冷水魚工廠化繁育系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺談

周 榮

（中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所，上海 200092）

“冷水魚工廠化繁育系統(tǒng)”是以工廠化循環(huán)水繁育系統(tǒng)為主體，針對(duì)冷水魚繁育的特點(diǎn)，依托專業(yè)、可控和高效的裝備，開展親本馴養(yǎng)、親本培育、親魚催產(chǎn)、魚卵孵化、苗種培育等工序，實(shí)現(xiàn)苗種繁育的現(xiàn)代化生產(chǎn)。

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文以“新疆布爾津水產(chǎn)種質(zhì)資源場(chǎng)”為例，系統(tǒng)闡述以白斑狗魚為對(duì)象的冷水魚工廠化繁育系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)白斑狗魚苗300萬尾項(xiàng)目建設(shè)要求。本繁育系統(tǒng)主要有親魚馴養(yǎng)系統(tǒng)、親魚催產(chǎn)(培育)系統(tǒng)、魚卵孵化系統(tǒng)、苗種培育系統(tǒng)和其他系統(tǒng)組成。

1.親魚馴養(yǎng)系統(tǒng)

親魚馴養(yǎng)系統(tǒng)主要完成親本馴養(yǎng)和親本培育，實(shí)現(xiàn)野外捕撈種魚室內(nèi)的馴養(yǎng)直至性成熟。系統(tǒng)主要有親魚馴養(yǎng)池、移動(dòng)床生物濾器、微濾機(jī)、殺菌消毒等組成。

根據(jù)設(shè)計(jì)產(chǎn)能和廠房情況，設(shè)計(jì)直徑9.0米防水帆布材質(zhì)的圓形流水馴養(yǎng)池4 個(gè)，魚池邊高1.2 米，中間深1.25 米，池底坡降1.0%，設(shè)計(jì)水深平均為1.0米。魚池采用雙注單排(中心排水)供排水方式，進(jìn)水角為30°。池底中間排水處設(shè)置直徑50 厘米防逃網(wǎng)；每個(gè)單池排水管直通到豎流沉淀器，每個(gè)魚池都可以單獨(dú)排放(設(shè)排污出水口)，也可進(jìn)入到循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中。

親魚馴養(yǎng)池分為兩組系統(tǒng)，每組系統(tǒng)兩個(gè)魚池，每組系統(tǒng)水體量為200米3，最大養(yǎng)殖密度(設(shè)計(jì)密度)約20 千克/米3。系統(tǒng)設(shè)計(jì)水循環(huán)率0.25 次/時(shí)，循環(huán)量約為50 米3/時(shí)，水泵功率4 千瓦；微濾機(jī)采用WL-80A 型，過濾網(wǎng)目200 目；微濾機(jī)通過水泵與紫外殺菌器連接；生物濾器采用先進(jìn)的移動(dòng)床式生物水處理技術(shù)，每組系統(tǒng)設(shè)置3臺(tái)PE材質(zhì)移動(dòng)床，每臺(tái)共有濾料2.5米3(比表面積約600 米2/米3)；每組親魚培育池共用1 個(gè)豎流沉淀器，每天定時(shí)開啟底部排污口，快速大量排出固體沉淀物質(zhì)，可以減輕水處理設(shè)備的負(fù)擔(dān)，有效凈化水質(zhì)。選用V800 型沙濾罐，兩臺(tái)并聯(lián)；紫外線殺菌裝置選用NLC－1500型。

2.親魚催產(chǎn)(培育)系統(tǒng)

親魚催產(chǎn)(培育)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)馴養(yǎng)的親魚達(dá)到性成熟后完成催產(chǎn)，同時(shí)兼顧親魚短期培育功能。系統(tǒng)主要有親魚催產(chǎn)池、豎流沉淀器、微濾機(jī)、生物濾器、增氧系統(tǒng)等組成。

根據(jù)設(shè)計(jì)產(chǎn)能和廠房情況，設(shè)計(jì)直徑4.5 米、高1.2米帆布材質(zhì)的親魚培育(催產(chǎn))池4個(gè)，魚池池壁及池底均用防水帆布制作。魚池壁高1.2 米，池壁底部邊檐與房屋地面高程相同，魚池中間深1.23 米，平均水深1.0 米。采用單注單排(中心排水)供排水方式。池底中間排水處設(shè)置直徑30厘米的防逃網(wǎng)，4 個(gè)魚池排水管連接到1 個(gè)水位控制器中，再連接到微濾機(jī)上。單個(gè)魚池可單獨(dú)排放，適合于親魚繁育的操作。在魚類繁殖季節(jié)水溫較低時(shí)，親魚培育(催產(chǎn))池可進(jìn)入閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，人為控制養(yǎng)殖環(huán)境，也可進(jìn)行正常流水養(yǎng)魚。

