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循環水高密度養魚過濾系統

科技 更新时间:2024-08-14 15:08:04

近年來,IPA池塘循環流水養魚系統在中國的發展呈現高速增長的态勢,在短短三年多的時間内已經迅速發展到18個省市超20萬平方米的建設面積,水産養殖品種達到10餘個。我們也發現在不同的地區建設的IPA系統不盡相同,同時養殖成功率也呈現參差不齊的狀态,這些究竟是什麼原因引起的?IPA系統究竟是不是符合中國水産養殖的國情?它能否在未來全面取代傳統的水産養殖模式?在建設使用IPA系統的過程中一定要注意哪些方面的問題?未來還存在什麼樣的升級空間?在使用的過程當中我們最主要注意的問題是什麼?

2017年6月30日,第十二屆海峽(福州)漁業周•中國(福州)國際漁業博覽會•亞太水産養殖展覽會在福建省會福州海峽國際會展中心盛大開幕。帶着種種疑問,我們在此次展覽會期間對将IPA系統從美國引進到中國并且不斷推廣應用的美國大豆協會周恩華老師進行了采訪。

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中國水産養殖網陳偉榮(左)在采訪美國大豆協會周恩華(右)

陳偉榮:周老師您好,現在IPA池塘循環流水養魚系統已經被引進中國有3年多了吧?現在在中國是怎麼樣的一種發展狀況呢?

周恩華:美國大豆出口協會從2013年開始在中國推廣IPA池塘循環流水養魚系統,我們的第一個試驗點是在江蘇省蘇州市的吳江。系統建設好了後産生了一定的影響,無論是從專業的角度來講,還是從對環境的保護來講,都取得了很好的反響。從2014年開始,我們就擴展到江蘇、安徽、上海,自2015年以後取得了飛速的發展,到目前為止,據不完全統計,IPA池塘循環流水養魚系統已經發展到全國的18個省市,總體的流水槽面積大約在20多萬平方米,按照專業的角度來講,應該是立方水體。但是由于在中國地區流水養魚槽的深度不一樣,有的達到2米深,有的隻有1.5米、1.6米,各種規格參差不齊,所以為了統計的便利我們采用的是平方米來計算。

陳偉榮:那麼這個平方米指的是水槽的面積?不是指的整體養殖水面的面積?

周恩華:是的,是整體水槽的面積。那麼如何計算出來現在已經有多少的池塘面積采用了IPA池塘循環流水養魚系統呢?按照我們一開始設計的标準來講,一條流水槽要配備10畝的池塘水面,我們要求流水槽與大塘的比例控制在2%,現在如果我們把标準放開到3%,馬上就會有人做到5%、6%,因為總是會有養殖戶想要更高産量,想要多養些魚。有的時候他們并不能像我們一樣考慮的是未來5年、10年甚至更加長遠以後的事情,所以我們要求嚴格的把這個比例控制在2%到2.5%之内。但是在實際的操作過程中,基本都做到了3%,按照這個比例我們就可以計算出全國現在有多少的池塘水面采用了IPA池塘循環流水養魚系統。

陳偉榮:那麼為什麼我們要把這個比例控制在2%到2.5%之内呢?

周恩華:因為任何一個水體,它都存在一個最大的載魚量。我們流水槽産魚的高低,實際上是跟我們後面配套的總的水體的面積具有密切的關系。在一定的水體的條件下,我們後方的水體越大,我們流水槽内的産量越高。所以如果水深隻有1.5米,整體的比例就還要進一步降低。現在很多養殖戶考慮就是幾條流水槽,沒有考慮到整個大塘的集污分散,我們流水槽推的水,它的流速也好,水質也好,跟後方水體都是有關系的,後方的水體好,我們推出來的水才好,如果後方的水體不夠好,那麼毫無疑問我們推出來的水在溶氧等方面也是存在問題的。當然,這不僅跟我們的水體有關系,跟我們的設備也是有關系的,有些設備看上去推的水流是很好的,但溶氧效果不好,我們現在的這套設備,名稱是增氧推水設備,現在很多人簡單的理解為推水設備,但是推水不代表增氧,隻是把靜水變成了活水。但是我們養魚隻有活水是沒用的,需要一定的溶氧。比如我們中國養的魚正常溶氧需要在3毫克以上,低于這個溶氧度,可能魚也不會死,但是在進食會存在問題,活力不夠,就會影響到魚的消化吸引利用率,影響魚的生長速度。所以從這各方面綜合起來講,我們就必須将流水槽與大塘的比例控制在2%至2.5%以内。

現在有的人用10畝的塘,建2條流水槽。事實上這隻能成為一個短期的東西,我們建設IPA池塘循環流水養魚系統的目标是達到零水體排放,在未來我們養魚不能再進行排放了,流水槽内的水經過集污處理、經過水生植物的淨化後是要再次回到流水槽裡的。

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蘇州鼎興斯沃水産養殖設備有限公司與合肥樂然物聯網科技公司在杭州富陽五豐島建設的IPA池塘循環流水系統

陳偉榮:這樣我們建立的就是一個封閉式的循環生态系統?

