
今年7月26日,“海洋牧场”乡村振兴示范区在荣成市寻山街道爱伦湾建成投运,这是山东威海供电公司2021年精致电网建设“一站、一商圈、一湾区、一海洋牧场”的“四个一”示范工程重点成果,也是山东省首个建成投运的“智慧低碳、多能互补”的海洋牧场乡村振兴示范区。
爱伦湾海洋牧场建有海洋牧场展示厅、海藻养殖、鲍鱼养殖车间,是独具特色的海洋生态牧场综合体,有微藻自动化养殖、海产品立体养殖、海上移动平台、休闲驿站等打造集生产和旅游结合方面的优势,在威海特色海洋经济和旅游相结合方面具有代表性。威海公司在爱伦湾海洋牧场原有设施基础上,以低碳智慧用电为出发点,运用综合能源相关技术,融合建设分布式光伏、高效热泵、分布式储能、智能感知控制等多种元素,构建服务特色海洋产业的能效服务示范项目,发挥海洋固碳潜力,助力乡村振兴和“双碳”行动,彰显精致电网与绿色发展深度融合特色。
海洋牧场示范项目以清洁能源和智慧用能技术应用为核心。
一是海产品养殖智能检测控制升级。对微藻培养大棚、鲍鱼育苗车间、海带育苗车间新增照度传感器、温湿度传感器、空气质量传感器及水质传感器,对育苗环境进行全方位监测,为大数据分析提供支撑。实时全面感知设备的运行状态,结合智慧能源管理系统进行集中控制,为高效生产、安全生产提供支撑。
二是微藻大棚多能互补综合改造。新增空气源热泵及其配套水泵,结合棚内100台散热风机加装水帘降温设备,实现夏季、冬季棚内温度控制在藻类养殖区间,具备全年连续生产条件。在向阳棚顶安装透光式太阳光伏,总装机容量400kWp,降低大棚用电成本。
三是海产品加工产业能耗检测升级。针对牧场周边山东荣祥食品、山东海洋村食品、荣成通源水产科技等三家公司的空气源热泵系统、水源热泵系统、制冷压缩机系统,利用预留接口,加装能耗监测设备,接入系统实现监控记录,开展产量能效分析,提供详尽能效账单及节能建议。
四是海上观光平台移动储能服务。研发海上移动储能系统,为用户海上平台及厂区提供部分设备供电服务,满足海上浮台基础设备的电力供应,提高景区服务品质。储能系统采用模块化设计,充分利用时段价差,实现经济运行、削峰填谷。
项目实施后,微藻玻璃大棚项目由春秋两季生产变为四季生产,实现对温度、水质等实现在线集中实时监测,对微藻中的各种参数、关键设备情况全面感知。每年减少工作人员的劳动量及人工数量即可节约成本30万元,降低生产用能成本25%,增加产量15%;年减少CO2排放100吨以上;不仅助力园区自身零碳排放,还可为社会贡献碳减排指标,进一步助力威海能源体系低碳发展。
此外,风电与海上牧场开始融合。
2020年3月,国内首个“海上风电+海洋牧场”示范项目——昌邑市海洋牧场与三峡300MW海上风电融合试验示范项目海洋勘察工程公示,该项目位于山东省潍坊昌邑市境内北部莱州湾海域LZW3#海上风电场址内。
4月,由中广核研究院牵头申报的2020年省级促进(海洋)经济高质量发展专项资金项目“漂浮式海上风电与海洋牧场融合关键技术研究”项目完成合同签订。
可见,海洋上的“双碳”大有文章可做。在内陆也要想想办法。
在周日上午的湖北省乡村振兴发展大会上,我了解到一个新技术。
池塘“零排放”圈养绿色高效循环养殖技术,是由华中农业大学水产学院何绪刚教授科研团队研发的新技术。
该技术是在池塘中构建圈养装置,把养殖对象圈在圈养桶内养殖。很像猪圈。
通过圈养桶特有的锥形集污装置高效率收集残饵、粪污等废弃物,废弃物经吸污泵抽排移出圈养桶、进入尾水分离塔,固废在分离塔中沉淀分离、收集后进行资源化再利用。去除固废后的尾水经人工湿地脱氮除磷后再回流到池塘重复使用,实现养殖尾水的“零排放”。该技术被农业农村部评为2019年十大引领性农业技术。
系统构成
1、养殖、捕捞系统。
圈养桶为食品级PE环保材质,上部为圆柱体,直径4.0m,有效水深约1.7m,有效养殖水体约20m⊃3;无死角,避免了养殖鱼类扎堆、局部缺氧现象。内设固定式防逃网和活动式捕捞网隔。需要分级或捕捞时,升起捕捞网隔即可便捷化起捕。通常2人即可完成捕捞,大幅节约劳力成本。可与集成吸鱼泵技术结合,实现捕捞机械化。
2、增氧、推水系统。
通过空压机、罗茨鼓风机或制氧机等与纳米增氧管进行微孔增氧。增氧产生的气泡,在圈养系统内形成由四周向中央推送的水流,可将残饵、粪便等养殖废弃物推送到圈养系统中央部位,以利于其沉降、收集。根据需要,还可加装推水水泵,利用水流的冲击形成环流,不仅锻炼鱼类,而且有助于收集残饵、粪便。
