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再循环水产养殖指南

1. 再循环水产养殖简介

   Original publication 2015 · 首次发布于 FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   再循环水产养殖基本上是通过在生产中再利用水来养殖鱼类或其他水生生物的一种技术。 该技术是基于机械和生物过滤器的使用，该方法原则上可以用于水产养殖中种植的任何物种，如鱼类，虾类，蛤蜊等，然而再循环技术主要用于鱼类养殖，本指南是针对在这一领域工作的人们水产养殖.

   鱼类养殖部门的许多地区的再循环正在迅速增长，各种生产单位都部署了这些系统，从每年生产数吨鱼类供消费的大型植物到用于养殖或拯救濒危物种的小型先进系统。

   根据水的再循环或再利用量，可以在不同的强度下进行再循环。 有些农场是安装在封闭的绝缘建筑内的超密集型农业系统，每年生产的鱼只需 300 升新水，有时甚至更少。 其他系统是传统的户外养殖场，这些养殖场已被重新建成再循环系统，每公斤每年生产的鱼类约 3 立方米新水。 传统的鳟鱼流通系统通常每年生产的鱼每公斤约 30 立方米 3 . 例如，在一个每年生产 500 吨鱼类的养鱼场中，所示例子中使用的新水分别为 17 平方米/小时、171 平方米 3 /h 和 1 712 平方米 3 /小时，这是一个巨大的区别。

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   _ 图 1.1 室内再循环系统。 _

   另一种计算再循环程度的方法是使用公式：

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   图 1.2 中使用了该公式来计算不同系统强度下的再循环程度，并与测量再循环速度的其他方法进行了比较。

   | 系统类型 | 每年生产的每公斤鱼的新水消耗量 | 每立方米每小时的新水消耗量 | 每天系统总水量的新水消耗量 | 系统卷再循环的程度。每小时回收一次 | |:-: |:-: |:-: |:-:-: | | 流动通过 | 30 平方米 3 | 1 712 平方米/小时 | 1 028% | 低水平 | 3 米 3 | 171 平方米/小时 | 103% | 95.9% 空调密集型 | 1 立方米 3 | 57 平方米/小时 | 34% | 98.6% | RAS 超级密集型 | 0.3 平方米 | 17 平方米 3 /小时 | 6% | 99.6%

   图 1.2 不同强度下的再循环程度与测量再循环速率的其他方法的比较。 这些计算所依据的理论实例是 500 吨/年系统，总水容量为 4 000 立方米，其中 3 000 立方米是鱼缸容量。 _

   从环境角度来看，再循环中使用的水量有限当然是有益的，因为水已成为许多地区的有限资源。 此外，由于排出的水量远远低于传统养鱼场排出的水量，因此清除鱼类中排出的营养物质变得更加容易和更便宜。 因此，再循环水产养殖可以被视为在商业上可行的水平上生产鱼类的最环境友好方式。 养殖鱼类的养分可用作农业耕地上的肥料或作为沼气生产的基础。

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   _ 图 1.3 户外再循环农场。 _

   “零排放” 一词有时用于鱼类养殖，虽然有可能避免从农场排放所有污泥和水，但最后浓度的废水处理通常是第 1 章：再循环水产养殖简介完全关闭。 因此，排放养分和水的申请应始终是规划许可申请的一部分。

   最有趣的是，有限的水使用给养鱼场内的生产带来了巨大的好处。 传统的鱼类养殖完全取决于外部条件，例如河流的水温、水的清洁度、氧气水平或杂草和叶子漂流下游并阻挡入口屏幕等。在再循环系统中，这些外部因素可以完全消除或部分地，取决于再循环的程度和工厂的建设。

   再循环使渔民能够完全控制生产中的所有参数，农民操作再循环系统本身的技能与养鱼的能力同样重要。

   控制水温、氧气水平或日光等参数，可为鱼类提供稳定和最佳的条件，从而减少压力和更好的生长。 这些稳定的条件导致稳定和可预见的生长模式，使农民能够准确地预测鱼类何时达到某一阶段或大小。 这一功能的主要优点是可以制定精确的生产计划，并且可以预测鱼类准备出售的确切时间。 这有利于农场的整体管理，并加强了以竞争方式销售鱼类的能力。

   此迁移副本中没有该图，请查阅原始来源版本。

   图 1.4 影响鱼类生长和福祉的一些参数。 _

   在鱼类养殖中使用再循环技术还有许多其他优点，本指南将在以下章节中讨论这些方面。 然而，应该立即提及的一个主要方面是疾病问题。 在再循环系统中，病原体的影响大大降低，因为外部环境的侵入性疾病因用水量有限而减少。 传统养鱼用水是从河流、湖泊或海洋中取出的，这自然增加了拖累疾病的风险。 由于在再循环中使用水量有限，水主要是从一个井眼、排水系统或泉水中取出，在这里发生疾病的风险很小。 事实上，许多再循环系统对疾病没有任何问题，因此，医药的使用大大减少，有利于生产和环境。 为了达到这个水平的养殖做法，当然非常重要的是，养鱼者必须非常小心他带到他的农场的鸡蛋或鱼苗。 许多疾病通过服用出现的鸡蛋或鱼放养而进入系统。 避免疾病进入这种方式的最好方法是不要从外面带来鱼，而只能带来鸡蛋，因为这些可以完全消毒的疾病。

   水产养殖需要知识，良好的畜牧业，持久性，有时还有钢铁的神经。 从传统的鱼类养殖转向再循环确实使许多事情变得更容易，但同时还需要更多的新技能。 要想在这种相当先进的水产养殖中取得成功，就需要进行培训和教育，为此目的编写了本指南。

   • 资料来源：联合国粮食及农业组织，2015 年，雅各布·布雷格巴勒，《水产养殖再循环指南》，http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf。 经许可复制。 *

2. 循环系统，一步一步

   Original publication 2015 · 首次发布于 FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   在再循环系统中，有必要持续处理水，以清除鱼排出的废物，并添加氧气以保持鱼类的活力和良好。 再循环系统实际上是相当简单的。 从鱼缸的出口处，水流向机械过滤器，进一步流向生物过滤器，然后再加气并剥离二氧化碳，然后返回鱼缸。 这是再循环的基本原则。

   根据具体要求，还可以添加多种其他设备，例如纯氧、紫外线或臭氧消毒、自动 pH 值调节、热交换、脱硝等。

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   _ 图 2.1 再循环系统的原理图。 基本的水处理系统包括机械过滤、生物处理和曝气/剥离。 可根据要求添加其他装置，例如氧气浓缩或紫外线消毒。 _

   养鱼场的鱼需要每天喂几次。 饲料被鱼食用和消化，并用于鱼类新陈代谢，为生长和其他生理过程提供能量和营养。 氧气 (O 2 ) 通过鳃进入，需要产生能量和分解蛋白质，二氧化碳 (CO 2 ) 和氨 (NH 3 ) 作为废物产品生产。 未消化的饲料作为粪便排泄到水中，称为悬浮固体（SS）和有机物。 二氧化碳和氨从鳃排出到水中。 因此鱼消耗氧气和饲料，并因此系统中的水被污染的粪便，二氧化碳和氨。

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   _ 图 2.2 食用饲料和使用氧气会导致鱼类生长和废物排泄，例如二氧化碳、氨和粪便。 _

   只能建议在再循环系统中使用干饲料。 必须避免以任何形式使用垃圾鱼，因为它会严重污染系统，而且很可能感染疾病。 干饲料的使用是安全的，而且还具有设计能够满足鱼类的确切生物需求的优点。 干饲料提供不同尺寸的颗粒，适用于任何鱼类阶段，干鱼饲料中的成分可以组合起来，为鱼苗、育苗、饲养等开发特殊饲料。

   在再循环系统中，饲料的高利用率是有益的，因为这将最大限度地减少排泄产品的数量，从而降低对水处理系统的影响。 在专业管理的系统中，添加的所有饲料都将被食用，将未吃掉的饲料量保持在最低水平。 饲料转换率 (FCR) 描述了您每生产一公斤鱼类使用多少公斤饲料，并且农民获得更高的产量，对过滤系统的影响较小。 不吃的饲料是浪费金钱，导致过滤系统不必要的负荷。 应当指出，现有特别适合用于再循环系统的饲料。 这种饲料的组成旨在最大限度地提高鱼类中蛋白质的吸收率，从而最大限度地减少氨渗入水中的排泄。

   | 托盘尺寸 | 鱼尺寸，克 | 蛋白质 | 脂肪 | | — | — | — | | 3 毫米 | 40-125 | 43% | 27% | 4.5 毫米 | 100-500 | 6.5 毫米

   | 成分，百分比 | 3.0 毫米 | 4.5 毫米 | — | — | — | 鱼粉 | 22 | 21 | 20 | 鱼油 | 9 | 10 | | 油菜籽油 | 血红蛋白膳食 | 11 | 11 | 11 | | 豌豆 | 5 | 5 | | 大豆 | 10 | 11 | | 小麦 | 12 | 11 | | 小麦面筋 | 5 | 5 | | 其他蛋白浓缩物 | 维生素，矿物质等 | 1 | 1 | 1

   _ 图 2.3 适用于再循环系统的鳟鱼饲料的成分和含量。 资料来源：BioMar。 _

   ** 再循环系统中的组件 **

   鱼缸

   | 罐体性能 | 圆槽 | D 端滚道 | 滚道类型 | | — | — | — | | 自清洁效果 | 5 | 4 | 3 | | 颗粒滞留时间较短 | 5 | 4 | 3 | 氧气控制和调节 | 5 | 5 | 4 | | 空间利用 | 2 | 4 | 5

   _ 图 2.4 不同的罐体设计具有不同的性能和优势。 评分 1-5，其中 5 是最好的。 _

   养鱼槽中的环境必须满足鱼类的需求，无论是在水质还是水槽设计方面。 选择合适的罐体设计，例如尺寸和形状、水深、自清洁能力等，可以对饲养物种的性能产生相当大的影响。

   如果鱼是海底栖息的，对水槽表面积的需求是最重要的，水深和水流的速度可以降低（海螺鱼、鱼尾鱼或其他比目鱼），而鲑鱼等中上层生物物种将受益于较大的水量，并在更高的水速。

   在圆形水槽中，或者在带有切角的方形水槽中，水以圆形图案移动，使水槽的整个水柱在中心周围移动。 由于这种液压模式能够产生自清洁效果，因此有机颗粒的停留时间相对较短，取决于罐体的大小。 具有水平调节功能的垂直入口是控制此类储罐中电流的一种有效方式。

   在滚道中，液压系统对去除颗粒没有积极的影响。 另一方面，如果鱼缸有效地放入鱼类，鱼缸设计的自清洁效果将更多地取决于鱼类活动，而不是水箱设计。 罐底倾斜对自清洁效果的影响很小或根本没有影响，但当罐体清空时，它会使完全排水更容易。

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   _ 图 2.5 再循环系统中的八角形罐体设计示例，节省空间，同时实现了圆形罐的良好液压效果。 资料来源：AKVA 集团。 _

   与滚道相比，圆形坦克占用更多的空间，这增加了建造建筑物的成本。 通过切断方形罐的角落，出现了八角形罐体设计，这将提供比圆形罐更好的空间利用率，同时实现圆形罐体的积极液压效果（见图 2.5）。 重要的是要注意的是，建造大型坦克总是有利于圆形罐，因为这是最强大的设计和最便宜的制造方式。

   圆形槽和滚道之间的混合型槽型，称为 “D 端滚道”，还将圆形槽的自清洁效果与滚道的高效空间利用结合在一起。 然而，在实践中，这种类型的罐很少使用，大概是因为罐的安装需要额外的工作和新的例行管理。

   鱼类养殖中有足够的氧气水平对鱼类养殖至关重要，通常通过增加进入水箱的进水中的氧气水平来保持较高水平。

   也可以使用扩散器直接将纯氧注入罐中，但效率较低，成本更高。

   控制和调节圆形罐或类似水箱中的氧含量比较容易，因为水柱不断混合，使得罐内的氧含量几乎相同。 这意味着，它是相当容易保持所需的氧气水平在罐。 放置在储罐出口附近的氧气探头可以很好地显示可用的氧气。 探针记录加入圆形罐中的氧气效应所需的时间相对较短。 探头不得放置在纯氧注射位置或供给富氧水的地方。

