車 軒，田昌鳳，張 俊，朱 林，劉興國，周 寅，陳曉龍

(1中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部漁業(yè)裝備與工程技術(shù)重點實驗室，上海 200092;2上海海洋大學(xué)工程學(xué)院，上海 201306)

池塘養(yǎng)殖是中國水產(chǎn)養(yǎng)殖的主要生產(chǎn)模式之一，產(chǎn)量約占淡水養(yǎng)殖總產(chǎn)量的73%[1]，對保證國家糧食安全和動物蛋白供給具有重要的戰(zhàn)略意義[2-5]。隨著養(yǎng)殖密度的提高，池塘養(yǎng)殖環(huán)境污染問題成為社會關(guān)注的熱點[5]，污染物主要來自未被養(yǎng)殖生物利用的飼料營養(yǎng)物質(zhì)。研究表明，飼料中僅有20%～30%的氮和40%～45%的磷被養(yǎng)殖生物利用，其他的全部以殘飼、糞便和溶解態(tài)的形式進(jìn)入養(yǎng)殖環(huán)境，成為污染水體的富營養(yǎng)物質(zhì)[6]。因此，解決水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境污染的關(guān)鍵之一是使?fàn)I養(yǎng)素盡量多地轉(zhuǎn)化為主養(yǎng)魚類的生物量，降低進(jìn)入環(huán)境的營養(yǎng)物質(zhì)含量。

增加生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)利用層級是提高水產(chǎn)飼料利用效率的有效手段[7]，池塘是人工構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)，在這種相對封閉的系統(tǒng)中投放不同生態(tài)位的養(yǎng)殖生物，低營養(yǎng)級的生物吸收利用高營養(yǎng)級養(yǎng)殖生物未利用的飼料營養(yǎng)后，作為高營養(yǎng)級生物的餌料進(jìn)一步提高營養(yǎng)物質(zhì)向養(yǎng)殖對象的轉(zhuǎn)化。傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖的生物品種單一，一般為1種主養(yǎng)經(jīng)濟(jì)魚類和1種調(diào)節(jié)水質(zhì)的混養(yǎng)魚類，食物鏈短，這種養(yǎng)殖系統(tǒng)生物營養(yǎng)級的缺乏，導(dǎo)致物質(zhì)循環(huán)不暢，生態(tài)效率較低。因此，根據(jù)養(yǎng)殖對象的生物習(xí)性和營養(yǎng)需求設(shè)計有針對性的池塘設(shè)施系統(tǒng)是亟待解決的技術(shù)問題。

分隔池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)是對池塘進(jìn)行物理分隔，并高效管理養(yǎng)殖過程的水產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)施系統(tǒng)[5]，具有養(yǎng)殖效率高、生產(chǎn)管理方便、節(jié)水減排的特點，是國內(nèi)外池塘養(yǎng)殖綠色發(fā)展的重要方向之一。Brune等[8-10]研發(fā)的分隔池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)(Partitioned Aquaculture System)，將高效藻類塘應(yīng)用到池塘養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控，有效降低了污染物排放，使魚類產(chǎn)量大幅提高[11]。田昌鳳等[12]研究了主養(yǎng)鳊魚的分隔池塘系統(tǒng)，研發(fā)了大流量水泵，使總氮排放下降了21.4%，總磷排放下降了59.5%，飼料系數(shù)下降了23.5%，鳊魚產(chǎn)量提高了21.1%。

本研究按照分隔池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)的理念，借鑒營養(yǎng)多層級利用的原理，設(shè)計了一種多營養(yǎng)級池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)(Multi-trophic Aquaculture Pond System, MAPS)，建立了中試試驗系統(tǒng)，開展了水質(zhì)調(diào)控和流態(tài)模擬試驗。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 設(shè)計思路

圖1所示，將養(yǎng)殖池塘根據(jù)養(yǎng)殖對象的生態(tài)位設(shè)計為3個營養(yǎng)層級：

圖1 多營養(yǎng)級池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)功能示意圖Fig.1 Functional diagram of the Multi-trophicAquaculture Pond System

