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渔业装备数字化、智能化推动水产养殖高质量发展论文

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2024-06-20 10:06:54    来源:    作者:xuling

摘要:数字化、智能化、机械化养殖机械走进了渔业生产,农机渔艺融合提升了水产养殖主要品种、重点环节、规模养殖场以及设施养殖渔业的机械化水平。通过数据采集、设备感知、人工智能识别、远程专家、大数据分析等方式,协助渔业生产企业完成摸清产业底数、稳定生产、降本增效。科技创新能力提升保障了水产养殖机械有效供给,推进了水产养殖机械化高质高效发展。

  数字化、智能化、机械化养殖机械走进了渔业生产,农机渔艺融合提升了水产养殖主要品种、重点环节、规模养殖场以及设施养殖渔业的机械化水平。通过数据采集、设备感知、人工智能识别、远程专家、大数据分析等方式,协助渔业生产企业完成摸清产业底数、稳定生产、降本增效。科技创新能力提升保障了水产养殖机械有效供给,推进了水产养殖机械化高质高效发展。RA S工艺与数字化、智能化、机械化技术融合发展,实现苗种投放、养殖增氧、精准投饵、病虫害监测等各个生产环节的数字化和智能化,加快了水产养殖机械的试验示范和推广应用。

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  走进山东海洋明波水产有限公司,一排排白色的养殖车间格外醒目。通过明波水产物联网管控中心的监控,可以看到水质检测、消毒杀菌、水循环、增氧机械、过滤机械、机械投饲的自动化流水作业生产过程,斑石鲷、东星斑等众多小鱼苗在池里欢快地游动。与传统流水养殖相比,其工厂化循环水养殖能够节水90%、节电69%、节煤93%,这里所有养殖池采用的都是RA S工艺循环水养殖模式。

  2023年11月14日—15日,山东省水产养殖机械化培训班在莱州举办,农业农村部农业机械化总站、中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所、山东省农业机械技术推广站等专家为水产养殖机械化、智能化、数字化发展作了专题报告。莱州金生水环保科技有限公司技术总监李良健对陆基工厂化装备及RA S工艺创新实践进行了分享。

  那么,什么是RA S工艺循环水养殖模式?

  Recirculating A quaculture System,简写为RA S,是一种能够将开放水体的水产养殖变为可控环境养殖的技术,该技术受到工业废水、生活污水处理厂的启发。循环水养殖系统主要由养殖池、颗粒物去除、集水、生物降解、气体脱除、杀菌、增氧、循环驱动等模块构成,养殖池中的水体在循环水泵的作用下不断更新,并在水池中呈现持续旋转的状态。养殖鱼类在池中持续运动、生长,因此肉质更为紧实、鲜美、健康。RA S循环水技术能够在一定程度上解决目前水产养殖行业的痛点,是我国未来水产养殖的发展趋势之一。

  我国RA S循环水技术的发展仍处于起步阶段。最早曾于1970年引进过循环水养殖技术(用于新疆、陕甘宁两弹工程生活),改革开放后各地兴起了挖塘养殖的方式基本是靠天吃饭,但陆基工厂化养殖投资大、能耗高发展受阻。2010年前后,我国自然水体中水产品养殖产量已经达到生态环境能够承受的极限。因此,国家在政策上逐步取缔老旧鱼排、网箱,要求各地淡水养殖(比如水库、湖泊)恢复生态,并推广新型网箱,逐步升级换代。2021年,我国进一步实施了长江十年禁渔的政策、延长休渔期、环保限制、疫情阻隔等多重压力,致使养殖成本不断上升。

  陆基工厂化循环水养殖工艺与流程就是通过物理进化、生物进化、紫外线杀菌、添加液氧等水处理单元,将养殖水产生的回水重新处理之后达到养殖用水标准,重新回流到养殖车间进行循环利用,从而达到节能减排的效果。与传统的流水养殖相比,循环水养殖可使海水消耗量降低95%,只有5%的水被排放掉。要实现我国的水产品可持续性生产,必须先从摆脱靠天吃饭的困境入手,将养殖生产从自然水体中转向工厂化生产,从而稳定水产品出产品质,而RA S技术则是实现这一转变的关键技术。

  循环水处理系统主要由养殖池、转鼓微滤机、一体式固定床过滤器等部件组成。以流化床过滤器为例,它可以去除水体中的氨氮、亚硝酸盐、微小颗粒和泡沫,水质得到了有效净化。净化的水体流入溶氧锥,经过高压增氧,溶解氧饱和度可达300%,完全能够满足高密度养殖用水的标准。增氧后的水体,全部流回养殖鱼池可进行循环利用。

