| 标题 | 循环水养殖技术的应用 |
| 范文 | 钱克林 肖明松 鲍方印 金光明 摘 要：循环水养殖是在水产养殖生产过程中采用一定的工程设施和废水处理设备对养殖废水处理之后进行回收利用，对养殖和环境等进行人工调控，为养殖生物提供最适宜的环境，达到高产高效优质和零污染的生产模式，符合低碳农业和可持续发展的规律。通过综述循环水养殖的国内外研究现状、循环水养殖技术的原理和作用机理，进一步阐述了其在水产中的应用。 关键词：循环水养殖；作用机理；低碳农业 基金项目：安徽省重点研究与开发计划项目（项目编号：1804a07020119）。 Abstract： Recirculating aquaculture systems are systems in which water is re-used after undergoing treatment， which provide the most suitable environment for breeding organisms. Recirculating aquaculture systems are efficient， economic， and environmentally friendly， which meets the law of low carbon agriculture and sustainable development. The paper summarized the current research， principle and its application prospect in aquaculture was also described. Key words： Recirculating Aquaculture Systems； Mechanism； Low-carbon agriculture 近年来随着水产养殖业的迅猛发展，养殖规模不断扩大，养殖种类不断增多、养殖产量逐年增加，也带来了一系列的负面影响。由于水产养殖自身的生态结构和养殖方式的缺陷使得大部分养殖存在着许多环境问题，特别是很多商业化水产养殖的发展会涉及到扩大养殖区域、使用更高密度的水产养殖装置和使用来自临近区域之外的饲料、抗生素等问题。这些都可能导致生态环境的恶化对水域生物多样性的破坏和引起水域生态系统结构的变化等一系列问题[1]。如何改革水产养殖的方式和提高其生产水平，保护和改善生态环境，实现可持续发展，是现代水产养殖所面临的最严峻的挑战。在这种思想的指导下，循环流水养殖模式已成为越来越多国家实现可持续发展的选择[2]。循环流水池养殖技术将传统的池塘养鱼与流水养鱼技术有机结合，重点在保护水土资源和水中营养，节约能源，减少排放，通过建造养殖槽（流水池）和安装推水曝气设备，使原有的静态池塘通过空气推水设备使池塘形成动态循环流水“生态式圈养”模式，让无污染、无残留、无公害的健康水产品成为市场的主打产品，逐步实现经济效益、社会效益和生态效益的良性循环，从而推动水产业向高层次发展[1、3]。 1 国内外循环养殖技术的研究现状 循环水养殖（Recirculating Aquaculture Systems，RAS），又叫工厂化水产养殖，是在水产养殖生产过程中采用一定的工程设施和废水处理设备对养殖废水处理之后进行回收利用，对养殖和环境等进行人工调控，为养殖生物提供最适宜的环境，达到高产高效优质和零污染的目的[4]。在净化水质时主要通过物理方式，如：卵石滤床、活性污泥池、滴滤池等。到20世纪90年代，随着生物工程技术、微生物技术、膜技术和自动化控制技术的提高，循环水养殖在欧美国家得到普遍应用[5]，如在丹麦，超过10%的鲑鱼养殖企业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[6]。在美国，罗非鱼等温水性鱼类和鲑鳟等冷水性鱼类利用封闭式循环水养殖系统的养殖[7]。在国内，中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所于1988年设计建设了我国第一个循环水养殖生产车间[8]，20世纪90年代后期，我国养殖品种从最初的单一养殖大菱鲆到鲑蹲、鳗鲡、黄颡鱼和河豚等珍贵品种，循环水养殖区域也不断扩大，从最初的山东和辽宁等地区，逐渐扩大到浙江、广东等地区[9]。 