1、循环水养殖在水产养殖中的应用发展主讲人：王建明主讲人：王建明.目录目录水产养殖的科学发展水产养殖的科学发展1循环水养殖系统循环水养殖系统2循环水水处理技术循环水水处理技术3循环水养殖的国内外发展状况循环水养殖的国内外发展状况4.一、水产养殖的科学发展一、水产养殖的科学发展水产养殖的科学发展理念：水产养殖的科学发展理念：坚持以人们的需求为根本，建立起养殖方式、坚持以人们的需求为根本，建立起养殖方式、技术全面，养殖生产与环境相协调，可持续、技术全面，养殖生产与环境相协调，可持续、稳定、健康的渔业经济结构，促进渔业经济、稳定、健康的渔业经济结构，促进渔业经济、经济社会和人的全面发展。经济社会和人的全
2、面发展。要发展，就要有转变。要发展，就要有转变。.水产养殖的发展转变水产养殖的发展转变目前水产养殖目前水产养殖的主要方式的主要方式 池塘养殖池塘养殖（精养池塘、（精养池塘、半精养池塘半精养池塘）存在问题存在问题 占地大，占地大，污染水环境，污染水环境，低产出低产出.未来水产养殖未来水产养殖发展方向发展方向大环境生态养殖，大环境生态养殖，高集约化循环水养殖高集约化循环水养殖目前水产养殖目前水产养殖的主要方式的主要方式 池塘养殖池塘养殖（精养池塘、（精养池塘、半精养池塘）半精养池塘）水产养殖的发展转变水产养殖的发展转变.二、循环水养殖系统二、循环水养殖系统概念概念基本基本特点特点达成达成效果效果存
3、在存在类型类型核心核心组成组成.概念概念：循环水养殖系统循环水养殖系统(RAS)(RAS)是在相对封闭的空间内，是在相对封闭的空间内，优化组合曝气、沉淀、过滤、优化组合曝气、沉淀、过滤、消毒、生物净化等水处理技术手段来去除养殖对消毒、生物净化等水处理技术手段来去除养殖对象的代谢产物和饵料残渣，降低水体中象的代谢产物和饵料残渣，降低水体中NONO-2 2-N-N、TANTAN、磷、磷、COD COD 等指标浓度，使水质得以净化，等指标浓度，使水质得以净化，以实现重复利用以实现重复利用 。.循环水养殖系统流程图循环水养殖系统流程图.基本特点：基本特点：具备节水、节地、高密度、具备节水、节地、高密度
4、、受环境影响小、可控性强、受环境影响小、可控性强、资源利用率高、病害少、产品品质高、资源利用率高、病害少、产品品质高、无污染等优点无污染等优点 .达成效果：达成效果：节能、减排、高产、生态友好。节能、减排、高产、生态友好。核心组成：核心组成：循环水养殖系统分为养殖区和循环水养殖系统分为养殖区和水处理区（核心）水处理区（核心）.三、循环水养殖中常用水处理技术三、循环水养殖中常用水处理技术技术技术原理原理循环水养殖技术原理主要来源于循环水养殖技术原理主要来源于污水处理技术（例如：生活污水污水处理技术（例如：生活污水处理；印染、冶金等工业污水处处理；印染、冶金等工业污水处理等）理等）.三、循环水养殖
5、中常用水处理技术三、循环水养殖中常用水处理技术养殖养殖污水污水特点特点养殖污水呈现高氨氮，养殖污水呈现高氨氮，高磷的高磷的“两高两高”特点。特点。.三、循环水养殖中常用水处理技术三、循环水养殖中常用水处理技术常用常用的养的养殖污殖污水处水处理手理手段段（1 1）浮选技术）浮选技术：主要原理是通过气液界面吸附浓缩污浊物，通过气浮方式予以净化去除。（2 2）人工湿地技术）人工湿地技术 优点：优点：处理效果好，方便维护，成本低，抗负荷能力强。缺点：缺点：占地面积一般较大，相对影响其应用价值，并且 水生植物具有季节性，稳定性差。人工湿地相关水生植物：人工湿地相关水生植物：相关湿地水生植物的研究较多，一
