南美白对虾对虾工厂化养殖模式分析

  工厂化养虾占地少,产量高,效益好,可以避免传统养虾方式带来的虾病和水体污染,减少天气对养殖的不利影响。我国沿海的对虾养殖经过多年的发展,工厂化养虾具有一定的基础,部分地区工厂化养殖已达世界先进水平,但总体上基本采用“水泥池+温室大棚”为核心的精养模式。经济效益较好,但还存在曝气设备能耗过高、废水多数得不到有效处理等问题。欧美等西方国家在工厂化循环水对虾养殖系统方面所作的诸多尝试和研究,值得我们借鉴。
在虾病肆虐的当下,全程可控的工厂化养殖或许是一个新的思路和方向。
就单一养殖品种而言,南美白对虾在2008年的全球产值是最高的,达90亿美元。虾类是世界上最重要的水产品贸易商品,约占15%的世界水产品贸易总额。目前对虾养殖受到虾病的困扰,从20世纪90年代起,厄瓜多尔、泰国、中国等地受到日益严重的对虾疾病威胁。据估算,90年代亚洲的一些国家和地区由于病害原因造成的损失高达几十亿美元。对虾工厂化养殖是用工业手段控制池内生态环境,为对虾创造一个最佳的生存和生活条件。在高密度集约化的放养条件下,投放优质饲料,促进对虾顺利成长,争取较高经济效益的养殖模式。在虾病肆虐的当下,全程可控的工厂化养殖或许是一个新的思路和方向。
欧美等西方国家在工厂化循环水对虾养殖系统方面已经做了很多尝试和研究。工厂化养殖的方式大致分为三种形式:流水养殖、半封闭循环水养殖和全封闭循环水养殖。流水式养殖的全过程均实现开放式流水,用过的水不再回收处理,流水交换量为每天6-15次;半封闭循环水养殖方式对养殖用水不是完全开放,而是对部分养殖废水经沉淀、过滤、消毒等简单处理后再流回养殖池重复使用;全封闭循环水养殖方式的养殖用水经过城店、过滤、去除可溶性有害物、消毒等处理,再根据对虾不同生长阶段的生理要求,进行调温、增氧、和补充适量的新鲜水,再重新输送到养殖池中,反复循环使用。
对虾循环水养殖系统应能有满足对虾生长的水质、水温、盐度条件,并保证有一定的水流,促进养殖池的排污和满足对虾生理需求。环道式养虾系统,佛罗里达三阶段养虾系统,以及基于微藻的循环水对虾养殖系统等都取得了较好的养殖效果。目前我国工厂化养殖系统发展水平尚处初级发展阶段,近些年对虾工厂化循环水养殖系统研究也取得不少成果。
工厂化对虾养殖应当根据不同地区的水质条件和养殖习惯,因地制宜形成适宜当地推广应用的封闭循环水养殖模式。例如在南美,多采用跑道式循环水养殖、常流水养殖、微流水式的封闭循环水养殖等模式;我国东海、黄渤海地区多采用封闭式循环水养殖;热带、亚热带沿海地区多采用封闭、半封闭的微换水工厂化养殖模式。我国华南沿海地区水温高、光照时间长、海域中生物资源丰富,可根据其特点充分利用自然地理资源,减少控温设施降低能耗,引入微生物、富有藻类、大中型水生植物等元素,从而构建一个适宜亚热带地区特色的环境友好型对虾封闭循环水养殖模式。
水处理技术
养虾池的形式多种多样,一般有长矩形、圆形、长圆形、跑道式等。普遍认为,采用跑道式的养虾池效果比较好,其优点是池水可在环形池中流动,一方面可使池内水质均衡,而且可将虾粪便及残饵及时排出池外,保持池内良好水质。一定方向的水流也符合对虾的生理特性,有利于对虾的生长。
养虾先养水,这个道理搞水产的人都懂。在对虾工厂化养殖中,水处理技术也是体系中的重头戏。根据处理方式的不同,主要有物理过滤、生物处理、消毒杀菌等方法,这些方法往往根据实际情况共同使用,并对溶氧和温度、盐度进行人工干预。
