科创中国

行业领域

农、林、牧、渔业,渔业,养殖尾水

需求背景

我国是水产养殖大国，改革开放以来，在“以养为主”的发展方针下，水产养殖业发展成绩斐然，养殖产量连续30 年世界第一，是世界上唯一养殖水产品总量超过捕捞总量的主要渔业国。根据《中国渔业年鉴2021》资料统计，至2020年，全国渔业经济总产值为275434669.36万元，广西渔业经济总产值达到10829578.75万元，其中渔业产值有5338720.03万元，广西渔民家庭总收入达到66061元，人均年纯收入为22747元。全国水产品总产量达到655万吨，全国淡水养殖鱼类产量达到25863823吨。其中广西水产品产量达到3458010吨，其中广西海水养殖水产品量为1506672吨，淡水养殖水产品产量达到136153吨。

水产品的有效供给关系到我国农业的整体布局、国家粮食安全人民生活水平的提高和社会的繁荣稳定。2019 年，经国务院批准，农业农村部等 10 部委联合印发了《关于加快推进水产养殖业绿色发展的若干意见》，促进了水产养殖模式转型升级，传统的水库施肥、投饵等污染型的养殖方式被全面取缔。据数据统计，按水域分，2020年全国淡水养殖面积达到504千公顷，池塘、湖泊、水库、河沟淡水养殖面积分别占52%、14.3%、28.2%、2.9%，其淡水养殖产量分别占73.8%、2.6%、9.2%、2.2%。届时长江十年禁捕、大水面退出精养等环境大保护行动，迫切需要提出一种新型的淡水养殖模式以达到解决渔民安置、大水面渔业转型升级等难题。

大化县位于广西区西北部，气候终年温和湿润，具亚热带季风气候特征，雨量充沛，日照时间长，有霜期短，随四季变化明显，具备水产养殖业发展得天独厚的资源条件和环境基础。大化县水库资源丰富，大小水库总库容为 4.3 亿m³。随着施肥、投饵等污染型精养方式退出，如何充分发挥水库渔业资源优势、如何促进我县水库渔业养殖转型升级等难题的破解迫在眉睫。采用绿色、高效、低污染的水库圈养模式转型升级传统水库渔业生产方式，是减少渔业养殖对水域生态环境产生负面影响、保障水产品有效供给、促进渔民增收、促进大化县水产养殖业可持续发展的有效途径。

实施水产绿色健康养殖技术，推广“五大行动”是贯彻落实党的十九届五中全会关于推动绿色发展、加快发展方式转型升级的战略部署和2022年中央 1 号文件中关于“推进水产绿色健康养殖”的部署要求，是支撑服务水产养殖业绿色高质量发展的一个重要切入点，也是做好水产品稳产保供、加快补齐水产养殖业发展短板的重要抓手，对保障国家食物安全和水产品有效供给具有重要意义。

大化县委县政府高度重视大化县水产养殖绿色发展，不断加大对绿色养殖的支持力度，积极引进、消化吸收绿色圈养等先进养殖模式与技术，促进全县水产生态健康养殖模式转型升级，以实现水库低污染渔业生产，连片精养养殖尾水基本实现资源化综合利用和达标排放，水产养殖用兽药使用量大幅下降，配合饲料替代率显著提升， 水产优良品种覆盖率明显提高等发展目标。

需解决的主要技术难题

根据岩滩水库资源优势，结合红水河大保护生态养殖契机，充分利用岩滩水库可养殖区域的大水面建设3000个圈养系统，主要围绕生态、高效、绿色渔业，打造水库生态渔业示范基地，探索水库大水面发展低污染圈养模式的实施路径。

本项目拟建设的大水面圈养设施渔业，主要包含圈养桶、增氧及捕捞等支持设备、集排污设备、圈养平台和尾水处理设备等养殖装备，并采用一定的技术措施提升圈养池塘水体自净能力。该池塘圈养系统的养殖工艺流程:将养殖对象圈在圈养桶内饲养，残饵、粪便等固形废弃物自然下沉聚集于圈养桶下方锥部排污管口附近，每天定时开启排污水泵，抽排残饵、粪便等固形废弃物至尾水分离塔，沉淀分离后的固形废弃物可用于制作有机肥等资源化再利用，去除固形废弃物的上清液再经人工湿地脱氮除磷处理后，回原池重复使用；养殖对象的尿液等代谢废物，则需依靠池塘水体自净能力加以净化。池塘养殖由散养模式转变为圈养模式后，可实现清水养殖，养殖水环境得到根本改善，因而病害和用药量大幅减少，养殖产品品质得以提升。在圈养容量合理、圈养池塘水体自净能力强化提升前提下，可实现圈养池塘养殖尾水零排放。尾水零排放这是公司需要技术支撑和急需要解决的难题。

