中国淡水池塘养殖减排工程设施分析

陈昌云

摘要：随着社会的发展，传统池塘养殖制度的弊端越来越明显。在池塘养殖过程中，水生动物饲料蛋白的利用率平均只有30%左右，大部分有机氮被保留在池塘养殖环境中，通过氨化转化为氨氮。水产养殖过程中产生的溶氮量不容忽视。近年来，池塘养殖水质逐渐恶化，养殖对象病害频繁发生。此外，未经处理的池塘养殖尾水还会导致周边天然水体富营养化，破坏自然生态环境。迫切需要对传统的池塘养殖模式进行改革和升级，降低池塘养殖排放，实现池塘养殖粪便、剩余饲料和尾水资源的再利用。

关键词：淡水池塘;养殖减排;工程设施

一、淡水池塘养殖减排系统

1.基于人工湿地的池塘循环水养殖系统

早在几十年前，人工潜流湿地就已经用于处理陆基鲑鱼养殖废水中的有机颗粒和溶解营养物，并取得了良好的水处理效果。近年来，我国利用人工潜流湿地净化淡水池塘养殖水体。纯水湿地一般由生态沟渠、沉淀池、堰和富氧池组成（图1），称为“基于人工湿地的池塘循环养殖系统”，又称“复合人工湿地-池塘养殖系统”。其中人工潜流湿地是水处理的核心设施。在该系统中，养殖池的水由一级水泵抬高，进入生态沟和沉淀池，利用重力沉积大的悬浮固体颗粒。然后，通过堰流进入人工潜流湿地，在微生物分解和植物吸收的作用下，养殖水体中的大部分营养物质被去除。最后进入富氧池，水体中的溶解氧得到恢复，再返回养殖池循环利用。水处理设施面积与池塘养殖面积之比一般为1：10左右。潜流湿地由大小不一的石头组成，湿地表面种植芦苇、美人蕉、地黄等水生植物。该水处理技术已在上海等地进行了测试和推广。这种复合池塘养殖系统能够满足大型池塘养殖的净水要求，在潜流湿地建设的头几年往往能达到良好的净水效果。湿地、养殖池和沉淀池几乎处于同一水平，水循环能耗较小。该系统的缺点是需要占用部分池塘养殖水面来建设人工湿地。前期设施建设投资大，运行时间长，湿地会堵塞，难以清理修复。

2.“三池两坝”池塘养殖水体净化系统

“三塘两坝”池塘养殖净水系统由一个沉淀池、两个过滤池、一个曝气池和一个生态池组成（图2），简称“三塘两坝”。养殖池水经过沟渠，先进入沉淀池，去除大颗粒固体污染物。然后通过1级滤坝，进入曝气池，利用耗氧微生物，将溶解的有机物转化为无机氮。然后通过滤坝2进入生态池，利用滤食动物和水生植物去除水中溶解的营养物质。最后，养殖水达到标准后，即可回收或直接排放。

“三塘两坝”集物理降水、填料过滤、曝气氧化、生物同化等技术于一体。对养殖池塘的形状和养殖对象种类无特殊要求，适用于处理不同养殖品种的内河池塘养殖尾水。在江南地区，可以全年使用，但在夏季处理效果最好。该水处理技术已在浙江省部分地区进行了试验和推广。类似于池塘基于地下流湿地复合养殖系统上面所提到的，系统的缺点是它需要拿出一部分水面建设“三个池塘和两座水坝”，和过滤的初始建设大坝，安装生物刷，曝气设备，等等，需要大量的投资。

3.“集装箱+生态池塘”养殖系统

“容器+生态池塘养殖系统”的运营模式：“分区养殖、异位处理”，在滨基上建设容器养鱼，采用大池塘净化容器养殖尾水。将池中富含氧气的地表水通过水泵连续泵入容器内，再通过鼓风增加氧气。容器设有斜面污水收集池，收集农用固体废物。养殖尾水排放后，经固液分离装置过滤分离，再流入多级生态池，实现养殖尾水的净化处理（图3）。与上述两种技术相比，该技术增加了污水收集和固液分离装置，使培养物与固体培养废物分离成为可能。此外，该育种系统还具有以下优点：（1）聚鱼高密度养殖，有利于实时监测养殖对象的摄食和健康状况，及时调整摄食、氧合和用药。（2）实时固液分离，减少鱼与养殖固体废弃物直接接触的机会，降低疾病发生的概率。（3）利用大池塘处理养殖水质，既能充分利用光合作用增氧，又能节约曝气增氧能耗。缺点是：由于容器放置在池塘的岸边，池塘与容器的水位差大，为了保持淡水水质，需要大量的循环水，所以液压动力消耗高。这种系统虽然不需要太大的土建工程，但是集装箱价格较高，前期投资大。

