一種陸基圓桶循環水養殖系統的設計與實際應用

王相盼　黃金義　李同慶　林紅軍　孫偉彬

摘要：設計了一種陸基圓桶循環水養殖系統，并試驗探究其應用價值。在系統中，圓桶通過管道與各池連接，養殖廢水經過沉淀池、邊池、生化池，然后返回水產養殖桶，形成封閉環。選用吉富羅非魚（規格122g／尾）作為研究對象，開展了養殖密度為50尾／m3的養殖試驗，在養殖過程中通過A／O水處理工藝控制養殖水體氨氮、亞硝酸鹽、pH值、溶解氧等指標。結果表明，系統能夠有效調節水質，羅非魚正常生長發育，養殖周期118d，個體平均質量達到783.6g／尾，成活率97.5％，平均產量38.2kg／m3。

關鍵詞：陸基圓桶；水資源循環利用；羅非魚；水產養殖

陸基圓桶養殖模式是一種在陸地上建設養殖設施的集約化養殖模式，由圓桶養殖池、進排水系統、氣提推水系統，微孔曝氣增氧系統、發電機組等組成，部分養殖場采用液氧、自動投料機、水質自動監測等設備[1]。該養殖模式應用一種厭氧好氧工藝法，即A/O工藝，具有降解有機物及脫氮作用，在有效處理水質的基礎上，具有效率高、流程簡單、投資費用低、便于操作等特點。作為一種新型的水產養殖模式，陸基圓桶循環水系統通過結合高效水處理養殖技術、養殖廢物自動凈化技術、集約化養殖技術以及智能化操作控制技術等方法，做到了圓桶養殖池、供氧增氧設備、水質監測設備、養殖廢水凈化處理、養殖水回流等多個環節的聯動。2022年我們在衡水盛源養殖有限公司構建了一套陸基圓桶循環水養殖系統，以吉富羅非魚作為養殖對象進行試驗，結合氨氮、亞硝酸鹽等化學指標和羅非魚存活率等探究系統性能，采取針對性舉措，總結生產經驗，不斷完善陸基圓桶循環水養殖系統，闡明實際應用方向。

1陸基圓桶循環水系統設計

1.1 循環系統工藝流程

圓桶循環水養殖系統設計見圖 1。

在圓桶中養殖羅非魚，定期排放養殖廢水到初沉池，初沉池過濾粗顆粒，在初沉池經過第一次沉淀處理后，上清廢水由初沉池流入二沉池經過第二次沉淀處理，沉淀池中的污泥通過地下管道回流至排污井，由二沉池流出的上清廢水進入邊池 1、邊池2、邊池 3 等，由邊池中浮床上種植的蔬菜吸收掉有機物養分，邊池 3 中的水流入生化池進行最后的凈化，水流入養殖圓桶循環利用。

設計原理是A/O工藝。邊池階段相當于缺氧A段，生化池和圓桶養殖池同屬于好氧O段。

A 段：充分利用池內火山石填充作為細菌載體，邊池上方浮床種菜，菜的根部在水中耗氧造成缺氧環境，靠兼氧微生物將污水中難溶解有機物轉化為可溶解性有機物，將大分子有機物水解成小分子有機物，以利于后期0級生物處理池進一步氧化分解，同時通過回流的硝態氮在硝化菌的作用下，可進行反硝化反應和部分硝化反應，去除氨氮。

O段：該池為本污水處理的核心部分，分二段，前一段在較高的有機負荷下，通過附著于填料上的大量不同種屬的微生物群落共同參與下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各種有機物質，使污水中的有機物含量大幅度降低。后段在有機負荷較低的情況下，通過硝化菌的作用，在氧量充足的條件下降解污水中的亞硝酸鹽，發生硝化反應，同時也使污水中的COD值降低到更低的水平，使污水得以凈化。

1.2 系統建設與參數

每個養殖圓桶均配備一套獨立的進排水系統和水質凈化循環系統，進排水管道使用8cm直徑的管道。8 個養殖圓桶共用一臺 2.2 kW 羅茨鼓風機，配套主風管和納米曝氣盤構成增氧系統。配套大棚遮陽系統和棚內水簾控溫系統。

1. 2. 1 養殖圓桶尺寸：直徑 8 m，高 1. 45 m。圓桶由熱鍍鋅鋼板、刀刮布組成。養殖圓桶底部為圓錐狀，坡度落差 25 cm，中央最底部連接管道排污。配備增氧系統，用納米增氧管進行增氧。圓桶排水進入排污井管道尺寸為 10 cm 直徑。

