工业化养鱼设施
出处：按学科分类—农业科学 中国农业出版社《海水养殖实用技术手册》第52页（5816字）
(一)养鱼车间与鱼池系统
1．养鱼车间 养鱼车间多为双跨、多跨单层结构，跨距一般为9～15米，砖混墙体，屋顶断面为三角形或拱形。屋顶为钢框架、木框架或钢木混合框架，顶面多采用避光材料，如深色玻璃钢瓦、石棉瓦或木板等，设采光透明带或窗户采光，室内照度以晴天中午不超过1000勒克斯为宜。
2．鱼池系统 鱼池多为混凝土、砖混或玻璃钢结构。底面积一般30～100平方米。如鱼池面积过大，水体不容易均匀交换，投撒的饵料不能均匀分布水面，容易造成池鱼摄食不均。同时，大池周转不便，灵活性较小。如韩国鲆鲽类养殖池多为8米×8米，中国多为6米×6米，鱼池水深一般不超过1米。若养殖游动性较强的鱼类，如鲈、黑鲪、美国红鱼等，可适当增加鱼池高度(大于1．5米)，以免使鱼跃出池外。鱼池的形状有长方形、正方形、圆形、八角形、长椭圆形等。长方形池具有地面利用率高、结构简单、施工方便等优点，以前多被国内外厂家采用；圆形池用水量少，中央积污、排污，无死角，鱼和饵料在池内分布均匀，生产效益较长方形池为好，但是对地面利用率不高；目前较为流行的为八角形池，它兼有长方形池和圆形池的优点，结构合理，池底呈锅底形，由池边向池中央逐渐倾斜，坡度为3%～10%，鱼池中央为排水口，其上安装多孔排水管，利用池外溢流管控制水位高度。进水管2～4条，沿池周切向进水，使池水产生切向流动的分量而旋转起来，将残饵、粪便等污物旋至中央排水管排出，各池污水通过排水沟流出养鱼车间(图1-21)。
图1-21 养鱼车间示意图
1．水泵 2．抽水口 3．水处理系统 4．进水管道 5．养鱼池 6．进水阀门 7．排水管 8．注水管 9．排水沟 10．养鱼车间
(二)水质净化系统 工业化养鱼对水质要求较高，尤其是封闭式循环水养鱼系统，养鱼用水须回收利用，要达到鱼类最佳生活环境的水质要求，必须具有功能完善、运转良好的水质净化系统，这是工业化养鱼的关键和技术核心。水质净化系统包括沉淀池、过滤器和消毒装置等。
1．沉淀池 最为常用的重力分离设施，它是利用重力沉降的方法从海水中分离密度较大的悬浮颗粒。沉淀池一般修建成高位，利用位差自动供水，其结构多为钢筋混凝土浇制，设有进水管、供水管、排污管和溢流管，池底排水坡度为2%～3%，容积应为养鱼厂最大日用水量的3～6倍。
2．过滤器 自然海水中含有许多细小悬浮物，同样，在养鱼系统中，由于鱼的摄食和代谢会产生残饵和许多排泄物，它们或者悬浮于水中，或者溶解在水中，如果积累过多，必然对鱼类造成毒害。这些物质可通过过滤的方法除去。常用的过滤器有机械过滤器和生物过滤器。
(1)机械过滤器 主要用于养鱼系统中液体和固体的分离。目前工业化养鱼厂最常用的机械过滤器为重力式无阀滤池，它具有滤水量大(一般每格过滤能力为200米3／时)，水质好(浑浊度小于5毫克／升)，无阀自动反冲洗等优点，现已在山东省胶东地区的养鱼厂广泛采用(图1-22)。其工作原理为：海水由进水管进入进水分配箱，再由U型水封管流入过滤池，经过过滤层自上而下的过滤。过滤好的清水经连通管升入冲洗水箱贮存。水箱充满后进入出水槽，通过出水管流入养鱼池(或贮水池)。滤层不断截留悬浮物，造成滤层阻力的逐渐增加，因而促使虹吸上升管内的水位不断升高。当水位达到虹吸辅助管管口位置时，水自该管落入排水井，同时通过抽气管借以带走虹吸下降管中的空气。当真空度达到一定值时，便发生虹吸作用。这时水箱中的水自下而上地通过滤层，对滤料进行自动反冲。当冲洗水箱水面下降到虹吸破坏斗时，空气经由虹吸破坏管进入虹吸管，破坏虹吸作用，滤池反冲结束，自动进入下一个周期的工作。整个反冲过程大约需要5分钟。
图1-22 重力式无阀滤池流程示意图