Ⅰ級飼料營養(yǎng)利用層級：草魚、河蟹，直接利用飼料營養(yǎng)。

Ⅱ級飼料營養(yǎng)利用層級：螺螄攝食殘飼、糞便等有機(jī)沉積物，鰱鳙濾食浮游生物。螺螄通過人工收獲，成為河蟹的天然餌料。

Ⅲ級飼料營養(yǎng)利用層級：沉水植物吸收未利用的富營養(yǎng)物質(zhì)，按時人工打撈，作為草魚的生物餌料。

水流流程：水流由草魚養(yǎng)殖區(qū)進(jìn)入螺螄鰱鳙養(yǎng)殖區(qū)，經(jīng)生態(tài)溝過濾、沉淀后進(jìn)入河蟹養(yǎng)殖區(qū)，養(yǎng)殖水經(jīng)過過濾壩，由水泵提升返回到草魚養(yǎng)殖池。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計與構(gòu)建

對上海市崇明區(qū)扣蟹養(yǎng)殖池塘進(jìn)行改建，構(gòu)建多營養(yǎng)級池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)，系統(tǒng)長190 m，寬70 m，占地面積1.33 hm2，主要包括草魚養(yǎng)殖區(qū)(0.13 hm2)、螺螄鰱鳙養(yǎng)殖區(qū)(0.19 hm2)、河蟹養(yǎng)殖區(qū)(0.93 hm2)和水處理設(shè)施等(圖2、圖3、圖4)。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局示意圖Fig.2 Schematic diagram of the system structure

圖3 水體循環(huán)流程示意圖Fig.3 Schematic diagram of the water flow

圖4 試驗系統(tǒng)航拍圖Fig.4 Aerial photo of the pilot scale experimental system

6個草魚高密度養(yǎng)殖池由不銹鋼材料建成，方切角形結(jié)構(gòu)，尺寸為15 m×15 m ×2 m，切角邊為2 m，最大設(shè)計水深1.8 m，草魚養(yǎng)殖區(qū)占系統(tǒng)總面積的10%。每2個養(yǎng)殖池為1套，其間設(shè)置閘板，以便開展兩階段的序批式生產(chǎn)。每個養(yǎng)殖池內(nèi)均安裝有水車增氧機(jī)(0.75 kW)、水泵(0.5 kW)，水泵實現(xiàn)整個系統(tǒng)的水體循環(huán)，6個池塘池底部中心位置均設(shè)有底孔，魚類排泄物、殘余飼料等顆粒物經(jīng)養(yǎng)殖池底孔和管道收集到集污井，再依靠水位差由排污底管流到后端的螺螄鰱鳙養(yǎng)殖區(qū)進(jìn)行物理沉淀。

螺螄鰱鳙養(yǎng)殖區(qū)占系統(tǒng)總面積的15%。水深大于3 m，塘埂較緩，坡比3∶1，以增加螺螄的棲息面積。螺螄鰱鳙養(yǎng)殖區(qū)大量投放螺螄，刮食塘底有機(jī)沉降物，投放量不低于3 kg/m2，增殖的螺螄定期收獲，投放到河蟹養(yǎng)殖區(qū)作為生物餌料，實現(xiàn)飼料營養(yǎng)的二次利用。鰱鳙按照3∶1的質(zhì)量比例投放，濾食水體中的藻類。

河蟹養(yǎng)殖區(qū)占系統(tǒng)總面積的70%，為四周環(huán)溝形式，環(huán)溝水深1 m、寬5 m，凸臺水深0.6 m。凸臺主要種植苦草，環(huán)溝內(nèi)主要種植伊樂藻，進(jìn)行水質(zhì)凈化，吸收水體中的富營養(yǎng)物質(zhì)成為水草生物體，定期打撈投放到草魚養(yǎng)殖池作為飼料，使草魚未攝食的部分營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)水草吸收后返回到魚體內(nèi)。

螺螄鰱鳙養(yǎng)殖塘與河蟹養(yǎng)殖塘由生態(tài)溝連接。生態(tài)溝寬6 m，溝內(nèi)種植挺水植物，懸掛立體彈性填料，主要作用是提高進(jìn)入河蟹養(yǎng)殖區(qū)的水體透明度，以免影響河蟹養(yǎng)殖塘沉水植物的存活率。