二、展望与建议

1.加强池塘养殖减排项目的基础研究

水产养殖水体污染的实质是碳、氮、磷等过量元素。我国的池塘养殖产业虽然已有2000多年的悠久历史，但对池塘氮磷循环及相关微生物缺乏系统的基础研究，尚未形成一套相对成熟的理论，为池塘养殖减排工程的精确设计提供依据。例如，在一定的特定条件下，池塘养殖水体的硝化速率、有机物降解速率、沉积物的反硝化速率等，这些具体参数是无法确定的。未来池塘养殖减排项目应遵循物质循环规律，考虑气候变化、养殖对象的生活习惯、区域差异等因素，对养殖过程中的主要问题进行工程设计。其次，池塘养殖业要尽可能地借用时代发展带来的前沿技术，改变传统依靠天气吃、看水鱼的养殖模式，对池塘投饵进行精细化、智能化管理，并利用先进的检测设备取代了依靠人工主观判断进行养殖生产活动的情况。尽可能提高饲料利用率，降低饲料系数，从源头上减少养殖污染物的产生。

2.强化池塘养殖减排工程技术研究

容器+生态池养殖体系、绿色圈养体系、流动池-循环池养殖体系，改变传统池养殖习惯，养殖对象集中管理，养殖对象取食、生长、健康在一定程度上变得可见，这是对池养殖业的一大改善，在某种程度上。这意味着传统的水塘养殖正向工业化水塘养殖模式转变。在养殖水质良好的条件下，“容器+生态池”养殖系统和绿色高效的圈养系统等单位水体的养殖密度由传统池塘1kg/m3提高到50-100kg/m3甚至更高。可以想象，农业生产产生的代谢废物数量可以增加数百倍。有研究表明，在去除部分粪便和残留饲喂后，传统的“过滤饲喂动物+水生植物净水”模式仍将占用10倍以上的净化面积，以净化这些高密度养殖池塘的养殖尾水。目前，上述三个养殖池面积均有所减少，但池养殖设施总面积与传统池塘面积相比减少幅度不大。未来应积极探索和开发高效生物反应器处理池塘养殖尾水，借鉴工厂循环水养殖模式，采用高效微生物反应器代替目前常见水生植物净化养殖水体的现状，减少水净化池面积，尽可能做到节地节水。其次，要积极探索新型养殖尾水处理技术，如改变传统的异养反硝化模式，创建适合处理厌氧氨氧化池的养殖池生物反应器，在无额外有机碳源的情况下，实现反硝化，通过将氮溶解度转化为氮，尽可能降低养殖尾水处理成本。

结束语

对于池塘养殖来说，设置污水收集和污水排放设施，及时收集清除养殖环境中的粪便和剩余物，提高单位养殖水体的产量，是池塘养殖业未来的发展趋势。因此，水塘养殖固体废弃物资源化是今后需要考虑的关键问题。建议池塘养殖作为畜牧业积极学习，发展养殖固废脱水、发酵、平衡矿质元素等加工技术，以养殖固废为原料，生产农业有机肥，使这些固废池塘养殖具有市场价值，让养殖业从业人员安装水池集污排水设施。其次，池塘养殖业应与种植业紧密结合，池塘养殖面积合理分配，便于当地养殖固体废弃物资源化利用，降低养殖废弃物加工运输成本。努力使池塘养殖废弃物的收集、排放和回收在经济上可行。最后，国家应进一步推进池塘养殖设施的标准化和规模化，降低收集、排放和水處理设施的生产和安装成本，提高池塘养殖设施配件的通用性。

参考文献

[1]刘兴国.池塘养殖污染与池塘生态工程化调控技术研究[D].南京：南京农业大学，2011.

[2]许绍见.淡水精养池塘水质恶化指标及管理措施[J].现代农业科技，2021（9）：2.

[3]姚树峰.池塘水质恶化原因及对策[J].黑龙江水产，2015（3）：19-21.