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高密度水产养殖自控生态型大棚的水质净化技术
作者:管理员    发布于:2016-11-19 08:30:03    文字:【】【】【

  集约化水产养殖的主要特征在于高密度控温养殖在此条件下,喂食含高蛋白的配合饵料,鱼的排泄物和残饵沉积于水中,并被迅速分解,使养殖水体环境恶化尤其是非离子态氨氮对绝大部分水生动物具有强烈毒性,污染轻则影响摄食,抑制生长,污染重则导致中毒发生疾病和死亡当前生产上常采用频繁换水的方法来改善养殖水域生态环境。据实验统计,养殖1kg的鲤鱼,每天要耗尽500kg水中的溶解氧,排出300mg氨和7000mgBODs,产生100kg含大量氮肥的污水1频繁换水势必造成水资源的巨大浪费。而且,养殖池中的浮游生物和有益微生物种类波动较大,数量明显不足,加上频繁惊扰养殖对象,严重影响其正常生长和发育。同时,不加节制的污水排放致使河流、湖泊的富营养化,严重破坏周边流域的生态环境因此,如何净化和循环利用大量的养殖污水,已成为淡水渔业发展的关键环节。美国、瑞典、日本及我国广东、福建、江西等曾研究出水过滤装置,主要用于工业及城市污水处理,造价和使用成本均较高。意大利也研究利用红萍等浮生植物净化养殖水体,其沉淀池处理槽和生物塘占地面积甚大,尚难适应于高密度集约化水产养殖2自控生态大棚集水产养殖和植物栽培于一体,通过巧妙的工程设计,实现了高密度集约化、节水化养殖本文着重阐述自控生态大棚的结构特点,水循环系统的净化功能和节水机理,以及集约化养殖试验结果,以探求解决现有的集约化水产养殖的水质净化难题1自控生态大棚结构特点是自控生态大棚结构简图,该大棚主要由养殖系统、水循环净化系统、环境控制系统及大棚框架等组成大棚的框架2是单棚钢结构,顶棚1呈圆弧状,采基金项目:国家高技术863项目(863-2-2-2)部分研究内容境控制研究福州市晋安区埔土党福建省农业科学院红萍研究用新型有机阳光板制成,该材料质量轻,仅为普通平板玻璃的1/20,且强度高,抗疲劳抗紫外线照射和耐温差性能好。大棚外部设有防虫网3和保温薄膜4(冬季使用)养殖系统包括红萍养殖区蔬菜养殖区和水产养殖区活动操作平台18下部为水产养殖池,根据不同习性的鱼类分割成若干个养殖大池15,棚外设置青蛙养殖池19,各养殖池之间设有鱼的防窜网9,并保持养殖水体能充分流动。分布在操作平台上方的四架红萍栽培床6和两架蔬菜栽培床24均采用钢材焊接架和石板材砌池结构,其中红萍栽培床设置6层,顶层种植蔬菜,中间4层为红萍养殖区,底层为养殖小池21,并配备可拉式防窜网22,池内主要养殖螺和个体较小的鱼苗3~ 5各养殖区的水体高度均可根据养殖对象进行调控水循环净化系统由循环水泵14生物滤池13水过滤装置11臭氧发生器9循环输配管路26回水管路25及流量阀27电磁阀等水暖配件组成循环水总流量,进入各养殖池的分流量,进入红萍区的净化流量,以及臭氧发生器输出的消毒灭菌流量均可根据气候、季节以及红萍、蔬菜、鱼类生长情况,由控制箱7调控环境控制系统由温度探头1617喷雾装置29通风扇28喷雾管路5及电磁阀等组成,喷雾时间和喷雾量的自动控制亦由控制箱智能管理9 2养殖试验结果与分析2.1试验设计自控生态试验大棚占地面积66. 7m2.水产品养殖区包括养殖大池与平台上的养殖小池,养殖水面达88.等,投喂红萍干粉占30的漂浮性配合饵料水产养殖试验中,鱼类初始总放养密度为1化15尾/m2,革胡子鲶与鲤鱼应在大棚内越冬,第2年5月补充新鱼苗时也应收大留小,以确保养殖水体中有足够的营养提供给红萍与蔬菜周年生长;其它鱼种为5月放养,当年12月收成红萍养殖区分布在红萍栽培床中间4层,其养殖面积528m2,红萍品种:回交萍3号和卡州萍(ACarolinianaWilld.)蔬菜养殖区分布在蔬菜栽培床上层和红萍栽培床的顶层,采用水培方式,其面积占大棚面积50,生菜可以四季培育,40~50d收成一茬,其它蔬菜品种试验设计为:夏季培育空心菜25~ 30d收成一茬,可收成4茬;其它季节培育芹菜和番茄试验大棚养殖水体表面积63m3,循环水泵功率2水循环系统的净化功能在自控生态大棚内,红萍、蔬菜和鱼类等产品可以形成较理想的共生关系,其中养殖水体的循环利用起到关键的作甩养鱼水能提供均衡合理的营养成分,是较理想的红萍和蔬菜培养液表1和表2显示在不添加化肥情况下,红萍能够正常生长繁殖,倍殖天数为4~ 8d不同季节和气候条件),蔬菜产量亦与先进温室的蔬菜水培产量相当表1生态大棚内红萍产量测定结果试验次数试验天数/d测产面积/m2投萍量/g收萍量/g繁殖系数倍殖天数/d说明:表示定位试验测产结果表2不同品种蔬菜的产量调查结果蔬菜品种定植规格定值日期/月-日试验天数产量调查日期/月-日平均单株产量/g.株-折占地产量/kg.hm-2生菜芹菜番茄空心菜说明:指菜苗定植大棚后至产量调查日期的经历天数;生菜和芹菜是单茬产量,番茄和空心菜是两茬产量;按蔬菜定植面积占大棚用地50计算养鱼水经过养殖红萍和蔬菜后,完全可以循环利灭菌作甩用。养殖水体循环系统的净化功能主要是由滤池的物理、生物双重净化和红萍蔬菜区的生物净化共同完成,表3循环水体中氨态氮处理氨态氮/mgDkg-1红萍净化前6.4一层红萍净化后4. 8二层红萍净化后3.6滤池由生物滤池和过滤器组成,生物滤池中滤料表面形成的生物膜可以将鱼体的排泄物分解为二氧化碳、氨、碳酸盐、硫酸盐等简单化合物,起到生物净化作用;而过滤器中滤料可以将养殖水体中可形物和微溶物固定住,起到物理净化为主的效果红萍生物净化主要靠红萍在生长繁殖过程中吸收水中氨氮和其它鱼类的排泄物来实现表3是红萍净化前后,循环水体中氨态氮的测定结果红萍根部形成庞大的“生物滤网”,通过调控流经红萍的流量和流速,可以有效地降低水体中的氨态氮含水处理装置,增强了对循环水的消毒总之,生态大棚的水净化循环系统,有效保持了养殖水体“浑而不腐”,为高密度、集约化和工厂化养殖创造了良好的、安全的水生态环境。因此,该系统可以完全闭合,不向大棚外排泄任何养殖污水。

