我國循環水技術養殖技術發展與現狀

單胤瑋

摘 要：隨著全球經濟發展和人口增加，人們對水產品的需求也越來越大。在這一趨勢下，中國水產養殖業迅速發展，養殖規模不斷提升，工廠化循環水養殖因其高度集約化、養殖環境及廢水排放可控性等優點，得到了巨大的發展。

關鍵詞：水循環；養殖技術；發展與現狀

經濟的發展使得人們生活水平的日益提高，人們對健康食品的需求日趨增多。水產品作為一種優質蛋白質的來源，因其富含蛋白質、不飽和脂肪酸、多糖等人體必需的營養元素，且易于為人體吸收而受到越來越廣泛的關注。在這一趨勢下，水產養殖業迅猛發展。聯合國糧食與農業組織（FAO）數據顯示，20世紀70年代初，通過養殖收獲的水產品消費量僅占全球水產品消費總量的6%；而現今，全球水產品的50%以上出自于水產養殖[1]。中國作為世界水產養殖的第一大國，其養殖總量、養殖面積以及從事水產養殖相關行業的人數均居世界首位。1988年起，中國的水產養殖總產量首次超過捕撈總產量，養殖總產量占據世界養殖總產量的70%以上[2]。

然而，水產養殖業的高速發展帶來高水產品產量的同時，也會對環境產生負面影響，大量養殖廢水肆意排放造成養殖水域的水質下降，已成為水產養殖業可持續發展最嚴重的障礙。傳統開放式水產養殖模式中，大量殘餌糞便排放至附近水域[3]，以致大量有機、無機營養元素以氨氮、亞氮、磷酸鹽或有機顆粒等形式進入臨近水域[4]，不僅造成了養殖資源極大的浪費，同時加劇了養殖環境的污染與惡化，誘發病害發生，影響到水產品的安全，嚴重制約了水產養殖的可持續發展[5]。

因此，為保護水產養殖環境，提高養殖資源利用效率，亟需發展并完善一種保證產品質量，有效利用資源并兼顧解決環境污染的養殖技術，循環水養殖系統（Recirculating Aquaculture System， RAS）便是實現這一目標最為有效的途徑[6]。循環水養殖系統作為一種環境友好型、資源節約型、養殖環境高度可控的養殖模式，在水產養殖業的發展過程中受到越來越多的關注。

循環水養殖系統（Recirculating Aquaculture System， RAS）是一種相對新型的水產養殖模式，通過一系列水處理單元，收集養殖池中產生的廢水，并對其進行回收處理[7]。RAS是集中了環境工程、電子信息、生物科學、土木工程等學科領域的先進技術，以去除殘留的殘餌糞便、總氨氮（TAN）、亞硝酸鹽氮（NO2--N）等污染物，以凈化養殖環境為目的，對污水進行物理過濾、生物過濾、去除CO2、消毒、增氧、調溫等處理，再將凈化水重新輸入養殖池，并通過實時監測與反饋及時調整養殖過程中投喂等養殖行為的過程[8]。循環水養殖系統為養殖生物提供了安全可控的環境，充分利用養殖用水，合理分配養殖資源，為實現環境友好型的高密度集約化養殖提供了良好條件。

典型的RAS主要處理單元包括養殖池、機械過濾裝置（固液分離器、微濾機等）、泡沫分離器/蛋白分離器、CO2去除裝置、生物濾池、消毒裝置（紫外燈或臭氧發生器）、增氧機等。其中，固液分離器借助離心力、重力作用去除養殖過程中產生的殘餌、糞便；微濾機用于攔截固液分離器無法去除的小顆粒物；泡沫分離器/蛋白分離器則是通過射流器將空氣射入水底，產生微小氣泡，在氣泡上浮過程中借助其強大的表面張力吸附水中溶解態雜質或小型顆粒態有機雜質；生物濾池作為RAS的核心單元，通過填料的吸附作用、基質上附著微生物的生長代謝去除養殖池中TAN、NO2--N等有害物質；紫外燈或臭氧發生裝置則主要用于去除養殖系統內可能存在的病原菌。近年來，隨著信息技術的迅速發展，RAS加強了對養殖系統中生物狀態、環境指標、飼喂行為的實時監測，并根據反饋的檢測數據及時調整養殖行為，確保養殖生物始終處于安全穩定的養殖環境，養殖資源始終得以合理使用，進一步推動了RAS的發展。

我國目前，循環水養殖在國內外均迅猛發展，養殖品種也日益增多。在循環水養殖技術相對發達的歐洲地區，多數養殖企業在水產養殖苗種孵化及育成階段均采用循環水養殖工藝，越來越多的封閉循環水養殖模式得以成功實踐[9]。在挪威，其幼鮭產量從2005僅約35萬尾劇增到2009年的380萬尾[10]，可見其循環水養殖的規模在不斷增大；從2000年起，丹麥法羅群島培育大西洋鮭（Salmo salar）幼魚便全部采用循環水養殖系統的方法。法國將循環水養殖工藝應用于大菱鲆（Turbot）苗種孵化、育成等其他幾乎所有的環節。據不完全統計，目前歐洲循環水養殖種類多達100余種，年產量已超300萬噸，養殖面積超過35萬m2。循環水養殖理論與技術也成為歐洲重點研究領域之一[9]。

近20年來，我國經濟與科學技術迅猛發展，也將海水循環水養殖帶入了發展的新時期。我國沿海各省如遼寧、山東、福建、天津、江蘇、浙江等地循環水養殖規模不斷提升，可以工作的循環水養殖車間數量逐年增加，養殖種類也逐漸增加，已經多達幾十種。目前典型的養殖品種主要包括歐鱸（European seabass）、半滑舌鰨（Cynoglossus semilaevis Gunther）、大西洋鮭、石斑魚、大菱鲆、對蝦、河鲀等。但循環水養殖在工廠化養殖中所占比例還是相對小，因為循環水系統的建立和運行需要高昂的成本。以天津市、山東省、遼寧省和河北省為例，其現有的循環水養殖總面積只占工廠化養殖的6.72%，約為3.2×105 m2[11]。在經過了開拓、探索、整合等不同階段的發展，我國海水工業化循環水養殖技術已達到較高水平，并且養殖種類也越來越多樣。因此，研發運行成本降低的設備，響應節能減排的號召，同時培育經濟價值較高的新品種，提高系統的盈利，在經濟利益的驅動下，循環水養殖才能有更好更快的發展前景。

參考文獻：

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[11]王峰，雷霽霖，高淳仁，等. 國內外工廠化循環水養殖研究進展[J]. 中國水產科學， 2013，20（5）：1100-1111.