6、般来说常用的水生植物有香蒲、茭白、芦苇、水蕴草、黑藻、金鱼藻、睡莲、萍蓬草、菱角、凤眼莲、浮萍、满江红等。.三、循环水养殖中常用水处理技术三、循环水养殖中常用水处理技术常用常用的养的养殖污殖污水处水处理手理手段段（3 3）活性污泥技术）活性污泥技术 优点：优点：处理效果好，技术成熟。缺点：缺点：占地面积大，流程复杂，污泥流失严重，微生物 数量不稳定。（4 4）生物膜技术：）生物膜技术：优点：优点：占地少，抗负荷大，处理效果好，简单易操作。缺点：缺点：投资成本较高。存在形式：存在形式：淹没式滤器、悬浮式滤器、滴滤器、转筒式生物滤器、生物转盘、生物固化床、生物流化床、珠状滤器、柱状 滤器、罐状滤器
7、等。.三、循环水养殖中常用水处理技术三、循环水养殖中常用水处理技术进口小型循环水系统图进口小型循环水系统图.欧洲欧洲法国法国德国德国 丹麦丹麦 西班牙西班牙 北美北美美国美国加拿大加拿大中东中东以色列以色列亚洲亚洲日本日本四、四、国外循环水养殖的发展国外循环水养殖的发展 国外的循环水养殖系统的应用研究始于上国外的循环水养殖系统的应用研究始于上世纪世纪7070年代年代 。目前国外循环水技术比较发达的国家目前国外循环水技术比较发达的国家.高密度封闭循环水高密度封闭循环水养殖已被列入一个养殖已被列入一个新型的、发展迅速新型的、发展迅速的、技术复杂的行的、技术复杂的行业，通过采用先进业，通过采用先进的
8、水处理技术与生的水处理技术与生物工程，大量引用物工程，大量引用前沿技术，前沿技术，最高单最高单产可达产可达100 kg/m100 kg/m3 3。封闭循环水养殖已普封闭循环水养殖已普及到及到虾、贝、藻、软虾、贝、藻、软体动物的养殖体动物的养殖。当前当前绝大多数养殖企业的绝大多数养殖企业的苗种孵化和育成均采苗种孵化和育成均采用循环水工艺用循环水工艺，有越有越来越多的海水和淡水来越多的海水和淡水封闭循环水养殖模式封闭循环水养殖模式在欧洲各地得以成功在欧洲各地得以成功实践。实践。四、四、国外循环水养殖的发展国外循环水养殖的发展欧洲欧洲.欧洲欧洲据不完全统计，目前欧洲的封闭循环水据不完全统计，目前欧洲
9、的封闭循环水养殖面积约养殖面积约3030万万m m2 2，且发展速度很快。，且发展速度很快。.养殖废水的资源化利用与无公害排放技术。养殖废水的资源化利用与无公害排放技术。5四、四、国外循环水养殖的发展国外循环水养殖的发展降低水处理系统水力负荷的快速排污技术降低水处理系统水力负荷的快速排污技术1Concept普遍采用提高单位产量和改善水质的纯氧增氧技术普遍采用提高单位产量和改善水质的纯氧增氧技术2采用日趋先进的养殖环境监控技术。采用日趋先进的养殖环境监控技术。3生物滤器的稳定运行管理技术。生物滤器的稳定运行管理技术。44.1 主要的技术特点主要的技术特点.降低水处理系统水力负荷的快速排污技术降低
10、水处理系统水力负荷的快速排污技术1为了防止生物滤器堵塞及大颗粒悬浮物为了防止生物滤器堵塞及大颗粒悬浮物破碎成超细悬浮物，系统采用养殖池破碎成超细悬浮物，系统采用养殖池自动自动排污装置、残饵捕集器及机械过滤器排污装置、残饵捕集器及机械过滤器三个三个水处理装置，使养殖废水一流出养殖池，水处理装置，使养殖废水一流出养殖池，就将悬浮颗粒物通过就将悬浮颗粒物通过沉淀、过滤沉淀、过滤等方式等方式得以去除，降低其他水处理设备的负荷。得以去除，降低其他水处理设备的负荷。.近年来，法国、西班牙、丹麦、德国等近年来，法国、西班牙、丹麦、德国等一些国家成功设计和建造了使用一些国家成功设计和建造了使用液氧液氧向向养殖