4 個(gè)親魚培育(催產(chǎn))池設(shè)置為1 組水體獨(dú)立循環(huán)的系統(tǒng)。系統(tǒng)總有效水體64米3，最大養(yǎng)殖密度25 千克/米3。系統(tǒng)設(shè)計(jì)水循環(huán)率0.4 次/時(shí)，循環(huán)量約為25 米3/時(shí)，水泵功率0.75 千瓦；采用WL-80A 型微濾機(jī)，過濾網(wǎng)目200 目，微濾機(jī)與調(diào)節(jié)池連接；生物濾器采用先進(jìn)的移動(dòng)床式生物水處理技術(shù)，設(shè)置2 臺(tái)PE 材質(zhì)移動(dòng)床，每臺(tái)共有濾料2.5 米3(比表面積約 600 米2/米3)；4 個(gè)魚池共用1個(gè)豎流沉淀器，每天定時(shí)開啟底部排污口，快速大量排出固體沉淀物質(zhì)，可以減輕水處理設(shè)備的負(fù)擔(dān)，有效凈化水質(zhì)。

3.魚卵孵化系統(tǒng)

魚卵孵化系統(tǒng)主要完成魚卵孵化，實(shí)現(xiàn)受精卵完成卵期發(fā)育。系統(tǒng)主要有孵化池、水體綜合處理箱、沙濾罐、紫外殺菌和浮式過濾器等組成。

根據(jù)設(shè)計(jì)產(chǎn)能和廠房情況，設(shè)計(jì)4 米×0.8 米×0.4 米玻璃鋼材質(zhì)的矩形魚苗孵化槽10 個(gè)。采用單注單排(中心排水)供排水方式。單個(gè)魚苗孵化槽可單獨(dú)排放，適合于魚苗孵化、培育的操作。在魚苗孵化階段水溫較低時(shí)，孵化槽可進(jìn)入閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，人為控制養(yǎng)殖環(huán)境。也可進(jìn)行正常的流水孵化。

將10 個(gè)魚苗孵化槽設(shè)置為1 組水體獨(dú)立循環(huán)的系統(tǒng)。系統(tǒng)有效水體為9.6 米3。按水循環(huán)率約0.3次/時(shí)設(shè)計(jì)， 水循環(huán)量約為9米3/時(shí)。水泵功率1.5千瓦；由于魚苗孵化系統(tǒng)生產(chǎn)周期短，采用綜合處理箱(2 米×1.2 米×1 米)1 個(gè)，綜合處理箱中放置立體網(wǎng)狀填料與吸附材料(過濾棉、活性炭、毛刷等)，去除卵膜等，也可以進(jìn)一步分解養(yǎng)殖水體中的氨氮與亞硝態(tài)氮。選用V650 型沙濾罐，用于苗種培育期進(jìn)一步去除水體中的固體懸浮物；紫外線殺菌裝置選用NLC－300 型；浮式過濾器設(shè)置1個(gè)，內(nèi)置比表面積大于600米2/米3的發(fā)泡粒子約2.5 米3，用于分解水體中的氨氮和去除魚卵自帶黏液，同時(shí)浮式過濾器內(nèi)置氣脈沖反沖洗裝置。

4.苗種培育系統(tǒng)

苗種培育系統(tǒng)主要完成苗種培育，實(shí)現(xiàn)魚苗完成仔魚期和稚魚期，甚至幼魚期的發(fā)育生長。系統(tǒng)主要配置培苗池、調(diào)節(jié)池、沙濾罐、紫外殺菌、移動(dòng)床生物濾器和固定床生物濾器等設(shè)備。

根據(jù)設(shè)計(jì)產(chǎn)能和廠房情況，設(shè)計(jì)直徑為2.0 米、高0.65 米玻璃鋼材質(zhì)的圓形苗種培育池8個(gè)。采用單注單排(中心排水)供排水方式，排水口設(shè)置防逃網(wǎng)，魚池進(jìn)水口要達(dá)到水體交換量每小時(shí)1次的進(jìn)水量。單個(gè)魚池可單獨(dú)排放，適合于苗種培育的操作，可進(jìn)入閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，也可進(jìn)行正常的流水養(yǎng)魚。

