌握适当的放养密度、减少鱼病发生。此外，高密度循环水养殖、育苗是在人工受控的小环境里进行养殖和育苗生产的，其养殖环境、水质环境均大大有别于池塘和浅海养殖，还需要对养殖生产技术、管理技术进行深入研究，解决硬件强、软件弱的不平衡。（3）需要进一步通过集成国内外先进水处理技术，创新海水养殖育苗水处理新模式。海水养殖和育苗生产具有大农业生产的基本特征，因此，要使技术真正为养殖企业和养殖户接受，必须立足中国国情，研究开发“实用（满足生产功能要求）、经济（造价低，运行及维护费用低）、好用（生产管理方便）”，能够满足不通用户生产需求的设施设备，方可以促进中国的水产养殖业快速、健康和可持续发展。（4）缺乏实现苗种/养殖生物精细培育的数据信息采集处理、诊断决策、过程设计和控制。生产过程缺乏病害预警机制与预防策略、水质实时监测与报警。（5）节能技术尚待开发。节能的途径是较多的，如利用太阳能、风能、地热、地下水、电厂余热等，另一个途径是开发节能的设施设备，如开发大流量、小功率、低扬程的水泵、进一步降低纯氧发生器单位氧气产量的电耗等。节能不但能节省燃料，同时也节省了运输燃料的运输成本。目前我国能源和运输都很紧张，节能工作的好坏，是制约设施渔业发展的关键因素，关系到设施渔业的成败。（6）养殖废水的资源化利用和无公害化排放技术尚待研究。

“十一五”期间，“工厂化海水养殖成套设备与无公害养殖技术”研究被列为国家“863”计划“现代农业技术领域”重点项目课题，主要研究内容包括：（1）高效水处理设备研制及其组装技术、水处理净化技术研究；（2）养殖设施与水处理工艺的工程优化设计；（3）无公害养殖技术研究与工厂化高效养殖技术集成研究；（4）低能耗控制技术与养殖污水资源化利用技术。预期目标是：（1）研制出以生物膜为核心的海水工厂化养殖高效能新型污水处理成套装备；（2）研究突破鲆鲽鱼类、海参、对虾工厂化健康养殖关键技术，争取该成果在生物膜水净化技术、快速高效去除颗粒废弃物、低能耗控制和计算机辅助管理方面达到国际先进水平；（3）提出一套适合于海水工厂化养殖场应用的，低投资、低运行费用、操作方便、处理完全达标的养殖废水生态工程处理工艺和设施设备；（4）建立海水工厂化高效养殖集成技术体系，实现工厂化海水养殖的环境友好、养殖低能耗和产品无公害。