我国作为水产养殖大国,养殖产量已连续30余年稳居世界首位。然而,产业长期面临生产模式粗放、资源利用率偏低等突出问题,亟需技术革新推动转型升级。
近年来,随着《“十四五”全国渔业发展规划》《全国现代设施农业建设规划(2023-2030年)》等政策文件相继出台,以生物技术与信息技术为核心的新一轮渔业科技革命加速推进,绿色化、智能化养殖已成为水产养殖高质量发展的核心方向。
陆基工厂化循环水养殖凭借集约化程度高、环境可控性强等优势,正逐步成为推动渔业强国建设与助力乡村振兴的重要引擎。但与此同时,我国循环水养殖技术发展仍受多重瓶颈制约:工厂化水处理设施设备成本高昂且耦合性差,养殖系统运行能耗高、稳定性不足,净水与管控装备智能化水平偏低,尤其缺乏适用于对虾、海参等特色品种的循环水养殖模式。
为破解上述难题,在农业农村部等十部委《关于加快推进水产养殖业绿色发展的若干意见》指导下,以水产绿色健康养殖技术推广为抓手,中国水产科学研究院黄海水产研究所项目组历经20余年自主研发、联合攻关与集成创新,成功突破循环水养殖关键技术瓶颈。其核心成果体现在两方面:一是研制出系列循环水水处理关键工程装备,构建鱼类循环水高效养殖技术体系,实现海水循环水养殖技术产业化;二是创建对虾、海参循环水高效清洁养殖模式,为工厂化养殖绿色发展提供有力支撑。
一、技术应用成效:低耗高效,绿色提质
**成本与能耗双低,水质优:**依托自主研发的设施设备,系统造价与运行能耗大幅降低,且运行平稳,水质指标始终保持高位。
**节水高产,效益显著:**水循环利用率高达95%,养殖鱼类单产达40kg/m³,成活率96%;运行能耗仅为国内同类产品的1/2、国外的2/5。与传统流水养殖相比,单位养殖产量提升3倍以上,节地66%,控温能耗降低47%,经济效益总体提高30%以上。
**产品绿色无公害:**系统实现养殖全程免药物使用,水产品绿色安全,有力推动水产养殖向绿色可持续方向转型。
目前,这项技术已广泛应用于大规格苗种培育、海水和淡水近40个品种的循环水养殖。近年来,在全国建立推广基地30余家,推广面积80余万m2,累计新增销售额10亿余元,新增利润超3亿元。应用项目成果企业数占全国循环水养殖企业总数的1/6,建设面积的1/3,运行面积的1/2,引领了我国循环水养殖的技术进步和发展。
工厂化循环水养殖技术示范应用基地 图片来源:中国水产科学研究
二、技术核心要点:科学设计,系统优化
1.水处理车间的科学设计
**结构设计安全高效:**车间采用单层结构,屋顶具备抗风能力强、夏季隔热、冬季保温的特点,可在极端天气下保障系统安全稳定运行。
**水循环系统设计精准:**流程为“低位储水池→高效过滤器→高位生物滤池→水温调节池→紫外线消毒池→高效溶氧罐→养殖池”,通过调节水泵开启台数及阀门控制循环量,水循环利用率超95%。该设计既节约能源,又便于操作、管理与维护。
2.水处理系统的科学设计与运行
水处理系统由固体颗粒物分离、生物净化、消毒杀菌、脱气、增氧和控温五部分构成。通过对核心设备的设施化改造——以弧形筛替代微滤机、气浮泵替代蛋白质泡沫分离器、纳米增氧板替代高效溶氧器,优化生物滤池结构并强化排污功能,同时增设脱气池——不仅大幅降低系统造价与运行能耗,还显著提升水处理能力、系统稳定性与可操作性,形成“造价低、能耗低、功能全、易管理、运行稳”的鲜明特点。
3.管控系统的智能化设计
结合生产需求,集成水质在线监测、室内视频监控、自动投饵、水处理设备管控及绿色产品质量追溯五大系统,既减少人力投入与操作污染,又全面提升企业自动化、智能化管理水平。
技术工艺原理 图片来源:中国水产科学研究院
工厂化循环水水处理装备 图片来源:中国水产科学研究院
三、技术多元应用:灵活适配,全域覆盖
1.双循环养殖系统:赋能育种育苗
针对育种、育苗等高水质要求场景,采用内、外双循环系统工艺。内循环系统涵盖固体颗粒物去除、生物净化、增氧、脱气、消毒杀菌及温度调控等要素;外循环系统包含快速沉淀、生物修复、蛋白分离等手段。双循环处理后水资源综合利用率超99.5%,在节约用水与控温能耗的同时,有效降低外源水病原菌侵害风险,为高效健康养殖保驾护航。
工厂化循环水育苗 图片来源:中国水产科学研究院
2.鱼类高效智能养殖模式
根据鱼类品种、环境需求、生长阶段及养殖规模的差异,定制循环水高效养殖工艺及智能化配套装备,需专业人员提供系统设计与构建技术指导。
3.对虾高效清洁养殖模式
应用时需配套专用回水装置、虾壳与死虾快速去除装置两项新技术,避免虾壳和死虾阻塞水处理系统,保障养殖高效运行。
4.海参高效清洁养殖模式
通过海参工厂化循环水养殖自清洁附着装置,实现海参粪便自动清洗,降低人工成本,提升养殖清洁度。
低能耗循环水养殖关键技术适用区域范围广,灵活性强。可以根据养殖品种环境需求和区域差异,设计适应于不同养殖品种、不同养殖阶段的陆基工厂化循环水养殖系统工艺。目前,从北方黑龙江到南方海南,从东部辽宁到西部西藏,都有循环水养殖的成功的应用案例,养殖品种包括鲆鲽类、鲑鳟类、石斑鱼、大口黑鲈、鳜、墨瑞鳕、星康吉鳗、许氏平鮋、红鳍东方鲀、美国红鱼、珍珠龙胆、黄姑鱼、南美白对虾、海参、海马等近40种。
工厂化循环水养殖红鳍东方鲀 图片来源:中国水产科学研究院
低能耗循环水养殖关键技术可浓缩为“节能、减排、增效、提质”八个字。它实现了水资源的高效循环利用,提升了养殖产量与品质,降低了建设及人力成本,为水产养殖业绿色健康与可持续发展提供了核心支撑。
出品:科普中国大国粮策
作者:刘雅丹 研究员 中国水产学会原秘书长助理、全国首席科学传播专家
科学性审核:曲克明 中国水产科学研究院黄海水产研究所研究员
策划:武玥彤
来源: 大国粮策
内容资源由项目单位提供