国外封闭循环水养殖系统工艺流程设计现状与展望
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关键词 : 循环水养殖 系统 ; 工艺流程设计 ; 艺特征 ; 计原则 工 设
d i1 . 9 9 j i n 1 0 — 8 . 0 2 0 . 0 o:0 3 6 /.s . 0 79 0 2 1 . 3 0 3 s 5
中 图分 类 号 :9 9 ¥6
文 献 标 识 码 : A
文章 编 号 : 0 79 8 ( 02 0 -1-7 10 -5 0 2 1 ) 30 30
《 渔业 现代 化} 0 2年第 3 21 9卷 第 3期
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国 外 封 闭 循 环 水 养 殖 系 统 工 艺 流 程 设 计 现 状 与 展 望
宋奔奔 ,吴 凡 ,倪 琦
( 农业 部 渔 业 装 备 与 工 程 技 术 重 点 实 验 室 , 国水 产 科 学 研 究 院 渔业 机 械 仪 器 研 究 所 , 海 2 0 9 ) 中 上 00 2
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有 机颗粒 物 产 生 的 H S被 用 来 产 生 自养 的 反 硝
《 业现代 化> 02年第 3 渔 > 1 2 9卷第 3期
氧 硝化作 用 的同 时 , 将厌 氧 反 硝 化 工艺 与 厌 氧 氨
化 反应 降解硝 酸 盐 , 残余 的颗 粒 则 转 化 为沼 气 或 者C O 。在 海水 环 境 中 , 移 动 床生 物 滤 器 的氨 该
挪威水 科 学 研究 所 ( I A) 近 研究 花 狼 鲥 NV 最
( n ri a nrO a e ) 浅 水 跑 道 式 循 环 水 A ahc s o l sn 在 h mi f
m , 体循 环 速 率 为 2次/ , 6 % 的 水体 进 入 水 h约 0 CcoBoM yl i L 化 砂 床 经 生 物处 理 再 进 入 脱 气/ 流 曝气池 , 其余 4 % 的水 体直 接 进 入脱 气/ 0 曝气 池 。
(avl u a iu)大 西洋鲑 (am aa)鲟 鱼 Sl i s lns , en p Sloslr ,
( c esrs . , 鲡 ( n ul p ) 鱼 类 。海 A i ne p ) 鳗 p A g ia s . 等 l
循 环水 的 模 式 养 殖 。Tl a 等 设 计 了 小 型 海 水
水 养殖 品 种 有 : 大菱 鲆 ( c hh l sm x s , So tamu a i ) p mu 牙 鲆 ( aai t s l aes , 滑舌 鳎 ( y o l - P rl h y i cu ) 半 c h ov C ngo s SS sm l v U te ) 海 鲈 ( i n ac u a I e i ei G nh r , t a s Dc t r s — e r h l
ba ) 石斑 鱼 ( pnp e ss. 等 鱼类 。不 同鱼 rx , E i hl p ) e u
类 对鱼 池构建 、 生物过 滤 、 理过 滤等水 处理 工艺 物
生物 学 特 点 , 于 物 质 平 衡 定 律 ( 溶 解 氧 、 基 如 氨
氮 、 H、 度 等 ) 通 过 恰 当地 整 合 水 处 理 工 艺 p 碱 ¨,
类 、 斑鱼等 常规 养殖 品种 , 石 其生 活 习性 要求 水体
流 速适 中、 池 逆 流 或顺 流游 动 。鱼 池 多 用 双排 沿
水 结构 的 中小 型 鱼 池 , 直径 2—6m, 个 养殖 池 多
共 用一 套水 处 理 系 统 。海 水 系统 常 用 泡 沫分 离/ 气 浮水 处理 工艺 。 鲷科 鱼类 (p r a ) 欧 洲 大多 是 采 用封 闭 S ai e 在 d