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   _ 图 2.6 圆形罐、D 端滚道和滚道类型 _

   然而，在滚道中，进口处的氧气含量始终较高，出口处较低，这也会根据每条鱼的游泳位置提供不同的环境。 用于测量水的氧气含量的氧探头应始终放置在氧含量最低的区域，这是靠近出口的地方。 这种下游氧气梯度会使氧气的调节变得更加困难，因为从进气口向上或向下调节氧气到出口处测量时间的滞后可能长达一个小时。 这种情况可能会导致氧气一直上下升，而不是围绕选定水平波动。 然而，安装使用算法和时间常数的现代氧气控制系统可以防止这些不必要的波动。

   储罐出口必须为最佳去除废物颗粒而建造，并安装具有适当网格尺寸的筛网。 此外，它必须很容易在日常工作中收集死鱼。

   储罐通常配备水位、氧气含量和温度传感器，以完全控制农场。 还应考虑安装扩散器，以便在紧急情况下直接向每个罐体供氧。

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   _ 图 2.7 鼓鼓器。 资料来源：CM 水族。 _

   #机械过滤器

   机械过滤鱼槽出水已被证明是去除有机废物产品的唯一实用解决方案。 今天，几乎所有再循环的养鱼场都在所谓的显微屏幕上过滤水槽的出水，并配有通常为 40 至 100 微米的过滤布。 鼓筒过滤器是迄今为止最常用的显微屏幕类型，设计确保轻柔地去除颗粒。

   鼓筒过滤器的功能：

   1. 要过滤的水进入鼓。

   2. 水通过鼓的过滤器元件过滤。 滚筒内部/外部水位的差异是过滤的驱动力。

   3. 固体被困在过滤器元件上，并通过滚筒的旋转提升到反洗区域。

   4. 冲洗喷嘴中的水从过滤器元件的外部喷洒。 废弃的有机材料从过滤器元件中冲洗到污泥托盘中。

   5. 污泥与水一起流出过滤器，逃离养鱼场进行外部废水处理（见第 6 章）。

   显微屏过滤具有以下优点：

   -减少生物过滤器的有机负荷。

   -从水中去除有机颗粒，使水更清晰。

   -改善硝化条件，因为生物过滤器不堵塞。

   -对生物滤过程的稳定作用。

   #生物处理

   并非所有的有机物都在机械过滤器中去除，最细微的颗粒将与溶解化合物（如磷酸盐和氮）一起通过。 磷酸盐是一种惰性物质，没有毒性作用，但游离氨（NH 3 ）形式的氮是有毒的，需要在生物过滤器中转化为无害的硝酸盐。 有机物和氨的分解是由生物过滤器中的细菌进行的生物过程。 异养细菌通过消耗氧气和产生二氧化碳、氨和污泥来氧化有机物。 硝化细菌将氨转化为亚硝酸盐，最后转化为硝酸盐。

   生物滤过的效率主要取决于：

   -系统中的水温。

   -系统中的 pH 值。

   为达到可接受的硝化速率，水温应保持在 10 至 35 °C（最佳约 30 °C）以内，pH 值在 7 至 8 之间。 水温通常取决于饲养的物种，因此不调整以达到最佳硝化速率，而是为了给鱼类生长最佳水平。 然而，pH 值相对于生物过滤器效率的调节非常重要，因为较低的 pH 值会降低生物过滤器的效率。 因此，pH 值应保持在 7 以上，以便达到较高的细菌硝化率。 另一方面，pH 值的增加将导致游离氨（NH 3 ）量的增加，这将增强毒性作用。 因此，目的是在调整 pH 值这两个相反的目标之间找到平衡。 推荐的调整点介于 pH 7.0 和 pH 7.5 之间。

   影响水循环系统 pH 值的两个主要因素：

   -生产 CO2 从鱼和生物过滤器的生物活性。

   -硝化过程中产生的酸。

   硝化的结果：

   NH4 (铵) + 1.5 O2 → 没有 ~ 2 ~ (亚硝酸盐) + H2O + 2 H ^ ++2e

   不〜 2 〜（亚硝酸盐）+ 0.5 O~2 〜 → 不〜 3 〜（硝酸盐）+ 电子

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   非小时〜 4 〜 + 2 O2 ~ ↔ 没有 ~ 3 ~ + 小时 ~ 2O + 2 小时 ^+^

   通过对水进行曝气去除 CO2，从而进行脱气。 这个过程可以通过多种方式完成，如本章后面所述。

   硝化过程产生酸（H + ），pH 值下降。 为了稳定 pH 值，必须添加一个碱值。 为此目的，石灰或氢氧化钠（NaOH）或其他碱需要添加到水中。

   鱼排出氨和铵的混合物（总硝酸氨（TAN）= 铵（NH 4 +）+ 氨（NH 3 ）），其中氨是排泄的主要部分。 然而，水中的氨量取决于 pH 水平，如图 2.8 所示，这表明氨（NH 3 ）和铵（NH 4 + ）之间的平衡。

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   _ 图 2.8 20°C 时氨（NH 3 ）和铵（NH 4 + ）之间的平衡，在 pH 值低于 7 时不存在毒性氨，但随着 pH 值的增加而迅速上升。 _

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   _ 图 2.9 根据毒性氨浓度 0.02 毫克/L._ 计算的测定 pH 值与生物过滤器中可分解的 TAN 量之间的关系

   一般来说，氨对鱼类具有毒性，水平高于 0.02 毫克/升。图 2.9 显示，如果要确保氨水平低于 0.02 毫克/升，则在不同 pH 值下允许的最大 TAN 浓度。 较低的 pH 值最大限度地减少了超过 0.02 mg/L 这一有毒氨限值的风险，但建议养鱼者达到最低 pH 值 7，以便达到前面所述的更高的生物过滤效率。 遗憾的是，允许 TAN 的总浓度因此大大降低，如图 2.9 所示。 因此，鱼类农民在调整生物过滤器时必须考虑到两个相反的 pH 值工作载体。

   亚硝酸盐（NO 2 -）是在硝化过程中的中间阶段形成的，对鱼类的毒性在 2.0 mg/L 以上，如果再循环系统中的鱼类喘气，尽管氧浓度很好，可能会导致亚硝酸盐浓度高。 在高浓度的情况下，亚硝酸盐被运送到鱼血中，从而阻碍氧气的吸收。 通过在水中加入盐，达到 0.3‰，亚硝酸盐的摄取就会受到抑制。

   硝酸盐（NO 3 -）是硝化过程的最终产品，虽然它被认为是无害的，但高浓度（超过 100 毫克/升）似乎对生长和饲料转化产生负面影响。 如果系统中新水的交换保持非常低，硝酸盐就会积累，达到不可接受的水平。 避免积累的一种方法是增加新水的交换，从而将高浓度稀释到较低的无故障水平。

   另一方面，再循环的整个想法是节约用水，在某些情况下，节水是一个主要目标。 在这种情况下，硝酸盐的浓度可以通过脱硝来降低。 在正常情况下，每公斤饲料的耗水量超过 300 升，足以稀释硝酸盐浓度。 每公斤饲料使用的水量少于 300 升，因此值得考虑使用脱硝化。

   最主要的脱硝细菌称为假单胞菌 _。 这是一种厌氧（无氧）工艺，将硝酸盐减少为大气氮。 事实上，这一过程将氮从水中移入大气中，从而减少氮进入周围环境的负荷。 该工艺需要一种有机来源（碳），例如木醇（甲醇），可以添加到脱硝化室。 实际上，每公斤脱硝硝酸盐（NO 3 -N）需要 2.5 公斤甲醇。

   大多数情况下，脱硝室装有生物过滤介质，设计的停留时间为 2-4 小时。 1 毫克/升，如果氧气完全耗尽，将大量生产硫化氢（H 2 S），这对鱼类毒性极大，并且臭味不好（烂蛋）。 由此产生的污泥相当高，并且该单元必须进行反冲洗，通常每周一次。

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   _ 图 2.10 移动床介质位于左侧，固定床介质位于右侧。 _

   生物过滤器通常使用塑料介质制造，每 m^3^ 的生物过滤器具有较高的表面积。 细菌将作为介质上的薄膜生长，从而占据极大的表面积。 一个精心设计的生物过滤器的目的是达到每 m^3^ 尽可能高的表面积，而不需要将生物过滤器包装得如此紧密，因此它会被操作中的有机物堵塞。 因此，重要的是要有较高比例的自由空间供水通过，并且要有良好的整体流通过生物过滤器，同时还要有足够的反洗程序。 此类反洗程序必须每周或每月按足够的时间间隔进行一次，具体取决于过滤器上的负荷。 压缩空气用于在过滤器中产生湍流，从而剥离有机物。 在清洗过程中，生物过滤器被分流，过滤器中的脏水在生物过滤器再次连接到系统之前被排出并排出。

   再循环系统中使用的生物过滤器可以设计为固定床过滤器或移动床过滤器。 今天用于再循环的所有生物过滤器都作为水下的浸没装置工作。 在固定床过滤器中，塑料介质固定且不移动。 水作为层流通过介质，与细菌薄膜接触。 在移动床过滤器中，塑料介质在生物过滤器内部的水中通过泵送产生的电流在空气中移动。 由于介质不断移动，移动床过滤器可以比固定床过滤器更难包装，因此每平方米生物滤清器达到更高的周转率。 然而，每平方米计算的周转率（过滤器表面积）没有显著差异，因为两种过滤器中的细菌薄膜的效率或多或少相同。 然而，在固定床过滤器中，细微的有机颗粒也会被去除，因为这些物质粘附在细菌薄膜上。 因此，固定床过滤器也可作为一个精细的机械过滤装置，去除微观的有机材料，并使水非常清晰。 移动床过滤器不会产生同样的效果，因为水的不断湍流会导致任何粘附不可能。

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   _ 图 2.11 移动床（顶部）和固定床生物过滤器（底部） 。 _

   两种过滤系统可以在同一个系统中使用，也可以组合使用；使用移动床节省空间，使用固定床可以从粘附效果中获益。 生物过滤系统的最终设计有几种解决方案，具体取决于农场规模、待养殖的种类、鱼类大小等。

   # 脱气、曝气和剥离

   在水运行回到鱼缸积累的气体，这是不利于鱼，必须删除。 这种脱气过程是通过对水进行曝气进行的，这种方法通常被称为剥离。 水中含有鱼类呼吸和生物过滤器中的细菌所产生的二氧化碳 (CO 2 )，但也存在游离氮 (N 2 )。 二氧化碳和氮气含量的积累将对鱼类福利和生长产生不利影响。 在厌氧条件下可以产生硫化氢 (H 2 S)，特别是在盐水系统中。 这种气体对鱼类具有极大的毒性，即使在低浓度的情况下，如果系统中产生硫化氢，鱼类将被杀死。

   充气可以通过将空气抽入水中，从而实现

   气泡和水之间的湍流接触驱出气体。 这种水下曝气可以同时移动水，例如，如果使用曝气井系统（见图 2.12）。

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   _ 图 2.12 曝气井系统。 _

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   _ 图 2.13 包裹在蓝色塑料衬垫的涓流过滤器的照片和绘图，以消除溅在地板上 (比隆 Akvakulturservice, 丹麦). 曝气/剥离过程也称为 CO 2 剥离。 滴流过滤器中的介质通常由固定床生物过滤器中使用的相同类型的介质组成 — 见图 2.10。 _

   然而，曝气井系统对于去除气体的效率不如滴流过滤系统（也称为脱气器）那么高效。 在滴流系统中，气体通过堆放在柱中的水和塑料介质之间的物理接触去除。 水通过带有孔的分配板将过滤器顶部，然后通过塑料介质向下冲洗，以最大限度地提高湍流和接触，即所谓的剥离过程。

   氧合

   水的曝气过程是与脱气或剥离相同的物理过程，根据水中氧气的饱和程度，水中的气体和空气中的气体之间的简单交换，将给水增加一些氧气。 水中氧气的平衡是 100％ 饱和。 当水通过鱼缸时，氧含量已经降低，通常降低到 70%，并且生物过滤器中的含量进一步减少。 这种水的曝气通常会使饱和度达到约 90％，在某些系统中可以达到 100％。 然而，为了获得足够的氧气可用于高稳定的鱼类生长，通常会首选鱼缸的入口水中的氧饱和度高于 100%。 饱和度高于 100%，需要使用纯氧的系统。

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   _ 图 2.14 用于在高压下溶解纯氧的氧锥和用于测量水的氧饱和度的传感器（探头）。 资料来源：AKVA 集团/防火卫国际。 _

