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欧洲循环水养殖技术综述

2015-09-19 13:29:35 已读

欧洲循环水养殖技术综述

摘要综述了欧洲封闭循环水养殖业概况,介绍了欧洲循环水养殖在鱼类养殖中的应用和欧 洲循环水养殖工艺及其特点,提出了几点对我国发展水产养殖业的借鉴意见。

关键词欧洲循环水养殖技术循环水养殖系统

1欧洲的封闭循环水养殖业概况

欧洲水产养殖业的分布从挪威寒冷的海湾一直延伸到太阳笼罩的希腊群岛,养殖种类如 同欧洲大陆的地形,具有多样性。目前可以进行人工养殖的种类约100余种,包括年产730 323t的大西洋鲑鱼以及年产少于1t的海胆。根据联合国粮农组织(FAO〉发布的数据,欧 洲2003年的水产养殖总产量为2 203 851t产值5 139 569 900美元,从全球水平看,不到 世界总产量的5%,但有几种养殖产量在世界上名列前茅,像大西洋鲑鱼、贝类、真鲷和欧 洲鲈鱼等。

欧洲水产业的快速发展主要归功于水产商品饲料的开发和以封闭循环水、网箱养殖等为 代表的高新养殖模式的生产应用。在欧洲,高密度封闭循环水养殖被列入一个新型的、发展 迅速的、技术复杂的行业,通过采用先进的水处理技术与生物工程,引用前沿技术,最高单 产可达100kfg/m³,封闭循环水养殖已普及到虾、贝、藻、软体动物的养殖。 当前绝大多数养殖企业的苗种孵化和育成均釆用循环水工艺,

有越来越多的海水和淡水封闭循环水养殖模式在欧洲各地得以成功实践。在丹麦,大约 有超过10%的鲑鱼养殖企业正积极把流水养殖改造为循环水养殖,以达到减少用水量和利 用过滤地下水减少病害的目的;在法国,所有的大菱鲆苗种孵化和商品鱼养殖均在封闭循环 水养殖车间进行,鲑鱼的封闭循环水养殖也幵始进行生产实践;西班牙的Aquacria Arousa 大菱鲆养殖厂,每年投放苗种400 000尾,年产商品鱼500t养成车间面积1 885㎡,单 位水体产量达到265kg/年。据不完全统计,目前欧洲的封闭循环水养殖面积约30万㎡, 而且发展速度很快。

2循环水养殖系统在养殖生产中的应用

自1987年起,欧洲鲈鱼的苗种数量稳定增长,从年产1 000 000尾到目前的年产15 000 000尾,增长了 15倍,而同期苗种的价格下降了 60%以上。其中的原因有两个:(丨)饵料 配方和喂饲技术的稳步改善;0封闭循环水技术的生产应用。传统流水养殖系统的水质 波动较大,水环境质量难以控制,而封闭循环水系统不仅能提供一个稳定的水环境,而且在 循环系统中只有很少的热量损失,这对于加热成本占了苗种成本50%的培育生产而言,可 大大节约能耗。

在欧洲,鱼类苗种的孵化、幼苗培育和商品鱼养成多在不同的循环水系统中进行,表1~3 给出了鱼类育苗、养成和封闭循环水处理系统的一些主要参数。

从表1可以看出,幼体和苗种封闭循环水培育的主要水处理单元是基本一样的,不同之 处在于:(丨)苗种培育用网过滤代替了砂滤设备,以避免使用砂滤设备时所造成的废弃颗 粒物降解和细菌附着在砂粒表面;^苗种培育使用过饱和溶解氧以满足高密度育苗的需 求;0〉苗种培育使用CO2去除装置以有效地除去鱼类呼吸所产生的CO2(4)苗种培

 

