一种陆基圆桶循环水养殖系统的设计与实际应用

王相盼　黄金义　李同庆　林红军　孙伟彬

摘要：设计了一种陆基圆桶循环水养殖系统，并试验探究其应用价值。在系统中，圆桶通过管道与各池连接，养殖废水经过沉淀池、边池、生化池，然后返回水产养殖桶，形成封闭环。选用吉富罗非鱼（规格122g／尾）作为研究对象，开展了养殖密度为50尾／m3的养殖试验，在养殖过程中通过A／O水处理工艺控制养殖水体氨氮、亚硝酸盐、pH值、溶解氧等指标。结果表明，系统能够有效调节水质，罗非鱼正常生长发育，养殖周期118d，个体平均质量达到783.6g／尾，成活率97.5％，平均产量38.2kg／m3。

关键词：陆基圆桶；水资源循环利用；罗非魚；水产养殖

陆基圆桶养殖模式是一种在陆地上建设养殖设施的集约化养殖模式，由圆桶养殖池、进排水系统、气提推水系统，微孔曝气增氧系统、发电机组等组成，部分养殖场采用液氧、自动投料机、水质自动监测等设备[1]。该养殖模式应用一种厌氧好氧工艺法，即A/O工艺，具有降解有机物及脱氮作用，在有效处理水质的基础上，具有效率高、流程简单、投资费用低、便于操作等特点。作为一种新型的水产养殖模式，陆基圆桶循环水系统通过结合高效水处理养殖技术、养殖废物自动净化技术、集约化养殖技术以及智能化操作控制技术等方法，做到了圆桶养殖池、供氧增氧设备、水质监测设备、养殖废水净化处理、养殖水回流等多个环节的联动。2022年我们在衡水盛源养殖有限公司构建了一套陆基圆桶循环水养殖系统，以吉富罗非鱼作为养殖对象进行试验，结合氨氮、亚硝酸盐等化学指标和罗非鱼存活率等探究系统性能，采取针对性举措，总结生产经验，不断完善陆基圆桶循环水养殖系统，阐明实际应用方向。

1陆基圆桶循环水系统设计

1.1 循环系统工艺流程

圆桶循环水养殖系统设计见图 1。

在圆桶中养殖罗非鱼，定期排放养殖废水到初沉池，初沉池过滤粗颗粒，在初沉池经过第一次沉淀处理后，上清废水由初沉池流入二沉池经过第二次沉淀处理，沉淀池中的污泥通过地下管道回流至排污井，由二沉池流出的上清废水进入边池 1、边池2、边池 3 等，由边池中浮床上种植的蔬菜吸收掉有机物养分，边池 3 中的水流入生化池进行最后的净化，水流入养殖圆桶循环利用。

设计原理是A/O工艺。边池阶段相当于缺氧A段，生化池和圆桶养殖池同属于好氧O段。

A 段：充分利用池内火山石填充作为细菌载体，边池上方浮床种菜，菜的根部在水中耗氧造成缺氧环境，靠兼氧微生物将污水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物，将大分子有机物水解成小分子有机物，以利于后期0级生物处理池进一步氧化分解，同时通过回流的硝态氮在硝化菌的作用下，可进行反硝化反应和部分硝化反应，去除氨氮。

O段：该池为本污水处理的核心部分，分二段，前一段在较高的有机负荷下，通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各种有机物质，使污水中的有机物含量大幅度降低。后段在有机负荷较低的情况下，通过硝化菌的作用，在氧量充足的条件下降解污水中的亚硝酸盐，发生硝化反应，同时也使污水中的COD值降低到更低的水平，使污水得以净化。

1.2 系统建设与参数

每个养殖圆桶均配备一套独立的进排水系统和水质净化循环系统，进排水管道使用8cm直径的管道。8 个养殖圆桶共用一台 2.2 kW 罗茨鼓风机，配套主风管和纳米曝气盘构成增氧系统。配套大棚遮阳系统和棚内水帘控温系统。

1. 2. 1 养殖圆桶尺寸：直径 8 m，高 1. 45 m。圆桶由热镀锌钢板、刀刮布组成。养殖圆桶底部为圆锥状，坡度落差 25 cm，中央最底部连接管道排污。配备增氧系统，用纳米增氧管进行增氧。圆桶排水进入排污井管道尺寸为 10 cm 直径。