物理过滤是循环水养殖水处理中的第一个环节,也是一个重要的环节。其主要目的是去处悬浮于水体中的颗粒性有机物及浮游生物、微生物等,快速及时地去除水体中的颗粒性有机物,可以大大减轻生物处理的负荷。目前常见的物理过滤方式有沙滤、网袋式过滤、转鼓式微滤、弧形筛网过滤等。
生物处理在养殖系统中起着核心作用,良好水质靠它维持。其主要是去除水体中的有机物、氨氮、亚硝酸盐等有毒物质。通常的生物处理是利用硝化细菌将氨氮和亚硝酸盐氧化成硝酸盐,消除它们的毒害作用。根据微生物生长的方式可分为悬浮式和固着式。在养殖循环水处理系统中,微生物多使用固着式生长,较具代表性的系统如滴流式过滤器、浸没式过滤器、塑料珠填料过滤器、砂粒流化床过滤器、生物转盘过滤器、生物滤池、生物滤塔等。还有利用微藻、大型藻类、水培植物等去除氨氮的,如:人工湿地技术,鱼菜共生系统,鱼虾、贝、藻生态处理系统,基于微藻的对虾养殖系统等。
在高密度的养殖条件下,水体中除了存在理化性的致病因子外,还有一定数量的致病菌、条件致病菌。这不仅会大量消耗水体中的溶解氧,还会对养殖对虾产生严重的负面影响。系统中应配有消毒杀菌设备,利用物理、化学的措施减少致因子对对虾的影响。常见的消毒杀菌设备有紫外线消毒器、臭氧发生器、化学消毒器等。紫外线消毒器的消毒效果稍差,但其副作用小,安全性较好;化学消毒器的消毒效果较好,但如果使用不当可能会对养殖水体造成二次污染;臭氧消毒则应合理把握好水体中的臭氧含量,经消毒后的水体不能立即进入养殖系统中,而应曝气一段时间,使水体中的臭氧降低到一个安全浓度才能再行使用。
溶解氧是对虾养殖生态环境中最为重要的参数。养殖水体中溶氧的高低直接或间接影响着对虾的生长发育。要维持充足的溶解氧,增氧是养殖系统中的重要组成部分。目前常见的增氧方式有机械增氧、鼓风增氧、纯氧增氧等。
为了实现多茬养殖,连续生产,需要采用温度调节装置。一般是配备一套增温装置以确保养殖生产不受低温环境的限制。较常使用的是锅炉管道加热系统、电热管(棒)系统,也可用太阳能、风能、地热能等绿色能源。
对虾循环水养殖系统主要模式
1.美国德州跑道式养虾系统
系统主要包括:跑道式养殖池,充氧装置,固体悬浮物去除设备(转鼓式微滤机和蛋白分离器)。工艺流程如图1。养殖用水通过转鼓式微滤机、蛋白分离器、生物过滤器及臭氧反应装置处理后循环使用,在养殖池中利用射流器将纯氧溶解到水中,并形成一定方向的水流。使用长13.0m、宽2.53m、高为0.85m的跑道式对虾养殖池进行南美白对虾养殖,在放养密度为2132尾/m3的情况下,养殖146d,单位面积产量为11.4kg/m3,收成时虾体平均体重14g,存活率为48%。
2.台南室内自动化循环水养虾系统
系统组成主要包括主体结构(屋架及养虾池)、循环水处理设备、自动监控系统等。养虾池为钢筋混凝土结构,每个池的大小均为6m×6m×2m,养虾水体为50m3;小虾池2个,共100m3水体;中虾池12个,共600m3水体;大虾池22个,共1100m3水体。循环水处理设备包括物理过滤设备(转鼓式微滤机)、杀菌设备(量子电凝机)、生物处理装置(生物滤床)及增氧装置(氧气锥);自动监控系统包括水质自动监控、自动投饵、自动加温系统等。工艺流程如图2。
在台湾省水产试验所台南分所试验场进行了5期养殖试验,将草虾及南美白对虾养至上市规格。其中第5期南美白对虾养殖,放养密度为2167尾/m3,收成量为363.6kg,养殖期为105d,单位面积产量为11.23kg/m3,收成时虾体平均体重10.5g,存活率为49.5%。
3.美国佛罗里达三阶段养殖系统