1．进水管 2．进水分配箱 3．U型水封管 4．过滤层 5．集水区 6．连通管 7．冲洗水箱 8．出水槽 9．出水管 10．虹吸上升管 11．虹吸辅助管 12．抽气管 13．虹吸下降管 14．排水井 15．虹吸破坏管 16．虹吸破坏斗 17．废水排出管
滤床所用滤料分为承托层(表1-2)和过滤层(表1-3)。
表1-2 重力式无阀滤池滤床承托层
表1-3 重力式无阀滤池过滤材料
注：滤料应采用具有足够机械强度和耐腐蚀的粒状石英砂或无烟煤，并且不得含有毒、有害物质。
(2)生物过滤器 主要利用细菌去除溶解于水中的有毒物质，如氨等。它分为生物滤池和净化机两类。其配套设施有曝气沉淀池和生物滤池。
①曝气沉淀池 鱼池排出的污水，在未进入生物过滤器前要先通过曝气进行气体交换。曝气的目的是去除污水中气态形式的氨并使水的溶氧量达到饱和，以加快生物过滤器中细菌的氧化。另外，曝气还可去除一部分有机酸，有助于提高养鱼系统的pH，增强除氨效果。专门用来气体交换的水池称为曝气池。也可将曝气池和沉淀池合建，成为曝气沉淀池(图1-23)。
图1-23 曝气沉淀池
1．进水 2．电动机 3．曝气器 4．活门 5．出水 6．导流口 7．污泥回流管 8．沉淀区 9．放空管
一般的曝气方法有两种：压缩空气和机械曝气。压缩空气法是将鼓风机或空压机压出的空气，通过池内的散气设备，使空气以气泡形式散到水中，提高水中的溶氧。机械曝气一般采用叶轮式曝气机。叶轮旋转时水沿叶片四射，一部分抛向空中，轮轴附近出现负压区，形成池水有向上升流，增氧效果较好。
②生物滤池 是应用最普遍的生物过滤器，它由池体和滤料组成，即在池中放置碎石、细砂或塑料颗粒等构成滤料层，经过过水运转后在滤料表面形成一层“生物膜”，它是由各种好气性水生细菌(主要是分解菌和硝化菌)、霉菌和藻类等生物组成的。当池水从滤料间隙流过时，生物膜就会将水中有机物分解成无机物，并将氨转化成对鱼无害的硝酸盐。常用的生物滤池分浸没式和滴流式。
浸没式滤池目前使用最为广泛，其特点是滤料全部浸没在水中，生物膜所需的氧气由水流带入。根据水的过滤方向又分为向下流动式和向上流动式两种。前者水自上而下过滤，底部出水；后者则自下而上过滤，池顶溢水。二者对氨氮的清除效率相差无几，但前者不易阻塞，滤水效果相对较好(图1-24)。池体有长方形和圆形，以圆形排污效果较好。池中滤料一般采用砂、石子、塑料颗粒、塑料蜂窝和片状网纤等。砂要求颗粒粗糙，具棱角，直径以2～5毫米为宜，砂层厚度一般为100～150厘米；石子要求质地坚硬、多棱角、耐腐蚀，一般采用花岗岩，其粒径均匀，大小以3～5厘米为宜；塑料蜂窝是酚醛树脂固化的纸质品，有蜂窝状的直管空隙，优点是重量轻(50～100千克／米3)、孔隙率大(98%)，均优于石质滤料且过滤效率高，每立方米滤料每天可硝化150～300克氨氮，但缺点是价格较高；片状网纤滤料是目前较理想的滤料，它不但孔隙率高，比表面积大，滤水效果好，而且价格便宜。
图1-24 浸没式滤池
A．向上流动式 B．向下流动式
滴流式滤池多为圆柱形，滤料选用粒径较大的石块和瓷环。水自上部喷淋流经滤料，由底部排出，滤料之间不被水充满，但表面形成水膜层，由空气对流给水充氧，一般不易阻塞。
③净化机 主要有两类：转盘式和转筒式。
转盘式是由固定在水平转轴上一列平行排列的塑料圆盘和一个与其相配的半圆形水槽组成。转盘一半暴露在空气中，一半浸入水中，工作几天后，盘片的表面生长出一层由细菌等组成的白色透明的生物膜(厚约0．8～1．3毫米)。电机带动转盘缓慢旋转(2～3次／分)，使生物膜与大气和水交替接触。当盘片夹带水体离开液面，水体沿着生物膜表面下流时，空气中的氧气通过吸收、混合、渗透等作用，不断溶解在水膜中。微生物从水膜中吸收溶解氧，将复杂有机物氧化分解成无机物，并使微生物自身得以繁殖。又因为转盘有着巨大的表面积，反复旋转使整个水体得到了搅拌及充气增氧，水体中有机物浓度下降，溶解氧增高，水得到净化(图1-25)。