养殖 。
采用 内置通风 设 备 提高 去 除 率 , 同时 有利 于纯 氧
图 2 挪威 A V K A公 司封 闭循环 水养殖 系统
F g 2 A p o e s f w r w n fRA r m i. r c s o d a i g o S fo AKVA c mp n n No w y l o a yi r a
1 四种 典 型 的 R AS工 艺
1 1 常规游 泳性 鱼类 R . AS工艺 常 规游泳 性 鱼类 主要指 罗非 鱼 、 鱼 、 鲈 鲷科鱼
水处 理设 备 , 中关键 设 备主要 包括 供水 设备 、 其 管
路 系统 、 械过 滤器 、 机 生物 过滤器 、 沫分 离器 、 泡 杀 菌设 备 、 解气 体调控 设备 以及 供 电设备 等 J 溶 。 目前 , 商业 化 大规 模 的 封 闭循 环 水 养 殖 主 要 是养 殖耐 高 密 度 养 殖 条 件 的 经 济 鱼 类 和 名 贵 鱼 类 。淡水封 闭循 环水 养殖模 式 已成 功商业 化养 殖 的 品 种 有 : 非 鱼 ( ipa s. , 极 红 点 鲑 罗 Tl i p ) 北 a
鲆 鲽类 生 活 习 性 是 底 栖 , 欢 潜 伏 于 池 底 。 喜 不 同于常 规游泳 性 鱼类 , 养殖池 的构 建力求 水浅 , 水体交 换 均匀 , 以促 进 污物 排 出和溶 解 氧 分 布 均
匀 。常规 双排 水 装 置 的 固液 分 离效 果 较 差 , 要 主
通过 泡 沫分离 器实 现 固液 分离 。 浅 水 跑 道 式 R S [ ( 3 : 殖 池 规 格 为 A 4 图 )养 3
( 比表面 积 、 能 耗 ) 充 分 进 行 硝 化 反 应 去 除 高 低 , 氨氮 等物质 , 同时可 去除 C 提高生 物 过滤 的效 O, 率 。养殖池 进 水一 部 分 通 过锥 式 溶 氧 器增 氧 , 一 部分 通过 大 水 量 低 扬 程 的 轴 流 泵 直 接 进 入 养 殖 池 。C 去 除池 通 过 负 压 吸 气 方 式 去 除 C 并 O O,
5 0m × . ×0 4 m, 深 约 0 0 流 速 约 . 0 8m . 水 . 4 m,
体 和鱼体 分布 均匀 , 减少 水体循 环量 , 降低 水泵 能
耗, 提高 养殖 密度 。缺点 是 : 滤效 果不稳 定 导致 砂 生 物过 滤 效 率 低 , 质 总 氨 氮 浓 度 较 高 ( 1 5 水 1 9 m / ) 没 有二 氧化 碳 去 除 装 置 。该 系 统 养 殖 规 gL ,
《 业现 代化 }0 2年第 3 渔 21 9卷第 3期
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图 3 鲆 鲽 类浅水 跑道 式封 闭循 环水 养殖 系统
F g 3 A r c s o r w n fR r d cn af h i. p o e sf w d a i g o AS p o u i g f t s l l i
氮 降解 速率 可达 0 6 g ( ・d , . / m ) 系统 中 的氨 氮 始 终保 持 < . g L 0 8m / 。该 系统 的特点是 在进行 好
氧 化 工 艺 结合 , 将 污 泥 分 离 、 淀 和集 中 处 理 在 沉
后, 再进 入反 硝 化反 应 器 产 生 沼气 。该 系统 鲷 鱼
的高效溶 解 。提高水 体循 环量 可增 大含低 溶解 氧 的养殖池 排 水 量 。该 系统 特 点 是 : 用 多级 生 物 采 过 滤旁 路设计 , 系统信 息处理 、 自动 化控 制水 平较
高 ; 点是 没有采 用泡 沫分离 处理 技术 , 缺 微小 颗粒 悬浮 物 的去 除 主要 依靠 生物 过滤 池 的沉 淀 澄清 和 物理 截 留作 用 。该 系统适 于多种 常规 游泳 性鱼类
R S 图 1 。从 硝化 反应 水处 理 系 统分 离 出来 的 A( )
