工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)管道構(gòu)建技術(shù)改進

胡振義 韓登峰 蔡菊環(huán) 李大鵬 湯 蓉

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，池塘健康養(yǎng)殖湖北省工程實驗室，國家大宗淡水魚產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系工程化養(yǎng)殖崗位，湖北 武漢 430070；2.遼寧省農(nóng)產(chǎn)品出口服務(wù)中心，遼寧 大連 116000）

中國是世界上最大的漁業(yè)養(yǎng)殖國，綠色、低碳發(fā)展是21世紀發(fā)展理念，中國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)逐步開始轉(zhuǎn)為以生態(tài)優(yōu)先的養(yǎng)殖模式。2019年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等10部委在指導(dǎo)文件《關(guān)于加快推進水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的若干意見》中指出，我們要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式，大力發(fā)展生態(tài)健康養(yǎng)殖，提高養(yǎng)殖設(shè)施和裝備水平。隨著水庫整治、網(wǎng)箱拆除，養(yǎng)殖空間不斷縮小，各種各樣的新型養(yǎng)殖模式包括跑道養(yǎng)殖、集裝箱養(yǎng)殖、循環(huán)水養(yǎng)殖等開始被不斷推廣應(yīng)用。

工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)秉著追求綠色、健康養(yǎng)殖的初心，不斷改進，努力推動著我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的綠色發(fā)展。其相對于傳統(tǒng)的池塘養(yǎng)殖而言，不再局限于養(yǎng)殖空間，可以實現(xiàn)室內(nèi)養(yǎng)殖。此外，還可以實現(xiàn)立體化養(yǎng)殖效果，大大增加了單位面積的產(chǎn)量。該系統(tǒng)主要由養(yǎng)殖桶結(jié)合一系列的凈水消毒設(shè)備組成，各設(shè)備之間通過管道構(gòu)建連接。該系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵在于水24小時循環(huán)流動，為養(yǎng)殖桶增氧的同時帶走養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的魚類糞便和殘餌等廢物，使養(yǎng)殖水始終保持清潔流動。

為了美觀方便，管道一般建設(shè)在水道中。如果養(yǎng)殖桶中的魚類糞便和殘餌等廢物進入管道，造成管道的堵塞，將給管道的清理工作帶來困難，嚴重堵塞時甚至?xí)斐纱罅康慕?jīng)濟損失。本文依據(jù)目前常見的工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的構(gòu)建方式，介紹常見的集污、排污方式的管道構(gòu)建，同時也針對不同的方式進行技術(shù)改進，最后提供一種比較適用的管道構(gòu)建技術(shù)，供大家思考。

一、工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的基本構(gòu)成

常見的工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)由以下幾部分組成。

養(yǎng)殖桶：主要的養(yǎng)殖區(qū)域，其大小根據(jù)養(yǎng)殖戶的需求確定，常見直徑規(guī)格為1米、2米、4米，具體情況請根據(jù)實際生產(chǎn)需要確定。

集污管：與養(yǎng)殖桶相連，用于收集養(yǎng)殖桶中的魚類糞便和殘餌等廢物，不同規(guī)格的養(yǎng)殖桶使用的集污管尺寸也存在差異。

排污管：廢水的排放裝置，用于循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)與外界的水體交換。

微濾機：小型過濾裝置，采用滾筒過濾分離技術(shù)，通過滾筒的濾網(wǎng)過濾廢水中的糞便和殘餌等廢物，為第一道凈化裝置。

生物凈化池：利用常見微生物和具有凈水能力的植物對養(yǎng)殖水進行凈化，為第二道凈化裝置。

硝化細菌桶：利用硝化細菌降解養(yǎng)殖水中的氨氮等物質(zhì)，為第三道凈化裝置。

紫外殺菌儀：利用紫外光對養(yǎng)殖水進行殺菌處理，為第四道凈化裝置。

高壓增氧儀：利用高壓條件增加養(yǎng)殖水體中的溶解氧。

各裝置基本連接如圖1所示，其中A、B、C、D、E、F分別表示養(yǎng)殖桶、微濾機、生物凈化池、硝化細菌桶、紫外殺菌儀和高壓增氧儀。

圖1 工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)基本連接示意

其工作原理為，養(yǎng)殖桶中的養(yǎng)殖水始終處于流動狀態(tài)，當水位達到一定的程度之后，就會流經(jīng)管道進入微濾機中，由微濾機的滾筒過濾，進行第一次凈化，然后流入生物凈化池，被微生物和植物進行第二次凈化。凈化后的水由水泵增壓，進入硝化細菌桶，由硝化細菌降解水中的氨氮進行第三次凈化，再流經(jīng)紫外殺菌儀，對養(yǎng)殖水進行殺菌處理，進行第四次凈化；最后由高壓增氧儀增加水中的溶解氧后，再流入養(yǎng)殖桶中。依次循環(huán)運行。

