一种高产生态环流对虾养殖技术

    前言：

　　将传统池塘“开放式散养”模式创新为新型的高效、低碳、高产池塘环流水生态“圈养”模式，是水产养殖理念的再一次革新。​在流水池中“圈养”的主要目的是控制其排泄粪便的范围，并能有效地收集这些鱼类的排泄物和残剩的饲料，通过蛋白分离处理，再变为陆生植物（如蔬菜、瓜果、花卉等）的高效有机肥，既可以解决水产养殖的自身污染，耗能和水资源等根本问题，同时又做到化废为宝，增加经济效益。利用微生物膜水处理技术去除水中氨氮、亚硝酸盐、排泄物、含硫物、有害菌等有害物，降低COD，确保养殖水质优良，养殖水质好，对虾发病率低，饲料利用率高，养殖时间短，产量高，成本低，对虾品质高。此技术可实现养殖对虾亩产量5000斤以上，废水排放对环境无污染，属于高产生态对虾养殖。

　　一、我国目前水产养殖存在的问题

　　1．环境和水质污染日趋严重，导致水产养殖品食用不安全，环境污染存在多方面因素，化肥、农药、兽药、生产调节剂等农用化学品的大量使用。随着经济的发展，大量含有营养化的生活污水和工业废水经各种河道排入大海，沿海养殖水无处理排放，污染了海水，破坏了生态系统。营养化水质成为水中有害藻类生长的肥料，引起水质恶化，导致养殖品种死亡。

　　2．养殖种质退化，病害泛滥，水产养殖品病害一直不断，使养殖业蒙受了重大的损失。

　　3、滥用抗生素，病原菌的耐药性增强，新病增多，使防治更难，在实际生产中，很多养殖户滥用抗生素、激素类药物，是很多病原菌产生抗药性。因此，造成抗生素的用量一次比一次大，由于这类药物的不合理使用，使并发症和新病增多，病理症状不明显，为水产病害的防治带来困难。同时，药物的大量使用，药物的残留对人类健康造成很大的威胁，严重影响到水产品的出口。

　　4、分散养殖模式。养殖设施简陋，养殖技术落后，劳动效率低，由于盲目提高放养密度和产量，过度追求经济效益，导致大量的残剩饲料和鱼类排泄物在养殖水环境中不断积累，造成水体富营养化，直接导致病害的频发，甚至导致大面积的死虾。​

　　二、现代养殖新技术应用

　　1、紫外线杀菌技术
　　紫外线是一种肉眼看不见的光波，依据不同的波长范围，被划分为A、B、C三种波段，其中的C波段紫外线波长在240—260nm之间，为最有效之杀菌波段，波段中的杀菌效果强点是253.7nm。
　　紫外线特点：
　　①.杀菌效率高：使用紫外线杀菌所用时间短，对细菌、病毒的杀灭效率可高达99% 以上。
　　②.对水质无影响：紫外线为物理消毒方式，因此不需要添加任何可以改变水质的化学药剂，因此它不会对水体和周围环境产生二次污染，不会改变水或空气的任何成分。

　　2 臭氧杀菌消毒技术
　　在传统的水处理工艺中大多使用次氯酸钠作为消毒剂和氧化剂，氯能有效杀灭水中的细菌，但氯处理产生的一些副产物如三氯甲烷等有机卤代物具有一定的毒性，甚至有致癌、致畸、致突变作用，会对鱼虾的肝脏有损伤。

　　臭氧是一种广谱、高效、快速杀菌剂，利用自身的强氧化性杀灭各种病菌、病毒等微生物。臭氧不仅能对水中的细菌病毒进行杀灭，而且能将水中的氨氮、硫化氢和亚硝酸盐分解，从而大大降低水中有毒物质对水生生物的影响。臭氧自身分解为氧气，防止二次污染的同时增加了水中的溶氧量。臭氧的氧化能力几乎是目前所知氧化剂中最强的，臭氧具有强氧化性，能与除了金、铂外的所有金属发生反应，氧化水中重金属，氧化许多有机物。臭氧在水中灭菌有两种方式：一种是臭氧直接作用于细菌的细胞壁，将其破坏并导致细胞的死亡；另一种是臭氧在水中分解时释放出自由基态氧。自由基态氧具有强氧化能力，可以穿透细胞壁，氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶，也可以直接与细菌、病毒发生作用，破坏其细胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使细菌的物质代谢和繁殖过程遭到破坏；还可以渗透细胞膜组织，侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖，促进细胞的溶解死亡，并且将死亡菌体内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热原（细菌病毒代谢产物、内毒素）等溶解变性灭亡。
臭氧对水中微生物杀灭效果较好，当臭氧浓度为0.5-1.5mg/L基本可杀灭水中全部微生物，同时臭氧可去除水中色、臭味、铁、锰、氰化物等物质。臭氧杀菌速度比氯快，具有强大氧化杀菌力，可杀灭细菌繁殖体、芽孢、病毒、真菌，破坏内毒素杆菌毒素等。