收 稿 日期 :020 48 修 回 日期 :0 20 -9 2 1 -4 ) 2 1 -52 基金项 目: 引进国际先进农业科学技术计划 (4 9 8计划 ) 目(0 0s ) 农业部渔业 装备与工程技术重 点实验室开放课 题 ; 项 2 1一9 ; 现代农业 产 业技术体系建设专项 资金 ( A S5 ) C R -0 作 者 简 介 : 奔 奔 (9 3 ) 男 , 宋 18 一 , 助理 研 究 员 , 士 , 究 方 向 : 产 养 殖 工 程 与 生态 学 。E m i ogeb n fi .ca . 硕 研 水 — al nb ne @ mr a. n :s i
配 置 的要求 不 同。依 据 不 同鱼 类 的生 活 习性 、 水
体 流态 以及水 处 理 工 艺特 性 , 文将 循 环 水养 殖 本 系统分 为常 规游 泳 性 鱼类 、 鲽 类 、 鳟类 、 鲡 鲆 鲑 鳗
及设 备 , 用水 流支路 、 路 、 采 旁 回路等 方式 , 实现 水
量平 衡 和水 质 稳 定 , 而构 建 高效 、 从 经济 、 实用 的
循环 水养 殖 系 统 。R S的 工 艺 流 程 设 计 与 养 殖 A
类 等 四大类 : 分别 阐述 不 同类 型 的养殖 系统 工艺 ,
总结系 统工 艺流 程 设 计特 点 及 其 理 论 , 而 为 系 从 统设 计 提供技 术参 考 。
品种 、 密度 、 度 、 理 位置 等密 切 相关 。循 环 水 温 地 养殖 所需 的水 处 理单 元 取 决 于水 循 环 利 用 效 率 、 经济 性 以及 养 殖 对 象 对 水 质 的 要 求 。R S的 水 A 处理 设备 种类 繁 多 , 同 的养 殖 系 统采 用 不 同 的 不
1 2 鲆 鲽类 RA . S工艺
时起到 脱气 和曝气 作用 。机械 过滤 使用快 速砂 滤 去除 10 L 以上 的颗 粒 有 机 物 , 合 文 丘 里 射 8 L m 结 水器 的泡沫 分离 器 进 一 步 去 除小 颗 粒有 机物 , 同 时添 加臭 氧杀 菌 并 改 善水 质 。该 系统 特 点 是 : 将 循 环水处 理与 浅水 跑 道 式 养 殖池 工 艺 相 结 合 , 水
47c s水 体循 环速率 为 1 .h . m/ , 77/ 。养殖 池 进水  ̄
口设一 布水 板 , 出水 口设 V型挡 板 促 进排 污 。该
格为 56g大菱 鲆 , 均池 底覆 盖 率达 到 2 2% , . 平 6
养殖 密度 约 8k/ gm 。
系统采 用 填充柱 曝气 生 物 滤器 进 行 生 物过 滤 , 同
封 闭循 环 水 养殖 具 有节 水 、 地 、 保 、 控 省 环 可 性强、 高密 度 、 风 险、 低 水产 品质 量安 全等 优点 , 被 认 为 是 2 世 纪水 产养 殖业 发展 的主 导方 向之 一 。 1 封 闭循环水 养殖 系统 ( A ) R S 的工艺 流程设 计是 循 环水 养殖 系统设 计 的起 点 。它是 根据 养殖 对象 的
摘 要: 以发达 国家成功运行的养殖 系统为 出发点 , 照不 同养 殖鱼类的 生活 习性 、 按 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3 艺的设计 理念 、 7 _ 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 , 出循 环水养 提 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 。
的养殖 密度可 达 5 gm 。 0 k/
图 1 鲷 科鱼 类循环 水wenku.baidu.com 殖 系统工 艺流程 图
Fg. A o e sfo drwi fRAS p o ucngS rda i 1 prc s l w a ng o r d i pa i e