   纯氧通常以液氧的形式在罐中输送，但也可以在农场中生产的氧气发生器。 有几种方法可以制造含氧量达到 200-300% 的超饱和水。 通常使用高压氧锥体系统或低头氧气系统，例如氧气平台。 原则是一样的。 水和纯氧气在压力下混合，从而将氧气强制进入水中。 在氧锥中，通过泵来实现压力，在锥体中形成通常约 1.4 bar 的高压。 在压力下抽水进入氧锥会消耗大量的电力。 在氧气平台中，压力要低得多，通常降至约 0.1 bar，并且只需通过混合水和氧气的箱子抽水即可。 这两种系统的不同之处在于氧锥溶液仅使用部分循环水进行氧浓缩，而氧平台则用于主循环流通常与系统中水圆的整体抽水结合使用。

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   _ 图 2.15 用于在农场内抽水时在低压下溶解纯氧的氧气平台。 根据流速和农场设计，该系统通常会将溶解氧水平提高到 100% 以上。 资料来源：FREA 水产养殖解决方案 _

   无论使用何种方法，都应在氧气测量的帮助下控制过程。 这样做的最佳方法是在氧气系统之后在正常大气压力下测量氧气探针，例如在供应商交付的测量室内进行测量。 这使得测量比在压力下测量更容易，因为探头需要擦拭干净并经过校准。

   紫外线

   紫外线消毒工作通过在波长中应用光，破坏生物生物中的 DNA。 在水产养殖中，致病细菌和单细胞生物成为目标。 该处理已用于医疗目的已有数十年，不会影响鱼类，因为紫外线处理水是在鱼类生产区以外应用的。 重要的是要了解，细菌在有机物中生长如此迅速，以至于控制传统养鱼场细菌数量的效果有限。 如果将有效的机械过滤与彻底的生物过滤相结合，从而有效地去除工艺水中的有机物质，从而使紫外线辐射有效地工作，就可以实现最佳控制。

   紫外线剂量可以用几个不同的单位表示。 其中一个最广泛使用的是微瓦-秒每厘米 ^ 2 ^（微瓦/厘米 2 ）。 效率取决于目标生物的大小和种类以及水的浊度。 为了控制细菌和病毒，需要用大约 2 000 至 10 000 微处理器/立方米 ^2 ^ 处理水才能杀死 90% 的生物，真菌将需要 10 万至 10 万和小寄生虫 50 000 至 20 万微处理/厘米 2 。

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   _ 图 2.16 封闭式和开放式紫外线处理系统：分别安装在封闭管道系统和开放式通道系统中。 资料来源：Ultraqua。 _

   水产养殖中使用的紫外线照明必须在水下工作，以提供最大的效率，安装在水外的灯具会有很小或根本没有效果，因为水面反射。

   臭氧

   在鱼类养殖中使用臭氧 (O 3 ) 受到批评，因为过量服用会对鱼类造成严重伤害。 在建筑物内的农场中，臭氧也可能对在该地区工作的人员造成有害，因为他们可能吸入太多的臭氧。 因此，正确的给药和监测装载以及适当的通风对于达到积极和安全的结果至关重要。

   臭氧处理是通过对有机物和生物生物进行大量氧化来破坏不需要的生物的有效方法。 在臭氧处理技术中，微粒被分解成分子结构，再次结合在一起，形成更大的颗粒。 通过这种形式的絮凝，现在可以从系统中去除太小的微观悬浮固体，而不是通过再循环系统中的不同类型的过滤器。 这种技术也被称为水抛光，因为它使水更清晰，没有任何悬浮固体和附着这些物质的可能细菌。 这尤其适用于种植小型鱼类的孵化场和鱼苗系统，这些鱼类对水中的微粒和细菌敏感。

   当进入再循环系统的水需要消毒时，也可以使用臭氧处理。

   值得一提的是，在许多情况下，紫外线处理是臭氧的一个良好和安全的替代品。

   pH 值调节

   生物过滤器中的硝化过程会产生酸性，因此 pH 值会下降。 为了保持稳定的 pH 值，必须将碱添加到水中。 在某些系统中，安装了石灰混合站，将石灰水滴入系统，从而稳定 pH 值。 另一种选择是一种由 pH 计调节的自动剂量系统，并向剂量泵发出反馈脉冲。 使用该系统，最好使用氢氧化钠 (NaOH)，因为它易于操作，并使系统更易于维护。 氢氧化钠是一种强碱性，可以严重烧伤眼睛和皮肤。 必须采取安全预防措施，并且在处理此等强酸和碱基时必须佩戴眼镜和手套。

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   _ 图 2.17 用于通过预设定定量 NaOH 来调节 pH 的剂量泵。 泵可以连接到 pH 传感器，以实现 pH 值全自动调节。 _

   #水温调节

   在养殖系统中保持最佳水温是最重要的，因为鱼的生长速度与水温直接相关。 使用进气水是一个相当简单的方法来调节温度从一天到一天。 在室内再循环系统中，热量将缓慢积聚在水中，因为能量以热的形式从鱼的新陈代谢和生物过滤器中的细菌活性释放出来。 泵内摩擦和使用其他装置的热量也会累积。 因此，系统中的高温通常是密集型再循环系统中的一个问题。 通过调整系统中冷却的新鲜水量，可以简单地调节温度。

   如果使用进水冷却受到限制，可以使用热泵。 热泵将利用排放水或离开农场的空气中通常损失的能量。 然后将能源用于冷却农场内的循环水。 通过使用热交换器回收能量，可以实现降低加热/冷却成本的类似方法。 能源在排放水从农场被转移到冷进入水，反之亦然。 这是通过将两条河流传入热交换器来完成的，在那里温热的出水将失去能量并加热冷的进水，而不会混合两条流。 此外，在通风系统上，还可以安装空气热交换器，利用传出空气的能量，并将其转移到进入空气中，从而大大减少了对加热的需求。

   在寒冷的气候下，水的加热是必要的。 热量可以来自任何来源，如石油或天然气锅炉，并且与能源无关，连接到热交换器以加热再循环的水。 热泵是一种环境友好的加热解决方案，可以利用能源从海洋、河流、井或空气中加热。 它甚至可以用来将能量从一个再循环系统转移到另一个系统，从而加热一个系统并冷却另一个系统。 通常它利用海洋中的能量，例如使用钛热交换器，将能量移动到需要加热的再循环，并通过另一个热交换器释放热量。

   泵

   不同类型的泵用于在系统中循环过程水。 泵送通常需要大量电力，而低起重高度和高效且安装正确的泵对于将运行成本降至最低至关重要。

   水的提升最好只能在系统中发生一次，即水通过重力运行一直穿过系统返回泵池。 随着水制备过程的开始，泵通常位于生物过滤系统和脱气器的前面。 在任何情况下，泵应放置在机械过滤之后，以避免破坏来自鱼缸的固体。

   抽水总起重高度的计算是实际提升高度与管道、管道弯曲和其他配件中压力损失的总和。 这也被称为动态头。 如果水是通过淹没的生物过滤器抽取的，然后从脱气器下降，则还必须考虑生物过滤器的反压力。 有关流体力学和泵的详细信息不在本指南的范围之内。

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   _ 图 2.18 KPL 型升降泵用于高效提升大量水。 升降泵通常用于泵送再循环系统中的主流。 正确选择泵对于降低运行成本至关重要。 频率控制是根据鱼类产量调节所需的精确流量的一种选择。 H 是提升高度，Q 是提升水的体积。 _

   资料来源：格伦德福斯

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   _ 图 2.19 NB 型离心泵用于在需要高压或高提升高度时抽水。 离心泵的范围很广，因此这些泵也可以有效地用于在较低提升高度下泵送。 离心泵通常用于再循环系统，用于泵送二次流，例如通过紫外线系统的流量或在氧锥中达到高压。 H 是提升高度，Q 是提升水的体积。 资料来源：格伦德福斯

   如今，大多数密集型再循环系统的总起重高度约为 2-3 米，这使得使用低压泵最有效地泵送主流。 然而，将纯氧溶解到工艺水中的过程需要离心泵，因为这些泵能够在锥体中产生所需的高压。 在某些系统中，主流的升降高度非常低，通过将空气吹入通风井，无需使用泵即可驱动水。 在这些系统中，脱气和水的运动是在一个过程中完成的，从而使起重高度成为可能。 然而，水的脱气和移动效率并不一定比从脱气机上抽水的效率好，因为通气井在能源使用方面的效率和脱气效率要低于使用提升泵和剥离或滴水。

   # 监控、控制和警报

   密集养鱼需要密切监测和控制生产，以便始终保持鱼类的最佳条件。 技术故障很容易造成巨大损失，警报是确保操作安全的关键装置。

   在许多现代农场中，中央控制系统可以监控和控制氧气水平、温度、pH 值、水位和运动功能。 如果任何参数移出预设滞后值，启动/停止过程将尝试解决问题。 如果问题未自动解决，将启动警报。 自动喂料也可以是中央控制系统的一个组成部分。 这样可以随着喂食过程中的氧消耗量的增加而精确地与较高剂量的氧气进行协调。 在不太复杂的系统中，监测和控制不是完全自动的，人员必须进行几次手动调整。

   无论如何，没有对农场工作人员的监视，任何系统都无法正常工作。 因此，控制系统必须配备警报系统，如果发生重大故障，该系统将呼叫人员。 建议反应时间少于 20 分钟，即使在安装了自动备份系统的情况下也是如此。

   ！ 图片-2

   _ 图 2.20 一个氧气探头（Oxyguard）在降到水中之前在空气中进行校准，以便在线测量水中的氧含量。 监控可以通过大量测量点和报警控制进行计算机化。 _

   # 紧急系统

   使用纯氧作为备用品是首要的安全预防措施。 安装非常简单，包括一个用于纯氧的保持罐和一个配电系统，在所有储罐中安装了扩散器。 如果电力供应失败，磁阀就会拉回来，加压的氧气流向每个罐子，保持鱼类活着。 发送到扩散器的流量应事先调整，以便在紧急情况下储存罐中的氧气持续时间足够长，以便及时纠正故障。

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   _ 图 2.21 氧气罐和紧急发电机 _

   为了备份电力供应，需要一个燃料驱动的发电机。 使主泵尽可能快地运行是非常重要的，因为当水不在生物过滤器上循环时，从鱼中排出的氨会积累到毒性水平。 因此，重要的是要在一个小时左右的时间内启动和运行。

   # 摄入水

   用于再循环的水最好来自无疾病的来源，或者在进入系统之前进行消毒。 在大多数情况下，它是更好地使用水从井，井，或类似的东西比使用水直接来自河流，湖泊或大海。 如果需要安装进水处理系统，通常包括用于微过滤的砂过滤器和用于消毒的紫外线或臭氧系统。

   • 资料来源：联合国粮食及农业组织，2015 年，雅各布·布雷格巴勒，《水产养殖再循环指南》，http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf。 经许可复制。 *

3. 再循环中的鱼类

   Original publication 2015 · 首次发布于 FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   再循环系统的建造和运行是一项昂贵的工作。 在鱼类市场上存在竞争, 生产必须有效率才能赚取利润. 因此，选择适当的物种来生产和建立一个运作良好的系统至关重要。 基本上，目的是以高价出售鱼，同时将生产成本保持在尽可能低的水平。

   水温是最重要的参数之一，当看养鱼的可行性，因为鱼是冷血的动物。 这意味着鱼具有相同的体温与周围水的温度。 鱼类无法像猪、奶牛或其他养殖动物一样调节体温。 鱼根本不生长良好的时候水是冷的; 温暖的水，越好的生长。 不同物种的生长速度因水温而异，鱼类也有致命温度的上下限。 农民必须确保他的股票保持在这些限度之内否则鱼会死

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   _ 图 3.1 虹鳟鱼在 6 度和 16 摄氏度下的生长率与鱼类大小的变化有关。 _

   另一个影响养鱼可行性的问题是养殖场生长的鱼的大小。 在任何温度下，小鱼类的生长速度高于大鱼。 这意味着，小鱼能够在同一时期内获得更多的重量比大鱼 — 见图 3.1。

   小鱼还以比大鱼更好的速度转换鱼饲料-见图 3.2. 更快地生长和更有效地利用饲料当然会对生产成本产生积极影响，因为每公斤生产的鱼类计算时，这些成本会降低。 然而，小鱼的生产只是整个生产过程中的一个步骤，直至可销售的鱼类。 当然，并非所有养鱼生产的鱼类都可以是小鱼，因此种植小鱼的潜力是有限的。 然而，当讨论在再循环系统中生产什么样的鱼类时，答案，首先，将是小鱼。 投资于鱼苗生产是有意义的，因为在养殖小鱼时，你可以从投资中获得更多。

