海洋微藻的加压气浮采收工艺研究

对小球藻Chlorococcum sp.和金藻Dicrateria zhanjiannsis的回流式、气液加压气浮采收工艺进行了研究,通过单因子和综合因子试验,探讨了微藻液位高度、藻液流量、溶气压力和气体流量对微藻采收效果的影响。结果表明:微藻液位高度对小球藻和金藻采收效果的影响最显著;当微藻液位高度、藻液流量、溶气压力或气体流量分别为1.2 m、400 L/h、0.6 MPa或120 L/h时,微藻可获得较好的采收效果;小球藻Ⅰ、小球藻Ⅱ和金藻的最大采收率分别为60.3%、68.1%和65.4%。试验结果显示,在不改变藻液pH值和不添加絮凝剂的条件下,利用回流式、连续加压气浮技术对微藻进行采收,采收效果优于传统气浮采收。

浒苔厌氧发酵产气剩余污泥利用技术研究

研究了浒苔(Enteromorpha prolifera)厌氧发酵产气剩余污泥的预处理、成形和干燥加工方法,并对剩余污泥的营养成分进行了测定与分析。成形后的浒苔厌氧发酵产气剩余污泥颗粒,经过60℃热风干燥70min,终产品含水量可降至13%以下,而且污泥颗粒中的有机质、全钾(K)和全磷(P)含量分别达到55.68%、2.72%和0.048%。污泥颗粒保形好,表面质量高,浒苔厌氧发酵产气剩余污泥是机肥料生成的优质原料。

浒苔资源利用的研究进展及应用前景

浒苔（Enteromorpha prolifera）俗称苔条、青海苔,为绿藻门、石莼科、浒苔属大型海藻类。藻体直立,管状中空或藻体柄部和边缘部分呈中空,管状部分由单层细胞组成。藻体单条或有分枝,圆柱形,有时部分扁压。藻体基部形成固着器。欧、美、亚洲黄海和日本海等海域中均有广泛分布^[1]。

小球藻脱氮除磷及其生物量增殖潜力的研究

在实验室条件下模拟养殖污水进行海水小球藻Chlorella vulgaris栽培试验,探索小球藻对污水中氮、磷的去除效果及其生物量增殖的情况。结果表明:小球藻能有效去除污水中的NH+4-N和PO3-4-P;当NH+4-N浓度为2.0~6.0 mg/L时,去除率在90%以上,PO3-4-P浓度为0.590 mg/L时,去除率达94.6%;小球藻对NH+4-N和PO3-4-P的去除速率最大分别可达到2.657、0.445 mg/(L·d);当污水中NH+4-N浓度由0.8 mg/L升至10.0 mg/L时,培养72 h后小球藻细胞密度由1.33×107cells/mL增至2.61×107cells/mL;栽培期间,污水的pH为8.19~9.74,适合于小球藻生长。研究表明,利用养殖污水栽培小球藻,不仅可以有效地净化污水,还可以获得较大的藻细胞生物量。

海水源热泵对海参育苗废水热能回收的工程应用

该文针对水产生物工厂化育苗水体升温技术需求,开展了利用育苗废水作热源为育苗水体升温的海水源热泵集成技术应用示范,探讨了集成系统对海参育苗水体升温和废水热能的回收效果。结果表明,进入I级换热器的育苗废水和新鲜海水温度分别为10.3~14.9℃和-1.9~4.9℃时,新鲜海水出水温度提升4.6~5.8℃,废水热能最大回收率达到59.2%;海水源热泵的废水热源温度和流量一定时,新鲜海水的温升幅度随其入流流量和温度升高而降低,入流温度分别为7.3和10.3℃的新鲜海水,流量不超过15和20 m^3/h时,出水温度均保持在15℃以上,满足海参育苗水温要求。热泵对废水热能的最大回收率为40.7%,COP(coefficient of performance)在5.03以上;集成升温系统比传统锅炉升温综合节能37.6%以上,减排二氧化碳约2 200 t/a,当年内可收回设备投资费用。