挪威 A V K A公 司 的 R S 图 2 采用 独特 的拆 A ( ) 分 回 路 设 计 , 物 过 滤 支 路 采 用 多 级 生 物 滤 器 生
d i1 . 9 9 j i n 1 0 — 8 . 0 2 0 . 0 o:0 3 6 /.s . 0 79 0 2 1 . 3 0 3 s 5
中 图分 类 号 :9 9 ¥6
文 献 标 识 码 : A
文章 编 号 : 0 79 8 ( 02 0 -1-7 10 -5 0 2 1 ) 30 30
《 渔业 现代 化} 0 2年第 3 21 9卷 第 3期
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国 外 封 闭 循 环 水 养 殖 系 统 工 艺 流 程 设 计 现 状 与 展 望
宋奔奔 ,吴 凡 ,倪 琦
( 农业 部 渔 业 装 备 与 工 程 技 术 重 点 实 验 室 , 国水 产 科 学 研 究 院 渔业 机 械 仪 器 研 究 所 , 海 2 0 9 ) 中 上 00 2
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有 机颗粒 物 产 生 的 H S被 用 来 产 生 自养 的 反 硝
《 业现代 化> 02年第 3 渔 > 1 2 9卷第 3期
氧 硝化作 用 的同 时 , 将厌 氧 反 硝 化 工艺 与 厌 氧 氨
化 反应 降解硝 酸 盐 , 残余 的颗 粒 则 转 化 为沼 气 或 者C O 。在 海水 环 境 中 , 移 动 床生 物 滤 器 的氨 该
挪威水 科 学 研究 所 ( I A) 近 研究 花 狼 鲥 NV 最
( n ri a nrO a e ) 浅 水 跑 道 式 循 环 水 A ahc s o l sn 在 h mi f
m , 体循 环 速 率 为 2次/ , 6 % 的 水体 进 入 水 h约 0 CcoBoM yl i L 化 砂 床 经 生 物处 理 再 进 入 脱 气/ 流 曝气池 , 其余 4 % 的水 体直 接 进 入脱 气/ 0 曝气 池 。
(avl u a iu)大 西洋鲑 (am aa)鲟 鱼 Sl i s lns , en p Sloslr ,
( c esrs . , 鲡 ( n ul p ) 鱼 类 。海 A i ne p ) 鳗 p A g ia s . 等 l
循 环水 的 模 式 养 殖 。Tl a 等 设 计 了 小 型 海 水
水 养殖 品 种 有 : 大菱 鲆 ( c hh l sm x s , So tamu a i ) p mu 牙 鲆 ( aai t s l aes , 滑舌 鳎 ( y o l - P rl h y i cu ) 半 c h ov C ngo s SS sm l v U te ) 海 鲈 ( i n ac u a I e i ei G nh r , t a s Dc t r s — e r h l
ba ) 石斑 鱼 ( pnp e ss. 等 鱼类 。不 同鱼 rx , E i hl p ) e u
类 对鱼 池构建 、 生物过 滤 、 理过 滤等水 处理 工艺 物
生物 学 特 点 , 于 物 质 平 衡 定 律 ( 溶 解 氧 、 基 如 氨
氮 、 H、 度 等 ) 通 过 恰 当地 整 合 水 处 理 工 艺 p 碱 ¨,
类 、 斑鱼等 常规 养殖 品种 , 石 其生 活 习性 要求 水体
流 速适 中、 池 逆 流 或顺 流游 动 。鱼 池 多 用 双排 沿
水 结构 的 中小 型 鱼 池 , 直径 2—6m, 个 养殖 池 多
共 用一 套水 处 理 系 统 。海 水 系统 常 用 泡 沫分 离/ 气 浮水 处理 工艺 。 鲷科 鱼类 (p r a ) 欧 洲 大多 是 采 用封 闭 S ai e 在 d
养殖 。