11、池和生物过滤器增氧的养殖设备，养殖池和生物过滤器增氧的养殖设备，大大提高了单位水面的鱼产量。研制了大大提高了单位水面的鱼产量。研制了制氧装置，可在鱼类养殖场直接生产纯制氧装置，可在鱼类养殖场直接生产纯度为度为85%95%的富氧。的富氧。Concept普遍采用提高单位产量和改善水质的纯氧增氧技术普遍采用提高单位产量和改善水质的纯氧增氧技术2.目前较先进的封闭循环水养殖厂均采用了目前较先进的封闭循环水养殖厂均采用了自动化监控装备自动化监控装备，通过收集和分析有关养，通过收集和分析有关养 殖水质和环境参数数据，如殖水质和环境参数数据，如DO、pH、T、TAN、水位、流速、光照周期等，、水位、流速、光
12、照周期等，结合相结合相 应的报警和应急处理系统应的报警和应急处理系统，对水质和养殖，对水质和养殖 环境进行有效的实时监控，环境进行有效的实时监控，使封闭循环水使封闭循环水 养殖水质和环境稳定可靠。养殖水质和环境稳定可靠。采用日趋先进的养殖环境监控技术。采用日趋先进的养殖环境监控技术。3.生物滤器主要用于去除养殖水中的水溶性生物滤器主要用于去除养殖水中的水溶性有害物（有害物（有机物和氨氮有机物和氨氮）它是所有（海水）它是所有（海水和淡水）封闭循环水处理系统成功运行的和淡水）封闭循环水处理系统成功运行的关键，同时生物滤器也是封闭循环水处理关键，同时生物滤器也是封闭循环水处理系统系统投资和能耗最大投
13、资和能耗最大的水处理单元。的水处理单元。生物滤器的稳定运行管理技术生物滤器的稳定运行管理技术4.法国法国科学家设计了利用大型藻类净化养殖科学家设计了利用大型藻类净化养殖废水系统，经净化后的养殖废水再回用至废水系统，经净化后的养殖废水再回用至养殖池养殖池;丹麦丹麦采用在养殖池之间设生物净采用在养殖池之间设生物净化器的方式，将养殖污水进行处理后再进化器的方式，将养殖污水进行处理后再进行排放；同时，发达国家也根据各自的水行排放；同时，发达国家也根据各自的水处理技术特点开发出一些处理技术特点开发出一些体积小、成本低、体积小、成本低、处理污水能力强的新型养殖污水处理设备处理污水能力强的新型养殖污水处理设
14、备。养殖废水的资源化利用与无公害排放技术。养殖废水的资源化利用与无公害排放技术。5.四、四、国外循环水养殖的发展国外循环水养殖的发展4.2 举例举例西班牙大菱鲆循环水养殖场，年产苗种西班牙大菱鲆循环水养殖场，年产苗种8 批批,共共400,000尾，养殖场年产商品鱼尾，养殖场年产商品鱼500吨，吨，养殖面积养殖面积1,885m2，相当于，相当于265kg/年年/m2(包括育苗池、废弃物和废水处理单元占地包括育苗池、废弃物和废水处理单元占地).四、四、国外循环水养殖的发展国外循环水养殖的发展4.3目前国外封闭循环水养殖技术研究代表机构目前国外封闭循环水养殖技术研究代表机构 (1)法国国家海洋开发研
15、究所法国国家海洋开发研究所(2)美国华盛顿大学生物系统工程学院美国华盛顿大学生物系统工程学院早在上世纪早在上世纪8080年代就开始了研年代就开始了研究，仅在位于究，仅在位于PALAVASPALAVAS的地中海鱼的地中海鱼类研究所就专门建有类研究所就专门建有8 8套封闭循环套封闭循环水养殖实验系统。水养殖实验系统。主要研究：精准投喂的喂饲系统、主要研究：精准投喂的喂饲系统、在高密度养殖条件下鱼类的游泳在高密度养殖条件下鱼类的游泳和喂饲行为、鱼类养殖环境的优和喂饲行为、鱼类养殖环境的优化、细菌的数量和种类对水处理化、细菌的数量和种类对水处理系统效能的影响、换水量和循环系统效能的影响、换水量和循环水
