第五届水产工业化养殖技术暨封闭循环水养殖技术国际研讨会在大连如期举行

    10月22日，经过4个月的精心筹备，第五届水产工业化养殖技术暨封闭循环水养殖技术国际研讨会在大连如期举行，会议由中国农业工程学会特种水产工程分会、大连海洋大学联合主办，《水产前沿》为会议协办单位之一。
　　会议吸引了国内近20个省市及加拿大、挪威等国家的产学研从业者逾300人参会，其中不乏国内外的顶级领域专家学者。据主办方介绍，连续五届的论坛中，越来越多的企业参与，可见工业化循环水养殖系统的推广应用不再依赖政府和科技人员的推动，逐渐成为养殖企业自发的需求。
　　制约RAS发展的主要因素

　　据了解，国内工业化循环水养殖始于1985年，由国内科研单位引进丹麦的鳗鱼循环水养殖系统进行研究，属于开拓阶段。1999年后进入自主探索阶段，到2003年时，国产的循环水养殖系统在养殖生产上获得应用。经过十余年的发展，国内循环水养殖技术也取得了一定的进步，据中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所研究员倪琦总结，一是掌握了工业化循环水养殖（RAS）系统设计参数计算方法，二是基本掌握了RAS的水处理核心工艺与装备技术，如颗粒物去除（全面掌握了污排分流与SS去除技术）、生物过滤（浸没式滤池成熟应用，自清洗滤器快速发展）、气体交换（纯氧应用广泛，混合技术趋于成熟，脱气技术发展快速），三是形成多种循环水养殖系统模式并得到推广应用。

　　2012年之后，国内工业化循环水养殖获得快速发展，主要得益于政府的引导和支持，以及循环水养殖普遍受到生产企业的关注。 “2012年时全国海水工业化循环水养殖企业只有27家，养殖面积37万㎡，到2014年时养殖面积超过140万㎡，养殖企业110余家。”大连海洋大学海洋科技与环境学院院长、博士生导师刘鹰说，尽管产业对循环水的关注和需求日益增加，但RAS系统的大规模生产应用较为少见。

　　现状而言，国内工业化循环水养殖产业以养殖工程设施设备单元的开发为重点，以借鉴、模仿、集成国内外水处理设备为特征，对封闭循环水养殖关键基础理论开展了初步研究。目前，循环水设施设备已全部实现国产化（国内工业化养殖设施设备规模化生产企业50余家），关键设施设备已经可以批量生产，甚至集成创新的新设施设备和国外同类型产品性能接近，而价格仅为其1/3-1/10。但核心技术创新不足、基础理论研究薄弱，装备自动化程度低、材料工艺落后，缺乏系列化成套装备产品，工程化程度低、未形成产业，基础平台建设薄弱等问题的存在，使得国内循环水养殖技术整体仍落后国际水平5-10年。
　　与此同时，工业化循环水养殖的实际推广应用中，刘鹰认为还存在降低成本（能耗、饲料成本）、完善生产工艺（养殖工艺如高密度养殖的生物学理论缺乏，适宜养殖密度还不能确定，以及光照策略、投喂策略等）和防控病害（系统病害多发，防控手段不足）等主要发展瓶颈。

　　倪琦也补充称，制约工业化循环水养殖的因素还包括：1、循环水养殖模式定位有偏差。观念上把RAS作为先进模式的代表，试图替代其它传统模式。有些地方政府“好大喜功”，“一哄而上”的方式不符合产业发展规律。

　　2、主养对象选择困难。国内有一两百种养殖品种，导致品种多变及鱼价波动大，因此科研团队也不大重视基础研究，以致种质、养殖工艺和饲料问题突出。

　　3、系统成熟度和针对性不强，标准化程度低。系统研发起步稍晚，技术研究长期处于“跟跑”状态，工艺流程和关键参数有待优化，臭氧等工艺使用水平不足；相关企业实力偏弱，研发的设备系统性不强，标准化低，以致未能纳入政府补贴范围内，而且智能化程度不足，配套装备研发偏弱；系统与养殖对象结合度不够，制度性不强。

　　4、系统产能未能全部发挥，提高了养殖成本。如苗种供应保障率偏低，存在“空档期”；实际产量与设计产能尚有产局，提高了养殖成本；系统的故障率一定程度上对养殖造成负面影响。

　　基于各种制约因素的存在，倪琦认为首先应当正确认识循环水养殖在产业模式上的定位。“RAS只是高端养殖模式之一，应作为完成特定养殖对象的养殖过程的某些环节，应注重与其它模式的有机结合，形成复合式模式。同时，发展RAS应综合养殖品种、企业自身能力情况、区域环境等来稳步推进。”
　　其次，应明确产业研职责，各司其职，如研究单位应以系统工艺技术、水处理工艺整合、特定品种的循环水养殖工艺等研究为主；大专院校应更多地培养RAS方面的专业技术人员；装备企业在工艺基础上专业装备的研发与产品化、标准化、系列化以及装备系统的集成等方面做工作；养殖企业则应聚焦在系统技术的熟化和问题反馈、养殖工艺与系统的耦合、示范等。

　　再者，技术研究还需要深化与创新，装备企业做大做强，实现装备的标准化，并补齐配套装备技术短板，实现机械化和智能化生产。以及养殖企业大型化和园区化，实现序批式、标准化的生产，用足产能，同时外排污染物的资源化利用和无害处理要强化。
　　能耗是制约RAS盈利的主要原因