采用 内置通风 设 备 提高 去 除 率 , 同时 有利 于纯 氧
图 2 挪威 A V K A公 司封 闭循环 水养殖 系统
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1 四种 典 型 的 R AS工 艺
1 1 常规游 泳性 鱼类 R . AS工艺 常 规游泳 性 鱼类 主要指 罗非 鱼 、 鱼 、 鲈 鲷科鱼
水处 理设 备 , 中关键 设 备主要 包括 供水 设备 、 其 管
路 系统 、 械过 滤器 、 机 生物 过滤器 、 沫分 离器 、 泡 杀 菌设 备 、 解气 体调控 设备 以及 供 电设备 等 J 溶 。 目前 , 商业 化 大规 模 的 封 闭循 环 水 养 殖 主 要 是养 殖耐 高 密 度 养 殖 条 件 的 经 济 鱼 类 和 名 贵 鱼 类 。淡水封 闭循 环水 养殖模 式 已成 功商业 化养 殖 的 品 种 有 : 非 鱼 ( ipa s. , 极 红 点 鲑 罗 Tl i p ) 北 a
鲆 鲽类 生 活 习 性 是 底 栖 , 欢 潜 伏 于 池 底 。 喜 不 同于常 规游泳 性 鱼类 , 养殖池 的构 建力求 水浅 , 水体交 换 均匀 , 以促 进 污物 排 出和溶 解 氧 分 布 均
匀 。常规 双排 水 装 置 的 固液 分 离效 果 较 差 , 要 主
通过 泡 沫分离 器实 现 固液 分离 。 浅 水 跑 道 式 R S [ ( 3 : 殖 池 规 格 为 A 4 图 )养 3
( 比表面 积 、 能 耗 ) 充 分 进 行 硝 化 反 应 去 除 高 低 , 氨氮 等物质 , 同时可 去除 C 提高生 物 过滤 的效 O, 率 。养殖池 进 水一 部 分 通 过锥 式 溶 氧 器增 氧 , 一 部分 通过 大 水 量 低 扬 程 的 轴 流 泵 直 接 进 入 养 殖 池 。C 去 除池 通 过 负 压 吸 气 方 式 去 除 C 并 O O,
5 0m × . ×0 4 m, 深 约 0 0 流 速 约 . 0 8m . 水 . 4 m,
体 和鱼体 分布 均匀 , 减少 水体循 环量 , 降低 水泵 能
耗, 提高 养殖 密度 。缺点 是 : 滤效 果不稳 定 导致 砂 生 物过 滤 效 率 低 , 质 总 氨 氮 浓 度 较 高 ( 1 5 水 1 9 m / ) 没 有二 氧化 碳 去 除 装 置 。该 系 统 养 殖 规 gL ,
《 业现 代化 }0 2年第 3 渔 21 9卷第 3期
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图 3 鲆 鲽 类浅水 跑道 式封 闭循 环水 养殖 系统
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氮 降解 速率 可达 0 6 g ( ・d , . / m ) 系统 中 的氨 氮 始 终保 持 < . g L 0 8m / 。该 系统 的特点是 在进行 好
氧 化 工 艺 结合 , 将 污 泥 分 离 、 淀 和集 中 处 理 在 沉
后, 再进 入反 硝 化反 应 器 产 生 沼气 。该 系统 鲷 鱼
的高效溶 解 。提高水 体循 环量 可增 大含低 溶解 氧 的养殖池 排 水 量 。该 系统 特 点 是 : 用 多级 生 物 采 过 滤旁 路设计 , 系统信 息处理 、 自动 化控 制水 平较
高 ; 点是 没有采 用泡 沫分离 处理 技术 , 缺 微小 颗粒 悬浮 物 的去 除 主要 依靠 生物 过滤 池 的沉 淀 澄清 和 物理 截 留作 用 。该 系统适 于多种 常规 游泳 性鱼类
R S 图 1 。从 硝化 反应 水处 理 系 统分 离 出来 的 A( )