  2.3节水效果表4将国内外现有的集约化水产养殖的养殖密度和耗水量与本生态大棚进行对比由表中可以看出,台湾池塘高密度养殖尼罗罗非鱼,每生产1kg鱼耗水21t;美国集约化养殖斑点鲶鱼,每生产1kg鱼耗水14.5 ~29.Ot而本生态大棚的水循环系统是闭合的,不向外排泄养殖废水养殖耗水主要用于养殖水体的表面蒸发和红萍、蔬菜等体内需要以及蒸腾作用的消耗因此,本生态大棚的养殖耗水量非常少,试验结果表明,若综合体现在鱼的耗水量上来计算,则每生产1kg鱼耗水仅0.46t,与现有集约化水产养殖相比,不仅大大节约用水,而且养殖密度成倍提高这说明生态大棚的水净化循环系统设计是成功的,节水效果十分显著表4养殖密度和耗水量国家或地区鱼的种类养殖密度(年产量)年耗水量台湾罗非鱼美国斑点鲶鱼中国鲤鱼生态大棚胡子鲶、荷包鲤鱼、罗非鱼、鳖等3结语自控生态大棚通过创新的工程设计,将设施水产养殖技术、红萍和蔬菜水培技术,以及水净化综合处理技术有机地结合起来,形成一套以水循环为中心的集水产养殖与植物栽培于一体的设施养殖业新模式养鱼水经过红萍、蔬菜等植物的吸收及水净化综合处理,可以循环使用,有效克服了现有水产养殖常用的频繁换水所带来的诸多弊端,不仅可大大节约用水,而且养殖密度和产品产量成倍提高。生态大棚依靠鱼、菜红萍系统内物质循环和再生利用,生产有机绿色食品,而且水循环系统是闭合的,不向周边流域排泄养殖废水,不导致环境污染,属环保型生态有机农业该研究对水产养殖业中有限水资源的高效合理利用具有重要意义。随着今后进一步深入研究,可望开拓一个新的环保型科技产业刘鹰,王玲玲。集约化水产养殖污水处理技术及应用陈坚。红萍在治污方面的应用研宄进展。环境污染治理技术与设备,2002,3(4):7扣77.陈敏,陆培基,卞祖良。生态型多层养鳖装置的试验研宄。农业工程学报,2001,17(5):陈敏,刘夏石,刘中柱。红萍供02装置及其试验研宄。航天医学与医学工程,2000,13(1):王静,李召样,王自忠等。集水工程、沼气池与日光温室联体构筑的研宄。应用生态学报,2001,12(1):5-54越德菱,高崇义,梁建。温室内高压喷雾系统降温效果初探。农业工程学报,2000,16(李强。现代化农业温室的夏季降温研宄及其发展。环境科学进展,1999,7(1)。

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