技术概览

全球水产养殖业正在向陆基循环水养殖系统 (RAS) 转型，以提高生物安全性、减轻环境影响，并实现更贴近消费市场的生产。在循环水养殖系统中，维持稳定、高质量的水环境是主要的工程挑战。

生物过滤循环

与传统的开放式网箱系统不同，循环水养殖系统依靠复杂的废水处理循环来去除代谢废物（氨氮、二氧化碳和固体悬浮物）并补充氧气。系统的核心是生物滤池，硝化细菌（Nitrosomonas 和 Nitrobacter）在此将有毒的氨氮 (TAN) 转化为亚硝酸盐，然后再转化为危害较小的硝酸盐。生物滤池的设计必须考虑到填料的比表面积 (SSA)、溶氧水平和 pH 值，因为硝化过程会消耗碱度并产生酸。

固体去除与消毒

机械过滤（通常使用转鼓过滤器或盘式过滤器）是去除排泄物和残饵的第一道防线。溶解性有机物 (DOM) 和细微颗粒通过蛋白质分离器（泡沫分离器）和臭氧进行管理。臭氧不仅通过分解单宁使水体变清，而且还是针对病毒和细菌的高效消毒剂。然而，残留的臭氧对鱼类有毒，必须在水返回养殖池之前将其去除（通常通过颗粒活性炭或紫外线）。

异味管理与可持续性

陆基三文鱼和鳟鱼生产的一个重大障碍是土臭素和 MIB (2-甲基异莰醇) 的积累。循环水养殖系统中的某些细菌和藻类产生的这些化合物会使鱼肉带有“土腥味”或“霉味”。目前的缓解策略包括在清水中对鱼进行数天的“暂养（催肥）”，但正在探索高级氧化工艺 (AOP) 等新技术，直接从循环水中去除这些化合物。从可持续发展的角度来看，重点是“零交换”循环水养殖系统，利用厌氧反硝化和磷沉淀来最大限度地减少补充水需求，并减少富含营养的废水排放量。