工廠化循環水養殖系統管道構建技術改進

胡振義 韓登峰 蔡菊環 李大鵬 湯 蓉

（1.華中農業大學水產學院，池塘健康養殖湖北省工程實驗室，國家大宗淡水魚產業技術體系工程化養殖崗位，湖北 武漢 430070；2.遼寧省農產品出口服務中心，遼寧 大連 116000）

中國是世界上最大的漁業養殖國，綠色、低碳發展是21世紀發展理念，中國水產養殖業已經逐步開始轉為以生態優先的養殖模式。2019年農業農村部等10部委在指導文件《關于加快推進水產養殖業綠色發展的若干意見》中指出，我們要轉變傳統的養殖方式，大力發展生態健康養殖，提高養殖設施和裝備水平。隨著水庫整治、網箱拆除，養殖空間不斷縮小，各種各樣的新型養殖模式包括跑道養殖、集裝箱養殖、循環水養殖等開始被不斷推廣應用。

工廠化循環水養殖系統秉著追求綠色、健康養殖的初心，不斷改進，努力推動著我國水產養殖業的綠色發展。其相對于傳統的池塘養殖而言，不再局限于養殖空間，可以實現室內養殖。此外，還可以實現立體化養殖效果，大大增加了單位面積的產量。該系統主要由養殖桶結合一系列的凈水消毒設備組成，各設備之間通過管道構建連接。該系統正常運行的關鍵在于水24小時循環流動，為養殖桶增氧的同時帶走養殖過程中產生的魚類糞便和殘餌等廢物，使養殖水始終保持清潔流動。

為了美觀方便，管道一般建設在水道中。如果養殖桶中的魚類糞便和殘餌等廢物進入管道，造成管道的堵塞，將給管道的清理工作帶來困難，嚴重堵塞時甚至會造成大量的經濟損失。本文依據目前常見的工廠化循環水養殖系統的構建方式，介紹常見的集污、排污方式的管道構建，同時也針對不同的方式進行技術改進，最后提供一種比較適用的管道構建技術，供大家思考。

一、工廠化循環水養殖系統的基本構成

常見的工廠化循環水養殖系統由以下幾部分組成。

養殖桶：主要的養殖區域，其大小根據養殖戶的需求確定，常見直徑規格為1米、2米、4米，具體情況請根據實際生產需要確定。

集污管：與養殖桶相連，用于收集養殖桶中的魚類糞便和殘餌等廢物，不同規格的養殖桶使用的集污管尺寸也存在差異。

排污管：廢水的排放裝置，用于循環水養殖系統與外界的水體交換。

微濾機：小型過濾裝置，采用滾筒過濾分離技術，通過滾筒的濾網過濾廢水中的糞便和殘餌等廢物，為第一道凈化裝置。

生物凈化池：利用常見微生物和具有凈水能力的植物對養殖水進行凈化，為第二道凈化裝置。

硝化細菌桶：利用硝化細菌降解養殖水中的氨氮等物質，為第三道凈化裝置。

紫外殺菌儀：利用紫外光對養殖水進行殺菌處理，為第四道凈化裝置。

高壓增氧儀：利用高壓條件增加養殖水體中的溶解氧。

各裝置基本連接如圖1所示，其中A、B、C、D、E、F分別表示養殖桶、微濾機、生物凈化池、硝化細菌桶、紫外殺菌儀和高壓增氧儀。

圖1 工廠化循環水養殖系統基本連接示意

其工作原理為，養殖桶中的養殖水始終處于流動狀態，當水位達到一定的程度之后，就會流經管道進入微濾機中，由微濾機的滾筒過濾，進行第一次凈化，然后流入生物凈化池，被微生物和植物進行第二次凈化。凈化后的水由水泵增壓，進入硝化細菌桶，由硝化細菌降解水中的氨氮進行第三次凈化，再流經紫外殺菌儀，對養殖水進行殺菌處理，進行第四次凈化；最后由高壓增氧儀增加水中的溶解氧后，再流入養殖桶中。依次循環運行。