2 材料與方法

2.1 水體流態(tài)特征研究

2.1.1 系統(tǒng)全域流動特性計算機(jī)數(shù)值模擬

利用CFD軟件建立全域養(yǎng)殖系統(tǒng)水循環(huán)過程的計算模型，研究全域系統(tǒng)水循環(huán)過程的流動特性。網(wǎng)格劃分的要點在于保證高質(zhì)量的基礎(chǔ)上劃分合適的網(wǎng)格數(shù)量，網(wǎng)格的質(zhì)量和數(shù)量對于控制微分方程的精度和速度有著重要影響[13-14]。如圖4所示，使用網(wǎng)格劃分軟件對多營養(yǎng)級池塘養(yǎng)殖試驗系統(tǒng)的1∶1比例模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，為了提高數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性，對靠近養(yǎng)殖池和管道的部分細(xì)化加密，網(wǎng)格數(shù)量為150萬個。其次驗證池塘全域網(wǎng)格的無關(guān)性，當(dāng)網(wǎng)格數(shù)為500萬時的模擬結(jié)果和150萬個網(wǎng)格數(shù)量的模擬結(jié)果沒有顯著變化，通過了網(wǎng)格無關(guān)性的驗證，可以進(jìn)行數(shù)值模擬。為了便于計算，采用150萬個網(wǎng)格數(shù)量。

2.1.2 草魚養(yǎng)殖池水體流動特性計算機(jī)數(shù)值模擬

利用網(wǎng)格劃分軟件對單個草魚養(yǎng)殖池的1∶1比例模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，如圖5所示，對進(jìn)水口和出水口進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化加密，網(wǎng)格數(shù)量為110萬個。其次驗證單個養(yǎng)殖池網(wǎng)格的無關(guān)性，當(dāng)網(wǎng)格數(shù)為500萬時的模擬結(jié)果和110萬個網(wǎng)格數(shù)量的模擬結(jié)果沒有顯著變化。為了便于計算，采用110萬個網(wǎng)格數(shù)量。

圖5 單個草魚養(yǎng)殖池網(wǎng)格圖Fig.5 Grid diagram of the grass carp culture tank

草魚養(yǎng)殖池的進(jìn)水口設(shè)定為速度進(jìn)口，進(jìn)水密度為998.2 kg/m3，動力黏度為1.003×10-3Pa·s，速度設(shè)為1.5 m/s(水泵流量為45 m3/h)。單個養(yǎng)殖池的出口溢流和底流都是出流邊界條件，設(shè)定養(yǎng)殖池的水體沒有滑移和剪切速度[15-21]，可以認(rèn)為是自由界面，壓力值為1.013×105Pa，池底和池壁都是固壁邊界條件。

為研究不同參數(shù)下養(yǎng)殖池內(nèi)部流場分布特性，設(shè)置監(jiān)測面1 Y=0和監(jiān)測面2 Z=7.5 m作為流場監(jiān)測面。

圖6 草魚養(yǎng)殖池監(jiān)測面位置示意圖Fig.6 Location of monitoring surface in grass carp culture tank

2.2 水質(zhì)調(diào)控效果研究

采樣點設(shè)置(圖7)：在試驗系統(tǒng)內(nèi)設(shè)14個采樣點，對多營養(yǎng)級池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)的水質(zhì)調(diào)控效果進(jìn)行研究，6個草魚養(yǎng)殖池各設(shè)1個采樣點(采樣點9、10、11、12、13、14)，河蟹養(yǎng)殖區(qū)設(shè)5個采樣點(分別為采樣點1、2、3、4、5)，生態(tài)溝設(shè)1個采樣點(采樣點6)，螺螄鰱鳙養(yǎng)殖區(qū)設(shè)1個采樣點(采樣點7)，過濾壩設(shè)1個采樣點(采樣點8)。采用單點采樣法，采樣時間為上午10:00，在水面下50 cm處取水樣，帶回實驗室，分析水質(zhì)。系統(tǒng)于2019年6月投入魚種進(jìn)行試驗，7～10月每月采樣1次。