2 循环水养殖的基本原理 循环水养殖是在相对封闭的空间内，利用沉淀和机械、生物过滤等方法去除养殖水体中的残饵、粪便及NH+4-N、NO-2–N等有害物质，再经消毒增氧、去除CO2、調温等环节后输回养殖池，实现养殖用水的循环利用，是一种高度现代化和高度集约化的养殖模式[11]。其主要的优势在于生态环保、高效、可控性强、受环境影响因素小等方面。根据养殖废水水质净化技术原理的不同，水质净化大致可以分为物理净化、化学净化、生物净化以及综合净化方法。其中物理净化包括沉淀技术、过滤技术、浮选技术、离子交换和吸附技术等，利用这些手段去除水中的有害气体（CO2，H2S等）、细菌（大肠杆菌等）和固体悬浮物。生物净化是利用水生植物和微生物处理养殖废水，再循环利用。微生物净化是将微生物放进一定的载体，让其形成一种生物滤器来达到出去水中废物的作用。水生植物净化常利用大型藻类对氨氮等水体废物的进行吸收，水生植物自己在生长的同时将水中过剩的营养物质吸收净化水质。化学净化主要是利用强氧化剂、絮凝剂等对水质进行净化。常用的有明矾、氯化铁、臭氧等可以去除废水中的悬浮固体和磷。综合净化处理技术是在循环水养殖中综合利用物理、化学和生物学的方法对水体进行净化处理。人工湿地是目前比较典型的综合处理体系。在人工湿地生态环境中的综合处理技术包括沉淀、吸附、过滤、固定、分解、离子交换、硝化和反硝化作用、营养元素的摄取、生命代谢的转化和细菌、真菌的异化作用等[10]。 3 循环水养殖技术的的应用 循环水养殖具有节能、节水、养殖密度高、对环境污染小和环境条件易于控制等优点。荷兰的Zan Aquaculture公司在传统养殖条件下，利用现代技术在循环水系统养殖中研制成了USBMDR脱硝反应器，提高养殖污水处理能力，其中氨氮减少了近80%，化学需用氧减低了60%，生化氧量减少了59%，溶解固体减少了60%[11]。挪威 Nofima Centre for Recirculation in Aquaculture （NCRA）专门研究大西洋鲑在RAS中对环境和营养的需求。研究表明，氨氮和CO2指标不但达到预定值，且超出设定的理论投喂容量的134%，这个实验对估算RAS的饵料承载容量和精准渔业生产有着重要的意义[12]。美国的循环水养殖系统处于全球的领先地位，倍受养殖业的关注。美国的康奈尔大学的Timmons教授和西弗吉尼亚淡水研究所Summerfelt教授以高集成循环水设备养殖集成各种污水处理模式[13]。这种养殖方式大量使用现代技术，自动化程度较高，大大减少了劳动力的使用，加上现代的电脑数据处理系统，有效的控制水质，根据鱼的生长，来合理的配置饵料，从而促进养殖业的健康发展。 我國于20世纪70年代后期开始在淡水鱼类养殖领域开展了循环水养殖尾水的处理研究，由于受到社会经济和科技水平的限制，取得的成果缺乏专业性、实用性和系统性。进入21世纪，国内学者开始淡水池塘循环水养殖研究，取得了一系列成果。吴振斌等[14]将复合垂直流人工湿地同池塘养殖结合，验证人工湿地对水产养殖用水和废水净化与回用的可行性。结果表明，对TP和IP的去除率为72.7%～89.1%和0%～33.3%，对细菌总数、总大肠菌群、藻类等生命物质也有较好的去除效果。田喆等[15]研究了RAS中不同水循环次数对大菱坪生长和水质变化的影响。结果表明，提高水循环次数可降低系统中氨氮和亚硝酸氮的积累速度，减小水中有害物质对大菱鲆的胁迫作用，从而促进大菱鲆的生长，但对化学需氧量（COD）的去除没有显著影响。彭刚等[16]用多种生物修复技术结合池塘工程改造手段，构建由集约化养殖区、生态化养殖区、净化区组成的封闭型池塘循环水生态养殖系统。该循环系统对TN，TP，NH+ 4-N及CODMn的平均去除率分别达62.89%，60.24%，56.52%，47.81%，具有很好的净化效果。钱克林等[17]利用池塘循环流水养殖鳜鱼试验，实验表明，池塘循环系统排污设备对废弃固形物质的吸排效果较好，而对已溶解到水体中的氮、磷等物质需要利用净化区苦草、莲等水生植物净化。2010年，江苏省在太湖流域制定了池塘循环水养殖工程建设专项规划（2011-2020），到2020年环太湖流域百亩连片养殖场全部要求实施循环水养殖工程。同时对江苏省的养殖老塘口进行改造，提高养殖池塘的自净能力，减少养殖尾水的排放，以促进池塘养殖的可持续发展[18]。 参考文献 [1]祁小华.高效循环流水池养殖标准体系构建研究.中国标准化，2017，439（3）：62-67. 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