1. 2. 2 沉淀池

尺寸：长 4 m，宽 2 m，高 1. 4 m。沉淀池是利用悬浮在水流中的杂质颗粒和水的密度差，重力作用使杂质颗粒下沉，固体和液体分离，从而达到净化水的原理。沉淀池是废水处理中应用最普遍的污染处理单元之一，常用于废水处理、生物处理以及生物处理后的深度处理，是利用重力沉降作用从水中去除密度比水大的杂质颗粒的处理构筑物。沉淀池分为初沉池和二沉池。

初沉池：初次废水经过沉淀处理，去除水中大颗粒物，具有调节水质的功能，处理后上清液经过管道进入二沉池。

二沉池：是为保证尾水排出和淤泥回流做好泥水分离的地方。二沉池的水经过处理，上清液流向边池，污泥回流至初沉池，与初沉池的污泥一同回流至排污井。

1.2.3 边池尺寸：长8m，宽1m，高 0.3 m。三个边池首尾相连，是沉淀池中的水循环到生化池的通路，用火山石填充，上方浮床种植生菜和空心菜，菜的根部消耗氧气形成缺氧环境，水中的兼氧微生物分解难溶性有机物为可溶性有机物。回流的硝态氮在硝化菌的作用下，可进行反硝化反应和部分硝化反应，去除氨氮。养殖排泄物及悬浮物质则被浮游植物、水生植物和微生物吸收分解，与养殖圆桶构成鱼菜共生系统。废水经过三个边池净化处理后流向生化池。

1. 2.4 生化池尺寸：长 8 m，宽 1 m，高 0.6 m。利用微生物来降解污水中的亚硝酸盐。生物净化池放入 K3 塑料环，附着基上富含微生物，池水流经时氨氮、亚硝酸盐可以被其降解，显著降低化学耗氧量，增加溶氧量，具有操作管理便捷、节约占地面积、节能高效、耐冲击负荷等优点，达到池水循环利用的目的。配备增氧系统，用纳米增氧管进行增氧。配备一个 300 W、30 t/h 的水泵，经过生化池处理的水泵入圆桶养殖池继续利用。

2 实地养殖试验

2.1 试验材料和方法

2.1.1 环境条件基地周边地区自然环境良好、水土无污染、交通便利、供电条件完善。水源为河水，水质良好，符合养殖用水标准，取水方便，可以做到随时加水换水。

2.1.2 鱼种放养本试验选择吉富罗非鱼为养殖品种，选用其中一个养殖圆桶，有效养殖水体60 m3。2022年6月2日购得吉富罗非鱼鱼种3 000 尾，平均规格 122 g/尾，放养密度为50 尾/m3，鱼种来源于有水产苗种生产许可证的正规苗种场。鱼种体质健壮、无病无伤、大小均匀、表现活泼，用 3%的食盐水浸浴鱼种 5 min 后再进桶养殖，桶内外水温变化控制在2℃以内，以减少鱼种应激。

2.1.3 饲养管理饲养罗非鱼全程投喂罗非鱼膨化配合饲料，每天在8：00，14：00、18：00定时投喂，日投喂量调整为鱼体总重的2%～4%，规格达到 300 g/尾以上时，日投喂量调整为鱼体总重的1%～2%[2]。养殖期间要根据天气状况及鱼类摄食状态灵活调整投喂量。

2.1.4 水质调控保持流水状态，气提推水水流方向与圆桶相切，使水体轻微转动，粪便和残饵逐渐汇集于圆桶中央底部，随水流进入初淀池和二沉池，沉淀池底部污物定时排入排污井。养殖高峰季节注意水质变化，适当补充新鲜水以便调控水质，增加吸污、排污次数[3]。上清水体经过3个边池和 1 个生化池净化处理后，泵入养殖圆桶循环使用。养殖全程 24 h 不间断充氧，圆桶内溶解氧维持在5mg/L以上。对圆桶养殖水水质进行定期监测，水质监测指标主要包括氨氮、亚硝酸盐、溶解氧、pH值，每隔 14 d 检测一次圆桶养殖池水质指标。检测方法见表1。

2.1.5日常管理经常观察水色、水温变化、鱼种吃食和活动情况，发现异常情况及时处理，防止发生缺氧浮头现象。每隔半个月全池施放1次光合细菌、乳酸菌、EM 菌等，7～10 d 喂 1 次大蒜素。及时捞出病死鱼，捞鱼工具应及时消毒处理。及时填写养殖记录，每隔半个月检查 1 次鱼体生长状况，测量体长、体重等。

