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1、工厂化水产养殖中的水体参数监测和控制朱明瑞,,曹广斌,,蒋树义,,韩世成,中国水产科学研究院黑龙江水产研究所,黑龙江,哈尔滨仍上海水产大学工程学院,上海摘要：在工厂化水产养殖中,有许多水体参数需要检测和控制。本文对使用物理手段准确控制的参数,即温度,溶解氧,值进行研究,说明控制的意义,提出控制方法,并建立组态工程,方便对重要参数进行在线监测和控制。关键词温度控制溶解氧控制控制监测工程中图分类号文献标识码工厂化水产养殖主要内容是建立一个水体循环的封闭养殖工厂,通过一系列的生物和物理手段对养殖水体进行监测和控制,创造出最适宜鱼类生长的水体环境。实现工
2、厂化养殖关键是水体循环处理和控制系统,即控制水体温度,浊度,,氨氮,,,等具有重要意义的水质参数。在这些参数中,有些是通过生物方法进行控制的,比如用生物滤器通过硝化反应转化氨氮,此类参数可以监测,但无法对其进行准确的控制。另一些参数,比如温度,,,浊度,需要在线监测并可以及时自动调整以保证养殖水体满足鱼类生长要求。对这些参数自动控制对工厂化水产养殖很重要,可以充分体现工厂化水产养殖的优势。温度控制不同鱼类适合有着不同的生长的温度,在最佳的温度下,鱼类生长得快,饲料转化效率高,体质强壮,抵抗鱼病能力强。生物滤器的效率也与温度有关系,过低的温度会影响
3、氨氮转化效率,在冷水性鱼类的养殖过程就要考虑温度的影响,但在温水养殖中,温度不是影响氨氮的主要因素。用于控制温度的设备有浸人式电热器,气体或电力加热单元,热交换器,冷却器或是热泵川。国内比较常用的是浸人式电热器,也有的工程是通过往养殖池中加热水调整的。如果使用的是浸入式电热器就是通过调整加热时间来保持温度如果是加热水,就要通过控制加热水的电磁阀开关时间的长短来达到调整温度的目的。溶解氧控制溶氧控制意义工厂化水产养殖水体中需要有大量的氧气,鱼类的生理活动需要氧气,每吨鱼每天消耗氧,生物滤器转化氨氮需要氧,如果每吨鱼每天排出氨氮,要消耗水产学杂志第卷
4、氧每天直接间接消耗以上的氧’,所以持续不断的为鱼类和生物滤器提供充足的溶解氧是水体循环处理系统正常运行的必要条件。国外研究表明为了鱼类最快地生长,幻参数应该保持在水体〕饱和度以上或是高于。当在以下,硝化细菌就无效了。控制溶氧的方法及其原理控制溶氧其实就是控制向养殖水体中增氧的过程。在水产养殖中采用的增氧方式种类繁多,根据其增氧的原理,可以大致分成三类物理方法、化学方法和生物方法。物理方法主要使用机械增氧即用机械装置提高氧气向水体中溶解的速率,增加水体中溶解氧。化学方法是将一些化学物质投人养殖水体中,依靠这些物质分解或与水发生反应来增加溶氧量。生物
5、方法是通过向鱼池中增加水生植物,通过这些水生植物的生命活动,使水中溶解氧增加的一种方法。目前国内外都普遍采用物理增氧方法。物理增氧方式主要有一下三类机械式增氧纯氧和富氧增氧超级氧化增氧。机械式增氧利用机械动力增加水体与空气的接触面积和接触时间,使两者充分接触,促使空气中氧气充分溶人水中。不同增氧方式的使用情况国外成规模的养鱼工厂采用纯氧与富氧增氧。通过气液接触式增氧设备将含氧的液态纯氧注人养殖水体中,可使水体溶氧达到超饱和,大大增加溶氧量。富氧即分子筛氧,含氧左右,有埃分子筛或膜分离获得,机械效率高于机械增氧。纯氧、富氧与机械增氧比较,优点很多省
6、电养殖密度提高一倍鱼体生长快降低生产成本净化水体等优点。丹麦和德国等设计出了使用液氧向鱼池和生物过滤器增氧的系统,大大提高了单位面积的鱼产量。美国和瑞典等研制出了压力震荡吸收式制氧系统,可生产含量为的富氧用于鱼类养殖闭。台湾在工业化养鱼中,机械式增氧和纯氧、富氧增氧均有使用。例如朝清水产养殖有限公司的养鱼工厂使用液态氧增氧,中兴大学“鱼博士”生物科技股份有限公司设计的“鱼博士自动养虾生物科技工场”型模式由也运用液态氧的氧气锥自动增氧阂。台湾的池塘中普遍使用水车增氧机和涌水式增氧机。部分业者采用液态氧与水车增氧机在池塘中并用,有较好效果。由于机械式
7、增氧机结构简单,维护方便,成本低廉,普遍适用于池塘养殖,因此在国内得到广泛的应用。例如广东拥有渔业机械台,其中机械式增氧机台‘整个佛山市目前大约有台增氧机。国内的工厂化养殖多使用充气泵增氧,即用充气泵向水体中充空气。比如浦东陆基水产养殖基地和黑龙江水产所设施渔业试验工厂。综上所述,由于国内现阶段池塘养殖方式较为广泛,工厂化养鱼工场规模大多较小,所以主要使用机械式增氧机。国外和台湾养鱼工厂规模大,养殖密度高,对增氧系统要求高,普遍采用纯氧、富氧增氧。虽然机械式增氧机目前基本上能满足国内要求,但是考虑到大规模正规的养鱼工厂是发展趋势,纯氧、富氧增氧技
8、术在国内的运用是必然。溶氧自动控制我国工厂化养殖密度不高,通常使用的是充气式增氧。在工厂化水产养殖过程中,溶氧在不同的时间是变化的,比如
