韓登峰 胡振義 湯 蓉 李大鵬
(華中農業大學水產學院,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)
為加快水產養殖業綠色發展,國家大力實施池塘標準化改造,完善循環水和排水處理設施。工廠化循環養殖是一種將養殖尾水進行一系列的凈化處理后再度回流到養殖池內進行魚類養殖的健康養殖模式。這種模式不僅可以凈化水質,還可以養出優質的水產品,提高水產品質量。為探測循環養殖系統的凈化效果以及經濟效益情況,本研究以團頭魴為養殖實驗對象,進行工廠化循環養殖效益初探。
本循環養殖系統分為養殖桶,集污離心桶,微濾機,生物凈化池,生物硝化桶,紫外消毒器,高壓增氧器,水質凈化儀,蓄水桶和相關管道設施等。
養殖桶共分3 類,小型養殖桶:直徑1.0 米、高1.0 米;中型養殖桶:直徑2.0 米、高1.5 米;大型養殖桶:直徑4.0米、高1.8米。
集污離心桶:采用連通器原理,養殖桶底部污水進入集污桶離心,離心后上清液進入循環,下沉魚類糞便沉淀。
滾筒微濾機(ZH-PM90):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。
生物凈化池:凈化池里放滿大量生物刷,利用生物刷附著微生物對養殖尾水進行凈化。凈化池中放有抽水泵,抽水泵將水抽入生物硝化桶。凈化池有浮球,可在池內水量較少時放入蓄水池中已曝氣好的水。
生物硝化桶:生物硝化桶直徑1.0 米、高2.0 米,里面放滿硝化細菌和硝化細菌附著濾材,對養殖尾水中的氨氮和亞硝酸鹽進行凈化處理。
利用紫外光對養殖水進行殺菌處理,利用高壓條件增加養殖水體中的溶氧(僅在水體溶氧不足時使用),對自來水進行水質凈化,凈化后水進入蓄水桶。
循環養殖示意圖見圖1、圖2,圖中A、B、C、D、E為開關閥門。

圖2 養殖桶與集污離心桶結構示意
循環養殖原理:養殖桶底部尾水通過連通器原理進入集污離心桶中,集污離心桶對養殖尾水進行離心,上層清液進入微濾機,魚類和殘餌在下層沉淀。微濾機通過滾筒中的濾網對養殖尾水中的魚類糞便和殘餌進行進一步的過濾,過濾后尾水進入生物凈化池。生物凈化池中的生物刷對尾水中氨氮和亞硝態氮進行初步凈化。生物凈化池中的抽水泵將尾水抽入生物硝化桶中,硝化桶內大量的硝化細菌對尾水中的氨氮、亞硝態氮進行凈化,凈化后生物硝化桶內下層水進入紫外殺菌儀殺菌后返回養殖桶中,形成循環養殖。生物硝化桶上層水重新流入生物凈化池中,形成生物凈化池和生物硝化桶小循環。
循環養殖日常管理,做好飼料投喂,每天定時、定點、定質、定量,訓練團頭魴的吃食,并做好循環系統檢查工作,做好水質檢測,保證魚體健康生長。
個體重為(79.95±7.76)克團頭魴放于3 個大型養殖桶中,體質健壯,放養時間為2019 年4 月15日。
投喂餌料量為團頭魴體重的2%,分早上8點和下午4 點兩次。每天對循環養殖系統進行3 次巡視,一般情況是早上8 點、下午4 點和晚上8 點。巡視期間檢查循環系統設備運行情況,觀察循環系統是否運行正常,養殖桶內充氧是否充足,生物凈化池水位是否正常,集污離心桶內沉淀的魚糞便和殘餌等是否清理干凈。
實驗對3個大型養殖桶以及凈化池水樣進行采集,每周進行1 次。3 個養殖桶等分3 個采集點,并取3個大桶的平均值作為最終檢測結果,生物凈化池取入口和出口兩個采集點作為檢測結果。水樣采集完后,確認的檢測結果有NH4+-N、NO2--N、NO3--N、TN。同時記錄水溫,pH,溶氧等情況。
如圖3、圖4、圖5、圖6所示,養殖桶和生物凈化池入口NH4+-N、NO2--N 的濃度無明顯差異;養殖桶、生物凈化池入口和生物凈化池出口N03--N、TN 濃度之間也無明顯差異,表明養殖桶和生物凈化池入口水質狀況一致;生物凈化池出口NH4+-N、NO2--N 的濃度明顯小于養殖桶和生物凈化池入口,表明硝化細菌凈化效果明顯。硝化細菌凈化后,NH4+-N、NO2--N 濃度大幅度下降,凈化后水質滿足團頭魴的生長要求。