16、率的优化、养殖水体中的酸碱水率的优化、养殖水体中的酸碱平衡、养殖设施的优化设计等。平衡、养殖设施的优化设计等。.四、四、国外循环水养殖的发展国外循环水养殖的发展4.3目前国外封闭循环水养殖技术研究代表机构目前国外封闭循环水养殖技术研究代表机构 (1)法国国家海洋开发研究所法国国家海洋开发研究所(2)美国华盛顿大学生物系统工程学院美国华盛顿大学生物系统工程学院主要研究基于环境友好的保护主要研究基于环境友好的保护资源的养殖系统，研究重点是水资源的养殖系统，研究重点是水质的调控和养殖废弃物处理。研质的调控和养殖废弃物处理。研究平台包括：针对封闭循环水养究平台包括：针对封闭循环水养殖系统环境作用过程的
17、模型和仿殖系统环境作用过程的模型和仿真；硝化细菌的固定和增殖。真；硝化细菌的固定和增殖。重点研究领域包括：生物滤器重点研究领域包括：生物滤器和封闭循环水养殖系统：封闭循和封闭循环水养殖系统：封闭循环水养殖系统的改善和提高，研环水养殖系统的改善和提高，研究设计一些新的生物滤器；养殖究设计一些新的生物滤器；养殖系统的水质调控和废弃物处理系统的水质调控和废弃物处理。.五、五、国国内内循环水养殖的发展循环水养殖的发展5.1 发展历程发展历程1988年，渔机所吸收年，渔机所吸收当时的西德技术，设计当时的西德技术，设计了国内第一个生产性循了国内第一个生产性循环水养殖车间环水养殖车间-中原油中原油田年产田年
18、产600吨级养鱼车吨级养鱼车间，该技术很快在国内间，该技术很快在国内油田、煤矿发电厂等推油田、煤矿发电厂等推广应用。广应用。在工厂化育苗在工厂化育苗上取得突破的上取得突破的基础上，并建基础上，并建立了一批实验立了一批实验性工厂化循环性工厂化循环水养殖设施。水养殖设施。全国各地兴建了很多全国各地兴建了很多现代农业示范区。由现代农业示范区。由于淡水养殖高价值品于淡水养殖高价值品种较少，循环水养殖种较少，循环水养殖的经济性难以体现，的经济性难以体现，但在一些特定的领域但在一些特定的领域如水产苗种繁育、观如水产苗种繁育、观赏水族饲养等，循环赏水族饲养等，循环水养殖技术依然得到水养殖技术依然得到了显著的
19、发展。了显著的发展。7070年代年代8080年代年代9090年代起年代起.五、五、国国内内循环水养殖的发展循环水养殖的发展5.2 存在的问题存在的问题海水循环水养殖技术体系还未建立海水循环水养殖技术体系还未建立基础研究薄弱基础研究薄弱淡水工厂化循环水淡水工厂化循环水养殖系统运行成本养殖系统运行成本过高过高低温条件下高效生物低温条件下高效生物净化技术尚未突破净化技术尚未突破苗种繁育系统苗种繁育系统控制水平不高控制水平不高设施化循环水养殖设施化循环水养殖技术发展水平不高技术发展水平不高1问题问题23456.五、五、国国内内循环水养殖的发展循环水养殖的发展5.2 存在的问题存在的问题海水循环水养殖技
20、术体系还未建立海水循环水养殖技术体系还未建立基础研究薄弱基础研究薄弱淡水工厂化循环水淡水工厂化循环水养殖系统运行成本养殖系统运行成本过高过高低温条件下高效生物低温条件下高效生物净化技术尚未突破净化技术尚未突破苗种繁育系统苗种繁育系统控制水平不高控制水平不高设施化循环水养殖设施化循环水养殖技术发展水平不高技术发展水平不高1问题问题23456我国以往在循环水养殖方面的研我国以往在循环水养殖方面的研究究多集中在以水处理技术和设备多集中在以水处理技术和设备性能等方面性能等方面，针对养殖水体净化，针对养殖水体净化处理的应用处理的应用基础理论研究不多基础理论研究不多，对应特定养殖品种的物质与能量对应特定养