   在再循环设施中全年达到并保持最佳水温的成本是花费大量资金的。 将鱼类保持在最佳饲养条件下，将使生长率高得多，与野外通常不理想的条件相比。 此外，重要的是要注意的是，所有优点的清洁水，足够的氧气水平，等等在一个再循环系统有积极的影响的生存率，鱼类健康，等等，这在最终给出了一个高质量的产品。

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   _ 图 3.2 再循环系统中虹鳟鱼的饲料转换率（FCR），与 15-18 摄氏度的鱼重有关。 _

   与其他养殖动物相比，有种类繁多的鱼类，并且许多不同的鱼类种类被养殖。 相比之下，猪、牛或鸡的市场并不像鱼类那样多样化。 消费者不要求不同种类的猪，牛或鸡，他们只是要求不同的削减或大小的削减。 但是，当涉及到鱼类，物种的选择是广泛的，消费者习惯于从各种不同的鱼类中进行选择，这种情况使得许多不同的鱼类在任何养鱼者的眼中都有趣。 在过去十年中，水产养殖引进了大约 100 种水生物种，水生物种的驯化速度比陆地驯化动植物的速度快一百倍左右。

   从世界养殖鱼类的产量来看，情况并不赞成多种鱼类的产量。 从图 3.3 可以看出，鲤鱼是迄今为止最占主导地位的，我们只谈论大约 5 个不同的亚种。 鲑鱼和鳟鱼是下一行，这只是两个品种。 其余相当于大约 10 种。 因此，我们必须认识到，虽然有很多物种需要养殖，但其中只有少数物种在世界范围内成为真正的成功。 然而，这并不意味着引入水产养殖的所有新鱼类都是失败的。 我们必须认识到，世界新物种的产量是有限的，种植这些物种的成败在很大程度上取决于市场条件。 生产少量一个著名的鱼种很可能是有利可图的，因为它的价格很高。 然而，由于市场对着名的物种

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   _ 图 3.3 2013 年全球养殖海产产量的分布情况 资料来源：粮农组织

   是有限的, 如果产量增加, 价格可能很快下跌. 它可以是非常有利可图的成为市场上第一个也是唯一一个在水产养殖新物种。 另一方面，它也是一种风险的企业，在生产和市场发展方面都存在高度的不确定性。

   在水产养殖中引进新物种时，还应该记住，它是野生物种，它们正在捕获和测试在水产养殖。 驯化往往是一项长期和麻烦的任务。 有许多影响，这将影响生长绩效，例如生长率、饲料对话率、生存率以及早成熟和疾病易感性等方面的高遗传变化。 因此，这是很可能的性能的鱼从野外不符合水产养殖师的期望。 此外，野生种群中的病毒可能会被带入，其中一些只是在数年繁殖后才出现，从而造成一种令人沮丧的经验。

   在再循环系统中对哪些物种进行培养提出一般性建议并非易事。 许多因素影响着养鱼业务的成功。 例如, 当地建筑费用, 供电的成本和稳定性, 是否有熟练人员等. 在讨论任何其他问题之前, 应该提出两个重要问题:所考虑的鱼种是否有能力在再循环设施中良好运作;是否存在这个物种的市场，它将获得足够高的价格和足够大的数量使项目有利可图。

   第一个问题可以用相对简单的方式回答：从生物学的角度来看，在传统水产养殖中成功养殖的任何类型的鱼类都可以很容易地在再循环中养殖。 如上所述，再循环鱼场内的环境可以调整，以满足养殖物种的确切需要。 再循环技术本身并不是引进任何新物种的障碍。 鱼类也会生长一样，而且往往更好，在再循环单元。 从经济角度来看，它是否表现良好，更不确定，因为这取决于市场条件、投资和生产成本以及物种迅速生长的能力。 养殖生长率普遍较低的鱼类，例如极端冷水鱼类，因此很难每年生产能够证明对该设施进行投资的合理性。

   市场条件是否对在再循环系统中养殖的某一物种有利，在很大程度上取决于其他生产者的竞争。 这并不局限于当地生产者；鱼类贸易是一个全球性的业务，竞争也是全球性的。 波兰养殖的鳟鱼很可能不得不与越南鲶鱼或挪威农场的鲑鱼竞争，因为鱼类很容易以低成本分销到世界各地。

   一直建议使用再循环系统来生产昂贵的鱼，因为高销售价格留下了更高的生产成本的余地。 一个很好的例子是鳗鱼养殖业务，其高销售价格使得生产成本相对较高。 另一方面，也存在着对鳟鱼或鲑鱼等价格较低的鱼类使用再循环系统的强烈趋势。

   丹麦的再循环鳟鱼养殖场概念是再循环系统进入价格相对较低的部分（如部分大小的鳟鱼）的一个很好的例子。 然而，为了具有竞争力，这种生产系统必须是巨大的，产量从 1 000 吨以上。 今后，出于环境原因，也许在某些地区种植大型鲑鱼会从海笼养殖转向陆地再循环设施。 即使是价格极低的鱼产品，如罗非鱼，也可能在某种类型的再循环系统中生长，随着对水和空间的斗争加剧。

   在再循环中养殖特定鱼种的适宜性取决于许多不同的因素，例如利润率、环境问题、生物适宜性。 在下表中，根据在再循环系统中种植鱼类的商业可行性，将鱼类分为不同的类别。

   应该提到的是，对于小型鱼类，始终建议使用再循环，因为小型鱼类生长速度更快，因此特别适用于受控环境，直到它们达到了长期生长的大小。

   良好的生物性能和可接受的市场条件使下列鱼类在再循环水产养殖中的产品符合市场规模：

   低廉的市场价格使下列鱼类在再循环水产养殖方面具有挑战性，良好的营销和销售努力非常重要：

   在再循环水产养殖或一般水产养殖中以商业可行的规模种植这些鱼非常具有挑战性，因为生物管理困难或/由于市场条件恶劣：

   • 资料来源：联合国粮食及农业组织，2015 年，雅各布·布雷格巴勒，《水产养殖再循环指南》，http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf。 经许可复制。 *

4. 项目规划和实施

   Original publication 2015 · 首次发布于 FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   建立一个再循环养鱼场的想法往往基于对什么是重要的和什么是有趣的非常不同的看法。 人们倾向于专注于他们已经知道的事情或他们发现最令人兴奋的事情，并在这个过程中忘记了项目的其他方面。

   在启动一个项目之前，应该解决五个主要问题：

   -有关鱼类的销售价格和市场

   -选址，包括当局的许可证

   -系统设计和生产技术

   -劳动力队伍，包括一名忠诚的经理

   -为整个项目融资到一个正在运行的企业。

   #销售价格和市场价格

   第一件事是找出鱼是否可以以可接受的价格和足够的数量出售。 因此，在采取进一步措施之前，必须进行适当的市场调查。 在商店里的鱼价格是非常不同的价格，你将收到的农场。 从农场带鱼到超市展示是一个漫长的过程，涉及杀戮、内脏、包装和运输的程序。 所涉费用可能很高，费用必须包括在总体计算中。 超市和所谓的中间商将取得他们的利润份额，而鱼内脏的重量损失当然会对你获得报酬的鱼的最终重量产生重大影响。

   站点选择和许可

   选择一个良好的网站是非常重要的。 虽然再循环技术声称节约用水，但鱼类养殖对用水的需求是显而易见的。 地下水是迄今为止最受欢迎的水源，因为其纯度和相对较低的温度。 不建议直接从河流、湖泊或大海取水。 如果使用海水，建议建造沙渠或使用钻孔水。 在寻求地方、区域或国家当局批准建造养鱼场时，场地选择也与工作负荷直接相关。 很多时候，它被低估了多长时间和多么困难，它是获得许可从一个养鱼场排水。 虽然排放水经过彻底处理，所有颗粒都去除，但有营养的排水一直是当局关注的问题。 最好做一个项目前的工作，以便能够在适当的时候与有关当局联系，以获得建筑、用水、排放等许可证。

   #系统设计与技术

   许多养鱼者倾向于自己设计和构建系统或解决方案，乍看之下这是可以理解的，因为您希望降低成本并将自己的想法纳入。 然而，最好的解决方案是联系专业的系统供应商，讨论技术的想法，并一起找出建设农场的最佳解决方案。 养鱼者应该花时间操作和优化养鱼场的运营，而不是参与详细的技术解决方案和设计工作。 系统供应商通常以非常系统的方式开展工作，将项目从基本设计到建设和农场的最终启动。 一些系统供应商甚至支持日常农场管理和运营程序，以确保正确的移交和长期的成功。

   劳动力

   找到熟练的员工是至关重要的，这样才能很好地照顾农场的管理。 最重要的是要找到一个全面的运营农场经理，他完全致力于这项工作，希望像股东一样取得成功。 鱼类是活生物，需要每天严格的管理才能在健康和健康的环境中生长。 错误或管理不善将立即对生产和鱼类福利产生巨大影响。 随着水产养殖业的发展和越来越专业化，对受过良好教育的员工的需求变得明显。 培训和教育日益成为现代水产养殖的重要组成部分。

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   _ 图 4.1 从项目构想到最终产品的流程 _

   融资

   对整个项目的融资要求往往被严重低估。 建设和启动一个新的养鱼场时，资本成本非常高，投资者似乎忘记了根据市场规模种植鱼需要耐心。 从开始施工和从销售的鱼获得第一笔回报的时间通常需要一到两年的时间。 因此，现金流动一开始就缓慢，建议在开始阶段将更多的鱼存入系统，并在第一年以较小的尺寸出售这种多余的鱼，直到生产物流达到规划的量和尺寸的每日产量。 另一个重要问题是，在估计投资和周转资金总需求时，要把所有费用都包括在内，并为意外的故障或需要建立一个应急基金。 在再循环系统中，技术和生物功能是相互依存的。 这意味着，如果任何技术解决方案尚未安装或尺寸不足或不起作用，再循环原则将受到严重影响。 最终，这将影响鱼类福利和生长绩效，导致鱼类质量差，产量低于计划。

   为了有系统地了解整个项目, 应制定一项业务计划. 详细介绍如何编写商业计划或如何就此事项进行市场调查，超出了本指南的范围。 必须在其他地方寻求关于这些问题的详细资料。 然而，我们给出了一份商业计划草案以及预算和财务计算的例子，以指导读者，并使他意识到在设立养鱼项目时遇到的挑战。

   1. ** 执行摘要：**

   目标、使命和成功的关键

   2. ** 公司摘要：**

   公司所有权、合作伙伴

   3. ** 产品：**

   农产品分析

   4. ** 市场分析摘要：**

   市场上的细分如何？

   目标市场将是什么？

   市场需要什么？ 竞争对手？

   5. ** 战略和实施概要 **

   竞争优势

   销售策略销售预测

   6. ** 管理摘要 **

   人事计划和公司

   组织

   7. ** 财务计划 **

   重要假设平衡分析

   预计利润和损失

   现金流量和资产负债表

   _ 图 4.2 业务计划的主要项目（由帕洛阿尔托软件有限公司修改） 。 _

   有关创办业务的介绍和业务计划的示例可在以下资源获得：

   www.bplans.com

   www.bplans.co.uk

   同样重要的是，要详细规划鱼的生产，并将该计划仔细纳入预算。 生产计划是生产产出的成功或失败的基本工作文件。

   应定期修订生产计划，因为养殖鱼在实践中的表现往往比理论上的计划更好或更差。 制定生产计划基本上是一个计算鱼类种群增长的问题，通常是从一个月到下一个月。 有几个软件程序可用于计算和规划生产。 然而，它们都是根据利息计算的，使用有关鱼类每日百分比的生长率计算的。 生长速度取决于鱼的种类，鱼的大小和水温。 不同种类的鱼类具有不同的最佳饲养温度，取决于它们的自然栖息地，而较小的鱼类的生长速度比较大的鱼类更高。

   进料摄入量和饲料的进料转换率 (FCR) 当然是这些计算的一个组成部分。 处理生产计划的一个简单方法是获得有关鱼类的喂食台。 饲料制造商提供此类表格，表格考虑到鱼类种类、鱼类大小和水温（见图 4.3）。