　　臭氧对水中微生物杀灭效果如下表所示：

在水中臭氧和加氯消毒效果比较见下表所示：

    3 水质蛋白分离技术
　　排泄物和残饵是影响养殖水质的主要物质,养殖水质恶化速度和程度与残饵数量有关,残饵多,水质变化快。饵料对水质的影响表现在水体中溶解氧含量和pH值下降,氨氮含量呈上升趋势。残饵蛋白质受细菌作用大量分解,细菌耗氧而使水体中溶解氧下降,氨氮增高。另一方面厂家为提高配饵的适口性,配方中加入各种添加剂,药物饵料中加入各种药物及防霉剂,致使水体pH值下降，投饵后氨氮含量逐步递增 ,虾进食l小时后约50%～70%的饵料被排空。排泄物如不及时清除,溶解在水中,会导致水质恶化。虾摄食的饲料中85%的氮被虾同化,15%通过粪便排放,但粪便中只有5%的氮以氨氮形式直接排放,其他的有8%为可溶性初级胺,26%为尿素,61%为其他可溶性有机氮,这些组分可被水中硝化菌等微生物利用。死虾如果长久泡在水中,在微生物作用下腐烂变质,溶出N、P等物质,引起水体氨氮、COD等有害物质的累积,对虾产生毒害。排泄物主要分两方面：有机物（食物残渣）和无机营养盐。有机物除了食物残渣还包括尿素，无机营养盐可以分为氮盐和磷酸盐，氮盐则主要以氨氮为主。鱼类排泄的营养盐对水体中藻类的生长有重要意义，对藻类的生物量以及群落组成均有影响。食物残渣的被细菌分解后可使养殖水体富营养化，滋生各种病原菌。

　　鱼虾排泄物和食物残渣等有机物通常用曝气方法分离出来。利用气泡表面张力吸附的作用进行浓缩和分离有机物的原理，通过曝气脱除养殖污水中悬浮的胶状体、纤维素、蛋白素、残饵和粪便等有机物。空气和水之间所形成的接触表面，具有一定的表面张力，有机分子表面有２个极端，一端亲水，另一端不亲水，在与气泡接触时，亲水的极端被水分子吸引，纤维素、蛋白素和食物残渣等有机杂质会被气泡吸附汇集，在曝气过程中，水体中蛋白微粒聚集在微气泡表面，并堆积向上推动脱离出水体，集中在水面形成泡沫被排除。

　　三、新型养殖设备

　　1、臭氧型射流增氧机
　　KS-YS系列臭氧型射流增氧机是一款底层增氧，高效节能，维护费用低，经济耐用，集增氧、杀菌、蛋白分离于一体的新型增氧设备。此款增氧机应用了我公司多项发明专利技术。

    KS-YS系列臭氧型射流增氧机由高氧射流器、水泵、电机、臭氧发生器、浮桶等部件组成。使用空压射流技术，水流高速喷射，在较大面积和深度的水域内环流搅拌，氧气对流扩散，增氧效率高，达到深层大面积增氧效果。曝气能使水中的氨氮、二氧化碳、甲烷、硫化氢等有害物质氧化分解或逸出水面，消除水体分层，分离鱼、虾排泄物和食物残渣等有机物（蛋白分离），有效改善水质，改良池塘底质，减少排水次数，增加养殖密度，更好地满足高密度、工厂化、集约化养殖的需求，其优越的性能是传统增氧设备所不能比拟的，在水产养殖、河道水处理等方面大量使用。