期望实现的主要技术目标

一、圈养系统

圈养模式是一个系统工程,不仅包括圈养平台、圈养桶、尾水分离塔等设施设备，还包括圈养大水面水体自净能力的提升。圈养模式要求养殖水体透明度全年不低于60cm，因此需要采取一定措施提高水体氮、磷自净化能力。主要措施有:(１)挂生物刷1000~2000个/667m^２，生物刷长度不低于１m、毛长不小于10cm；(２)种植四季常青的沉水植物，如苦草等，种植面积一般为养殖池塘面积的20％~30％；(３)放养鲢、鳙150~200尾/667m^２，规格不小于150g/尾；(４)圈养池塘圈养区域以外的水体，不再投饵、施肥。

二、圈养桶

上部圆柱形,下部圆锥形，直径４m，高３m，总容积３０m^３，有效养殖水深(1.7±0.1)m,有效养殖水体约20m^３；桶口以下40~80cm处开透水孔3200个,孔径1.5cm；圆锥体底部设排污管；圆柱体与圆锥体交汇处设防逃网，防逃网上方设捕捞网。圈养桶直径不宜超过４m。直径越大，排污效率越低。一般每667m^２水面安装４个圈养桶.

三、尾水分离塔

形状与圈养桶类似，直径1.8m，高1.9m，总容积６m^３。圆锥体底部设排污管；圆柱体与圆锥体交汇处设出水管，以排出上清液。一般每４个圈养桶配置１个尾水分离塔。含固形废弃物的黑水被抽排入尾水分离塔，静置沉降１h后，绝大多数固形废弃物下沉到尾水分离塔下部圆锥体处，此时便可排出上清液进入尾水处理桶净化处理。

四、尾水处理桶

尾水处理桶为１t聚乙烯平底桶。一般采用下进水、上出水方式３级串联使用。尾水净化处理方法有硝化Ｇ反硝化、生物絮团＋硝化/反硝化、潮汐流人工湿地等多种工艺。

五、圈养平台

圈养平台用于固定圈养桶，并形成人行、管理通道，标准的浮式平台由聚乙烯浮块标准件拼接构成.

六、增氧、排污等其他设施

圈养系统增氧采用微孔增氧方式。微孔增氧管盘成圆形，固定于捕捞网底部框架上，沿圈养桶壁布置１圈即可。如此布置。可形成从四周向中央聚集的气泡，有利于残饵、粪便向圈养桶中部汇聚、直接下沉到圈养桶锥部。每个圈养桶配备功率约300W空气压缩机即可满足增氧需求。排污设施由排污水管、自吸泵组成。可多个圈养桶共用１台自吸泵。

七、尾水处理技术

养殖尾水经沉淀后，上清液经模块化人工湿地系统处理后回用。选取具有处理效果稳定、操作简便、应用最为广泛等优点的连续流曝气人工湿地系统。连续流曝气人工湿地采用下进水、上出水方式３级串联使用，其中A２和A４系统内充分曝气，A３系统不曝气维持缺氧状态。

养殖尾水经固液分离塔沉降，初处理后，人工湿地进水铵态氮和亚硝态氮质量浓度可分别达到4.76±0.53、0.26±0.03mg/L，出水质量浓度分别达到0.82±0.10、0.028±0.003mg/L，铵态氮和亚硝态氮去除率分别达到82.7％和89.3％，表明利用曝气方式可快速在其内部建立完全硝化过程，将对养殖对象毒害作用较大的铵态氮和亚硝态氮氧化为对养殖对象几乎无毒的硝态氮。相较于总氮，连续流曝气人工湿地总磷去除率较高，平均去除率可达到56.5％，主要是因为人工湿地基质为火山石，对于可溶性磷具有较强的吸附能力。

综上所述，经尾水分离塔＋连续流曝气人工湿地处理，尾水总氮和总磷去除率分别达到62.4％和83.8％，回用尾水中铵态氮和亚硝态氮质量浓度分别仅为0.82mg/L和0.03mg/L，可100％回用，实现水资源循环利用。

需求解析

解析单位：“科创中国”水产养殖产业科技服务团（中国水产学会） 解析时间：2022-11-25

罗永巨

广西壮族自治区水产科学研究院

院长

综合评价

技术需求描述基本清晰，养殖尾水处理技术与设施设备选型是设施化养殖的难题，是阻碍我国水产业健康可持续发展的瓶颈。河池市拥有广阔的大水面，但是由于环保等原因，开展了轰轰烈烈的“三网拆除”行动进行了彻底的清理，对当地的水产业发展造成了极大的影响。以陆基园池、流水槽等养殖是近年广西兴起的设施化模式，具有养殖管理方便、产量高和集约化等特点，其核心问题是如何解决好养殖用水及尾水的处理。“技术需求”提到的尾水处理方案可在一定程度上解决尾水处理问题，但是不仅投资大，而且处理效果很难达到“零排放”。养殖尾水处理最终目标是达到尾水达标排放或者循环利用，建议采用“五池两坝”工艺：沉淀池1—过滤坝1—植物处理池2—曝气池3—过滤坝2—微生物处理池4—植物净化池5。具体可以找国家特色淡水鱼产业技术体系水质处理及健康养殖岗位专家联合攻关制定。

查看更多>

处理进度