周恩華:是的,我們需要的是一個封閉式的、良性的循環生态系統,确保我們這個水體的生态。

陳偉榮:這樣看來的話我們将建設比例控制在2%至2.5%以内是不是可以理解為這是個生态承載量最好的比例?

周恩華:這個是我們根據載魚量計算出來的。就目前我們的技術的力量、我們所知道的東西所能達到的極限,目前這就是一個天花闆,說不定在未來我們仍然有可能會突破這個比例。我們的設備更加先進、增氧效果更好、集污設備效率更高的時候,有可能就會把這個比例放大,但是就目前來說為了确保這項技術的成功推廣應用,我們必須嚴格将這個比例控制好。這就像在以前養魚,每畝達到500斤就是專家級的了,後來達到500公斤,到現在畝産萬斤都是很普遍的情況了。

陳偉榮:那麼現在在這個系統裡面有兩個概念,一個是增氧,一個是推水,推水的這個概念我們相對來說要比較容易理解,讓水流動起來就可以了,但是在增氧方面,現在是什麼樣的一種情況呢?

周恩華:增氧推水設備在整個IPA系統裡面的重要性,就相當于人體的心髒,我們的心髒跳動的過程中,如果出現血栓就會變得很危險。現在的推水設備,有兩個核心的部件,一個是鼓風機,一個是曝氣管。現在有些企業為了包裝他們的産品,把它包裝成納米管等各種概念,但事實上,它就是一個曝氣管,出氣孔徑在50微米左右,如果加入了抗菌的納米塗層或許可以引入納米的概念,但據我所知國内還沒有生産這樣的産品。我們對曝氣管是有要求的,我們的要求就是它在每個單位的長度,每個單位時段内它的曝氣量要達到一個數值,每米每小時的曝氣量是2.2立方米。同時曝氣管在能夠達到足夠曝氣量的同時,還要能夠防附着物。我們在看一個曝氣管的時候有個雖然不是很科學但是比較簡單的方法,就是選3公分的管子,把一頭堵起來,另一頭用嘴吹一吹,看哪家的管子透氣性更好。我們希望選用的曝氣管要風量大,氣泡小,在曝氣的過程中曝出來的氣泡随着上升過程中壓力的變小會越來越大,這樣與水體接觸的時間越長,增氧的效果會越好。所以曝氣管的選擇很重要,不能一味的比較價格。如果一個曝氣管在剛使用的的頭2個月是好的,後來就堵上了,那就不會産生效果,所以我們不斷強調,養殖戶在建設IPA系統的過程中,一定要把增氧推水系統做好。就跟人體一樣,如果心髒不行了,大腦再聰明也沒有用。

另外就是集污設備。如果一套IPA系統,連集污設備都沒有,那麼我們為什麼要把魚塘裡面的魚從散養搞成圈養呢?那不是自找麻煩制造風險嗎?集污的效果與大塘的水質是有密切關系的,我們集污的目的首先是增加産量,提高魚的品質,減少池塘的富營養化,減少池塘養殖過程中産生的污染,如果我們不集污,那就失去了IPA池塘循環流水養魚系統的意義和價值。我們去參觀的時候,更多的時候要看的是它的增氧推水設備,看它的吸污效率。

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蘇州鼎興斯沃水産養殖設備有限公司在浙江甯海建設的IPA系統(增氧推水區)

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雙集污系統和水槽養殖區

陳偉榮:現在的集污設備對于魚糞等污染物的處理,能達到什麼樣的效果呢?

