陆基工厂化循环水养殖工艺流程及参数设计（三）：水质参数设计

   循环水水质参数与设计标准是循环水处理系统设计与运营管控的依据。下表是帮邦工程师团队经常使用的循环水养殖系统工艺图和水质参数供大家参考：

数据来源：帮邦科技

一、固体颗粒物去除系统的参数设计

     在循环水养殖中通常用总悬浮固体物（Total Suspended Solids，TSS）作为衡量固体颗粒物的参数。它主要指单位水体中粒径大于1微米的固体颗粒物的总量。在循环水系统中 TSS 包括鱼类粪便、残饵、生物絮团（死细菌和活细菌）等，这些悬浮颗粒的尺寸从微米级到厘米级范围变化很大。悬浮颗粒物既可直接影响鱼的健康与生长（尤其是冷水鱼），又会增加生物滤池的负担。因此要将循环水中悬浮颗粒物的浓度维持在一个合理的范围内。

     在一些欧盟国家的循环水养殖系统中，对于悬浮颗粒物的控制较为严格。例如，对于用于循环水养殖的水体，悬浮颗粒物浓度（以总悬浮物 TSS 衡量）通常希望控制在 15mg/L 以下，以维持良好的水质和生态环境。

     美国在水产养殖和水处理领域也有相关的水质规范。在循环水养殖系统中，对应的悬浮颗粒物含量（通过浑浊度等相关指标换算）也有一定限制，大致是悬浮颗粒物浓度在 8 - 12mg/L 左右作为比较理想的范围，用于保障水生生物的生存和繁殖。

     在我国的工厂化循环水养殖系统的实际操作中，一般会要求悬浮颗粒物浓度（悬浮物SS）控制在10mg/L 以下。对于一些对水质要求较高的名贵品种养殖，如三文鱼，甚至要求控制在5mg/L 以下。

二、水溶性有害物质去除参数设计

     水溶性包括可溶性无机物、可溶性有机物。其中，水溶性有害物质主要是氨氮（NH₃- N ）和亚硝态氮（NO₂- N )。氨氮能通过鱼类的鳃和皮肤进入血液，干扰其正常的三羧酸循环，改变鱼体的渗透压并降低鱼体对水中氧的吸收能力，影响鱼类正常生长与生存。

     循环水养殖系统中常用的是固定膜式硝化生物过滤池，即氨态氮转化菌群依附在某种生物填料表面上生长，氨氮通过扩散的方式传递到固定生物膜内并被转化掉。生物滤池工艺设计目的主要是使过滤器有足够的硝化菌量来去除鱼类排泄的氨氮，维持养殖系统中的氨氮浓度在预定范围以内，以确保鱼类的安全与有效生长。

1、氨氮（NH? - N）参数设计

     氨氮是循环水养殖系统中溶于水的主要污染物之一。它主要来源于养殖生物的排泄物和残饵。高浓度的氨氮会对养殖生物产生毒性，影响其生长、免疫力和繁殖能力。在生物滤池中，氨氮的去除主要依靠硝化细菌等微生物的硝化作用，将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐。

     在设计生物滤池时，要考虑足够的滤料表面积和体积，以提供足够的空间让硝化细菌生长繁殖。同时，要控制进水的氨氮负荷，避免过高的氨氮浓度冲击生物滤池。例如，可以通过使用自动投饵机，采用少量多餐的投喂策略来降低进水氨氮浓度。根据养殖生物的氨氮耐受程度和养殖密度来确定生物滤池允许的氨氮浓度。一般来说，对于大多数淡水养殖鱼类，总氨氮浓度应控制在1mg/L 以下，非离子态氨不高于0.025mg/L。

2、亚硝酸盐（NO??- N）参数设计

     亚硝酸盐也是循环水养殖系统中需要重点关注的水质参数。它是氨氮硝化过程中的中间产物，对养殖生物同样具有毒性。亚硝酸盐会影响养殖生物血液中氧气的运输，导致养殖生物出现缺氧症状，如呼吸急促、浮头甚至死亡。

     在设计中，要确保生物滤池能够有效将亚硝酸盐进一步转化为硝酸盐。这需要维持生物滤池中反硝化细菌的活性，为其提供适宜的环境条件，如合适的溶解氧。一般要求亚硝酸盐浓度控制在0.5mg/L 以下。
3、海水对设计参数的影响

     海水的盐度较高，含有多种离子，如钠离子（Na?）、氯离子（Cl?）、镁离子（Mg??）、钙离子（Ca??）等。海水养殖生物在长期适应高盐环境的过程中，进化出了复杂的离子调节系统。当亚硝酸盐进入海水生物体内时，这些生物可以利用自身的离子调节系统来部分缓解亚硝酸盐对生理功能的影响。在循环水养殖中，氯离子（Cl-）可以通过竞争性抑制作用减少亚硝酸盐（NO2-）对养殖生物的毒性。具体来说，氯离子和亚硝酸盐都需要通过鱼鳃小板上的氯细胞进入鱼体，氯离子的存在增加了亚硝酸盐进入鱼体的难度，从而降低了亚硝酸盐的毒性。一般情况下，当水体的氯离子浓度是亚硝酸盐浓度的6倍时，就可以有效抑制亚硝酸盐对养殖生物的毒性。海水养殖相对于淡水养殖，亚硝酸盐的毒性危害较少，这与海水中氯离子浓度较高有关。因此，在循环水养殖系统中，通过合理调控盐度，可以有效减轻亚硝酸盐的毒性，保护养殖生物的健康和安全。

三、溶解氧DO

     在循环水养殖系统中，溶解氧（DO）是一个关键的水质参数。鱼类等水生生物通过鳃呼吸摄取水中的溶解氧，以维持其新陈代谢活动。大多数温水性鱼类正常生长所需的溶解氧浓度一般在5 - 8mg/L左右。当溶解氧浓度低于临界水平时，水生生物的呼吸会受到抑制，生长速度减慢，免疫力下降，容易感染疾病。例如，当溶解氧低于2mg/L 时，许多鱼类会出现浮头现象，长时间处于低溶解氧状态会导致鱼类死亡。

     在循环水养殖中，建议溶解氧必须保持在8-10mg/L之间。较高溶氧有利于提高摄食水平和降低饵料比。

四、pH

     在循环水养殖系统中，一般鱼类适宜的pH 范围通常在7.0 - 8.5 之间。例如，大多数淡水鱼类在pH 7.2 - 7.8 的环境下生长较好。这是因为在这个pH区间内，鱼类的生理功能如呼吸作用、渗透压调节等能够较为正常地进行。通过鳃部进行气体交换，水中合适的酸碱度有助于氧气和二氧化碳的正常交换过程。

     对于虾类养殖，如南美白对虾，适宜的pH 范围大致是7.8 - 8.6。这是由于虾类的甲壳等生理结构和生理活动特点，使其对稍高pH 的环境有更好的适应性，合适的pH 有利于虾的蜕壳生长。

     然而循环水养殖过程中，pH值会随着养殖的进行不断降低，这时就需要调节水中的pH值。可以采用自动pH调节设备。根据pH传感器数据自动调节水体的pH值。