1. 2. 2 沉淀池

尺寸：長 4 m，寬 2 m，高 1. 4 m。沉淀池是利用懸浮在水流中的雜質顆粒和水的密度差，重力作用使雜質顆粒下沉，固體和液體分離，從而達到凈化水的原理。沉淀池是廢水處理中應用最普遍的污染處理單元之一，常用于廢水處理、生物處理以及生物處理后的深度處理，是利用重力沉降作用從水中去除密度比水大的雜質顆粒的處理構筑物。沉淀池分為初沉池和二沉池。

初沉池：初次廢水經過沉淀處理，去除水中大顆粒物，具有調節水質的功能，處理后上清液經過管道進入二沉池。

二沉池：是為保證尾水排出和淤泥回流做好泥水分離的地方。二沉池的水經過處理，上清液流向邊池，污泥回流至初沉池，與初沉池的污泥一同回流至排污井。

1.2.3 邊池尺寸：長8m，寬1m，高 0.3 m。三個邊池首尾相連，是沉淀池中的水循環到生化池的通路，用火山石填充，上方浮床種植生菜和空心菜，菜的根部消耗氧氣形成缺氧環境，水中的兼氧微生物分解難溶性有機物為可溶性有機物。回流的硝態氮在硝化菌的作用下，可進行反硝化反應和部分硝化反應，去除氨氮。養殖排泄物及懸浮物質則被浮游植物、水生植物和微生物吸收分解，與養殖圓桶構成魚菜共生系統。廢水經過三個邊池凈化處理后流向生化池。

1. 2.4 生化池尺寸：長 8 m，寬 1 m，高 0.6 m。利用微生物來降解污水中的亞硝酸鹽。生物凈化池放入 K3 塑料環，附著基上富含微生物，池水流經時氨氮、亞硝酸鹽可以被其降解，顯著降低化學耗氧量，增加溶氧量，具有操作管理便捷、節約占地面積、節能高效、耐沖擊負荷等優點，達到池水循環利用的目的。配備增氧系統，用納米增氧管進行增氧。配備一個 300 W、30 t/h 的水泵，經過生化池處理的水泵入圓桶養殖池繼續利用。

2 實地養殖試驗

2.1 試驗材料和方法

2.1.1 環境條件基地周邊地區自然環境良好、水土無污染、交通便利、供電條件完善。水源為河水，水質良好，符合養殖用水標準，取水方便，可以做到隨時加水換水。

2.1.2 魚種放養本試驗選擇吉富羅非魚為養殖品種，選用其中一個養殖圓桶，有效養殖水體60 m3。2022年6月2日購得吉富羅非魚魚種3 000 尾，平均規格 122 g/尾，放養密度為50 尾/m3，魚種來源于有水產苗種生產許可證的正規苗種場。魚種體質健壯、無病無傷、大小均勻、表現活潑，用 3%的食鹽水浸浴魚種 5 min 后再進桶養殖，桶內外水溫變化控制在2℃以內，以減少魚種應激。

2.1.3 飼養管理飼養羅非魚全程投喂羅非魚膨化配合飼料，每天在8：00，14：00、18：00定時投喂，日投喂量調整為魚體總重的2%～4%，規格達到 300 g/尾以上時，日投喂量調整為魚體總重的1%～2%[2]。養殖期間要根據天氣狀況及魚類攝食狀態靈活調整投喂量。

2.1.4 水質調控保持流水狀態，氣提推水水流方向與圓桶相切，使水體輕微轉動，糞便和殘餌逐漸匯集于圓桶中央底部，隨水流進入初淀池和二沉池，沉淀池底部污物定時排入排污井。養殖高峰季節注意水質變化，適當補充新鮮水以便調控水質，增加吸污、排污次數[3]。上清水體經過3個邊池和 1 個生化池凈化處理后，泵入養殖圓桶循環使用。養殖全程 24 h 不間斷充氧，圓桶內溶解氧維持在5mg/L以上。對圓桶養殖水水質進行定期監測，水質監測指標主要包括氨氮、亞硝酸鹽、溶解氧、pH值，每隔 14 d 檢測一次圓桶養殖池水質指標。檢測方法見表1。

2.1.5日常管理經常觀察水色、水溫變化、魚種吃食和活動情況，發現異常情況及時處理，防止發生缺氧浮頭現象。每隔半個月全池施放1次光合細菌、乳酸菌、EM 菌等，7～10 d 喂 1 次大蒜素。及時撈出病死魚，撈魚工具應及時消毒處理。及時填寫養殖記錄，每隔半個月檢查 1 次魚體生長狀況，測量體長、體重等。