周恩華:按照我們在美國的研究,按照理論上的數據,我們可以收集到65%至70%,希望大家不要擔心過多的這個問題,我們從傳統的池塘養魚過渡到流水養魚,從不收集廢棄物過渡到收集廢棄物,已經是一個很大的進步,現在在這個集污效率上我們在做幾項工作,一個是搞設備的集污效率,二是我們在設備上仍然在不斷的做改進。過去在設備上我們是單集污系統,也就是一條集污槽系統,現在我們倡導雙集污系統,在這種情況下第一道集法系統根據投喂的頻率和養殖的密度等情況,可以開機的時間更頻繁密集一些,後面一道每天就隻需要開個2至3次就可以了,這樣可以大大的提高集污的效率,這是在最近兩年我們提出來的。現在已經有的養殖戶在開始按照這套标準做了,這樣以後就可以進一步減少對池塘的污染。

另外在飼料方面我們了在做一些工作,我們想在飼料當中添加一種物質,添加一種原料,讓魚排出的糞便更加的成形,使它的穩定性更好,更加有利于收集,現在我們正在美國做這項研究。目前我們已經找到了這種物質,在測試它的添加量。因為這種物質如果添加的過多,會影響到魚的消化吸收利用,如果添加少了又會起不到應有的作用。還有一個問題就是中國的水産養殖品種太多,有肉食性的,有雜食性的,有草食性的,不同食性的魚的腸道長短是不一樣的,它對食物的消化吸收利用率是不一樣的,所以不同的魚最終做出來的飼料添加方案也是不一樣的。

我們通過在這幾個方面的研究來提高IPA池塘循環流水養魚系統的效果。

陳偉榮:目前這套系統的能耗是什麼樣的呢?這也是許多養殖戶普遍關注的問題,有的養殖戶擔心這套系統是不是太耗電,能耗在整個養殖過程中所占的成本比例會過高。

周恩華:現在對于耗電,我們有兩種對比,一個是直接對比,就是将IPA系統的能耗與傳統養殖方式的能耗進行對比,但是我們希望大家采用另外一種方式來進行對比,就是如果我把産量從原有的基礎上提高了200%,甚至更高的時候,生産一斤魚所産生的能耗。這個能耗取決于養殖的品種和載魚量,至于具體在生産一斤魚的時候需要多少的能耗現在還很難說的清楚。

陳偉榮:這樣的話可能在養殖這個品種的時候能耗多一些,養殖另一個品種的時候能耗少一些?

周恩華:因為不同的品種流水槽内的載魚量也是不一樣的,比如養草魚,一條槽養5萬斤,但是如果養加州鲈,一條槽隻能養3 萬斤,但是加州鲈的價值更高,草魚賣5至9塊錢一斤,加州鲈能賣到近20元一斤,所以最終我們需要從總的成本來分析,電力占到總成本的多少,飼料占到總成本的多少,藥品等占到總成本的多少,最終核算出投資回報率,這樣才是合理的科學的。

另外我們在比較的時候不能僅僅隻是比較經濟效益,而更多的需要去比較社會效益、生态效益。IPA池塘循環流水養魚系統不僅僅是帶來了經濟效益,更多的是帶來了非常好的社會效益和生态效益。

所謂的社會效應,首先就是節水節地節能源,中國的資源其實是非常稀缺的;現在通過IPA系統可以減少勞動強度,為什麼現在很少有年輕人進入水産行業?最主要的原因就是勞動強度大,整天就是面朝池塘背朝天;另外通過IPA系統養殖的魚,提高了水産品的質量安全,因為在養殖過程中極大的減小了藥品的投放,讓消費者吃到更放心的魚、更高品質的魚,這也是社會效益。

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蘇州鼎興斯沃水産養殖設備有限公司建設的玻璃鋼水槽IPA系統

