我国渔业装备与工程学科发展报告.docx

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我国渔业装备与工程学科发展报告

我国渔业装备与工程学科发展报告（2005-2006）

发布时间：

2011-11-14　　信息来源：

《渔业现代化》

　　徐  皓

　　（中国水产科学院渔业机械仪器研究所，上海200092）

　　1渔业装备与工程研究对象和内容

　　渔业装备与工程学科的研究对象是指在现代渔业生产发展中起着重要作用的渔业机械、仪器、渔船、渔业设施，以及以这些装备为主要内容的渔业工程。

其主要研究对象为：

渔业生产，水产品加工、保鲜和流通工程，饲料加工，渔业能源，环境和资源等的生产、治理、控制及修复工程，渔港工程等。

主要领域包括：

水产养殖工程，捕捞装备工程，加工机械工程，以及渔业资源修复与渔港工程。

　　水产养殖工程以提高资源利用率为主导方向，重点是使养殖设施系统减少对水资源和土地、水域的占用，降低对水域环境的污染；同时以海洋网箱集约化高效、生态、健康养殖为目标，进行大型网箱及配套设施系统化研究。

主要研究内容：

循环水养殖工程技术，池塘生态工程化控制技术，渔业废水排放净化技术，养殖工程智能化监控技术，养殖设施系统标准化技术，安全性高、对环境影响小、系统配套性强、有利于产业化的网箱养殖装备及设施系统等。

　　捕捞装备工程以海洋选择性捕捞技术装备的自动化、信息化为目标，进行捕捞装备现代控制技术研究。

主要研究内容：

捕捞装备及自动化控制技术，鱼类水声探测技术，液压控制系统技术，渔业船舶工程技术，海洋渔业装备标准化技术等。

　　加工机械工程学科以提升水产品资源利用率、加工效率、品质及安全性为目标，进行水产品精深加工、综合利用加工，以及饲料加工等装备及工程技术的研究开发。

主要研究内容：

鱼糜及制成品加工设备系统技术，鱼类加工前处理设备技术，饲料加工工程技术，干燥加工装备系统技术，挤压脱水加工设备技术，水产品加工机械标准化技术等。

　　渔业资源修复工程技术重点领域以保护、恢复渔业资源，修复渔业水域生态和水质环境为目标，按照现代渔业发展和社会城镇建设、城市环保的要求，进行现代渔港建设的系统性技术研究，重点开展渔港设施工程技术的研究和渔港功能多样性系统技术的研究。

　　渔业装备与工程技术是现代渔业发展的重要保障。

农业的现代化、工业化需要二大技术支撑，一是现代生物生产技术，二是现代装备与工程技术。

现代渔业的发展目标是工业化，体现在生产力上，就是工厂化的生产方式和产业化的生产模式。

渔业现代化的实现，不仅依靠生物生产技术，还必须有装备与工程技术。

装备与工程技术是现代渔业科技不可或缺的重要组成部分。

　　渔业装备与工程技术是渔业实现高效生产的重要保证。

我国渔业发展要实现增长方式的转变，高效生产是主要的目标。

由现代科技支撑的渔业装备与工程技术，对捕捞生产而言，可提高捕捞效率，降低能源消耗，提高国际竞争力；对养殖业而言，可提高养殖生产的集约化程度，降低养殖成本，实现健康养殖；对加工流通业而言，可提高水产品价值，保证产品质量安全，实现规模化生产。

从某种意义上讲，渔业科技的进步就是渔业生产实现机械化的过程。

　　2研究进展概况（2005-2006）

　　2.1水产养殖工程技术领域

　　水产养殖工程技术领域的科技发展主要体现在工厂化养殖系统技术、池塘生态工程化控制技术和深水网箱设施技术这三个方面。

　　2.1.1工厂化循环水养殖系统

　　工厂化循环水养殖是应用现代工业技术的资源节约型高效养殖生产模式。

“十五”期间，通过国家科研计划和技术开发，国内的有关科研单位和企业分别在海水循环水养殖和淡水循环水养殖两个方面形成了基本的系统模式，取得了一定的示范应用效果。

（1）系统模式研究

　　淡水循环水养殖系统技术已趋于成熟，海水循环水养殖系统技术也基本形成，建立了以旋筛为主的物理过滤与以硝化细菌为主的生物过滤相结合的工艺系统，纯氧增氧技术、紫外/臭氧杀菌技术、泡沫分离技术和水质监控技术等已成功运用于系统之中。

