摘要:海水循环水养殖系统(Recirculating Aquaculture System, RAS)是一种通过物理、化学和生物方法对养殖水体进行高效净化与循环利用的现代化养殖模式。该模式突破了传统养殖对自然水体的依赖,具有节水、节地、高产、可控性强等优势,尤其适合
海水循环水养殖系统(Recirculating Aquaculture System, RAS)是一种通过物理、化学和生物方法对养殖水体进行高效净化与循环利用的现代化养殖模式。该模式突破了传统养殖对自然水体的依赖,具有节水、节地、高产、可控性强等优势,尤其适合海水鱼类、虾蟹类及贝类的高密度养殖。以下从系统组成、养殖模式分类、技术特点及典型案例四个方面进行详细介绍:
一、系统核心组成
海水循环水养殖系统由六大模块构成,各模块协同工作以维持水质稳定:
养殖池
材质:通常采用玻璃钢、混凝土或PVC涂层池体,耐海水腐蚀。
设计:圆形或跑道式结构,减少死角,便于水流循环和残饵粪便收集。
容量:根据养殖品种和密度设计,小型系统可为几立方米,大型工厂化养殖池可达数百立方米。
固液分离单元
微滤机:通过旋转筛网(孔径50-100μm)截留颗粒物,效率达80%以上。
泡沫分离器:利用气泡吸附水中溶解性有机物和胶体,降低COD和BOD。
沉淀池:通过重力沉降去除大颗粒悬浮物,常与微滤机联用。
生物处理单元
生物滤池:填充多孔介质(如珊瑚石、塑料生物球),为硝化细菌提供附着载体,将氨氮(NH₄⁺)转化为亚硝酸盐(NO₂⁻),再进一步氧化为硝酸盐(NO₃⁻)。
反硝化反应器:在缺氧条件下,通过反硝化细菌将硝酸盐还原为氮气(N₂),实现氮的彻底去除。
消毒与氧化单元
UV消毒:利用254nm紫外线杀灭病原微生物,效率达99%以上。
臭氧(O₃)氧化:通过强氧化性分解有机物、去除色度和异味,同时杀灭藻类和寄生虫。
AOP高级氧化:结合UV与O₃生成羟基自由基(·OH),提升对难降解有机物和抗生素耐药基因的去除效果。
增氧与调温单元
纯氧锥或纳米增氧盘:通过微气泡增加水体溶解氧(DO),浓度可达8-10mg/L。
热泵或板式换热器:调节水温至养殖品种适宜范围(如石斑鱼22-28℃,南美白对虾28-32℃)。
水质监测与控制系统
实时监测pH、DO、氨氮、亚硝酸盐、温度等参数,通过PLC或物联网技术自动调节设备运行,确保水质稳定。
二、养殖模式分类
根据养殖密度、系统复杂度及管理方式,海水循环水养殖系统可分为以下四种模式:
工厂化高密度养殖模式
特点:养殖密度可达传统池塘的10-20倍(如石斑鱼密度50-100kg/m³),通过精准控制水质参数实现全年连续生产。
适用品种:高价值海水鱼类(如石斑鱼、鲈鱼)、虾类(如南美白对虾)。
案例:山东某工厂化石斑鱼养殖场,单池产量达5吨/年,水循环率95%以上。
陆基集装箱养殖模式
特点:采用标准化集装箱(如40英尺)作为养殖单元,模块化设计便于运输和扩展,适合沿海缺水地区或盐碱地改造。
适用品种:对虾、贝类(如牡蛎)、小型鱼类(如鲳鱼)。
案例:广东某集装箱对虾养殖基地,单箱产量200kg,节水率90%。
多营养层次综合养殖模式(IMTA)
特点:在同一系统中养殖不同营养级的物种(如鱼类+贝类+海藻),利用物种间生态互补性实现资源循环利用。例如,鱼类排泄物为贝类提供饵料,贝类滤食水体中的颗粒物,海藻吸收无机盐净化水质。
适用品种:鱼类(如鲑鱼)、贝类(如扇贝)、海藻(如江蓠)。
案例:挪威三文鱼IMTA养殖场,氮磷去除率达60%以上,系统自净能力显著提升。
零换水养殖模式
特点:通过极端节水技术(如膜生物反应器、电渗析)实现水体零排放,适用于极端缺水地区或高价值品种养殖。
适用品种:观赏鱼、种苗培育、科研用鱼。
案例:以色列某零换水对虾养殖场,水利用率达99%,单位产量能耗降低30%。
三、技术特点与优势
节水节地:水循环率可达90%以上,单位产量用水量仅为传统池塘的1/100;土地利用率提高5-10倍。
环境可控:通过精准调控水温、溶解氧、盐度等参数,实现反季节养殖和品种跨区域引种。
生物安全:封闭式系统减少病原传播风险,配合消毒单元可实现病害零发生。
生态友好:IMTA模式实现资源循环利用,减少养殖废弃物排放,符合可持续发展要求。
经济效益高:高密度养殖提升单位产量,同时降低饲料系数(FCR)和死亡率,综合效益提升30%-50%。
四、典型应用案例
挪威三文鱼循环水养殖
采用“生物滤池+UV消毒+臭氧氧化”工艺,实现年产量20万吨,水循环率98%,病害发生率降低至5%以下。
中国福建对虾工厂化养殖
结合AOP高级氧化技术,对虾生长周期缩短20%,饲料转化率提高15%,单位产量利润提升40%。
阿联酋沙漠集装箱养殖
利用海水淡化技术配套循环水系统,在沙漠地区实现南美白对虾年产量500吨,成为中东地区重要海鲜供应基地。
来源:农村晓罗