二、工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)常見管道裝置

為了保證工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的正常運行，同時實現(xiàn)養(yǎng)殖水的循環(huán)利用和高密度養(yǎng)殖效果，該系統(tǒng)除了必要的硬件設(shè)施之外，還需要增添一些獨特的管道結(jié)構(gòu)來保證其正常運行。

1.沖水裝置

沖水裝置不僅適用于工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，也適用于其他大型的蓄水裝置，其主要原理是使用管道中的水壓來松動管道中的廢物，而實現(xiàn)管道的通堵。

其工作原理如圖2所示，其中A、B、C、D分別表示開關(guān)閥門，①、②、③、④分別表示對應(yīng)的水管。打開開關(guān)C，養(yǎng)殖水流經(jīng)管道①、②、③，魚類糞便和殘餌沉積在閥門D上方；開啟閥門D，魚類糞便和殘餌由管道④排出。若管道④堵塞，只需關(guān)閉閥門A、C，開啟閥門B，則養(yǎng)殖桶中的水壓會直接沖開堵塞管道④。

圖2 反沖水裝置示意

該裝置常用于大型養(yǎng)殖桶，其優(yōu)點是利用養(yǎng)殖桶的水壓疏通堵塞的水管。在使用過程中主要存在以下問題。一是該裝置過分依賴于水壓，較低的水壓達不到理想的沖水效果。二是沖水效果隨著管道的延長而逐漸降低，如果管道太長，則起不到應(yīng)有的效果。三是占地面積大，沖水裝置常由多根管道和開關(guān)閥門組成，占地面積較大。

2.連通器控水位裝置

連通器控水位裝置應(yīng)用連通器原理，通過水管在養(yǎng)殖桶的外部新增連通器，從而使用外部的水管來控制養(yǎng)殖的水位，外部水管采用套管的方式，溢出的水可以通過套管進入集污管中，進水管不斷地加入養(yǎng)殖水，保持水位的增長，在一增一減中，實現(xiàn)了水的流動性循環(huán)。

工作原理如圖3所示，養(yǎng)殖桶與控水管組成連通器，溢出的養(yǎng)殖水通過套管由管道②排出，進入循環(huán)系統(tǒng)。

圖3 連通器控水位裝置示意

該裝置常用來控制水位和水流，在使用過程中存在以下問題：該裝置一方面可以控制養(yǎng)殖中的水位，另一方面具有集污的效果，魚類糞便和殘餌等廢物會由于連通器的水流作用進入控水位裝置，最后從套管進入到集污管中。但是長時間的使用會造成魚類糞便或殘餌堆積在控水位管或者套管的下端，并且較難清理。

三、裝置改進及建議

依據(jù)華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)基地的使用情況并參考相關(guān)資料，對系統(tǒng)管道進行了適當?shù)母倪M。改進主要針對系統(tǒng)的排污和防堵問題，本著節(jié)約成本和提高單位面積收入的方式，通過增加內(nèi)嵌濾網(wǎng)、開關(guān)閥門和管道，達到降低系統(tǒng)由于魚類糞便或殘餌造成堵塞風(fēng)險的目的。如圖4所示，A、B、C分別表示開關(guān)閥門，①、②、③、④、⑤分別表示對應(yīng)的水管。主要修改點如下。

1.傳統(tǒng)的養(yǎng)殖桶采用的排水方式都是從底部排水或者側(cè)面排水。本技術(shù)中新增了開關(guān)閥門A和管道①，既解決了側(cè)排方式不能排干水的問題，也解決了底部排水容易導(dǎo)致水壓過大、直接沖開管道的問題。

2.對連通器控水位裝置進行了改進，在控水位管的上端新增了內(nèi)嵌濾網(wǎng)，可以阻止過多的魚類糞便或殘餌進入循環(huán)水系統(tǒng)，降低了管道的堵塞風(fēng)險，同時也減輕了系統(tǒng)的凈水負擔。

3.新增了開關(guān)閥門C和管道⑤，解決了套管中魚類糞便或殘餌堆積、清理難的問題。

其運行路徑如下，關(guān)閉閥門A、B，養(yǎng)殖水通過管道②、③、④，流入循環(huán)系統(tǒng)。當需要迅速放水時，可以直接打開閥門A，養(yǎng)殖水由管道①直接排出。若管道②擁堵，關(guān)閉閥門A，開啟閥門B，水壓會直接疏通管道②，長期運行的魚類糞便和殘餌等堆積物會直接被沖出。若套管底部堆積魚類糞便或殘餌，開啟閥門C，廢物由管道⑤排出。

圖4 管道構(gòu)建改進示意

四、小結(jié)

工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)實現(xiàn)了室內(nèi)養(yǎng)殖、健康養(yǎng)殖，其養(yǎng)殖水的循環(huán)使用為養(yǎng)殖尾水的處理工作提供了參考意見。管道構(gòu)建技術(shù)的改進，推動了工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的運行，為其在產(chǎn)業(yè)推廣中能夠更好更快地為我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的綠色發(fā)展做出了貢獻。