　　产品特点：
　　KS-YS系列臭氧型射流增氧机具有传统增氧机无法比拟的优点：  
　与传统增氧机相比，增氧能力达1.5倍以上，节能40% 以上；
　底层增氧，保持池塘整体的高溶氧水平；
　表层和底层水流交换，消除水体的分层，消除毒气；
　氧化水底沉淀物，改善水质及塘底土质，减少病害发生率；
　蛋白分离：分离鱼、虾排泄物和食物残渣等有机物，改善水质和生态系统，降低有毒物质的产生，促进浮游生物的生长；
　臭氧杀菌、分解氨氮、硫化氢和亚硝酸盐等有毒物质，降低水中有毒物质对水生生物的影响；
　提高水产物种对饲料的吸收，增加养殖密度，提高养殖产量；
　预防南美白对虾早期死亡综合症EMS。

　　2、曝气式增氧机
　　KS-YB系列曝气式增氧机使用美国德尼培Aero-Tube™原装微孔曝气管，具有曝气效率高、抗老化、抗微生物粘附、抗酸碱、防堵塞、使用寿命长、便于清理等特点。增氧机空气输气量大（一个曝气网格输气量超过45m3/h），水流推动力大，增氧速度快，溶氧高，能够消除水体分层，降低氨氮以及硫化物等有害物和蛋白分离，其优越的性能更好地满足高密度、工厂化、集约化养殖的需求。

    Aero-Tube™技术不仅能大大减少水体增氧的能源消耗（单位氧气所消耗的能量不到传统增氧设备的二分之一），提高氧气传输效率，增加水体溶氧量，而且能改良池塘底质，减少排水、保护环境，增加养殖密度，是传统增氧设备所不能比拟的。

　　产品特点：
　　KS-YB系列曝气式增氧机具有传统增氧机无法比拟的优点：
　　传统增氧机每消耗1度电能够在水体中增加1.1-1.5公斤的氧气，而KS-YB系列曝气式增氧机每消耗1度电可以在淡水中产生2.5-3.2公斤的氧气，在海水中产生9公斤的氧气。
　与传统增氧机相比，增氧能力达1.5倍以上，节能40% 以上；
　底层增氧，保持池塘整体的高溶氧水平；
　表层和底层水流交换，消除水体的分层，消除毒气；
　氧化水底沉淀物，改善水质及塘底土质，减少病害发生率；
　蛋白分离：分离鱼、虾排泄物和食物残渣等有机物，改善水质和生态系统，降低有毒物质的产生，促进浮游生物的生长；
　提高水产物种对饲料的吸收，增加养殖密度，提高养殖产量；
　　KS-YB曝气式增氧机对藻类的作用：
　　通常在高温季节，池塘中蓝绿藻（尤其是蓝藻）生长过快，KS-YB系列曝气式增氧机能将池塘底部的水体抬升到水面上来，同时促进水体的对流以及上下水体交换。 蓝藻体因相互易粘连，在上下水体交换过程中，能促使其相互粘连、堆积而死亡；而有益的硅藻个体较大，相互间不易粘连，向上抬升的水流有助其悬浮于水体，增加光合作用的机会，促进生长。
　　溶氧的增加，上下水体的交换会形成更利于绿藻和硅藻的生活环境，并抑制蓝藻的生长。均匀的溶氧同时有利于耗氧的浮游动物的生长，消耗更多的藻类，这在养殖中后期营养过剩的水体中控制藻类过量繁殖很有意义。
充足的溶氧会促进富含蛋白质的微生物的生长，微生物数量的增加不仅能降低氨氮（将氨氮转变成体内的蛋白质），也会增加天然饵料的数量，降低饲料系数。

　　3、漂浮式生物反应器
　　生物处理技术是当前水产养殖废水处理技术和养殖污染控制方法的研究热点。该方法对环境友好，费用低，适用于各种环境条件的水域，是一项“绿色”养殖污染控制技术。其最大优点是使用不可再生材料和能源比较少，并且不会对环境造成二次污染。它主要是指利用生物的生命代谢活动来降低存在于环境中有害物质的浓度或使其完全无害化，利用生物的生长代谢来吸收、降解、转化水体和底泥中的污染物，降低污染物浓度，减轻污染物对环境的影响。