　　加拿大格力威水产养殖技术开发有限公司总裁钱阳博士从1994年开始从事工厂化循环水养殖研究，有20多年的国内外从业经验。在中国走了一圈后，钱阳发现国内的循环水养殖企业都不是太赚钱，而北美每公斤罗非鱼可获利1.1-2.2美元或加元每公斤（批发价为5-6美元或加元）。

　　从设备本身来说，钱阳表示北美在循环水养殖过程中所用的设备中国都有，均包含生物过滤器、固液分离器、水氧混合器（增氧装置）、蛋白分离器、臭氧发生器、紫外线消毒器等，而且有些设备中国的比北美的更豪华先进。养殖品种上，北美多数是罗非鱼、虹鳟鱼、鲶鱼、澳洲尖吻鲈等大路货，中国则是养石斑鱼、多宝鱼、白对虾等名贵品种。最终的养殖效益却有天壤之别。

　　钱阳分析认为，国内的能耗也就是电力费用太贵，是制约循环水养殖盈利的主要原因，如北美的电价仅0.1美元/度（每公斤鱼耗电4度左右），而中国是0.6-0.8元/度（每公斤鱼耗电量不清楚）。“如果北美的电价和中国一样的话，北美的循环水养鱼可能不一定能赚钱。”因此，钱阳认为降低循环水养殖过程中的能耗，是养殖成败的关键因素，而影响能耗的主要是养殖模式（养殖周期越短，对流量的需求越少，因此循环水养殖企业加快养殖节奏、缩短养殖周期，能给盈利提供一定保障）和系统的流量。
　　“系统的流量决定了水泵和微滤机的功率，也就决定了系统的能耗。”钱阳表示当系统鱼载量确定后，决定流量的主要因素为生物过滤器的功率和增氧装置的增氧能力。其中，生物过滤器是封闭循环水养殖系统投资和能耗最大的水处理单元，也是系统稳定运行的关键，其主要功能包括去除氨氮、亚硝酸盐氮、有机悬浮物、二氧化碳以及增氧等。

　　具体探讨而言，生物过滤器效率与流量的关系，以沙粒流化床生物过滤器为例：若系统最大鱼载量为1万公斤（罗非鱼），日投饵率为鱼体重量的2%，氨氮日产出量为6公斤，硝化作用所需填料的总表面积为3万平方米，氧气日消耗量为50公斤。当沙粒直径为0.5毫米时，比表面积为7560㎡/m3，流量为143吨/小时；当沙粒直径为1毫米时，比表面积为3780㎡/m3，流量为286吨/小时。增氧能力与流量关系方面，当入池水的氧含量分别为11毫克/升、15毫克/升、19毫克/升时，出池水的氧含量固定为6毫克/升，流量分别为417吨/小时、231吨/小时、160吨/小时。因此，填料比表面积越大，增氧能力越强，对流量的需求越少。

　　目前，北美常用的生物过滤装置类型主要为移动床生物过滤器、微珠滴滤式过滤器、沙粒流沙生物过滤器，其中微珠滴滤式过滤器的使用越来越多。但钱阳认为微珠滴滤式过滤器在使用过程中流量浪费较多，如果将过滤器错层叠加则能降低流量。“基于微珠滴滤式过滤器改进后的错层叠加生物过滤增氧装置，比常规的微珠滴滤生物过滤器节能约50%，也能节省约50%的厂房内空间，提高厂房利用率。”
　　钱阳也推荐一款北美增氧效率最高的充氧装置：加利福尼亚增氧管（California tube），其通过纯氧与水式逆向混合的方式，可使增氧后的水流含氧量达120毫克/升，运行时只需要1-6米的扬程，增氧效率达90%，而且增氧效率随管道深度增加而提高。“加利福尼亚增氧管和移动床生物过滤器的组合具有较好的节能效果。”整体来说，钱阳较为推荐错层叠加生物过滤增氧装置，以及“加利福尼亚增氧管+移动床生物过滤器”的组合系统。
　　上海海洋大学副教授罗国芝则介绍了可以实现“零换水”的节能水处理技术——活性污泥技术，利用悬浮生长的微生物絮体处理有机污水的一类好氧处理方法，1912年由英国的Clark和Gage发现，但在循环水养殖系统中，活性污泥生物滤器逐渐被固定膜生物滤器淘汰。近些年，生物絮凝作为活性污泥技术的一种表现方式，在罗非鱼、虾类上进行广泛的规模化养殖应用，也开始用于草鱼、鲫鱼、斑点叉尾鮰等非滤食性鱼类高密度集约化养殖的水质调控。
　　“有学者在2008年时提出生物絮凝作为RAS核心处理单元的设想，并被认为是解决当前RAS面临难题的一个可能方向。”罗国芝表示，相关学者在实验规模进行了养殖废水异位生物絮凝处理研究，处理TAN为主的废水（15mg/L），出水TAN＜1mg/L，NO2--N＜0.3mg/L，并且没有NO3--N的积累。处理RAS实际废水，可以获得TAN和NO3--N的同步处理效果。
　　实际应用中，罗国芝所在团队利用生物絮凝技术养虾，实现每立方水单茬养虾产量10kg，零换水，每斤虾全成本核算8.6元（未包括租金成本）。“这为开发‘零换水养殖系统’装备提供了技术支撑。”罗国芝称。而且，生物絮凝技术还能对水产养殖固体废弃物进行资源化利用，如RAS微滤机的废水，一是可以用絮体制作胶状颗粒饲料，如饲养罗非鱼，二是直接用絮体饲喂卤虫。