所以要想理解IPA池塘循環流水養魚系統,必須要站到一個高度去理解,我們必須要去看到5年、10年甚至更久遠以後的發展情況。我認為在未來我們的IPA系統必須要做到“四化”。首先就是規模化,就是說以後不是一家一戶,不是搞個三畝塘五畝塘,建個一條槽兩條槽,中國以後水産養殖的未來要小塘變大塘,規模才能産生效益,同時一家一戶的小規模養殖,水産品質量安全沒辦法控制,而且生産力下降,經濟效益得不到體現;第二個就是“産業化”,我們可以提高水産養殖的附加值,現在的水産養殖主要就是活魚上市,把養好的魚賣給魚中,魚中運到市場,我們以後是否可以實現養殖者與超市等單位直接對接?通過IPA系統實現訂單化生産,比如你需要10萬斤草魚,我們雙方簽訂一個合同,什麼時候需要,需要什麼樣的規格的,養好之後送到什麼地方,這就實現了産業化;目前水産養殖仍然是一個勞動密集型産業,我們需要通過IPA系統實現“智能化”,這個“智能化”的目的就是要将人解放出來,在IPA系統養殖的過程中,養殖密度高,不可能由人時時看管,我們在2013年做第一套系統的時候,安排了一個研究生和兩個本科生每人8小時輪流監測,但是仍然不能有效應對種種問題,所以需要建立一套完整的智能控制系統,這套系統裡面的報警裝置就是我提出來的,現在完善的非常好,鼓風機轉不轉,有沒有停電,它會報警,在轉動的過程中如果轉速不對,它也會報警,現在IPA系統的報警有兩種方式,一種是光報警,一種是聲報警,兩種都是我提出來的,同時,智能化系統會及時将監測數據發送到手機上,養殖戶帶着手機可以去任何地方都能夠及時觀測到養殖場的具體情況,智能化保證了系統的正常運轉,保證了養殖的成功率,以後水産養殖不能再憑借經驗的積累了;最後就是“标準經”,“标準化”的意思就是我們要建立養殖模型,根據流水槽的标準化建造,根據不同養殖品種的上市規格,控制養殖的密度、飼料的投喂等,明确養殖的周期,目前中國水産品養殖的品種非常多,是“标準化”建立起來的最大難點,比如養雞,就是從小雞養大就可以了,不外乎種雞、蛋雞、肉雞等區别,養魚不一樣,海水的,淡水的,淡水裡又分溫水的、冷水的,然後又要分肉食性的、雜食性的、草食性的,這是困難的地方,以後通過IPA系統為不同的魚建立不同的養殖模型,比如說我2兩的苗種放下去,用32蛋白含量的飼料等,養到6個月的時候上市,達到一個标準的規格,這樣的模型建立起來後,就會把中國的水産養殖過渡到精準養殖。

我們的水産養殖從散養到圈養,養殖過程從不可控到可控,在傳統的養殖模式下,捕魚都做不到完全捕撈,連池塘裡面具體有多少魚都不知道,怎麼能夠做到精準養殖呢?當然這個過程不是一年兩年就能完成的,可能需要一代人兩代人持續的努力。當然也有可能随着時代的推移我們有了更高的理念。所以我希望中國水産養殖網不僅僅隻是關注IPA系統的相關數據,還要關注的更宏觀一點,引導整個産業的發展。我們瞄準的不是某一個魚塘,我們瞄準的是整個産業。

在傳統的養殖過程中,年底捕魚的時候需要幹塘,把池塘裡的養殖用水排到公共河道裡就會産生污染,排放完了以後又要灌水,在這個過程中也要使用到動力,使用IPA系統,捕魚的時候再也不用幹塘,但是起捕率卻能達到100%,在産生社會效益的同時又産生了經濟效益。

陳偉榮:事實上,很多時候消費者對于綠色、安全食品存在巨大的消費需求,但是,一直以來,由于消費信息的不對稱,使消費者不再信任商家所提供的産品是綠色、安全。在目前這樣的情況下,通過IPA系統養殖出來的魚要如何做到深入人心呢?

周恩華:在這方面比如現在安徽在組織的IPA産業聯盟,就是一個很好的開始,我們希望通過系統性的引導,讓更多的消費者認識到IPA魚,認可IPA魚,讓IPA魚賣出比傳統魚更高的價格,創造更好的經濟效益。當然這個過程可能不是三五年就能完成的,但是這是我們努力的方向,我們美國大豆協會在中國隻有幾個人,能夠起到的隻是一個引領作用,希望包括中國水産養殖網在内的更多媒體一起來推動它的發展。

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蘇州鼎興斯沃水産養殖設備有限公司建設的大型IPA系統

陳偉榮:昨天在“2017亞太水産養殖論壇上”有幸聽到張建老師的演講,在演講中張老師說IPA系統能夠給到的其實隻是一些數據,隻是提供養殖的建議或意見,我在與一些做了IPA池塘循環流水養魚系統的養殖戶溝通時,也隻到他們說會根據系統運行的數據結合當地的具體氣候、地理環境等情況來做出調整,那麼他們的這種自行改造與調整是否科學呢?

周恩華:任何一種養殖模式,它的原理是不變的,比如說載魚量、水環境等,都是一定要考慮進去的。我們将這一套系統稱之為“池塘循環流水養魚系統”,循環流水四個字是它的核心,如果做不到這四個字,那就不是我們的IPA技術,在目前來說,流水槽與大塘的比例是不能改變以的,否則你建出來的就是短命的系統,違背了它的運行原理;還有的人在養殖的過程中,不僅在流水槽裡面投喂飼料,在大塘裡面也投喂飼料,也是不科學的;有的時候根據實際的情況對系統做出一定的改變是可以的,但是最終能不能取得成功仍然是要取決于養殖戶本身,因為我們目前标準化的系統建設的各項數據是經過長期實驗得出來的結論。

陳偉榮:這是不是說整個IPA系統是一個完整的系統,如果對裡面某一項的數據做出了調整改變,必然會導緻一系列的變動,其它方面的參數必然會發生變化?某一項數據的不同步就會導緻整個系統的崩潰?