2.2 试验结果

养殖圆桶内水体氨氮变化范围为0.13～ 0.49 mg/L，亚硝酸盐变化范围为 0.026 ～0.142 mg/L，溶解氧变化范围为5.12 ～6.32 mg/L，pH稳定在6.5～7.8范围内变化，水质指标数据见表2，水质符合正常养殖水质指标，证明该循环水系统具有良好的净化作用。2022年9月28日出池销售，养殖周期为118 d，吉富罗非鱼成活率为97.5%，收获成鱼平均体重783.6 g/尾，总产量2 292 kg，平均产量38.2 kg/m3，饲料系数为1.63，取得较好养殖效果，罗非鱼鱼种投放数据和收获数据见表 3、表 4。

3讨论

3.1 结果评价

罗非鱼鱼种放养密度为 50 尾/m3，放养规格122 g/尾，在适宜的养殖条件下，经过 4个月的养殖，罗非鱼成鱼平均规格达到783.6g/尾，饲料系数为 1.63，说明应用陆基圆桶循环水养殖模式，罗非鱼经过 4 个月生长期可达到预期规格和产量，产出的商品罗非鱼具有一定的市场竞争力，规格整齐，质量优良，肉质鲜肥，效益良好。

3.2 水处理效果

试验证明，在水循环处理系统中养殖废水里的氨氮和亚硝酸盐在A/O工艺循环系统下被处理，养殖圆桶内水体氨氮、亚硝酸盐和 pH 值变化稳定，溶解氧含量较高，净化后的水质符合罗非鱼的养殖要求。如果增加微滤机处理粪便和残饵，水质净化处理效果预计会更好。

3.3 系统的推广应用价值

陆基圆桶循环水养殖尾水经净化后重新流向圆桶养殖池，形成系统闭环，能够有效保障养殖水质，减少养殖废水的排放，大大降低了养殖污染。与完整的工厂设施化养殖相比，该系统前期投资低，运行成本低，具备成本优势，实际生产效果良好，其整体经济效益比传统养殖模式有较大提高。现阶段我国应加大对于陆基圆桶循环水养殖模式的资金和政策扶持，为陆基圆桶循环水养殖模式及技术的推广奠定良好的发展条件[4]。相信未来的一段时间内，在推动我国水产养殖向绿色化、集约化、智能化产业转型方面，陆基圆桶循环水养殖模式必将得到迅猛发展。

参考文献：

[1]韩书煜，胡大胜，江林源，等.广西陆基圆桶养殖模式发展浅析[J].科学养鱼，2021（10）：5—6.

[2]陈昆平，李柳冰，李瑞伟，等.罗非鱼池塘高密度高产养殖技术[J].科学养鱼，2022（10）：26—27.

[3]于瑾，郑小华，汪明雨，等.黄金鲫帆布圆桶循环水养殖试验[J].科学养鱼，2021（5）；16—17.

[4]陈斌.陆基圆池循环水养殖模式的优势[J].当代水产，202247（1）：80-81.

Design and practical application of a land-based barrelrecirculating aquacultuire system

WANG Xiangpan'，HUANGJinyi'，LI Tongqing2，LIN Hongjun，SUNWeibin

（1.Hengshui Aquatic Technology Promotion Station，Hengshui 053000，China;

2.Hebei Provincial Aquatic Technology Promotion Station，Shijiazhuang 050035，China;

3.Hengshui University，Hengshui 053000，China）

Abstract：A land-based barrel recirculating aquaculture system was designed to explore the applica- tion value. In the system， the round barrel was connected with each pool through the pipeline， and the aquaculture wastewater passed through the sedimentation tank， side pools and biochemical tank， and then returned to the aquaculture bucket to form a closed loop. GIFT tilapia with an average size of 122 g/ind. were raised for 118 days under the density of 50 ind./m3. The water quality index such as ammonia nitrogen， nitrite nitrogen， pH value and dissolved oxygen were controlled by Anoxic Oxic process. The result showed that， the water quality was controlled well in the system and ensured the growth of tilapia. The fish were harvested at an average size of 783.6 g/ind. with a survival rate of 97.5%. The average output was 38.2 kg/m3.

Key words：land-based barrel; water resources recycling; tilapia;aquaculture

（收稿日期：2023—06—06）

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《河北渔业》编辑部

2023年8月