21、殖品种的物质与能量收支的研究极少，以至系统的构收支的研究极少，以至系统的构建和优化水平难以有效提高建和优化水平难以有效提高。.五、五、国国内内循环水养殖的发展循环水养殖的发展5.2 存在的问题存在的问题海水循环水养殖技术体系还未建立海水循环水养殖技术体系还未建立基础研究薄弱基础研究薄弱淡水工厂化循环水淡水工厂化循环水养殖系统运行成本养殖系统运行成本过高过高低温条件下高效生物低温条件下高效生物净化技术尚未突破净化技术尚未突破苗种繁育系统苗种繁育系统控制水平不高控制水平不高设施化循环水养殖设施化循环水养殖技术发展水平不高技术发展水平不高1问题问题23456海水生物净化系统的效率需要提高，海水生物净
22、化系统的效率需要提高，需要研究高效的生物净化装置以减少需要研究高效的生物净化装置以减少净化设施的体量，稳定净化效果；净化设施的体量，稳定净化效果；需要在系统模型研究的基础上，需要在系统模型研究的基础上，建立优化的设备系统、稳定的生物建立优化的设备系统、稳定的生物净化系统、必要的数字化监控系统、净化系统、必要的数字化监控系统、完善的养殖工艺和管理专家系统，完善的养殖工艺和管理专家系统，使装备系统达到高效利用状态。使装备系统达到高效利用状态。.五、五、国国内内循环水养殖的发展循环水养殖的发展5.2 存在的问题存在的问题海水循环水养殖技术体系还未建立海水循环水养殖技术体系还未建立基础研究薄弱基础研究
23、薄弱淡水工厂化循环水淡水工厂化循环水养殖系统运行成本养殖系统运行成本过高过高低温条件下高效生物低温条件下高效生物净化技术尚未突破净化技术尚未突破苗种繁育系统苗种繁育系统控制水平不高控制水平不高设施化循环水养殖设施化循环水养殖技术发展水平不高技术发展水平不高1问题问题23456现有的节能降耗技术在基于生物现有的节能降耗技术在基于生物膜硝化反应的循环系统中潜能有膜硝化反应的循环系统中潜能有限，有必要结合生态工程技术，限，有必要结合生态工程技术，利用南方地区气候环境特点，构利用南方地区气候环境特点，构建人工湿地与工厂化设施复合的建人工湿地与工厂化设施复合的循环水养殖系统。循环水养殖系统。.五、五、国
24、国内内循环水养殖的发展循环水养殖的发展5.2 存在的问题存在的问题海水循环水养殖技术体系还未建立海水循环水养殖技术体系还未建立基础研究薄弱基础研究薄弱淡水工厂化循环水淡水工厂化循环水养殖系统运行成本养殖系统运行成本过高过高低温条件下高效生物低温条件下高效生物净化技术尚未突破净化技术尚未突破苗种繁育系统苗种繁育系统控制水平不高控制水平不高设施化循环水养殖设施化循环水养殖技术发展水平不高技术发展水平不高1问题问题23456发展循环水养殖需要突破一些关发展循环水养殖需要突破一些关键技术，尤其是低温条件下的高键技术，尤其是低温条件下的高效生物净化技术、生物膜快速培效生物净化技术、生物膜快速培养技术以及