圖7 采樣點位置示意圖Fig.7 Schematic diagram of sampling point location

2.3 水質(zhì)測試方法

按照SC/T 9101—2007《淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求》[22]的標(biāo)準(zhǔn)，要求淡水養(yǎng)殖排放水的總氮≤5 mg/L，總磷≤1 mg/L，化學(xué)需氧量(COD)≤25 mg/L。因此，本研究選用總氮、總磷、COD作為主要監(jiān)測指標(biāo)，水質(zhì)指標(biāo)測定參考《水和廢水檢測分析方法》[23]?？偟瑝A性過硫酸鉀紫外分光光度法；總磷，鉬酸銨分光光度法；COD，聯(lián)合消解-分光光度法。

3 結(jié)果

3.1 水體流態(tài)特征

3.1.1 全域流動特性計算機(jī)數(shù)值模擬結(jié)果

池塘全域水循環(huán)流動的速度流線圖如圖8。

圖8 池塘全域水循環(huán)流動的流線圖Fig.8 Streamline diagram of water circulation in all ponds

從圖8中可以明顯看出，草魚養(yǎng)殖池的排放水經(jīng)過池底部管道排出，進(jìn)入螺螄鰱鳙養(yǎng)殖區(qū)，依次流經(jīng)生態(tài)溝、河蟹養(yǎng)殖區(qū)，在此過程中，水流受到塘埂的阻流作用，水流速度減小、局部流態(tài)復(fù)雜紊亂，在塘埂附近形成了渦流。養(yǎng)殖水經(jīng)過濾壩進(jìn)一步凈化后由水泵抽取回到草魚養(yǎng)殖池，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的水循環(huán)。

為研究多營養(yǎng)級池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)水流分布的均勻性，對6個水體循環(huán)泵開啟后不同時刻的全域水循環(huán)流動特性進(jìn)行了模擬計算，圖9a、9b、9c、9d分別代表水泵開啟后的30 s、100 s、300 s和500 s。結(jié)果顯示，隨著時間的推移，水體在整個系統(tǒng)中的流態(tài)趨于穩(wěn)定，系統(tǒng)開啟運行300 s后，水流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)(如圖9c、9d所示)，水體在系統(tǒng)各個池塘中的分布基本均勻。

圖9 不同時刻下的流線圖Fig.9 Streamline diagram at different times

3.1.2 單個草魚養(yǎng)殖池的流動特性

草魚養(yǎng)殖池在監(jiān)測面1和監(jiān)測面2上的速度云圖，如圖10、圖11所示。

圖10 監(jiān)測面1速度云圖Fig.10 Velocity nephogram of monitoring surface 1

圖11 監(jiān)測面2速度云圖Fig.11 Velocity nephogram of monitoring surface 2

通過觀察監(jiān)測面1和監(jiān)測面2上的水流速度，可以看到在養(yǎng)殖池中心區(qū)域有明顯的旋流、渦流產(chǎn)生。養(yǎng)殖池池壁附近的速度值大于軸心區(qū)域部分的水體流速。在低流速區(qū)域內(nèi)，未攝食的飼料、魚類排泄物等顆粒廢物可以快速沉淀，沉積的顆粒物容易向池中間的排污口聚集，有利于養(yǎng)殖池的及時集污排污[24-25]。

3.2 水質(zhì)調(diào)控效果

3.2.1 總氮質(zhì)量濃度

對試驗系統(tǒng)內(nèi)14個采樣點水體中總氮的含量進(jìn)行監(jiān)測(圖12)，經(jīng)水質(zhì)分析，水體中總氮含量均在5 mg/L以下，其中7、8、10三個月份數(shù)值均集中在2.7 mg/L以下，水體中總氮含量總體上穩(wěn)定，水體中總氮值均較低。

圖12 各采樣點的總氮Fig.12 Total nitrogen of each sampling point

監(jiān)測起始點7月份總氮含量在1.73～2.35 mg/L之間，各監(jiān)測點間波動不大。隨著時間推移，水體中的總氮含量呈先上升后下降的狀態(tài)，并于9月份達(dá)到峰值，各監(jiān)測點均值3.34 mg/L，隨后下降。在14個監(jiān)測點中，7月份的最高值為2.35 mg/L，出現(xiàn)在監(jiān)測點12(草魚池)，8月份的最高值為2.61 mg/L，出現(xiàn)在監(jiān)測點11(草魚池)，9月份的最高值為4.24 mg/L，出現(xiàn)在監(jiān)測點7(螺螄鰱鳙養(yǎng)殖區(qū))，10月份的最高值為2.16 mg/L，出現(xiàn)在監(jiān)測點1(河蟹養(yǎng)殖區(qū))。