育通过添加使?9始终保持在7左右。

项目一

养殖参数特征―

封闭循环水处理系统特征一

幼怵 苗种—

幼体 苗种一

终平均体重(!!!⑷^ 最初的故养密度化妨!!3)— 最终的放养密度化―3)— 持续时间(天)一 清洗间隔时间(天

40 1000-5000^’ 0.4 4如丨 4 30一 40 90^ 40 卯一

砂滤设备 网过滤― 紫外线消毒— 生物过滤— 加热制冷―1

002去除— 曝气 纯氧一

?9调节一

 


HISHING海兴智能


邏他1白动樓污装败3‘邮隨細4‘机械过滤器5拟池6‘水缺紫外线丨(^器 ^热交换器免生物滤器办诹农賒装苗I⑶位水池12.絲氣投加装置IX自动投賊 新鲜海水过滤器

图1法国国家海洋开发研究院的封闭循环水系统

目前在欧洲进行的有关涉及循环水养殖的研究内容包括:精准投喂的喂饲系统、在高密 度养殖条件下鱼类的游泳和摄食行为、通过饲料配方的改善以减少废物排放、紫外线和03 联合消毒、光周期对鱼类摄食行为的影响、鱼类养殖环境的优化、细菌的数量和种类对水处 理系统效能的影响、换水量和循环水率的优化、养殖水体中的酸碱平衡、养殖设施的优化设 计、鱼类的福利(柳他记)等。

表2           循环水培育系统"

苗种培育参数口

封闭循环水处理系统特点一

最终平均体重:⑴丨:?^"1 最初的放荞密度:101^—一 最终的放荞密度:50 肓成时间:16个月―| 补充水星:的养殖水体积丨天々 每一个循矸均进行清冼一

网过滤―1 紫外线消蚩口 生物过滤一 去除―1 加热和制冷一 堵氧及?9控制一

 

 

@^表3地中海地区的封闭循环水鱼类养成系统

荞殖参数

封闭循杯水处理系铳特点―

最终的平均体重:0.2 最初的放荞密度:》251^111。 最终的放养密度:、00赠1^一 荞成时间:12年一 水罝換率:100&.总水体体积〗天一 阶段性的清冼…

网过滤一

消毐(紫外线、0》^ 大的硝化反应生物滤器— 反硝化生物滤器〖可选择

去除装罝々 加热和制冷系统一

?只控制一

 

3封闭循环水处理工艺及其特点

以笔者在法国进行合作研究的法国国家海洋开发研究院(过记!!!议)鱼类养殖研究中心 的封闭循环水系统为例,该系统组成如图1,它也代表了欧洲经典的封闭循环水处理工艺。 目前该中心利用此系统开展欧洲鲈鱼(仙!^改!!记油脇)养殖,采用商品颗粒饲料,常规 养殖产量为351^/1113,最大产量可达801^/1113日新水添加量小于总循环水量的10^。

纵观欧洲的封闭循环水养殖工艺,可以总结为以下几个特点:

(!)降低水处理系统水力负荷的快速排污技术。为了防止生物滤器堵塞及大颗粒悬浮 物破碎成超细悬浮物,系统釆用养殖池自动排污装置、残饵捕集器及机械过滤器三个水处理 装置,使养殖废水一流出养殖池,就将悬浮颗粒物通过沉淀、过滤等方式得以去除,降低其 他水处理设备的负荷。

(!)普遍釆用提高单位产量和改善水质的纯氧增氧技术。近年来,法国、西班牙、丹 麦、德国等一些国家成功设计和建造了使用液氧向养殖池和生物过滤器增氧的养殖设备,大 大提高了单位水面的鱼产量。研制了制氧装置,可在鱼类养殖场直接生产纯度为85^95^

的富氧。

采用日趋先进的养殖环境监控技术。目前较先进的封闭循环水养殖厂均采用了自 动化监控装备,通过收集和分析有关养殖水质和环境参数数据,如溶解氧(!^))、?9、温 度(丁)、总氨氮(丁―)、水位、流速、光照周期等,结合相应的报警和应急处理系统, 对水质和养殖环境进行有效的实时监控,使封闭循环水养殖水质和环境稳定可靠。有的养殖 场还采用计算机图象处理系统监控养殖生物,通过获取鱼的进食、游速、体色等情况,利用 专家系统自动调整最佳饲料投喂量,以获得最佳转化率。