收 稿 日期 :020 48 修 回 日期 :0 20 -9 2 1 -4 ) 2 1 -52 基金项 目: 引进国际先进农业科学技术计划 (4 9 8计划 ) 目(0 0s ) 农业部渔业 装备与工程技术重 点实验室开放课 题 ; 项 2 1一9 ; 现代农业 产 业技术体系建设专项 资金 ( A S5 ) C R -0 作 者 简 介 : 奔 奔 (9 3 ) 男 , 宋 18 一 , 助理 研 究 员 , 士 , 究 方 向 : 产 养 殖 工 程 与 生态 学 。E m i ogeb n fi .ca . 硕 研 水 — al nb ne @ mr a. n :s i
配 置 的要求 不 同。依 据 不 同鱼 类 的生 活 习性 、 水
体 流态 以及水 处 理 工 艺特 性 , 文将 循 环 水养 殖 本 系统分 为常 规游 泳 性 鱼类 、 鲽 类 、 鳟类 、 鲡 鲆 鲑 鳗
及设 备 , 用水 流支路 、 路 、 采 旁 回路等 方式 , 实现 水
量平 衡 和水 质 稳 定 , 而构 建 高效 、 从 经济 、 实用 的
循环 水养 殖 系 统 。R S的 工 艺 流 程 设 计 与 养 殖 A
类 等 四大类 : 分别 阐述 不 同类 型 的养殖 系统 工艺 ,
总结系 统工 艺流 程 设 计特 点 及 其 理 论 , 而 为 系 从 统设 计 提供技 术参 考 。
品种 、 密度 、 度 、 理 位置 等密 切 相关 。循 环 水 温 地 养殖 所需 的水 处 理单 元 取 决 于水 循 环 利 用 效 率 、 经济 性 以及 养 殖 对 象 对 水 质 的 要 求 。R S的 水 A 处理 设备 种类 繁 多 , 同 的养 殖 系 统采 用 不 同 的 不
1 2 鲆 鲽类 RA . S工艺
时起到 脱气 和曝气 作用 。机械 过滤 使用快 速砂 滤 去除 10 L 以上 的颗 粒 有 机 物 , 合 文 丘 里 射 8 L m 结 水器 的泡沫 分离 器 进 一 步 去 除小 颗 粒有 机物 , 同 时添 加臭 氧杀 菌 并 改 善水 质 。该 系统 特 点 是 : 将 循 环水处 理与 浅水 跑 道 式 养 殖池 工 艺 相 结 合 , 水
47c s水 体循 环速率 为 1 .h . m/ , 77/ 。养殖 池 进水  ̄
口设一 布水 板 , 出水 口设 V型挡 板 促 进排 污 。该
格为 56g大菱 鲆 , 均池 底覆 盖 率达 到 2 2% , . 平 6
养殖 密度 约 8k/ gm 。
系统采 用 填充柱 曝气 生 物 滤器 进 行 生 物过 滤 , 同
封 闭循 环 水 养殖 具 有节 水 、 地 、 保 、 控 省 环 可 性强、 高密 度 、 风 险、 低 水产 品质 量安 全等 优点 , 被 认 为 是 2 世 纪水 产养 殖业 发展 的主 导方 向之 一 。 1 封 闭循环水 养殖 系统 ( A ) R S 的工艺 流程设 计是 循 环水 养殖 系统设 计 的起 点 。它是 根据 养殖 对象 的
摘 要: 以发达 国家成功运行的养殖 系统为 出发点 , 照不 同养 殖鱼类的 生活 习性 、 按 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3 艺的设计 理念 、 7 _ 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 , 出循 环水养 提 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 。
的养殖 密度可 达 5 gm 。 0 k/
图 1 鲷 科鱼 类循环 水wenku.baidu.com 殖 系统工 艺流程 图
Fg. A o e sfo drwi fRAS p o ucngS rda i 1 prc s l w a ng o r d i pa i e
挪威 A V K A公 司 的 R S 图 2 采用 独特 的拆 A ( ) 分 回 路 设 计 , 物 过 滤 支 路 采 用 多 级 生 物 滤 器 生