王馳 顧琪 姚紅兵
鹽城工業職業技術學院 江蘇鹽城 224001
采用高效、綠色、生態養殖斑點叉尾鮰循環水養殖模式,并應用物聯網技術保障斑點叉尾鮰高效養殖環境安全健康綠色環保,項目對水產養殖以及漁業發展有重大的應用價值,其產業化、商業化示范意義十分重大,有著廣泛的市場需求和發展前景。
(1)隨著斑點叉尾鮰養殖過程中投放密度的提高,需要有相應的低成本、高效的斑點叉尾鮰循環水養殖物聯網系統,水質環境動態調控。項目擬開發一種循環水自動調節水質的斑點叉尾鮰高效養殖物聯網系統,能夠為養殖戶提供警報預警以及實時精確的斑點叉尾鮰養殖的水質狀況,完成養殖用水的循環利用和養殖環境的生物自調控[1]。
(2)斑點叉尾鮰循環水高效養殖過程中的漁藥使用影響水產品質量,項目擬研究發酵中草藥在斑點叉尾鮰循環水高效養殖過程中的病害防治機制,實現斑點叉尾鮰無公害綠色養殖,符合十部委的《關于加快推進水產養殖業綠色發展的意見》。
(3)斑點叉尾鮰傳統養殖模式落后,養殖周期2 年,投放密度800 頭/畝,畝產1500 斤左右。項目擬開展在長22 米,寬5 米,深2.6 的混凝土池內進行斑點叉尾鮰循環水高效養殖模式探索,通過高密度投放(15000-20000 尾/池)、循環水養殖,魚兒一直在逆水運動、循環水調節水質等高效養殖措施,力爭斑點叉尾鮰養殖周期縮短為8-10 個月,產量達40000 斤/池。
(4)水質實時監控,智能調節系統,以及應急響應系統有待完善,特別實在夏天高密度養殖還存在跳閘斷電或停電等其他突發狀況,導致翻塘的風險。
研發用于循環水養殖的污水生物降解循環系統,魚兒在水槽上游進食、生活等,排泄物、魚食殘餌等粗顆粒廢棄物逐漸堆至水槽的尾部,進入吸污區。通過吸污平臺的吸污泵,將一級、二級污水池中的沉淀排泄物和魚食殘餌等粗顆粒廢棄物吸入排污管道,送到微生物分解池,經分解處理后的凈化水,通過提升泵送入水產養殖一體化水處理設備進行精密過濾和曝氣、溶氧、去氨氮、殺菌等,最終清澈潔凈的水體重新送回自然凈化區,使池水循環使用,減少排放,將水體潛力發揮到最佳,減少對外界環境的污染,提高養殖資源利用率及養殖水產品安全。如圖1 所示是水槽尾部的移動二級吸污平臺示意圖,可知在水流的作用下,水槽內的排泄物以及魚料殘餌會經一級擋水板沉淀在一級吸污區底部,污水經過了第一次凈化;水流繼續向前流動,排泄物以及魚料殘餌會再經過二級擋水板沉淀在二級吸污區,污水經過了二次凈化,上面水進入了自然凈化區,凈化后再利用。沉淀的廢水經吸污平臺和管道,送入微生物分解池處理,生成有機肥料[2]。
①基于物聯網的多參數水質智能遠程調控系統的方案設計。設計一種新型水質智能遠程調控系統,系統包括水環境監測模塊、增氧模塊、循環水處理模塊、水溫控制模塊、投食控制模塊、無線通信模塊、移動監控中心、遠程管理中心和養殖戶終端APP,實現水質信息的自動監測和傳輸、根據監測信息自動循環換水及污水處理、根據溶氧等情況控制羅茨風機組工作。水質監測系統采集到的水質信息,經分析后作出邏輯判定,若水質溶氧低了,則發出指令要求電機房內的羅茨風機組增開設備或是改換更大功率風機工作,從而溶氧格曝氣量增大,溶氧增大,快速改善水質。②配置羅茨風機組專用變壓器和應急響應發電機組。同時電機房配有專用變壓器,以防在夏季用電高峰時電壓不穩定,導致跳閘,高密度養殖斑點叉尾鮰風險很大。在電機房內配置了應急響應發電機組,時刻處于待機待命狀態,一點系統檢測到停電信號時,應急響應發電機組會在2 秒內啟動,確保羅茨風機組正常工作,為水槽正常曝氣增氧,循環水流。

圖1 二級吸污平臺示意圖
(1)依據循環水高效養殖的特點,研究斑點叉尾鮰循環水高效綠色生態養殖模式,設計出一體化水循環利用系統、水質監測與自動曝氣溶氧系統等。(2)一體化水循環系統,引入了二級吸污平臺、微生物降解池、過濾與殺菌系統、自然凈化清水區,配有人工植物浮萍優化凈化效果。(3)基于物聯網的水質智能調控系統的整體架構,開發集監測、控制、通信于一體的監測管理系統。(4)開發基于水質精控的羅茨風機組曝氣溶氧自動控制系統,可根據實時監測的水質數據,控制羅茨風機工作狀況,實現斑點叉尾鮰養殖的實時、高效、合理化。
本文主要是采用優化設計與現場試驗相結合的方法,利用漁場現有檢測、投食等設備,結合實驗設備和先期的研究成果,通過計算機優化設計的數據與養殖現場試驗的結果相互驗證,從而得到最佳結構及最佳效果。通過上述研究方法的實施,最終確定斑點叉尾鮰循環水高效綠色生態養殖的物聯網系統應當具備的功能。接著制定改進方案,設計系統,檢驗調試[3]。