3.2.2 總磷質(zhì)量濃度

對試驗系統(tǒng)內(nèi)14個采樣點水體中總磷的含量進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)果表明，除7月份監(jiān)測1的極端數(shù)值外，其余水體中總磷含量均在1 mg/L以下，其中7、8、10三個月份數(shù)值均集中在0.7 mg/L以下(圖13)。

圖13 各采樣點的總磷Fig.13 Total phosphorus of each sampling point

監(jiān)測起始點7月份總磷含量在0.13～0.19 mg/L之間，各監(jiān)測點間波動不大。隨著時間推移，水體中的總磷數(shù)值呈先上升后下降的狀態(tài)，并于9月份達(dá)到峰值，各監(jiān)測點均值為0.63 mg/L，隨后下降。在14個監(jiān)測點中，7月份的最高值為0.19 mg/L，出現(xiàn)在監(jiān)測點9(草魚養(yǎng)殖池)中，8月份的最高值為0.43 mg/L，出現(xiàn)在監(jiān)測點7(螺螄鰱鳙養(yǎng)殖區(qū))中，9月份的最高值為0.9 mg/L，出現(xiàn)在監(jiān)測點6(生態(tài)溝)中，10月份的最高值為0.63 mg/L，出現(xiàn)在監(jiān)測點11(草魚養(yǎng)殖區(qū))中。

3.2.3 COD質(zhì)量濃度

對試驗系統(tǒng)內(nèi)14個采樣點水體中COD進(jìn)行監(jiān)測，經(jīng)水質(zhì)分析，水體中COD呈現(xiàn)上升的趨勢，于10月份達(dá)到峰值(圖14)。在14個監(jiān)測點中，7月份的最高值為20 mg/L，出現(xiàn)在監(jiān)測點6(生態(tài)溝)，8月份的最高值為50 mg/L，出現(xiàn)在監(jiān)測點1(河蟹養(yǎng)殖區(qū))，9月份的最高值為53 mg/L，出現(xiàn)在監(jiān)測點3(河蟹養(yǎng)殖區(qū))，10月份的最高值為73 mg/L，出現(xiàn)在監(jiān)測點1(河蟹養(yǎng)殖區(qū))。

圖14 各采樣點的CODFig.14 COD of each sampling point

4 討論

4.1 多營養(yǎng)級池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)的水體流態(tài)特征

多營養(yǎng)級養(yǎng)殖系統(tǒng)的關(guān)鍵4個基本要素是水、功能群、營養(yǎng)物通量和收獲的管理，水體的物理連通性是保證物質(zhì)能量傳遞的重要因素。與海洋牧場的多營養(yǎng)級綜合水產(chǎn)養(yǎng)殖(IMTA)主要依靠海域縱深自然傳遞營養(yǎng)物不同，多營養(yǎng)級池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)的水深較淺，養(yǎng)殖不同生態(tài)位水生生物的池塘沿水平布置，水流主要靠水泵驅(qū)動，水體在系統(tǒng)各個區(qū)域中的分布是否均勻直接關(guān)系到營養(yǎng)物能否由一個功能群傳遞到下一個養(yǎng)殖物種，因此，是保證多營養(yǎng)級池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)營養(yǎng)物通量的關(guān)鍵因素。池塘設(shè)施是實現(xiàn)多營養(yǎng)級池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)功能的前提和基礎(chǔ)，本研究通過對池塘設(shè)施的改造，在不同的養(yǎng)殖空間生產(chǎn)不同的養(yǎng)殖生物，水體作為物質(zhì)能量傳遞的載體，保證了營養(yǎng)物在不同生態(tài)位養(yǎng)殖生物中的循環(huán)。有研究表明，連續(xù)的水流對于分隔池塘是至關(guān)重要的，保證了良好的水質(zhì)，確保魚在良好的環(huán)境里生長。水體均勻的流動保證物質(zhì)充分混合，使得浮游植物的生產(chǎn)力和群落結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定[26-31]。本研究對單個養(yǎng)殖池和全域流動特性的計算機(jī)模擬結(jié)果進(jìn)一步證實了多營養(yǎng)級養(yǎng)殖系統(tǒng)設(shè)計的兩個關(guān)鍵點，一是草魚養(yǎng)殖池的顆粒廢物快速沉淀，并及時排出，保證草魚養(yǎng)殖池的水質(zhì)，且為下一級生物提供營養(yǎng)。二是水體在系統(tǒng)各個區(qū)域中的均勻分布，保證物質(zhì)能量循環(huán)的暢通。