周恩華:我就舉一個例子,我們現在使用的導流闆,是有角度的,有的人認為随便弄塊不鏽鋼闆蒙上去就可以了,看上去是一模一樣的,同樣能推水,但是效果完全不同,就如同我們對曝氣管的曝氣量是有要求的一樣,如何達不到設計要求的數據就去改變,那最終的效果肯定不好,還有底層增氧管,我們設計标準是一段一段的,但有的人就從頭到尾使用一根22米的,它雖然同樣日曝氣,但是增氧的效果是不好的,因為它的壓力是不一樣的,曝氣量也是不一樣的。每個人都有去改變它的權利,但是,一定要科學。現在已經有這樣的案例,有人根據自己的改變建成的流水槽養魚,但是最終卻在養殖的過程中失敗了。在原有的基礎上創新是沒有問題的,但是一定要在創新的過程中不違背它的基本原理。

陳偉榮:有的時候我聽到有人說在美國研發IPA系統主要是由于他們的電費很低,然而在中國由于電費過高并不适合推廣使用。

周恩華:這個不是我們研發IPA系統的主要目的。IPA系統在美國最初研發的目的是為了解決池塘養魚起捕率的問題。因為在美國的池塘都很大,都是幾百畝的,也不能像我們這裡捕魚一樣幹塘捕魚,這樣導緻魚的規格大小不一樣,後來就考慮把魚圈養起來,同時那裡養魚對于環境的壓力也沒有中國大,他們的單産本來就很低的,養殖的品種也很少,同時美國人力成本很高。但是在中國我們推廣這套系統,主要不是起捕率的問題,是水質治理的問題,減少池塘的富營養化,以及水産養殖過程中産生的污染。

陳偉榮:随着IPA系統在中國大面積的推廣和使用,它的前期建設成本和後期運營維護成本會不會進一步降低呢?

周恩華:這個是必然的,規模産生效益,現在有不少規模企業建設IPA流水槽都是50條、80條的建,最後有企業建設到108條。這樣分攤到每條流水槽上的成本就會更低,現在管理80條流水槽隻需要4個工人,人均管理養殖面積可以達到100至200畝了。

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美國大豆出口協會在本屆亞太水産展上的展位及團隊

最後周恩華老師對我們又提出了進一步的建議,他建議我們在關注IPA池塘循環流水養魚的過程中不僅僅隻是關注一些數字性的東西,要更多的去看它的社會效益、生态效益,不同的讀者對事物的理解其實是不一樣的,有的是專業人士,有的是非專業人士,我們的媒體主要是給養殖戶看的,要增加它的科技含量,要注重一項技術最終帶來的社會變革。

目前在中國水資源和土地資源有限,每年新增水面幅度有限,通過增加養殖水面來提高水産品産量,保障水産品供應的途徑已經受到限制。面對日益增長的消費能力,水産品總量供應不足。環境污染越來越嚴重,養殖自身污染物排放(殘餌、糞便排放),對環境造成極大的影響。水産品食品安全問題日益加劇,傳統高密度養殖,設施差、對水體不可控,水産品容易生病,生病後亂用藥、濫用藥造成潛在水産品質量安全隐患,水産品質量不達标。傳統漁業改革。從傳統粗放式養殖向工業化智能化方向發展。提升漁業現代裝備,提升科技含量,提升互聯網+水産應用水平,這就是水産業發展面臨的新形式,新要求。

IPA池塘循環流水養殖系統從研發到最終實際的推廣應用經曆的時間并不太長,目前來看有效的解決了中國水産養殖過程中存在的以上諸多難題,但是,最終該技術能否适應現代化水産的要求,有效解決存在的問題,能夠生産出更多、更優質、更安全的水産品,滿足消費者的需求,能否在增加養殖戶的效益的同時,切實做到對保護環境節約資源的促進作用,還需要更多的實踐者根據各地不同的地理、氣候等因素加以改進,它最終将會為中國水産養殖業帶來什麼樣的變化,我們将會持續的跟蹤報道。

【作者:中國水産養殖網 陳偉榮】

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