　　“鱼类全人工繁育控制系统研究”项目（农业结构调整项目，中国水科院渔机所）以高效生物过滤设备（设施）和水质在线监测为主要研究内容，形成了包括繁育设施、循环水净化系统、水质自动监控系统在内的完整的系统模式，在全国多家苗种繁育单位应用推广。

　　“循环水工厂化淡水鱼类养殖系统关键技术研究与开发”项目（上海市科技兴农项目，上海水产大学）研制和开发了系统化的水处理设备，尤其在悬浮颗粒去除技术、高效生化反应器等关键技术的研究方面取得显著进展，水循环率达到96%以上，生产系统排放水水质达到排放标准，初步建立了主要名特优淡水养殖品种的工厂化养殖技术体系。

　　“工厂化养鱼关键技术及设施的研究与开发”项目（“十五”科技攻关项目，中国水科院黄海所与渔机所合作）和“工厂化鱼类高密度养殖设施的工程优化技术”（国家863项目，中国水科院黄海所）以高效生物过滤净化技术及装置研究为主，建立封闭式海水养殖循环水处理系统，运用机械过滤、泡沫分离、臭氧消毒、生物膜降解、滴滤除气、贝壳调节pH值、氧浴增氧等工艺，养殖牙鲆平均单产达29.92kg/m2，成活率达到95.39%。

（2）系统技术研究

　　高比表面积生物过滤材料挂膜技术和防淤积技术一直是研究的重点。

国外流行的比表面积在2000m2/m3以上的浮粒材料应用于具有气压室自动反冲洗功能的生物过滤器中（农业结构调整项目，中国水科院渔机所），每立方载鱼量可达500kg。

孙大川等对浮粒式生物过滤器在不同工况下的水处理效率进行了比较研究，确定了曝气状态下的最佳水流量。

陈中祥等对冷水鱼类养殖低温（12℃）条件下氨氮处理微生物进行了实验，研究证明，在经过低温环境的驯化和pH值的诱导，硝化细菌仍然是工厂化养殖水体中氨氮处理的有效手段。

泡沫分离技术是去除水中细小悬浮颗粒的有效手段，主要应用在海水循环水养殖系统中，有关的研究正在不断深入。

郑瑞东等用泡沫分离法对工厂化养殖废水进行处理，证明在海水或养鳗淡水中，可去除60%以上的悬浮颗粒。

宋德敬等将臭氧与泡沫分离相结合，研究臭氧的添加量和蛋白质的去除效果，证明二者配合使用可获得良好的水质净化效果。

养殖水体多参数在线监控系统在工厂化养殖系统中已成功运用（中国水科院渔机所），系统控制技术的应用研究在进一步深入。

刘星桥等研制了一套工厂化水产养殖多环境因子智能监控系统（江苏省农业科技攻关计划，江苏大学），采用图象处理和专家系统对鱼病进行自动诊断和早期预报，采用移动GPRS通讯技术和互联网技术进行远程数据采集和监控。

　　在系统控制方面，宋协法等根据狼鲈的生理特点，在耗氧率、氮排泄率的基础上建立数学模型，以工厂化养殖设备为执行机构，构建环境调控软件包系统，通过计算机技术确定养殖污水处理设备的数量及规格，将养殖环境控制在最佳状态（国家863项目，中国海洋大学）。

在循环水养殖系统中搭配水生植物是防止硝酸盐累积、净化水质的有效方法。

刘鹰等开展“海水高效养殖工程及精准生产技术的产业化”研究，采用无污染封闭循环水养殖新技术和高效育苗新工艺，结合科学规范的生产管理与高新水处理技术，对养殖过程进行全程监测与控制，实现养殖过程的精准生产。

　　（3）鱼菜共生系统研究

　　20世纪90年代开展了工厂化养殖“鱼菜共生”技术的应用，这方面的研究重点在植物的搭配技术、营养平衡技术以及设施工程的经济性等问题上。

谭洪新等研究了循环水养殖植物水栽培综合生产系统的工艺设计及运行效果，该系统主要由养殖池、蔬菜和花卉水培渠及循环水处理系统组成，构成“养殖—种植—水净化”三者结合的生产模式，效果良好，水栽培蔬菜长势良好，对水质的净化效果明显。