图1-25 转盘式净化机示意图
1．转盘 2．轴 3．水槽 4．进水 5．出水
转筒式又分两种：一种是在转动的横轴上装一个同轴心的金属网状的圆筒，筒内装塑料颗粒，筒的一半浸在水中，一半暴露在空气中，塑料颗粒表面长有生物膜；另一种是在转动的横轴上，捆上许多塑料管，形成一个转筒，其一半浸入水中，一半露在空气中，塑料管的内外壁上长有生物膜。塑料管一般采用内径20毫米的聚乙烯管。
净化机通常多个串联使用，采用多级过滤的方式提高净水效率。
机械过滤器和生物过滤器是目前使用最广泛的过滤装置。此外，还可使用化学过滤装置，例如利用吸附装置和泡沫分离装置除去水中溶解的有机物等。对水体进行过滤处理，可采用几种装置的配合使用，以达到最佳净化效果。
3．消毒装置 养鱼系统中经过过滤的水还含有细菌、病毒等致病微生物，因此有必要进行消毒处理。目前常用的消毒装置为紫外线消毒器和臭氧发生器。
(1)紫外线消毒器 有紫外线灯、悬挂式和浸入式紫外线消毒器等，它们均可发射波长约260纳米的紫外线以杀灭细菌、病毒或原生动物。常用的紫外线灯为低压水银蒸汽灯。悬挂式消毒器(图1-26)是将紫外线灯管通过支架悬挂于水槽上面，一般灯管距水面及灯管间距均为15厘米左右，灯管上面加反光罩，槽内水流量为0．3～0．9米3／时，并在槽内垂直水流方向设挡水板，使水产生湍流而得到均匀的照射消毒；而浸入式消毒器是将灯管浸在水中，通过照射灯管周围的水流而消毒。紫外线消毒具有灭菌效果好，水中无有毒残留物，设备简单，安装操作方便等诸多优点，目前已得到广泛应用。
图1-26 悬挂式紫外线消毒装置
(2)臭氧发生器 臭氧消毒具有化学反应快，投量少，水中无持久性残余、不造成二次污染等优点，也是目前常用的消毒方法。臭氧发生器的种类很多，如美国OG公司的制氧机和臭氧发生装置，可由空气中连续制取纯氧并产生臭氧，是工业化养鱼较为理想的消毒装置。臭氧对养殖动物本身也有毒性，因此，臭氧处理过的水须放置几分钟或经过活性炭吸附后方可使用。
(三)辅助设施 工业化养鱼辅助设施主要有增氧、加温及一些配套设施。
1．增氧设备 要保持水体中一定浓度的溶解氧，必须不断向水体中充气增氧。目前的增氧设备主要有两类：一类为增氧机式，如现在国内常用的罗茨鼓风机，具有风量大，风压稳定，气体不含油污等优点，但其气源来自未经过滤的空气，含氧量低，因此只适合于养鱼密度较小(载鱼量小于10千克／米3)的开放式工业化养鱼厂；另一类为制氧机式，它可以由空气中制取富氧(含氧量大于90%)或纯氧，并直接通入养鱼水体中达到增氧的目的，适合于养鱼密度高(载鱼量大于20千克／米3)的封闭式循环流水养鱼厂。
2．加温设备 工业化养鱼为了能够常年生产，需要通过供热加温来维持适宜于鱼类生长的水温。温流水养鱼厂可利用工厂、电厂余热，地热等作热源，而封闭式循环流水养鱼必须设置加温设备。加温方式包括水体加温和空气加温。
(1)水体加温 加温设备有电热器、锅炉和太阳能集热装置。电热器加温使用方便，容易控制，但耗电量大，成本高。电热器主要有电热板、电热棒和电热泵等。锅炉是使用较早、目前仍普遍采用的一种加温设备。现在常用燃煤型锅炉。由锅炉产生蒸汽或热水，通过铺设于池底的热水管在管内进行封闭循环来间接加热池水。太阳能加温成本低、无污染。它由屋面安装的可移位的太阳能集热装置提供热量。
(2)空气加温 常使用空调器或锅炉暖气给养鱼车间内的空气加温以保持室温和水温的恒定。空调器有闭式、半闭式和全开式3种，可使室内外空气进行交换的同时保持室内温度。
3．其他配套设施 工业化养鱼厂需根据用水量确定水泵功率和数量及输水管道直径，还需配备变配电设施、饵料加工设备和小型冷库等，为防止停电，还应配备发电机组。另外，自动化水平较高的养鱼厂还应设置电气和自动控制系统，对用电设备的电压和电流的变化，机械的运转情况，鱼池水温、水位、水质等进行自动控制和集中管理。