4.2 多營養(yǎng)級池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)的水質(zhì)調(diào)控效果

近年來，隨著環(huán)保壓力的加大和消費者對水產(chǎn)品質(zhì)量安全的持續(xù)關(guān)注，傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖的生態(tài)環(huán)境壓力越來越大，池塘養(yǎng)殖尾水治理成為科研人員和產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的焦點問題。為實現(xiàn)池塘養(yǎng)殖尾水的達(dá)標(biāo)排放，全國各地陸續(xù)制定了相關(guān)政策，支持養(yǎng)殖池塘尾水處理設(shè)施的工程改造，如上海市按照5 000元/畝的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行財政投入。本研究研發(fā)的多營養(yǎng)級池塘系統(tǒng)為池塘養(yǎng)殖的水質(zhì)控制提供了一種解決方案，不將養(yǎng)殖生產(chǎn)產(chǎn)生的碳、氮、磷作為污染物進(jìn)行去除，而是視為營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行再利用，降低了尾水處理壓力。本研究結(jié)果表明，該系統(tǒng)在不換水的情況下，養(yǎng)殖全程的總氮、總磷沒有超過排放標(biāo)準(zhǔn)，但對COD的控制效果不顯著。由此可見，有必要對多營養(yǎng)級池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，加強(qiáng)系統(tǒng)對有機(jī)物濃度的控制效能。池塘水體COD質(zhì)量濃度與殘餌、糞便、池塘底泥有關(guān)，本試驗測得的COD最高值主要出現(xiàn)在河蟹養(yǎng)殖池，估計與河蟹底棲的習(xí)性有關(guān)，河蟹的運動導(dǎo)致了底泥中有機(jī)物的釋放，導(dǎo)致了水體COD質(zhì)量濃度的升高。本系統(tǒng)主要通過過濾壩進(jìn)行COD的去除，過濾壩由于成本較低，近幾年在池塘養(yǎng)殖尾水處理中應(yīng)用較多，而從本試驗數(shù)據(jù)來看，過濾壩對養(yǎng)殖魚類的池塘COD的處理效果有限，這主要是由于過濾壩容積有限，水力停留時間較短，不具備截留水體懸浮有機(jī)物和微藻的水力條件。因此，過濾壩主要適用于養(yǎng)殖青蝦、河蟹等單位產(chǎn)量較低的池塘尾水處理，主養(yǎng)魚類的池塘由于養(yǎng)殖密度大、有機(jī)物質(zhì)量濃度高，應(yīng)采用人工濕地等更加高效的水處理設(shè)施。劉興國等[32]研發(fā)的生態(tài)工程化循環(huán)水池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)，其中的潛流濕地對養(yǎng)殖排放水體中COD 的去除率達(dá)到了17%～42%，表明人工濕地對養(yǎng)殖水體中有機(jī)物去除效果明顯。

5 結(jié)論

多營養(yǎng)級池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)通過投放不同生態(tài)位的養(yǎng)殖生物延長了食物鏈，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)盡可能多的轉(zhuǎn)為養(yǎng)殖生物的生物量，降低營養(yǎng)素進(jìn)入周邊環(huán)境的比例，為水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境污染的解決提供了一種可行的途徑。系統(tǒng)水泵開啟運行300 s后，水體在整個系統(tǒng)中的流態(tài)趨于穩(wěn)定，水體在系統(tǒng)各個池塘中的分布基本均勻；草魚養(yǎng)殖池池壁附近的速度值大于軸心區(qū)域部分的水體流速，有利于顆粒廢物的快速沉淀，及時集污排污。試驗系統(tǒng)對養(yǎng)殖水體氮、磷的去除效果顯著，養(yǎng)殖全程的總氮質(zhì)量濃度低于4.2 mg/L，總磷質(zhì)量濃度低于0.9 mg/L，均沒有超標(biāo)，但對COD的控制效果不顯著，應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化。

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