   将喂养速率除以 FCR 将得到鱼的生长速度。 从一天到另一天的体重增加可以通过以下表示的利息计算来计算：

   Kn= K0 (1+r) n

   其中 “n” 是天数，“K 0 ” 是第 0 天的鱼重，“K n ” 是 “n” 日的鱼重，“r” 是生长速度。 100 克的鱼生长在 1.2％，每天将在 28 天内称重：

   $28~ ~ 天 ~ = 千万 ~ 千万 ~ 千克 ~ (1+0.012) ^28^ ^ 天 ^

   \ = 100（1.012）^ 28 ^ = 139.7 克

   无论鱼的大小或数量如何，这个公式都可以用来计算鱼类种群的生长，制定精确的生产计划，并将鱼类分级和分割成更多的水槽。 此外，在制定生产计划时，应该记住减去人口的损失。 最好是按月计算，并使用每月约 1% 的死亡率，这取决于经验。 一个月不应计算为 30 整天，因为一个月通常会有几天由于管理程序而无法喂养鱼类，这就是为什么在上面的例子中使用 28 天。

   _ 图 4.3 不同尺寸的鲟鱼在不同水温下以鱼重百分比给出的建议喂食率示例。 喂养应该适应生产策略和饲养条件，同样适合饲料类型的选择。 根据建议的水平进食将提供最佳的 FCR，从而节省饲料成本并降低排泄。 将喂养率提高到更高的水平将促进增长，而牺牲更高的 FCR。 资料来源：生物马尔。 _

   为了总结业务计划中所需的预算，这些预算包括：

   -投资预算 (资本支出)

   (资本支出, 基本建设费用总额)

   -业务费用预算 (业务支出)

   (业务支出, 经营业务)

   -现金预算

   (流动性, 业务启动和运营)

   _ 图 4.4 完全再循环内部系统的投资预算示例，估计数字为百分比。 分配费用会因系统类型、鱼类种类和位置而异。 _

   总是建议咨询专业会计师，以便对所有费用进行彻底的预算。 为了说服投资者, 获得银行贷款和接触融资机构, 还必须有一份详尽的文件记录预算.

   投资预算在很大程度上取决于再循环厂的建设，这也取决于建筑区域的国家和当地条件。 图 4.4 显示了以百分比为单位的投资预算示例。 购买土地不包括在内。

   建筑费用不仅取决于当地的建筑费用，而且还取决于鱼类种类和养殖场规模。 费用还在很大程度上取决于养殖系统是养殖所有鱼阶段还是养殖阶段，以及该系统是否安装在建筑物内。 这些决定取决于气候、鱼类种类、生产目的等。有一个明显的趋势是，再循环速度越高，需要在建筑物内安装系统。

   ！ [图片-图片-/images/learn-library/2c55ac68-45b1-4c58-86c2-1ce7177ec46e.jpg

   _ 图 4.5 一个大型养殖场的成本分配示例，其中一部分大小鳟鱼（每年 2 000 吨）捕捞鱼种并将其种植到 300-500 克。 每公斤活鱼生产的总生产成本低于每公斤 2 欧元。 这样一个完全再循环的内部系统的总投资成本约为每公斤生产 4 欧元（总计 8 万欧元）。 欧元 。 _

   一般来说，总投资成本将达到每公斤 12-14 欧元，每年为 100 吨的内部系统生产，包括孵化、断奶、鱼苗和种植等所有设施。 鱼类的收获规模越大，投资成本就越高，因为与较小的鱼相比，种植较大的鱼需要更多的系统和储罐空间才能生产相同吨位。 因此，生产大型鱼类的系统，如市场规模的 4-5 公斤鲑鱼也将达到每公斤每年生产 12-14 欧元。 在规模的另一端，仅用于较小尺寸的鱼类（如部分大小的鳟鱼）的最终生长的较少先进的户外再循环系统，如果设计为 1 000 吨或更多，每年生产的成本约为 4-5 欧元。

   关于购买土地，再循环植物的足迹也取决于鱼类种类和生产强度。 一般来说，再循环设施的足迹约为每 100 吨鱼 1 000 毫米 ^2 ^。 总产量越大，每生产 100 吨所需面积就越小，因为罐体更大，而且可以建造更深。 因此，一个 1 000 吨的大型养鱼场只需 7 000 平方 米 。 周边工程往往需要更多土地，例如进水、排水处理、鱼类装载、道路等。

   从图 4.5 有趣的是要注意的是，消耗的能源只有 7％ 的成本。 重点放在电力消耗当然很重要，然而，这绝不是主要的成本。 事实上，这相当于许多传统农场，在这些农场中，使用桨轮、回流泵、氧气锥和其他装置使用相当大量的能源。

   饲料成本是迄今为止最主要的成本，这也意味着良好的管理是最重要的因素。 改进 FCR 将对生产效率产生重大影响。

   与其他粮食生产部门一样，生产单位越大，单位生产的生产成本就越低。 这同样适用于鱼类养殖。 然而，使生产系统每年大于 2 000 吨，似乎并不能大幅降低投资成本。 从每年几百吨增加到一千吨，虽然在投资和运营成本方面都大幅降低了成本。 扩大农场规模的好处在很大程度上取决于养殖哪些种类，必须认真考虑扩大生产的方式。

   附录载有一份可能影响再循环系统实施的生物和技术问题清单。 这份核对清单最适合在项目即将实现时确定细节和可能遇到的障碍。

   • 资料来源：联合国粮食及农业组织，2015 年，雅各布·布雷格巴勒，《水产养殖再循环指南》，http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf。 经许可复制。 *

5. 运行再循环系统

   Original publication 2015 · 首次发布于 FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

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   _ 图 5.1 水质和过滤器和鱼缸中的流量应经常进行视觉检查。 水分布在传统的涓流过滤器（脱气器）的顶板上，并通过过过滤介质的板孔均匀分布。 _

   从传统养鱼转向再循环，大大改变了农场管理所需的日常工作和技能。 养鱼者现在已经成为鱼和水的管理者。 管理水和保持水质的任务已经变得比照顾鱼类的工作重要，甚至更重要。 在传统的流动式农场上完成日常工作的传统模式已经改变为一台机器，每天 24 小时不断运行。 整个系统的自动监控确保农民在任何时候都可以访问农场的信息，如果有紧急情况，警报系统将调用。

   例行程序和程序

   下面列出了最重要的例行程序和工作程序。 在实践中还会出现更多的细节，但总体模式应该是明确的。 至关重要的是制作一个列表，其中包含每天要检查的所有程序，并且列表以更长的时间间隔进行检查。

   每日或每周：

   -视觉检查鱼的行为

   -视觉检查水质（透明度/浊度）

   -检查油箱中的流体动力学（流动）

   -检查喂料机的饲料分布

   -删除并登记死鱼

   -如果安装了支架管，则可从罐中冲洗出口

   -擦除氧气探头的膜

   -储罐中实际氧浓度的登记

   -检查泵槽中的水位

   -检查喷嘴喷涂机械过滤器

   -温度登记

   -进行氨，亚硝酸盐，硝酸盐，pH 测试

   -新用水量的登记

   -检查氧气锥中的压力

   -检查 NaOH 或石灰的 pH 调节

   -控制紫外线灯是否工作

   -登记用电量（千瓦时）

   -在留言板上阅读同事的信息

   -在离开农场前，请确保警报系统已打开。

   每周或每月：

   -根据手册清洁生物过滤器

   -从压缩机排出浓缩水

   -检查缓冲罐中的水位

   -检查氧气罐中剩余的 O2

   -pH 计的校准

   -进料器的校准

   -校准鱼缸和系统中的 O2 探头

   -检查报警 — 进行报警测试

   -检查紧急氧气是否适用于所有储罐

   -检查所有泵和马达是否出现故障或不协调

   -检查发电机并进行测试启动

   -检查滴流过滤器的呼吸机是否正在运行

   -润滑机械过滤器的轴承

   -冲洗机械过滤器喷嘴

   -在系统中搜索 “死水” 并采取预防措施 • 检查过滤池-不必观察污泥。

   ！

   _ 图 5.2 氧气发生器 必须处理特殊设施的控制和服务。 _

   6-12 个月：

   -清洁紫外线消毒器，每年更换灯具 -更换压缩机上的机油、机油过滤器和空气过滤器 -检查冷却塔内部是否干净 -检查脱气器是否脏污和清洁（如有必要） -必要时彻底清洁生物过滤器 -维修氧气探头 -更换机械过滤器喷嘴 -更换机械过滤器中的过滤板

   #水质量

   管理再循环系统需要持续的注册和调整，以达到养殖鱼类的完美环境。 对于每个有关参数，生物学上可接受的内容都有一定的余地。 在整个生产周期中，如果可能的话，应关闭养殖场的每个部分，并重新启动一批新的鱼类。 生产的变化影响到整个系统，但尤其是生物过滤器对干燥或其他改变敏感。 在图 5.3 中，可以观察到新启动的生物过滤器对氮化合物浓度的影响。 其他许多参数将出现波动，其中最重要的参数可见图 5.4。 在某些情况下，参数可能会提高到对鱼类不利或甚至毒性的水平。 然而，不可能提供关于这些水平的确切数据，因为

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   _ 图 5.3 生物过滤器启动时不同氮化合物浓度的波动。 _

   再循环水产养殖指南

   取决于不同的东西，如鱼种，温度和 pH 值。 鱼类通常会适应系统的环境条件，从而容忍较高的某些参数，例如二氧化碳、硝酸盐或亚硝酸盐。 最重要的是避免水的物理和化学参数的突然变化。

   亚硝酸盐峰的毒性可以通过在系统中加入盐来消除。 水中的盐浓度仅为 0.3 o/oo (ppm)，足以抑制亚硝酸盐的毒性。 图 5.4 显示了再循环系统中不同物理和化学水质参数的建议水平。

   | 参数 | 公式 | 单位 | 正常 | 不利水平 | |: —: | — | — | — | — | | 温度 | | °C | 取决于物种 | | | 氧气 | 氧气 < 40 and > | 氧气 | 氮气 | 饱和度百分比 | 二氧化碳 | 二氧化碳 | 二氧化碳 | 铵 | NH4^+^ | 毫克/升 | 0-2.5（pH 值影响）| > 2.5 | | 氨 | NH3 ~ | 毫克/升 | < 0.01 (pH influence) | > 0.025 | | 亚硝酸盐 | NO2 〜 ^-^ | 毫克/升 | 0-0.5 | > 0.5 | | 硝酸盐 | N3 〜 ^-^ | 毫克/升 | | pH 值 | < 6.2 and > | 6.5-7.5 | 碱度 | | 毫摩尔/升 | 1-5 | < 1 | | 磷 | PO4~^3-^ | 毫克/升 | 1-20 | | | 悬浮固体 | SS | 毫克/升 | 25 | > 100 | | 鳕鱼量 | 鳕鱼量 | 毫克/升 | 25-100 | | BOD | BOD | 毫克/升 | 5-20 | 腐殖质 | | | 钙 | 钙 ^ ++^ | 毫克/升 | 5-50 | |

   图 5.4 系统中不同物理和化学水质参数的最佳水平。 _

   #生物过滤器维修

   生物过滤器必须始终在最佳条件下工作，以确保系统中的高水质稳定。 以下是维护生物过滤器的程序示例。

   ！ 图片-3

   _ 图 5.5 聚乙烯 (PE) 塑料制成的生物过滤器的原理图 通常，PE 生物过滤器放置在地面上方，配有污泥排放阀，便于冲洗和清洗。 污泥水导致污水处理系统外的水产养殖再循环系统。 右图显示了大型 PE 生物过滤器的尺寸。 资料来源：AKVA 组。 _

   生物滤清器维护包括：

   -每隔一周刷顶板，避免细菌和藻类发展，最终堵住穿孔顶板的孔

   -每隔一周刷新和清洁过程水管中的微气泡差异用户从最后一个生物过滤室到微粒子

   -定期监控和清洁时间表

   ！

   _ 图 5.6 所示多腔室 PE 生物滤清器中的流动模式在每个腔室中从左到右和上游。 大多数有机材料是通过异养细菌在第一腔室中去除的。 由此产生的低有机负荷确保了薄薄的硝化生物膜，用于将氨转化为硝酸盐。 最后一个腔室称为微粒过滤器，用于去除机械过滤器没有去除的非常细微的颗粒。 资料来源：AKVA 组。 _