8 個(gè)圓形苗種培養(yǎng)池設(shè)置為1 組水體獨(dú)立循環(huán)的系統(tǒng)。系統(tǒng)有效水體為27.2米3，最大養(yǎng)殖密度(苗種養(yǎng)殖)10 千克/米3。水循環(huán)率約0.25 次/時(shí)，水循環(huán)量為6.8米3/時(shí)。水泵功率0.37千瓦；選用V650 型砂沙濾罐，用于苗種培育期進(jìn)一步去除水體中的固體懸浮物；紫外線殺菌裝置選用NLC－150 型；移動(dòng)床生物濾器設(shè)置(1.4 米×1.2 米×1米)2個(gè)，內(nèi)安裝導(dǎo)流板和曝氣系統(tǒng)，單臺(tái)移動(dòng)床內(nèi)置比表面積大于600 米2/米3的硬幣型生物濾料約0.8 米3；固定床生物濾器設(shè)置(2.0 米×1.2 米×1.0 米)1 個(gè)，內(nèi)部填充立體彈性填料，填充比率約2.5，用于進(jìn)一步分解水體中的氨氮，且有細(xì)小顆粒截留功能，使培苗系統(tǒng)的水體更加清潔干凈。

5.其他系統(tǒng)

(1)源水處理系統(tǒng)。源水主要用于流水孵化和系統(tǒng)補(bǔ)水。該養(yǎng)殖場(chǎng)的水源為布爾津河流域河水，水源無污染，符合中華人民共和國漁業(yè)水域水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB IJ606－89)，同時(shí)考慮到繁育系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)要求較高，繁育系統(tǒng)源水經(jīng)過蓄水池暫存后再進(jìn)行過濾、殺菌和調(diào)溫后，即可作為繁育生產(chǎn)的用水。源水系統(tǒng)水處理使用沙濾罐、紫外殺菌器等，根據(jù)補(bǔ)水量和部分流水系統(tǒng)要求，設(shè)計(jì)源水處理量10～15米3/時(shí)。

(2)控溫系統(tǒng)。項(xiàng)目所在地水源常年水溫6～15℃，控溫系統(tǒng)主要功能為滿足親魚催產(chǎn)、孵化和苗種生長的最佳水溫需求。系統(tǒng)主要由地源熱泵機(jī)組、保溫水箱、溫度探頭、自動(dòng)補(bǔ)水裝置和電控裝置等組成。根據(jù)極端水溫、總體循環(huán)量和補(bǔ)水量需求，選擇地源熱泵技術(shù)參數(shù)：壓縮機(jī)輸入功率22.9千瓦，加熱負(fù)荷83.02千瓦。

(3)增氧系統(tǒng)。所有魚池增氧均配有微孔曝氣石(盤)曝氣，根據(jù)養(yǎng)殖水體要求，配置羅茨風(fēng)機(jī)(SSR-50A)3臺(tái)(其中使用2臺(tái)、備用1臺(tái))。

二、結(jié)果與討論

該系統(tǒng)建成后繁育效果較傳統(tǒng)生產(chǎn)方式提高了1.3 倍多，實(shí)現(xiàn)白斑狗魚年均產(chǎn)量超310 萬尾，同時(shí)系統(tǒng)兼顧生產(chǎn)江鱈和大口黑鱸魚苗，年均超100萬尾。項(xiàng)目建設(shè)為本地及全疆各地提供了大量優(yōu)質(zhì)苗種，不僅助推了養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展，也為當(dāng)?shù)赝林~的種質(zhì)資源保護(hù)起到較好的支撐作用。

本系統(tǒng)工程是具有典型性代表的冷水魚工廠化繁育系統(tǒng)，與普通的淡水魚工廠化繁育系統(tǒng)主要區(qū)別如下：①系統(tǒng)中的親魚主要為市場(chǎng)購得或野外河道中捕獲，存在個(gè)體差異較大，故系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了馴養(yǎng)環(huán)節(jié)，保障了親魚的有效供應(yīng)。②基于冷水魚卵的黏液相對(duì)較多，在孵化系統(tǒng)中增加浮式生物濾塔，優(yōu)化系統(tǒng)水處理能力。③基于冷水魚的最佳生長和繁育溫度需求，每套循環(huán)系統(tǒng)均加入獨(dú)立的溫控系統(tǒng)，保證其生長和繁育的不同水溫要求。④基于冷水魚生長和繁育所需水體溫度相對(duì)較低，生物濾器的效率會(huì)相應(yīng)降低，在設(shè)計(jì)中需加大系統(tǒng)生物濾器處理能力，滿足其處理要求。