(…生物滤器的稳定运行管理技术。生物滤器主要用于去除养殖水中的水溶性有害物 (有机物和氨氮),它是所有〈海水、淡水)封闭循环水处理系统成功运行的关键,同时生 物滤器也是封闭循环水处理体系统投资和能耗最大的水处理单元。法国科学家在政府的资助 下,在此领域进行了长期研究,如生物膜的细菌群落(自养细菌和异养细菌)组成、数量, 氨氧化、硝化过程的能量和氧气消耗等,养殖废水中不同(:例比率对生物滤器效能的影响, 并在此基础上获得生物滤器硝化动力学模型,建立了生物滤器的设计与管理规范。生物滤器 管理技术的突破对推广应用封闭循环水养殖系统起到了积极的推动作用。

^养殖废水的资源化利用与无公害排放技术。养殖污水处理是封闭循环水养殖技术 发展中的一个重要课题。法国科学家设计了利用大型藻类净化养殖废水的系统,经净化后的 养殖废水再回用至养殖池,丹麦釆用在养殖池之间设生物净化器的方式,将养殖污水进行处 理后再排放;同时,封闭循环水养殖技术先进的发达国家也根据各自的水处理技术特点开发 出一些体积小、成本低、处理污水能力强的新型养殖污水处理设备。

4对我国封闭循环水养殖发展的启示

(丄)养殖许可

欧洲很多国家从上世纪70年代就实行了养殖许可制度。许可制主要规定了养殖容量、 养殖场规划设计、药物使用、环境许可、养殖经营人员素质等,这些规定有助于实现养殖场 的环境自净,有效地防止疾病传染;同时,通过政府调控养殖生产,避免过量生产导致养殖 业的亏损,从而保证养殖业者的利益,并从环境保护方面防止水产养殖的盲目发展对环境带 来的有机污染,促进养殖业的可持续发展。

(二)水产药物

欧洲的水产养殖,特别在高密度循环水养殖生产中严格控制化学药剂使用,甲醛(福尔 马林)和碘制剂是使用最广的消毒剂,在大多数欧洲国家,两者都有最大残留量限制(^&^) 和销售许可(!^!八)。一种在封闭循环水养殖系统中使用的新渔药为了获得]VI八,必须进行 药的毒性和效率、鱼体组织残留量、水环境中降解程度、水生生物的生态毒性等测试;此外, 通过在自动生产线上接种鱼类以替代抗生素也是一种日渐得到生产应用的新方法,如挪威已 完善了疫苗注射流程工艺,疫苗注射法取代了浸渍法。现在挪威对大西洋鲑三种主要疾病〈弧 菌病、冷水性弧菌病、疥疮病〉釆用混合疫苗一次性注射,一台自动注射机每小时可注射数 千尾鱼,一人可同时使用数台注射机,现接种疫苗已成为当地专业化的作业。

养殖规范

欧洲多数国家针对不同养殖品种规定了水产养殖投饵总给饲量,此举促使养殖业者使用 优质饵料,由此促进了 2?(膨化〉饲料的推广使用,目前养殖饵料几乎100^为5?饲料。 同时,严格执行健康养殖的管理制度和技术,包括限制给饲量,提升饲料品质,合理投饵, 收回残饵,通过降低死亡率和提高生长率来实现养殖产量增加,釆用9八0:?(危害分析与 关键控制点)管理鱼产品食品安全等技术和制度、法规的综合应用,保证水产养殖业的可持 续发展和水产品的优质。

致谢:法国国家海洋开发研究院的〗⑶11-?肌丁0乂博士为本文提供了部分资

料。

参考文献

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【作者简介】刘鹰〈1969—),男,陕西岚皋人,中国科学院海洋研究所副研究员,研 究方向:水产养殖工程与生态学。

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