25、适养水温有效保持的养技术以及适养水温有效保持的设施技术等。设施技术等。.五、五、国国内内循环水养殖的发展循环水养殖的发展5.2 存在的问题存在的问题海水循环水养殖技术体系还未建立海水循环水养殖技术体系还未建立基础研究薄弱基础研究薄弱淡水工厂化循环水淡水工厂化循环水养殖系统运行成本养殖系统运行成本过高过高低温条件下高效生物低温条件下高效生物净化技术尚未突破净化技术尚未突破苗种繁育系统苗种繁育系统控制水平不高控制水平不高设施化循环水养殖设施化循环水养殖技术发展水平不高技术发展水平不高1问题问题23456以对虾为例：对虾养殖过程中对水质的以对虾为例：对虾养殖过程中对水质的要求、藻相的稳定有一定的要求
26、，高位要求、藻相的稳定有一定的要求，高位虾池自净能力较弱，沉积物的排放对环虾池自净能力较弱，沉积物的排放对环境造成直接的影响，需要构建适用的对境造成直接的影响，需要构建适用的对虾循环水养殖系统。由于对虾价值所限，虾循环水养殖系统。由于对虾价值所限，完全的工厂化养殖技术尚不能适用，需完全的工厂化养殖技术尚不能适用，需要依靠设施化的生态工程技术，建立虾要依靠设施化的生态工程技术，建立虾贝藻能量转换和水质控制循环水养贝藻能量转换和水质控制循环水养殖系统。殖系统。.五、五、国国内内循环水养殖的发展循环水养殖的发展5.2 存在的问题存在的问题海水循环水养殖技术体系还未建立海水循环水养殖技术体系还未建立基
27、础研究薄弱基础研究薄弱淡水工厂化循环水淡水工厂化循环水养殖系统运行成本养殖系统运行成本过高过高低温条件下高效生物低温条件下高效生物净化技术尚未突破净化技术尚未突破苗种繁育系统苗种繁育系统控制水平不高控制水平不高设施化循环水养殖设施化循环水养殖技术发展水平不高技术发展水平不高1问题问题23456我国苗种繁育过程的全人工控制我国苗种繁育过程的全人工控制技术尚处于起步阶段，低营养条技术尚处于起步阶段，低营养条件下的生物膜培养技术、水质的件下的生物膜培养技术、水质的智能化控制技术、不同特性鱼卵智能化控制技术、不同特性鱼卵孵化设施技术等需要突破。孵化设施技术等需要突破。.1 通过养殖业通过养殖业需求推进
28、循需求推进循环水养殖环水养殖2用循环水养用循环水养殖的理念和殖的理念和技术改造传技术改造传统养殖方式统养殖方式 3技术推广和技术推广和国家补贴政国家补贴政策相结合策相结合4加强科技攻加强科技攻关降低综合关降低综合投入和运行投入和运行成本成本五、五、国国内内循环水养殖的发展循环水养殖的发展5.3 对策对策.1234循环水循环水养殖是养殖是我国水我国水产养殖产养殖的重要的重要发展方发展方向向发展完善发展完善工厂化循工厂化循环水条件环水条件下的下的养殖养殖技术技术进一步进一步开发开发适适宜的养宜的养殖品种殖品种开发开发易易于管理、于管理、符合国符合国情情的循的循环水养环水养殖系统殖系统五、五、国国内
29、内循环水养殖的发展循环水养殖的发展5.4 应用前景应用前景.六、六、海南省循环水养殖发展潜力海南省循环水养殖发展潜力推行循环水养殖推行循环水养殖是发展国际旅游岛，是发展国际旅游岛，保护良好的保护良好的生态环境，做好生态环境，做好节能减排，促进节能减排，促进养殖的可持续发养殖的可持续发展的有效途径。展的有效途径。1234高温条件，可加速高温条件，可加速养殖污水处理效率。养殖污水处理效率。目前海南已有目前海南已有先试范例，提先试范例，提供了宝贵经验。供了宝贵经验。（东方斑节对东方斑节对虾良种场虾良种场）良种场及其一些名特优品种良种场及其一些名特优品种可先试先行。如对虾，东风可先试先行。如对虾，东风螺，石斑鱼等。螺，石斑鱼等。.东方斑节对虾良种场循环水流程图东方斑节对虾良种场循环水流程图海水海水一级消毒一级消毒沉淀池沉淀池二级消毒二级消毒养殖池养殖池积污池积污池处理池处理池.