  RA S陆基工厂化循环水养殖模式源水处理流程:源水—粗滤—蛋白分离+臭氧—活性炭吸附—控温—溶氧—养殖池。主要目的是净化水质、去除有机物及浮游生物和杀菌。源水经微滤机过滤后,可去除杂物及较大的颗粒物;蛋白分离器的主要作用是去除水体中的细小悬浮物及落于水中的部分有机质,同时与臭氧机结合对水体进行杀菌、消毒;活性炭主要吸附源水中的有害物质,还可吸附残余臭氧,同时起到过滤作用;通过地源热泵机组调节水体温度,经溶氧后进入养殖池。

  RA S工艺循环水养殖模式尾水处理系统与机械设备。循环水处理系统主要由养殖池、转鼓微滤机、一体式固定床过滤器等部件组成。尾水处理系统主要由养殖尾水—微滤机—竖流器—蛋分器+臭氧—过滤砂缸—自净生物滤器—生物净化池—生态池—排放或回用。根据不同的地理位置、气候条件、环境水质、养殖品种,采用物理、化学、生物、微生物和植物相结合的方式,以较小的空间和投入,实现达标排放和循环利用。尾水经粗滤,以除去其中的大量悬浮颗粒;蛋白分离器的主要作用是去除尾水中的细小悬浮物及溶于水中的部分蛋白质,不仅能使尾水变清,还可减少后续氨氮的产生,同时进行杀菌、消毒;自净生物滤器中的填料可截留部分悬浮物,填料上形成的生物膜可吸附有机物并进行分解,还可同时进行硝化、反硝化作用,以去除部分氨氮、亚硝酸盐的“奢侈吸收”达到去除硝酸盐的目的。

  RA S循环水处理工艺与自动化控制装置。作为全国现代渔业种业示范场、农业农村部工厂化循环水养殖生产试点厂,为了实现全程信息化和机械化健康养殖,明波水产建起了6万m 2的工厂化循环水养殖车间和育苗车间,建立了病害生态防控预警,形成一套完善的养殖管理规范。专门的实验与检测部门对养殖水质、苗种进行定期抽检,建立饵料清洁机械投饲体系,还和黄海水产养殖所合作,实现养殖病害远程诊断,保障全程健康养殖。

  2003年,明波水产有限公司在国内首家实现全循环水养殖,从实验室走向工厂化生产。这些年,公司不断进行技术攻关,实现了循环水养殖设备的更新迭代和自主创新。通过大力发展生物育种、智能渔业和精准养殖,构建了陆海统筹接力、海洋深耕细作的高效养殖模式,融合了物联网信息化技术成果,将传统的养殖升级为全程可控模式。

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  目前,明波水产有限公司的循环水养殖装备比国外进口系统建设成本降低30%,运行成本降低10%以上。公司还成立了山东省循环水养殖示范工程技术研究中心,并牵头成立了山东省循环水养殖产业技术创新战略联盟,不断推进工厂化循环水养殖向规模化、装备化、智能化转型。

  在莱州湾明波海洋牧场区域,“蓝钻一号”“蓝钻二号”大型生态围栏犹如2枚精美的钻戒镶嵌在大海之中。建设大型围网有助于推动渔业养殖由近海走向深远海,其采用鱼藻共生的立体生态养殖模式,在围网不同层次养殖不同鱼类,可有效降低规模化养殖对环境造成的危害。

  每年3月—5月,陆基工厂化循环水车间开始苗种培育,5月—10月进行海上深水网箱养殖,10月份起捕销售或者转入工厂化循环水车间,最终实现全程机械化装备配套与标准化运营管理。该模式集陆基工厂化的恒温优势和海上深水网箱的天然水质优势于一体,实现了石斑鱼、斑石鲷等品种的全天候育养,并且成立了斑石鲷养殖专业合作社,形成了良好的产业推动力。在精准化养殖的过程中,他们与中国农业大学合作完成了国际领先的“水产集约养殖数字化技术与智能装备”技术成果,实现了养殖环境动态监测与自动调控,保障了养殖环境稳定,引进自动投饵机等精准化设备,开展精细化操作,提高了养殖自动化水平。

  据了解,2个生态围栏养殖水体达18万m 3,开展上中下层鱼类立体生态养殖。其中,底层养殖半滑舌鳎等鲆鲽鱼类,中上层养殖斑石鲷、黄条等游泳性鱼类,双层网之间养殖适量斑石鲷进行网衣生物清洁,与陆基循环水融合,首创“陆海接力”绿色生态养殖模式。

  在推动海洋渔业转型升级的新征程中,莱州以“水产智能装备”抢占制高点,从海洋资源的开发,到传统渔业的变革,再到海洋新兴产业的培育,先进的水产养殖机械渗透到了渔业生产的每个角落。

  目前,莱州市以明波水产、蓝色海洋、烟台东方海洋莱州基地、金生水等为龙头的工厂化养殖场达到93家,拥有水产养殖机械2 410台,水产捕捞机械423台,投饲机械1 029台,过滤机械80多台(套),投饲机械化水平达到28.35%,水质调控(增氧)机械化水平达到98.11%,渔业机械化率达到63.23%,“水产智能装备”为渔业生产科技创新注入了“新基因”。