圖3 養殖桶、凈化池入口、凈化池出口NH4+-N

圖4 養殖桶、凈化池入口、凈化池出口NO2-

圖5 養殖桶、凈化池入口、凈化池出口NO3-

圖6 養殖桶、凈化池入口、凈化池出口TN
初始個體重為(79.95±7.76)克的團頭魴經過7 個月的養殖后,平均體重(385±54.43)克/尾。以每個養殖桶200 尾團頭魴,團頭魴11 元/千克價格計算,養殖團頭魴總價格2 541元。養殖成本魚苗花費4 000元,基地鼓風機、抽水泵、紫外消毒器等耗電費3 777 元,魚藥費100 元,飼料費用為1 400元,運輸成本為1 650元,成本11 137元。循環養殖利潤為-8 596元。詳見表1。

表1 本次循環水養殖成本情況 元
硝化細菌凈化前,NH4+-N 濃度為0.265 毫克/升,NO2--N濃度為0.214毫克/升。硝化細菌凈化作用后,NH4+-N 濃度穩定在 0.086 毫克/升,NO2--N 濃度穩定在0.046 毫克/升。硝化細菌凈化前后,NH4+-N 和NO2--N 濃度變化明顯,并且凈化作用降低后的濃度完全滿足團頭魴的生長需求。硝化細菌作用明顯,循環養殖系統對水質凈化作用明顯。
(1)經濟效益模型
P=M1S1-M2S2-(M1-M2)×LS×S3-G1
ρ1=M1/V1
ρ2=M2/V1
M1為成品魚總重,M2為魚苗總重,S1成品魚出售單價,S2為魚苗單價,S3為飼料單價,LS為餌料系數,G1為電費魚藥等固定費用,ρ1為初始養殖密度,ρ2為最終養殖密度,V1為養殖總體積。
(2)經濟效益分析
經濟效益為負數與養殖密度有關系,我們研究進行的是小型的循環養殖實驗,養殖桶的總體積只有67.82米3。整個實驗進行只用到3個大型養殖桶。在循環系統穩定后,團頭魴的初始養殖密度為0.7 千克/米3,7 個月養殖后,團頭魴最終養殖密度為3.4千克/米3。養殖密度過低,團頭魴的養殖效益不能滿足養殖過程中的成本消耗。對團頭魴效益進行計算,團頭魴利潤=團頭魴售價和-團頭魴魚苗成本-飼料成本-電費-其他成本。團頭魴魚苗成本4 000 元,團頭魴銷售價格11 元/千克,餌料系數為1.59,飼料單價是4.8 元/千克,最終密度是初始密度4.86 倍。因此團頭魴在初始密度為8.35 千克/米3情況下,能夠開始實現盈利。當養殖的總體積增大,實現盈利的團頭魴密度會更低。

本次循環養殖實驗證明循環養殖系統是可以明顯地凈化水質,增加水資源利用,減少浪費的。但是實驗過程還是有許多不足之處。養殖初期,由于養殖操作不規范,導致最初團頭魴魚苗死亡大半,使得魚苗成本相對增大。如果在養殖過程中管理規范,那么魚苗成本會下降很多。本次實驗魚苗成本為4 000元,若正常管理,在相同的養殖密度下,魚苗成本將是400 元。按10%的死亡率計算,魚苗成本為444 元,即9.35 元/千克,固定費用為9 514 元。整個循環系統6 個養殖桶運轉下,在初始養殖密度大于4.79 千克/米3時,能夠實現盈利。
養殖過程中氨氮和亞硝酸鹽可以在硝化細菌凈化下明顯減少,但是可溶性活性磷和總磷卻沒有辦法去除。因此我們接下來打算培養反硝化聚磷菌進行微生物除磷,并在凈化池底鋪一層鋁鐵過濾性材料,以吸附除磷。
工廠化循環養殖是有效益的。擴大養殖面積,做好日常循環養殖管理工作,不僅經濟效益會得到提高,養殖出的魚更是市場需求的優質水產品。