   应定期检查以下参数：

   -检查空气泡在每个生物过滤室的分布情况。 随着时间的推移，生物过滤器会积累有机物，这将影响气泡的分布，并增加气泡的大小

   -检查生物过滤器中水面水位与 PE 圆柱壁顶边缘之间的高度，以确定通过生物过滤器和微粒过滤器的流量变化

   -定期测量与生物过滤器最相关的水质参数

   -密切监测用于计量的碱或酸的剩余体积。

   #清洗和冲洗用于生物过滤器中的污泥

   微生物难以分解的无机材料、脱落的生物膜和其他有机物的混合物可能会积聚在生物过滤器下方。 这应该通过放置在室内的污泥清除系统去除。

   对于污泥清除，请按照以下方法进行冲洗：

   -绕过要清洗的 PE 生物过滤器

   -打开出口排放阀几秒钟（约 10 秒）

   -如果安装了污泥泵：从 PE 生物滤清器中抽取污泥，检查水中是否有棕色色

   -继续对所有生物过滤器和微粒过滤器执行此程序（并在完成后关闭污泥）。 确保没有通过污泥泵从生物过滤器室抽吸。 如果有这种方式失水的可能性，请关闭所有出水阀。

   #使用空气简单清洁生物过滤器

   每周两次，建议应用一个简单的清洁方案。 在此过程中，PE 生物过滤器通过空气进行清洁。

   对于简单的生物过滤器清洁，请遵循以下协议：

   -不要改变流向生物过滤器

   -打开第一个 PE 生物过滤器上的空气净化阀

   -检查清洁风机是否已准备好运行。 打开此鼓风机

   -将所有清洁空气引导至生物过滤器 1 10-15 分钟。 通过生物过滤器的工艺水流会将松散的有机材料转移到下一个腔室

   -将所有清洁空气引导至下一个 PE 生物过滤器 10-15 分钟。 继续该过程，直到最后一个生物过滤器。 排除微粒过滤器

   -所有松动的有机材料发现它的方式微粒过滤器。

   微粒过滤器清洗

   清洁微粒过滤器的规律性取决于系统上的负载。 作为指导原则，建议每周清洁微粒过滤器。

   对于简单的微粒过滤器清洁，请遵循以下协议：

   -停止流经 PE 生物过滤器

   -使用污泥排放阀将微粒过滤器顶板下方的水位降低至 100 mm（如果有，请使用污泥泵）

   -关闭所有 PE 生物过滤器室的空气净化阀。 打开微粒过滤室空气净化阀

   -请咨询工程师，清洁风机是否已准备好运行。 关闭此鼓风机

   -将所有清洁空气引导至微粒过滤器 30 分钟。 这种体积的空气将水位提高到出口箱附近。 污水不应允许退出出出口盒

   -清洗后，使用所描述的污泥清洗方案，将整个微粒过滤器体积排出。

   # 生物过滤器的深层清洁

   如果生物过滤器和/或微粒过滤器室之间的头部差异正在增加，并且无法通过正常清洗重新确定正常的头部差异，则需要进行生物滤清器深层清洁程序。 在每个生物过滤器室中，在水位顶部和 PE 圆柱顶部边缘之间进行定期测量，以确定通过生物过滤器和微粒过滤器的流动问题。

   在完成深冲洗之前，请在给定的腔室中关闭曝气两个小时，然后完成清洁。 然后，给定的腔室将像微粒过滤器一样，在短时间内收集额外的废物，这些废物将在清洗过程中排放。 作为指导原则，建议每月对生物过滤器的所有区域进行深度清洁。

   对于深层生物滤清器清洗，请遵循以下方案：

   -停止流经 PE 生物过滤器

   -在过滤器中使用大量曝气 30 分钟进行清洗。 然后使用为污泥清除冲洗所描述的方案完全清空给定的过滤器。

   氢氧化钠（NaOH）清洗

   如果发现生物过滤器系统严重阻塞，请完成氢氧化钠清洗。 严重阻塞可能是由于腔室之间的头部差异、腔室顶部曝气不均匀的迹象和/或生物过滤器性能降低等造成的连续问题发现的。

   对于氢氧化钠清洗，请遵循以下方案：

   -清空过滤器部分

   -填充淡水和氢氧化钠溶液（NaOH，调整为 pH 值 12）

   -让这个工作一个小时的曝气，然后使用描述的污泥清除冲洗方案再次清空过滤器。

   只有在生物过滤器没有定期接受维护的情况下才有必要进行这种治疗。 这将需要几天（应用程序。10-15 天），直到氢氧化钠清洗室恢复满载。

   排除生物过滤器问题时遇到问题

   图 5.7 列有原因和可能的解决办法的问题表

   注意事项

   正在曝气的水具有比普通水更低的密度，使得游泳不可能!

   操作员只能穿着安全带，在生物过滤器顶板上行走! 必须穿着正确的鞋子，并且必须小心在极滑的表面!

   请遵循有关使用工具、化学品、机器或任何其他安全程序的所有说明！

   #氧控制

   溶解氧 (DO) 是鱼类养殖中最重要的参数之一，了解饱和度和 mg/l 之间的关系非常重要，当水与空气饱和时，它具有 100% 饱和度。 正确监测养殖场中的氧气水平对于鱼类的整体性能至关重要。

   每升水的氧气含量以毫克为单位，取决于温度和气压。 在 1 013 毫巴的气压下，0°C 时，100% 饱和度等于 14.6 毫克/升，但在 40°C 时只有 6.4 毫克/升，这意味着在冷水中，鱼类可以消耗的氧气比温水多得多。 因此，在温水中养殖鱼类需要比冷水养殖更加强烈的氧气监测和控制。

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   _ 图 5.8：淡水中溶解氧（DO）100% 饱和时的浓度（以毫克/升为单位）。 冷水中的浓度高于温水。 _

   _ 图 5.9 在 100% 氧饱和的情况下，淡水中的溶解氧，单位为毫克/升。 _

   淡水中溶解氧的可用性与咸水的可用性也有差异。 在淡水中，氧气的供应量高于盐水 (见图 5.9 和 5.10)。

   _ 图 5.10 在 100% 氧饱和的情况下，盐水中的溶解氧，以毫克/升为单位。 _

   现代设备配有温度和气压传感器，可随时为您提供正确的值。 如果您正在测量盐水中的氧气，只需在氧气计的菜单中写入盐度水平，仪表将自动相应地调整。

   这意味着，例如手持式氧气计的校准非常简单。

   打开北极星号 它应该显示 100.5%。 由于湿度的变化或空气的实际氧浓度的变化，与此相差很小。 如果需要校准，擦拭膜无助于选择 “校准”，然后按 “确定” 开始。 进度显示在显示屏上。 当显示 “校准完成” 时，按 “确定”。 如果校准被阻止并出现错误消息，您可以选择 “现场” 校准精度，或者在显示 “校准 — 请稍候” 时按住 “OK” 按钮来强制校准。 结果不一定是精确的 — “校准”

   ！

   _ 图 5.11 方便的北极星氧计，用于测量水的氧含量，单位为毫克/升和% 饱和度。 _

   资料来源：国际防卫组织。 _

   将在进行测量时在显示屏中闪烁。 尽可能在更稳定的条件下重新校准。

   使用箭头按钮 “确定” 和 “Esc” 设置盐度，将盐度设置为您测量的水的盐度。 然后毫克/升和百分比测量值都是正确的。

   要测量，请打开北极星并将探头浸入水中。 在静水移动探头，5-10 厘米/秒就足够了。 使用后用干净的水冲洗探头，如果湿的话，请将仪表擦干。 如果出现错误，则显示屏中的 “错误”、“警告” 或 “校准” 将闪烁。 更多信息显示在状态列表中-请参阅 “状态列表”。

   如果条件不合适，Polaris 将阻止校准 — 将显示错误消息。 例如，变化或低温可能会使户外校准变得困难。 自动检查的灵敏度可以改变-请参阅 “校准精度”。

   精确的测量需要精确的校准，而这反过来又需要稳定的条件。 北极星检查并且仅允许在条件稳定的情况下进行校准。

   此检查的灵敏度可以改变-请参阅 “校准精度”。

   当不使用时，存储北极星在其袋中的温度适度和稳定的地方。 然后，在使用 Polaris 之前，您可以轻松检查校准情况，如果需要，可以在同一位置使用袋中的探头重新校准。

   请注意，如果显示屏中闪烁 “更新探测器”，则必须翻新探测器。

   教育和培训

   养鱼场的管理与安装正确的技术同样重要。 没有受过适当教育和训练的人，农场的效率将永远不会令人满意。 一般而言，鱼类养殖需要广泛的能力，从饲养饲养和孵化场管理、断奶和养殖鱼幼虫、鱼苗和鱼苗生产到市场规模的鱼类种植。

   培训和教育以多种形式提供，从实际操作课程到大学的学术研究。 理论和实践的结合是全面了解如何运行再循环水产养殖系统的最佳组合。

   下面列出了在制定教育方案时应考虑的领域.

   #基本水化学

   了解农场运营中重要的基本化学和物理水参数，如铵、氨、亚硝酸盐、硝酸盐、pH 值、碱度、磷、铁、氧气、二氧化碳和盐度。

   一般系统技术和管理

   了解不同的系统设计、初级和次级水流。 生产规划、饲料制度、饲料转换率、具体生长率关系、鱼类大小、数量和生物量的登记和计算。

   了解紧急设施和应急程序。

   耗材

   了解鱼饲料成分、饲料计算和分布、水消耗水平和来源、电力和氧气消耗、通过使用氢氧化钠和石灰调整 pH 值。

   参数读数和校准

   了解氧，二氧化碳，pH，温度，盐度，压力等传感器的读数，能够测试和计算氨，亚硝酸盐，硝酸盐，TAN 的水平，并理解氮循环。 测量氧气、pH 值、温度、二氧化碳、盐度、水流等设备的校准。PLC 和 PC 设置用于报警、紧急状态等。

   #机械和技术装置

   了解系统所需的力学和维护，例如机械过滤器、生物过滤系统（包括固定床和移动床）、脱气器、滴流过滤器和脱硝过滤器。 具备紫外线系统、泵、压缩机、温度控制、加热、冷却、通风、氧气喷射系统、应急氧气系统、氧气发生器和氧气备用系统、pH 调节系统、泵变频器系统、发电机系统、PLC 和 PC 系统的操作知识，自动喂料系统。

   操作知识

   在养鱼场工作的实用知识，包括处理鱼类、鸡蛋、鱼幼虫、鱼苗和鱼苗以及大型鱼类种植以供市场使用。 拥有鱼类处理、分级、疫苗接种、计数和称重、死亡率处理、生产规划和其他农场日常工作的实践经验。 了解生物安保预防措施、卫生、鱼类福利、鱼类疾病和正确治疗的重要性。

   管理支持

   启动再循环系统时，有许多事情需要注意，而且可能很难确定优先次序和专注于正确的项目。 让系统以最佳水平和全面生产状态启动和运行往往极具挑战性。

   监督或管理支持由专业终端经验丰富的鱼类农民进行的日间生产，可以成为克服起始阶段和避免管理不善的一种方法。 此外，农场工作人员的持续教育和培训可以是支持的一部分。

   养鱼者应该建立一支熟练的人员团队，每周 7 天 24 小时经营养鱼场。 团队成员通常会轮班工作，以考虑夜间观察，并在周末和节假日工作。

   团队中的人员应包括：

   -一名经理，全面负责养鱼场的日常实际管理

   -助理指的是负责农场实际工作的经理，特别强调鱼的养殖

   -一名或多名技术人员负责技术装置的维护和维修

   -从事杂项工作的其他工人通常需要雇用。

   重要的是要确保团队真正有时间在现场接受培训，以便优化他们的技能。 培训往往被忽视，因为日常工作具有更高的优先级，而且似乎根本没有时间进行学习。 然而，这不是建立新业务的正确方式。 增加知识和以更有效和专业的方式开展工作的任何机会都应该是最高优先事项。

   服务和维修

   应该为再循环系统制定维修和维护计划，以确保所有部件始终工作。 在本章开始时列出了一些例程，并且应该注意如何解决任何故障。 建议与不同设备的供应商签订服务协议，以便在手和定期提供专业服务。

   同样重要的是，确保有效的备件交付与服务制度一起。 最重要物品的完整备件包以及水泵和鼓风机等冗余机械应储存在农场，以便立即使用。

   • 资料来源：联合国粮食及农业组织，2015 年，雅各布·布雷格巴勒，《水产养殖再循环指南》，http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf。 经许可复制。 *