　　（4）纳米材料开发

　　“纳米材料的渔业应用和技术开发”项目（上海市科委纳米专项课题，中国水科院渔机所）探索了纳微米功能材料在养殖水处理技术上的应用和开发，研究了纳米级功能滤料、涂料、饲料添加剂的基本应用技术及效果，建立了经济可行的应用模式，开创了纳米材料技术在渔业科技中系统应用的先河。

微电场凝聚、超声波等技术在养殖循环水处理新技术的应用研究中也取得了一定的进展（中国水科院渔业水体净化技术与系统研究重点开放实验室项目）。

　　（5）国家863项目简介

　　重要海水养殖贝类苗种培育设施的工程优化（中科院海洋所） 该课题研究建设了一个面积500m2，约900m3水体的养殖系统，由育苗池、固液分离装置、生物处理装置、自动控制装置等组成，开发了集热面积为110m2的海水专用PPR联箱式太阳能加温系统，系统布苗密度为16个/m3，出池苗密度为10个/m3。

系统指标为：

NH4-N≤0.1mg/L，BOD≤1mg/L，溶氧36.5mg/L；可去除76mm以上的颗粒悬浮物，循环水日补充量小于总水量的6%。

　　工厂化鱼类高密度养殖设施的工程优化技术（中国水科院黄海所）  该课题研发的全自动快速过滤器，滤速高达80m/h以上；研发的高效复合型净化菌剂，具有在低温条件下高效降解氨氮的特点；研发的微孔净水板，比表面积达2100m2/m3；开发研制的YKY中频（>400Hz）低压臭氧发生器，臭氧产出能力高，耗电低，效率高出工频高压臭氧发生器近1倍；开发研制的分子筛富氧机，产纯氧率达到90%；研制的模块式紫外线杀菌装置，灭菌效果达到100%；研制的100m3/h的蛋白质分离器，容量大，效果好；研制开发了在线水质监测系统中的传送与接收装置，通过集成实行单机多点自动监测和报警。

在1000m2水系统中，采用微滤、蛋白质分离、砂滤、富氧、射流溶氧、二级生物净化、臭氧消毒与模块式紫外消毒的工艺流程，实现水循环1次/2h，水利用率为95%，大菱鲆产量达到35kg/m2；将养殖生物净化与序批式间歇生物反应器有机结合，对一般养殖废水进行集中处理与综合利用，使之达标排放。

　　（6）国家攻关项目简介

　　对虾工厂化无公害养殖技术开发与示范（中国水科院黄海所） 该课题建立了适应于南方和北方不同气候和环境特点的对虾工厂化无公害养殖模式，并提出了相关的生产工艺流程；研究了对虾工厂化养殖水环境特征，测定了对虾在工厂化养殖条件下不同生长时期对养殖环境的要求以及对主要水质参数的影响，确定了主要调控指标；通过人工调控可以维持生态系统相对稳定，满足对虾高密度养殖需求；采用物理沉淀和生物净化方法处理养殖废水效果明显；运用HACCP原理，系统分析了养殖过程中潜在的生物、物理、化学性的危害因子，对养殖过程中投入物的状况进行分析，提出了对虾工厂化养殖良好操作技术规范（GAP），建立了对虾质量安全管理手册。

　　深水抗风浪网箱养鱼技术开发与产业化示范（中国水科院南海所） 该项目研制出以HDPE圆形双浮管升降式深水抗风浪网箱为代表的4种适合我国国情的深水网箱，可设置在水深15~30m的开放水域，能抵御12级以上台风和5m浪高，可下潜至预设深度（-10m），8级大风时能在水面正常作业，设施寿命超过10年。

课题研究筛选出卵形鲳鲹、军曹鱼、大黄鱼等6个深水网箱主养品种，规模化养殖平均单位产量为16.2～31kg/m3，平均成活率为85.2%~93.5%，饵料成本占养殖总成本的44.8%；同时还研制出深水网箱自动投饵机、网衣清洗机、声纳和光电2种类型水下监视系统、吸鱼泵、网衣防污新材料、2种HDPE新型网箱、抗流囊网、太阳能警示灯、踏板等配套设备，开发出CAGESIM网箱工程设计辅助软件。

　　（7）国际合作项目简介