2.2 試驗結果

養殖圓桶內水體氨氮變化范圍為0.13～ 0.49 mg/L，亞硝酸鹽變化范圍為 0.026 ～0.142 mg/L，溶解氧變化范圍為5.12 ～6.32 mg/L，pH穩定在6.5～7.8范圍內變化，水質指標數據見表2，水質符合正常養殖水質指標，證明該循環水系統具有良好的凈化作用。2022年9月28日出池銷售，養殖周期為118 d，吉富羅非魚成活率為97.5%，收獲成魚平均體重783.6 g/尾，總產量2 292 kg，平均產量38.2 kg/m3，飼料系數為1.63，取得較好養殖效果，羅非魚魚種投放數據和收獲數據見表 3、表 4。

3討論

3.1 結果評價

羅非魚魚種放養密度為 50 尾/m3，放養規格122 g/尾，在適宜的養殖條件下，經過 4個月的養殖，羅非魚成魚平均規格達到783.6g/尾，飼料系數為 1.63，說明應用陸基圓桶循環水養殖模式，羅非魚經過 4 個月生長期可達到預期規格和產量，產出的商品羅非魚具有一定的市場競爭力，規格整齊，質量優良，肉質鮮肥，效益良好。

3.2 水處理效果

試驗證明，在水循環處理系統中養殖廢水里的氨氮和亞硝酸鹽在A/O工藝循環系統下被處理，養殖圓桶內水體氨氮、亞硝酸鹽和 pH 值變化穩定，溶解氧含量較高，凈化后的水質符合羅非魚的養殖要求。如果增加微濾機處理糞便和殘餌，水質凈化處理效果預計會更好。

3.3 系統的推廣應用價值

陸基圓桶循環水養殖尾水經凈化后重新流向圓桶養殖池，形成系統閉環，能夠有效保障養殖水質，減少養殖廢水的排放，大大降低了養殖污染。與完整的工廠設施化養殖相比，該系統前期投資低，運行成本低，具備成本優勢，實際生產效果良好，其整體經濟效益比傳統養殖模式有較大提高。現階段我國應加大對于陸基圓桶循環水養殖模式的資金和政策扶持，為陸基圓桶循環水養殖模式及技術的推廣奠定良好的發展條件[4]。相信未來的一段時間內，在推動我國水產養殖向綠色化、集約化、智能化產業轉型方面，陸基圓桶循環水養殖模式必將得到迅猛發展。

參考文獻：

[1]韓書煜，胡大勝，江林源，等.廣西陸基圓桶養殖模式發展淺析[J].科學養魚，2021（10）：5—6.

[2]陳昆平，李柳冰，李瑞偉，等.羅非魚池塘高密度高產養殖技術[J].科學養魚，2022（10）：26—27.

[3]于瑾，鄭小華，汪明雨，等.黃金鯽帆布圓桶循環水養殖試驗[J].科學養魚，2021（5）；16—17.

[4]陳斌.陸基圓池循環水養殖模式的優勢[J].當代水產，202247（1）：80-81.

Design and practical application of a land-based barrelrecirculating aquacultuire system

WANG Xiangpan'，HUANGJinyi'，LI Tongqing2，LIN Hongjun，SUNWeibin

（1.Hengshui Aquatic Technology Promotion Station，Hengshui 053000，China;

2.Hebei Provincial Aquatic Technology Promotion Station，Shijiazhuang 050035，China;

3.Hengshui University，Hengshui 053000，China）

Abstract：A land-based barrel recirculating aquaculture system was designed to explore the applica- tion value. In the system， the round barrel was connected with each pool through the pipeline， and the aquaculture wastewater passed through the sedimentation tank， side pools and biochemical tank， and then returned to the aquaculture bucket to form a closed loop. GIFT tilapia with an average size of 122 g/ind. were raised for 118 days under the density of 50 ind./m3. The water quality index such as ammonia nitrogen， nitrite nitrogen， pH value and dissolved oxygen were controlled by Anoxic Oxic process. The result showed that， the water quality was controlled well in the system and ensured the growth of tilapia. The fish were harvested at an average size of 783.6 g/ind. with a survival rate of 97.5%. The average output was 38.2 kg/m3.

Key words：land-based barrel; water resources recycling; tilapia;aquaculture

（收稿日期：2023—06—06）

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《河北漁業》編輯部

2023年8月