6. 废水处理

   Original publication 2015 · 首次发布于 FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   在不断重复利用水的再循环系统中养殖鱼类，不会使鱼类生产中的废物消失。 污垢或排泄物从鱼仍然必须结束的地方。

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   _ 图 6.1 养殖鱼类中氮 (N) 和磷 (P) 的排泄 请注意作为溶解物质排泄的 N 量。 资料来源：Biomar 和丹麦环境保护局。 _

   由于系统内简单的生物降解或矿化，RAS 内的生物过程将在较小的规模下减少有机化合物的数量。 然而，RAS 产生的大量有机污泥仍需处理。

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   _ 图 6.2 进出再循环水产养殖系统的流量草图。 _

   大多数 RAS 都会有过程水溢出，用于平衡进出系统的水。 这种水与鱼游泳的水相同，除非溢出的水量过多，并且每年通过这一点的排放量升级，否则不会造成污染物。 再循环速度越密集，通过溢流排出的水就越少。

   离开再循环过程的废水通常来自机械过滤器，粪便和其他有机物分离到过滤器的污泥出口。 清洁和冲洗生物过滤器还增加了再循环循环的总废水量。

   可以通过不同的方式处理离开 RAS 的废水。 通常会在污泥处理系统之前安装一个缓冲罐，该系统将污泥从排放水中分离出来。 污泥将进入积累设施进行沉积或进一步的机械脱水，然后再扩散到土地上，通常作为农场的肥料和土壤改良，也可用于沼气生产以发热或发电。 机械脱水还使污泥更易于处理，并最大限度地减少处理，从而使处置或可能的费用变得更便宜。

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   _ 图 6.3 污泥和水在系统上的循环体内外的路径。 循环率越高，从系统（dott ed 线）排出的水量就越低，要处理的废水量就越低。 资料来源：水利科技。 _

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   _ 图 6.4 水技术皮带用于污泥脱水的二次水处理。 _

   ！ 图片-3

   _ 图 6.5 在丹麦再循环鳟鱼养殖场后放置的植物泻湖-前后过度生长。 资料来源：根据波夫比约，DTU Aqua。 _

   污泥处理后的废水通常会含有高浓度的氮，而磷在污泥处理过程中几乎可以完全去除。 这种排放水称为排水，通常与 RAS 的溢出水一起排放到周边地区、河流、海洋等。 排水和溢出水中的营养物质含量可通过将其引导到植物泻湖、根区或渗流系统进行去除，其中剩余的磷和氮化合物可以进一步减少。

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   _ 图 6.6 EcoFutura 项目探讨了随着尼罗罗非鱼的种植而种植西红柿的可能性。 资料来源：普里瓦 (荷兰) _

   作为替代方案，排水水可用作水生物系统中的肥料。 Aquaponics 是一种系统，其中鱼类的废物被用于种植蔬菜、植物或草药，通常在温室内。 对于较大的鱼类养殖系统，建议将污泥用于农业用地和沼气，而废水则用于水生物，因为根据温室的培养，处理和调整更容易。

   排放水中的氮含量也可以通过脱硝化去除。 如第 2 章所述，甲醇最常用作这种厌氧过程的碳源，这种厌氧过程将硝酸盐转化为将氮释放到大气中，从而从废水中去除硝酸盐。 脱硝化也可用于再循环系统内，以减少 RAS 工艺水中的硝酸盐含量，从而降低硝酸盐浓度，从而最大限度地减少系统中对新水的需求。 在再循环系统之外进行脱硝化处理，以减少氮排放到环境中。 作为甲醇使用的替代办法，污泥处理系统的废水可用作碳源。 使用废水作为碳源需要对脱硝室进行严格的管理，反洗和清洁室可能会变得更加困难。 在任何情况下，高效的脱硝系统可以显著减少污水中的氮含量。

   应该指出的是，鱼类排泄废物的方式不同于其他动物，如猪或奶牛。 氮主要通过鳃排出尿液，而较小的部分则由肛门的粪便排出。 磷仅与粪便一起排泄。 因此，氮的主要部分完全溶解在水中，不能在机械过滤器中去除。 除去机械过滤器中的粪便将捕获固定在粪便中的一小部分氮，并在较大程度上捕获磷的量。 水中剩余的溶解氮将主要在生物过滤器中转化为硝酸盐。 在这种形式下，氮气很容易被植物吸收，可用作农业中的肥料，或者简单地在植物泻湖或根区系统中去除。

   _ 图 6.7 从机械过滤器中去除氮（N）、磷（P）和悬浮固体（SS）。 资料来源：德国巴登-符腾堡州渔业研究站。 _

   鱼缸中的粪便应立即流入机械过滤器，而不会在途中被粉碎。 粪便的完整性和固体性越强，去除的固体和其他化合物的含量就越高。 图 6.7 显示了 50 微米机械过滤器中氮、磷和悬浮固体（有机物）的估计去除量。

   再循环速度越高，使用的新水就越少，需要处理的排放水就越少。 在某些情况下，根本不会返回周围环境的水。 然而，这种 “零排放” 养鱼业的建造成本高昂，废物处理的运行成本也很高。 此外，废物处理的日常操作将需要大量关注，以使其有效地工作。 对于零排放鱼类养殖，人们还应该意识到，总是需要进行一定数量的水交换，以防止金属和磷化合物在系统中的积累。 底线是，当局和养鱼农民必须商定排放许可证，以便保护环境，同时拥有经济可行的养鱼业务。

   _ 图 6.8 不同再循环强度下氮气排放的比较 计算基于 500 吨/年系统的理论实例，总水容量为 4 000 毫米 ^3 ^，其中 3 000 毫米 ^3 ^ 是鱼缸容量。 减少氮的排放不是再循环的程度，而是废水处理技术的应用。 然而，由于废水量减少，再循环速度更加密集，处理废水越来越容易。 _

   将密集养殖鱼，无论是再循环还是传统养殖，与广泛的水产养殖系统（例如传统鲤鱼养殖）结合起来，是处理生物废物的一种简单方法。 当密集型农场的多余水流入鲤鱼池区时，集约系统的养分被用作肥料。 来自广阔池塘的水可以在密集型农场中作为工艺用水重复使用。 在广泛的池塘中生长的藻类和水植物将被食用的草食鲤鱼，这些鱼最终被收获并用于消费。 在密集系统中获得了有效的饲养条件，并且结合广阔的池塘面积考虑了环境影响。

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   图 6.9 匈牙利综合强化广泛养鱼系统。 机会的数量似乎是无限的。 资料来源：拉斯洛·瓦拉迪，渔业、水产养殖和灌溉研究所，匈牙利萨尔瓦斯。 _

   • 资料来源：联合国粮食及农业组织，2015 年，雅各布·布雷格巴勒，《水产养殖再循环指南》，http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf。 经许可复制。 *

7. 疾病

   Original publication 2015 · 首次发布于 FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   对于创新的企业家来说，这种再生水产养殖有很多机会。 将不同耕作系统结合起来的例子可以进一步发展为娱乐企业，在这里，钓鱼或钓鳟鱼的运动钓鱼可以成为一个更大的旅游景点的一部分，包括酒店、鱼餐厅和其他设施。

   有很多例子表明再循环系统根本没有任何疾病问题。 事实上，可以将再循环养鱼场完全从不需要的鱼类病原体中分离出来。 最重要的是要确保设施中储存的鸡蛋或鱼绝对无疾病，最好是无病菌株。 在进入系统之前，请确保所使用的水无疾病或消毒；最好使用钻孔、井或类似来源的水，而不是使用直接来自海洋、河流或湖泊的水。 此外，无论是来访者还是工作人员，请确保没有人进入农场带来任何疾病。

   只要有可能，应对系统进行彻底消毒。 这包括任何新的设施，可供首次启动，以及任何已清空鱼类并准备进入新生产周期的现有系统使用。 应该记住，再循环系统的一个罐子里的疾病肯定会蔓延到系统中的所有其他坦克，这就是为什么预防措施如此重要。

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   _ 图 7.1 足浴，含 2% 碘溶液，用于防止疾病蔓延。 _

   在使用野生鱼类鸡蛋的再循环系统中，例如为了重新放养目的，不可能从经认证的无疾病菌株中获得鸡蛋。 在这种情况下，总会有引入生活在鸡蛋内的疾病的风险，例如 IPN（传染性胰腺坏死）、BKD（细菌性肾病）和疱疹病毒，这些病毒无法通过对鸡蛋进行消毒来消除。 图 7.2 显示了预防计划的一个例子。

   防止系统内病原体污染的一个好方法是对生产过程中的不同阶段进行物理分离。 因此，孵化场应作为一个孤立的封闭系统运作，鱼苗单元和膨胀单元也应如此。 如果有任何母猪存在，也应该在自己的单位中隔离。 这样，冲压疾病变得更容易在实践中进行。

   一些养殖场是按照 “一切都在” 原则建造的，这意味着每个单位在新的鸡蛋或鱼类储存之前完全清空和消毒。 对于鸡蛋和较小的鱼，它们是在较短的时间内生长的，它们被移动之前，这肯定是良好的管理，并且应该始终在实践中进行。 对于较大的鱼类来说，这也是一种好的做法，但这种管理很容易变得低效。 在处理大量鱼类时，在放养新批次之前，从种植单位取出所有鱼类，在后勤方面是困难的。 它很容易变得不经济，因为系统的容量利用效率低下。

   | ** 要记住什么 ** | ** 它是如何完成的？ ** | | — | — | | 清洁的新水源 | 最好使用地下水。 使用紫外线消毒。 在某些情况下，使用砂过滤器和臭氧。 | | 系统消毒 | 用水填充系统，并使 pH 值达 11-12 通过使用氢氧化钠 NaOH。 大约 1 公斤每 m^3^ 水容量取决于缓冲容量。 | | 设备和表面的消毒 | 浸渍或喷雾与碘溶液 1.5％ 或按照说明。 离开 20 分钟，然后用干净的水洗掉。 | | 鸡蛋消毒 | 离开鸡蛋批次（眼睛虹鳟鱼卵）在每 50 升水 3 分升碘溶液 10 分钟。 更换解决方案，每 50 公斤鸡蛋消毒。 | | 工作人员 | 进入设施时更换衣服和脚部。 清洗或消毒双手。 | | 参观者 | 更换脚部磨损或使用足浴浸泡鞋（2% 碘溶液）。 清洗或消毒双手。 设施内的访客 “不要触摸” 政策。 |

   _ 图 7.2 预防方案的示例。 _

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   _ 图 7.3 解剖虹鳟患有膨胀的游泳膀胱。 一种症状可能是由于水中气体的超饱和。 _

   在再循环系统中治疗鱼类疾病与在传统的养鱼场治疗不同。 在传统的养鱼场，在离开农场前仅使用一次水。 在再循环系统中，使用生物过滤器和不断回收水需要采取不同的方法。 浇注药物会影响整个系统，包括鱼类和生物过滤器，在进行治疗时必须非常小心。 在再循环系统中治愈疾病所需的剂量是非常困难的，因为药物的效果取决于许多不同的参数，如水的硬度、有机物含量、水温和流速。 因此，大量的实际经验是前进的唯一途径。 在每次处理过程中，必须谨慎地增加浓度，以避免杀死鱼类或生物过滤器。 永远记住这个术语 “比抱歉更安全”。 在任何疾病爆发的情况下，当地兽医或鱼类病理学家必须开药并解释如何使用。 此外，应仔细阅读安全说明，因为某些药物如果使用不当，可能会对人造成严重伤害。

   对外寄生虫的治疗可以通过在水中添加化学物质来进行，这些寄生虫是坐在鱼的外部和鳃中的寄生虫。 任何真菌感染都必须以与外寄生虫感染相同的方式进行治疗。 在淡水系统中，使用普通盐（NaCl）是杀死大多数寄生虫（包括细菌鳃病）的有效方法。 如果用盐治疗不起作用，使用福尔马林（HCHO）或过氧化氢（H 2 O 2 ）通常足以治愈任何剩余的寄生虫感染。 在吡喹酮和氟苯达唑的溶液中沐浴鱼也被证明是非常有效的对抗外寄生虫。

   机械过滤也被证明是非常有效的，可以防止外寄生虫的扩散。 使用 70 微米的过滤布将删除某些阶段的 Gyrodactylus，和 40 微米的布可以去除不同种类的寄生虫卵。