该系统包括3个养殖区:孵化区(11%),育苗区(31%)和成虾养殖区(58%)。各养殖区底部通过100mm的螺纹隔板街头相通,便于虾的倒池。系统将对虾养殖过程分为幼期、中期、成虾期3个独立的养殖阶段。每个阶段是在系统中不同的养殖池完成。幼虾最初放在1个小的养殖池内,面积占系统总面积的10%-13%。养殖50-60d后,长大的虾被转移到第2个养殖池,池面积占总面积的27%-30%,50-60d后,虾最终被转移到最大的养殖池,池面积占总面积的60%。再经过50-60d养殖,虾就可以达到上市规格。
养殖池采用环道式,利用循环回水的推流,促进虾池的排污,使虾池中的残饵和粪便能及时排出系统。循环水处理主要采用砂滤器和生物过滤器,并且在养殖池中保持一定的微藻浓度。系统采用大水量小扬程离心式水泵提供4.5 m3/h的流量,从而推动水流。井水经过脱气,生物滤器处理后进入黑暗储水池备用。工艺流程如图3。
4.美国夏威夷循环水对虾养殖系统
在虾、微藻和贝共生的水循环养殖系统中,利用微藻吸收虾池中溶解在水里的总氨氮,而微藻又作为系统中贝的饵料,以保持系统生物总量的平衡。利用高密度微藻水养殖对虾可以抑制对虾病毒性疾病的发生和传播。
该系统包括4个直径20m的虾池,4组30m×6m矩形养贝池以及配套的水泵和管路。利用硅藻(硅藻属)的光合作用吸收因虾的排泄和残饵分解产生的氨氮;硅藻还可以通过水循环供给菲律宾蛤。美国夏威夷科纳海湾海洋资源公司正在运行的虾-藻类-贝循环水养殖系统已经证实,每天仅以10%的换水率就能实现正常运行。该系统每年每平方米水面能生产25对亲虾和60万只6-8mm的菲律宾蛤中间体。
5.35m3半封闭循环水养殖系统
该系统是通过一系列的气提泵推动水流,流速约280L/min。养殖池排水进入微滤机经过物理过滤处理,通过气提分别进入两个并联泡沫分离器。水体经过沉淀区沉淀澄清,进入逆流式生物滤池,再经二级沉淀池脱气和臭氧杀菌,最后回流到养殖池。
6.72m3跑道式循环水养殖系统
该系统是通过一系列的气提泵推动水流,流速约720L/min。养殖池出水通过微滤机或者绕过微滤机直接进入沉淀池。向沉淀池底通入臭氧,促进颗粒有机物絮凝聚集。沉淀的颗粒有机物通过沉淀池底部排出。水体沉淀后通过气提通入三个并联的生物滤池,然后进入泡沫分离/臭氧反应器。臭氧通过喷射器射入反应器。最后水体都进入脱气沉淀池,然后回流到养殖池。该系统的对虾养殖密度可高达10kg/m3。
7. 湿地式对虾封闭循环水养殖系统
该系统养殖池为12m3,自流式是滴约4m3,潜流式湿地约4m3,对照组为一个相同的养殖池,但水体不循环。自流式湿地由0.3m的土层和0.4m深的自流水组成。潜流式湿地含0.6m厚的卵石(直径10-20mm,空隙率约45%)和0.4m深度的潜流水层。自流式湿地高出潜流式湿地约0.3m。两块湿地都种植水草芦苇,芦苇密度为100株/m2。系统流水流速约为0.12m3/h。该系统的优点是不需要机械设备(除水泵外),能耗低,运行维护简单方便。缺点是湿地占用较大养殖面积。
8. 对虾亲虾封闭循环水养殖系统
该系统采用珠式生物滤器有效去除大于15微米的颗粒有机物,同时有一定的生物过滤作用。珠式生物滤器可高效去除颗粒有机物,反冲洗用水少,不易堵塞,适合对虾养殖水处理。通过硫化砂床进行生物过滤。该系统生物安全性好,亲虾产卵率和孵化率显著提高。

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