3、集、排污系统。
由圈养桶下部锥形结构、尾水管道、吸污泵等构成。当残饵、粪便下沉至圈养桶锥底后,由于没有鱼类的扰动,会沉积到底部的排水口附近。当吸污泵开启,含残饵、粪便的污水(黑水)会首先被抽排出,进入尾水塔。抽排完污水(黑水)后,还需要继续抽排清水(非黑水状态的养殖尾水,含鱼类代谢产物),清水直接抽排到圈养池塘中,靠池塘水体的自净能力去降解其中的有毒有害氮素。由于圈养系统独特的集、排污结构,实现了清、污(黑水)分离,使养殖尾水的后续处理变得简便和彻底。
4、固液分离及尾水处理系统。
污水(黑水)入尾水分离塔后,在重力作用下,静置一段时间后,废水中的固形物即可充分沉淀至水塔底部,此时,可从底部水管中将固形物收集,作进一步的资源化再利用处理(如发酵制作有机肥、饲养蚯蚓、制作沼气等)。去除固废后的上清液流经垂直流人工湿地系统,采用短程硝化+厌氧氨氧化技术进行脱氮除磷处理,处理后的水重新回到池塘中重复使用,实现养殖废水零排放目标。
5、池塘水体自净系统。
在圈养池塘中通过移植苦草、狐尾藻等沉水植物,以及布设生物刷、架设生物浮床等措施,强化池塘水体的自净能力。在养殖期间,应维持水体清洁,透明度保持在60cm以上。
技术优势
1、节水、节地,适应性广。
无论池塘大小、水源好坏均可安装,无需额外占地。适合圈养的品种多、规格广。池塘水体自净能力得到强化,只需补充少量水体,无需外排尾水,养殖尾水“零排放”。
2、绿色、环保、安全。
养殖固废资源化可二次利用。圈养桶方便观察鱼类行为,便于病害的早诊断、早治疗,用药减量50%以上,且基本不用抗生素类药物。实现了清水养殖,产品药残和土腥味低,品质更髙。
3、增收效果显著。
精养池塘单产可达5吨/亩以上,池塘养殖容量提升5倍。简化捕捞,节约劳动力成本,渔民养殖收益显著增加。
4、促进池塘传统养殖模式转型升级。
集成在线监测、远程操纵、饲料风送等自动化、机械化、信息化和可追溯系统后,本技术可促进水产养殖业的工业化深度转型。
技术要点
1、圈塘比
1亩池塘安装圈养系统1组(4个圈养桶+1个尾水处理系统)。
2、圈养池塘处理
种植苦草或轮叶黑藻,种植面积为池塘面积的40%左右;挂生物刷2000个/亩。放养鲢鳙以净化水质,鲢鳙放养量150尾/亩。
3、适宜养殖对象:
加州鲈、鳜、长吻鮠、花䱻、泥鳅、翘嘴鲌、草鱼、鳙、团头鲂、鲫、鲤等,可多品种单养。
4、放养密度
参照散养池塘1亩的放养量确定每个圈养桶的放养量。以加州鲈为例,放养密度为每个圈养桶3000~3500尾,规格宜不小于200尾/kg。
5、饲喂管理:
同散养池塘,宜饱食投喂;每天开增氧泵微孔增氧。
6、排污:
每天至少排污一次,养殖中后期宜每天排污2次,每次排污1小时。每次排污时,前2分钟排出的黑水直接抽入尾水分离塔,后续排出的尾水直接入养殖池塘,依靠池塘自净能力降氮除磷。进入尾水分离塔的污水,静止4小时后排出上清液入三级尾水处理桶降氮除磷后入池塘循环利用;尾水分离塔底部固形物每4天排出一次,收集到的固体废弃物可用于蔬菜种植或蚯蚓养殖等实现资源化再利用。
7、收获:
当养殖对象达到上市规格后及时起捕上市。捕捞时2~4人升起捕捞网隔板即可抄捕商品鱼上市,捕捞时不影响临近其他圈养桶的正常饲喂。
8、水位管理:
当蒸发或渗漏池塘水位下降时,及时补充新水,以保持水位稳定。
产量与效益
精养池塘单产可达1万斤/亩以上(按1亩池塘安装4个圈养桶折算),年产值12万元~16万元/亩,纯利润4万~8万元/亩
其实最简单的办法是鱼菜共生,就是将水产养殖和蔬菜种植两种不同的农业技术,通过科学的生态设计,达到协同共生。
池塘养鱼会产生大量排泄物,以这些排泄物代替肥料育肥蔬菜,又以水培蔬菜吸收水中有机物质,从而让鱼、植物、微生物三者之间达到一种和谐的生态平衡,这也属于可持续循环型低碳渔业。
尽管技术细节有所不同,但市面上的鱼菜共生项目,大多遵循相似的技术框架——水面种菜,水下养鱼,养鱼少换水、种菜不施肥。
饵料残留与鱼的排泄物,在水体中形成氨氮。养殖废水由水泵抽取,先经过瓦砾槽物理过滤,再经历硝化池微生物分解,氨氮被转化为硝酸盐,最终被种植床上的植物吸收,氨氮得到固化。废水变清水,又回到了鱼池中。在更为复杂的系统中,瓦砾槽中还可引入蚯蚓,以提高分解能力。国内部分项目甚至增加起雾栽培装置,来提高蔬菜种植管理水平。