   进行治疗的最安全的方法是将鱼浸在浴缸中与化学品的溶液。 然而，在实践中，这是不可行的方法，因为需要处理的鱼量往往太大。 取而代之的是，随着进水关闭，鱼类被保存在罐中，并通过使用扩散器进行罐的氧气或曝气。 化学品的溶液被添加到罐中，鱼被允许在混合物中游泳一段时间。 后来，入口水被打开，混合物慢慢稀释，因为水槽中的水被交换。 从罐中流出的水将被再循环系统的其余部分稀释，以便生物过滤器中的浓度将大大低于处理过的储罐中的浓度。 通过这种方式，可以在单个储罐中获得相对较高的化学品浓度，目的是杀死寄生虫，同时降低化学品对生物过滤系统的影响。 鱼类和生物过滤器可以适应盐、福尔马林和过氧化氢的处理，通过缓慢增加一种处理的浓度到下一种处理方法。 当一个装满鱼的罐子经过处理后，这种水也可以从系统中抽出到一个单独的隔间进行降解，而不是在系统中再循环。

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   _ 图 7.4 彩虹鳟鱼的鸡蛋。 建议在将鱼卵进入再循环系统之前对其进行消毒，以防止疾病。 资料来源：托本·尼尔森，水上搜索奥瓦。 _

   使用浸渍鸡蛋技术是在短时间内治疗数百万人的简单方法，例如在碘中消毒鳟鱼卵时（图 7.2）。 这种方法也可用于治疗已感染真菌（saprolegnia）的鸡蛋，只需将鸡蛋浸入盐溶液（7 ‰）20 分钟。

   在孵化场，鱼类一旦准备好饲料就会被移除，生物过滤器的效率不太重要，因为蛋和鱼苗排出的氨水平很少。 因此，治疗更容易进行，因为人们只需要专注于卵和鱼的生存。 此外，值得注意的是，孵化场中的水总体积很小，并且可以迅速进行与新水的完整的水交换。 因此，通过一次性处理整个系统在孵化场成功的治疗，可以安全地完成。

   在较大的再循环设施中处理完整的系统是一个更敏感的操作。 基本规则是保持低浓度，并在较长的时间内进行治疗。 这需要关心和经验。 每次处理的浓度应缓慢增加到下一次处理，留下几天之间没有处理，以便仔细监测对鱼类死亡率、行为和水质的影响。 通常情况下，鱼类和生物过滤器都会适应，因此浓度可以增加而不会产生不良影响，并且杀死寄生虫的可能性也会增加。 盐是优秀的治疗周期较长，但福尔马林也已成功使用 4-6 小时的间隔。 生物过滤器简单地适应福尔马林，并像系统中的有机化合物中的任何其他碳一样消化物质。

   如前所述，不可能就化学品在再循环系统中的使用提供确切的浓度和建议。 鱼类种类、鱼类大小、水温、水硬度、有机物质的数量、水的汇率、适应性等都必须考虑在内。 因此，下面的准则非常近似。

   ** 盐 (NaCl): ** 盐使用相对安全，可用于淡水中治疗 Ih (_ 多层鱼翅虫 _ 或白斑病) 和常见真菌腐败症。 在中上层阶段的 Iich 可以在 10‰ 下被杀死，新的结果表明，在 15‰ 下杀死底层生存阶段。 鱼类在体液中含有约 8‰ 的盐，大多数淡水鱼会容忍这一水平周围的水中的盐碱度持续数周。 在孵化场的浓度为 3-5 ‰ 将防止感染真菌。

   ** 福尔马林（HCHO）：** 长时间（4-6 小时）低浓度福尔马林（15 毫克/升）在治疗药物中表现出良好的效果。 福尔马林在生物过滤器中降解速度相对较快，约为 8 mg/h/m2，但福尔马林可以降低生物过滤器中的细菌氮转化率。

   ** 过氧化氢（H 2 O 2 ）：** 没有广泛使用，但实验表明，在 8-15 毫克/升（4-6 小时）的浓度下，作为福尔马林的替代品有前途。 生物过滤器的性能可以在治疗后至少 24 小时内受到抑制，但效率将在几天内恢复正常。

   不建议使用其他化学品，如硫酸铜或氯胺-t。 这些对于治疗细菌鳃疾病是非常有效的，但生物过滤器很可能会受到严重影响，整个再循环过程和生产可能会严重损害。

   对于治疗细菌感染，如呋喃曲病，弧菌病或 BKD，使用抗生素是治愈鱼的唯一途径。 在某些情况下，鱼类可能会感染生活在鱼内的寄生虫，并且去除这些寄生虫的方式也是用抗生素。

   抗生素被混入鱼饲料中，每天多次喂入鱼类，例如 7 天或 10 天。 抗生素的浓度必须足以杀死细菌，并且必须仔细遵循药物的规定浓度和治疗的长度，即使鱼在治疗过程中停止死亡。 如果在规定的治疗期之前停止治疗，则感染会重新开始的高风险。

   在再循环系统中使用抗生素治疗将对生物过滤器中的细菌产生小的影响。 但是，与使用药物饲料处理的鱼类内部相比，水中抗生素的浓度相对较低，对生物过滤器中细菌的影响也会低得多。 在任何情况下，人们都应仔细监测水质参数是否有任何变化，因为这些参数可能会对生物过滤器产生影响。 可能需要调整供水速度、使用更多新水或改变系统中的水流。

   根据当地兽医的处方，可以使用几种抗生素，如磺二嗪，甲氧吡啶或氧氨酸。

   治疗 IPN，VHS（病毒性出血性败血症）或任何其他病毒是不可能的。 摆脱病毒的唯一方法是清空整个养鱼场，消毒系统，然后重新开始。

   • 资料来源：联合国粮食及农业组织，2015 年，雅各布·布雷格巴勒，《水产养殖再循环指南》，http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf。 经许可复制。 *

8. 案例故事示例

   Original publication 2015 · 首次发布于 FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   ##智利三文鱼生产

   90 年代智利鲑鱼产量的增长要求越来越多的淡水香味供应，以便在海上种植。 Smolts 是在河水或湖泊中产生的，那里的水太冷，环境正在遭受苦难。 引入再循环有助于小农户以无害环境的方式以大幅降低成本生产大量产品。 此外，最佳饲养条件带来了更快的增长速度，这使得每年生产 4 批次，而不是之前的一年一批技术。 这一转变使整个生产链变得更加顺畅，将不断地储存到笼子里，大型鲑鱼将以恒定的速度以适当的尺寸进入市场。

   ！ 图片-图片-/images/learn-library/11367d50-264a-414d-836f-21842293c929.jpg

   _ 图 8.1 智利的一个再循环恶魔农场。 资料来源：本特·霍伊加尔德。 _

   #中国农业中国

   咸水再循环是一个不断增长的业务，生产多种物种，如石斑鱼、尖吻鲈、首鱼、比目鱼等。Turbot 是一种非常适合再循环技术的物种，已被中国生产商所采用。 此类装置的生产结果表明，turbot 在完全控制的环境中表现非常好。 饲养海龟的最佳温度因大小而异，通常对生活条件的变化敏感。 消除这种变化显然对于海龟农业来说是有益的，因为在两年内可以生产 2 公斤的水龙机，而在正常饲养条件下只有 4 年。

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   _ 图 8.2 中国的一个多宝农场。 资料来源：AKVA 集团。 _

   丹麦鳟鱼养殖场模型

   毫无疑问，丹麦是环境安全的鳟鱼养殖领域的先驱。 严格的环境条例迫使鳟鱼种植者引进新技术，以便尽量减少其农场的排放量。 再循环是通过发展所谓的模范养鱼场来提高产量，同时降低对环境的影响。 而不是使用大量的河流水，而是从上层抽取少量的地下水进入农场并再循环。 其效果是显著的，全年更恒定的水温加上现代化的设施，可以提高生长率和提高生产效率，减少第 8 章：案例案例

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   _ 图 8.3 丹麦示范农场。 资料来源：KaARE · 米歇尔森，丹麦水产养殖。 _

   成本，包括投资成本。 环境影响的积极影响见第 6 章。

   再循环和再放养

   清洁的河流和湖泊以及自然野生种群已成为许多国家的一个重要环境目标。 通过恢复自然生境和重新放养濒危鱼种或菌株来保护自然是许多举措之一。

   海鳟鱼是一种流行的运动鱼，占据了许多河流在丹麦，那里几乎每条河流都有自己的菌株。 科学家进行的遗传测绘使得有可能区分不同的菌株。 当海鳟鱼成熟后，它会从海洋迁移回到其家乡的河流产卵。 在丹麦称为 Funen 的部分地区，河流已经恢复，剩余的野生菌株通过一项涉及再循环水产养殖的重新放养方案得到保存。 成熟的鱼是通过电捕捞捕获的，鸡蛋被剥离并在再循环设施中饲养。 大约一年后，他们的后代被重新放养在同一条河里，他们的父母被捕。

   不同的菌株已经得到保存，并且在适当的时候，海鳟将能够在这个栖息地自己生存。

   最重要的是，当运动渔民从丹麦海岸捕鱼时，这一方案也大大提高了捕捞海鳟的机会。 因此, 渔业旅游业已成为旅馆, 露营地, 餐馆等当地企业的收入良好. 总而言之, 对自然和地方商业利益都是一种双赢的局面.

   水上乐器

   一千年前，中国古代已经完成了植物和鱼类的种植。 这些植物通过利用鱼排出的营养成分生长，鱼类和植物都可以收获供食用。 在现代水产养殖中，在再循环系统中种植鱼类和使用无土壤的养分水培养中种植温室植物的组合被命名为 “水生动物”。 该技术尚未实现工业化，但在全球范围内小规模广泛应用。

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   _ 图 8.4 丹麦哥本哈根附近的全球粮食与农业研究所水产研究的照片。 该系统建于一个现有的温室设施内，包括养鱼罐和沙拉桌以及一个带有两个独立水循环的循环水系统。 其中一个循环通过水过滤系统运行，可以路由到种植台或返回鱼缸。 另一个循环直接向植物台供水，用于种植生菜或草药，如鼠尾草、罗勒和百里香。 资料来源：保罗·莱伊·克莱达尔，全球粮食和农业研究所。 _

   超级农场

   随着世界水产养殖产量的提高，养殖场的规模不断扩大。 今天，挪威海的一个平均海笼养殖场每年生产约 5 000 吨鲑鱼，只是在一个地点。 这种规模的陆地系统尚未看到，但这些数量的鲑鱼和鳟鱼正在出现新的再循环项目。

   将陆地农场与笼式耕作结合起来是一种非常有效的生产方式，也可能是最具竞争力的设置。 小型鱼类在陆地上以高效和受控制的系统生产，然后再被释放到大型海笼中养殖。 在一些地区，笼子养殖并不受欢迎，再循环植物形式的陆地养殖场被视为生产养殖鱼的未来方式。 占地面积很低，耗水量也是如此。 虽然生产成本仍然高于笼子，但这些系统具有较高的食品安全性和完全控制能力，并且产量是恒定且可预见的。

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   _ 图 8.5 2013 年在丹麦希茨海尔斯建设阶段的 2 000 吨鲑鱼养殖场。 该系统以再循环技术为基础，由建筑物覆盖完成，以控制温度并具有高度的生物安全性。 鲑鱼是在 2 年内从鸡蛋生长到 4 公斤大小，在大型坦克达到近 1 000 毫米 ^3 ^ 每个。 前景中的白色大袋装满了生物医学，可安装在生物过滤器室中。 资料来源：阿克塞尔·索加尔德/阿克瓦集团。 _

   水产养殖再循环指南

   再循环的未来

   在将鱼类释放到海笼之前，通过系统在再循环中进行前种植，以达到更大的尺寸，这是提高盈利能力的一种方法。 挪威鲑鱼养殖业正在投资大型循环设施，目的是生产更大规模的香味。 当在笼子里释放时，Smolts 通常是 100 克今天。 放养前增加到 300 克，将大大改善农业时期的健康和生长率，直到市场规模通常为 4-5 公斤。

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   _ 图 8.6 系统上的再循环变得越来越大，储罐越来越大，以适应不断增加的生产量。 挪威将大小从 100 克改为 300 克，将使土地产量增加三倍，因此挪威目前在土地上每年约 35 000 吨土地上的臭味产量将增加到 10 万吨左右。 _

   • 资料来源：联合国粮食及农业组织，2015 年，雅各布·布雷格巴勒，《水产养殖再循环指南》，http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf。 经许可复制。 *