    生物膜法指通过生长在滤料(或填料)表面的生物膜来处理废水，已广泛应用于养殖水处理，对受有机物及氨氮轻度污染的水体有明显的净化效果。生物膜法在养殖废水封闭循环处理中应用较广泛，停留时间为2.5 h时SS和BOD去除率分别为98.8%和80.2%。停留时间为4 h时，能去除40%的磷和98%的氮。

　　4、紫外线杀菌装置
　　在每根抽水泵出水管上安装我公司生产的紫外线杀菌器KSU-100，水经沙层过滤由抽水泵抽到蓄水池，在抽水泵的出水管到蓄水池安装紫外线杀菌器，如图所示。

　  KSU-100紫外线杀菌器性能：
　　杀菌水处理量：100 m3/h；
　　杀菌率：≥95%；
　　功耗：800W；
　　供电：AC220V；
　　灯管寿命：12000h；
　　壳体材料：316L不锈钢；
　　连接方式：法兰，8”；
　　尺寸：Φ500X1000

　　四、高产生态环流对虾养殖池的设计

　　高产生态环流对虾养殖池由环流养殖区、蛋白分离区、臭氧杀菌区、生物水处理区和储水区等五个区域组成。养殖理念:高密度圈养方式、集中管理、集中喂料、生态环流水处理、提高成活率、缩短生长周期、节能环保，从而提高产量的同时降低成本，收到显著的经济效益。

　　1、总体设计
　　养殖面积：4亩。
　　见下图：

养殖塘设计平面图

养殖塘设计3D图

2、养殖区
　　养殖区：环形，总长200m，宽3m，水深2m，养殖产量20000kg。增氧推流设备由2台曝气增氧机组成。
　　对虾耗氧量计算：
　　养殖晚期，对虾的耗氧量在 160～200 mg / ( kg·h) 范围内， 其水体中溶解氧要求在5.0 mg /L以上，平均耗氧量为 180 mg /( kg·h)，每个流水槽载鱼量20t，总耗氧量大约为3.6kg/h。
　　曝气式增氧机性能：
　　型号：KS-YB-1.1；
　　功率：1.1KW；
　　供电：AC380V；                
　　曝气网格：1个；
　　海水增氧量：3.0kg/h；           
　　曝气量：45m3/h；

　　3、蛋白分离区
　　水产排泄物和食物残渣等有机物需要用蛋白分离机分离出来，分离物通过管道自动输送到岸上做肥料使用。
　　蛋白分离区面积25平方米左右，水深2.0m左右，布置1台漂浮式蛋白分离机，水处理量100m3/h，每日能处理2400立方米水，蛋白分离效果70%以上。
　　漂浮式蛋白分离机性能：
　　型号：KS-DF1.1；              
　　功率：1.1KW；
　　供电：AC380V；               
　　曝气量：45m3/h；
　　水处理量：100m3/h；            
　　蛋白分离效率：≥70%；

　　4、臭氧杀菌区
    蓝绿藻类、虫卵、病毒体、孢子类等需要用臭氧长时间杀灭。
    臭氧消毒池面积150平方米左右，水深2.0m左右，布置1台高浓度臭氧型曝气机进行杀菌、曝气，水处理量100m3/h，每日能处理2400立方米水。臭氧在水中保留时间为15分钟左右，无需曝气设备。
　　臭氧型曝气机性能：
　　型号：KS-BS1.5-18；            功率：1.5KW；
　　供电：AC380V；                臭氧量：18g/h；
　　增氧量：2.0kg/h；               曝气量：32m3/h；

　　5、生物水处理区
　　每个生物水处理区面积250平方米左右，水深2.0m左右，布置2台漂浮式生物反应器，整个养殖池有两个生物水处理区，污水处理量100m3/h，每日能处理2400立方米水，去除氨氮和亚硝酸盐，改善水质。

      漂浮式生物反应器性能：
　　型号：KS-BM2-0.75；           
　　功率：0.75KW；
　　供电：AC220V，AC380V；      
　　填料种类：立体弹性；
　　填料体积：0.8立方米；              
　　曝气量：35ｍ³/h；

五、设备配备和能耗

　　六、与传统养殖方式对比

　　养殖对虾产量20000kg的对比