二、工廠化循環水養殖系統常見管道裝置

為了保證工廠化循環水養殖系統的正常運行，同時實現養殖水的循環利用和高密度養殖效果，該系統除了必要的硬件設施之外，還需要增添一些獨特的管道結構來保證其正常運行。

1.沖水裝置

沖水裝置不僅適用于工廠化循環水養殖系統，也適用于其他大型的蓄水裝置，其主要原理是使用管道中的水壓來松動管道中的廢物，而實現管道的通堵。

其工作原理如圖2所示，其中A、B、C、D分別表示開關閥門，①、②、③、④分別表示對應的水管。打開開關C，養殖水流經管道①、②、③，魚類糞便和殘餌沉積在閥門D上方；開啟閥門D，魚類糞便和殘餌由管道④排出。若管道④堵塞，只需關閉閥門A、C，開啟閥門B，則養殖桶中的水壓會直接沖開堵塞管道④。

圖2 反沖水裝置示意

該裝置常用于大型養殖桶，其優點是利用養殖桶的水壓疏通堵塞的水管。在使用過程中主要存在以下問題。一是該裝置過分依賴于水壓，較低的水壓達不到理想的沖水效果。二是沖水效果隨著管道的延長而逐漸降低，如果管道太長，則起不到應有的效果。三是占地面積大，沖水裝置常由多根管道和開關閥門組成，占地面積較大。

2.連通器控水位裝置

連通器控水位裝置應用連通器原理，通過水管在養殖桶的外部新增連通器，從而使用外部的水管來控制養殖的水位，外部水管采用套管的方式，溢出的水可以通過套管進入集污管中，進水管不斷地加入養殖水，保持水位的增長，在一增一減中，實現了水的流動性循環。

工作原理如圖3所示，養殖桶與控水管組成連通器，溢出的養殖水通過套管由管道②排出，進入循環系統。

圖3 連通器控水位裝置示意

該裝置常用來控制水位和水流，在使用過程中存在以下問題：該裝置一方面可以控制養殖中的水位，另一方面具有集污的效果，魚類糞便和殘餌等廢物會由于連通器的水流作用進入控水位裝置，最后從套管進入到集污管中。但是長時間的使用會造成魚類糞便或殘餌堆積在控水位管或者套管的下端，并且較難清理。

三、裝置改進及建議

依據華中農業大學水產學院工廠化循環水養殖系統基地的使用情況并參考相關資料，對系統管道進行了適當的改進。改進主要針對系統的排污和防堵問題，本著節約成本和提高單位面積收入的方式，通過增加內嵌濾網、開關閥門和管道，達到降低系統由于魚類糞便或殘餌造成堵塞風險的目的。如圖4所示，A、B、C分別表示開關閥門，①、②、③、④、⑤分別表示對應的水管。主要修改點如下。

1.傳統的養殖桶采用的排水方式都是從底部排水或者側面排水。本技術中新增了開關閥門A和管道①，既解決了側排方式不能排干水的問題，也解決了底部排水容易導致水壓過大、直接沖開管道的問題。

2.對連通器控水位裝置進行了改進，在控水位管的上端新增了內嵌濾網，可以阻止過多的魚類糞便或殘餌進入循環水系統，降低了管道的堵塞風險，同時也減輕了系統的凈水負擔。

3.新增了開關閥門C和管道⑤，解決了套管中魚類糞便或殘餌堆積、清理難的問題。

其運行路徑如下，關閉閥門A、B，養殖水通過管道②、③、④，流入循環系統。當需要迅速放水時，可以直接打開閥門A，養殖水由管道①直接排出。若管道②擁堵，關閉閥門A，開啟閥門B，水壓會直接疏通管道②，長期運行的魚類糞便和殘餌等堆積物會直接被沖出。若套管底部堆積魚類糞便或殘餌，開啟閥門C，廢物由管道⑤排出。

圖4 管道構建改進示意

四、小結

工廠化循環水養殖系統實現了室內養殖、健康養殖，其養殖水的循環使用為養殖尾水的處理工作提供了參考意見。管道構建技術的改進，推動了工廠化循環水養殖系統的運行，為其在產業推廣中能夠更好更快地為我國水產養殖業的綠色發展做出了貢獻。