用响应面法优化小球藻絮凝沉降工艺的研究

以氢氧化钙为絮凝剂,对海水小球藻Chlorella vulgaris絮凝工艺效果进行了试验研究.单因素试验结果表明,当絮凝时间为60～ 80 min、氢氧化钙添加量为0.6～0.8 g/L和藻液pH为8～10时,最有利于小球藻的采收.在单因素试验的基础上,利用响应面法对小球藻的絮凝条件进行了优化,建立了二次回归模型.通过分析得出：各因素对小球藻采收率均有极显著性影响（P＜0.01）,影响次序为氢氧化钙添加量＞絮凝时间＞藻液pH;絮凝时间与藻液pH以及氢氧化钙添加量与藻液pH的交互作用对小球藻采收率均有极显著性影响（P＜0.01）.利用回归方程预测小球藻的最佳絮凝条件,当絮凝时间为77 min、氢氧化钙添加量为0.7 g/L、小球藻液pH为9.3时,小球藻的采收率可达93.9％.

以育苗废水作热源的海水热泵制热性能研究

以新鲜海水和育苗废水作热源,研究了海水热泵的制热性能和对育苗水体的升温效果。结果表明:增加海水热源温度和流量,有利于提高海水热泵的蒸发温度和制热量,当海水热源温度和流量保持在16℃和300 L/h以上时,海水热泵具有良好的制热性能,热泵的制热系数COP值超过3.5;提高海水热源温度,冷凝器出水升温幅度随之增加,但是随着海水热源流量增大,冷凝器出水升温幅度明显下降,当海水热源温度高于16℃、流量小于300 L/h时,冷凝器出水升温幅度保持在5.8℃以上;利用净化后的育苗废水(温度为21～23℃,流量为300 L/h)作热源时,海水热泵具有良好的运转性能,热泵的COP值达到4.2,冷凝器出水升温幅度达7.6℃,海水热泵的水体升温费用与燃煤锅炉相当,仅为燃气锅炉、电加热和燃油锅炉加热费用的14.5%、23.7%和28.5%。

埋栖贝类采捕机研究进展

中国是蛤、蛏等埋栖贝类养殖大国,采捕作为埋栖贝类养殖的关键环节,采捕技术及装备的先进性和生态性直接影响贝类养殖健康和可持续发展。近年来随着养殖技术的不断进步,埋栖贝类养殖规模不断扩大,但落后的采捕装备已成为制约中国贝类养殖进一步发展的主要因素。本文依据工作原理对国内外埋栖贝类采捕机进行了分类,系统介绍了各类采捕机的结构和性能特点,梳理分析了采捕机的研究进展和应用现状,总结了中国埋栖贝类采捕机在理论研究、结构设计、智能控制和生态影响方面存在的问题并提出了相应发展对策,以期为中国埋栖贝类采捕技术及装备研发提供参考。

用吊耳法养殖虾夷扇贝时左壳定向方法的研究

为了实现吊耳法养殖虾夷扇贝Patinopecten yessoensis的钻孔作业自动化,对扇贝左壳定向方法进行了研究。提出了利用扇贝左右壳曲率不同的形状特征,通过控制扇贝的入水速度和角度,在水中实现左壳定向的方法。结果表明:扇贝在水中运动时,左右两壳所受的压力不同,扇贝在流体压力差和重力的作用下实现左壳朝上。在入水速度为1.0～1.5 m/s、入水角度为-30°～60°、水槽直径为60 cm、槽深为26 cm以上的条件下,将扇贝投入静水中,可实现左壳朝上定向;扇贝在水中完成定向所需时间为0.42～0.45 s。该法既可避免机械振动和碰撞对扇贝的损伤,又能减少因加工过程中扇贝在空气中暴露对其生长的影响。

多棘海盘车柠檬酸脱毒工艺的优化研究

为研究多棘海盘车Asterias amurensis柠檬酸脱毒的最佳工艺条件,采用正交试验法进行了有关试验研究。结果表明:单因素试验中,增大柠檬酸浓度、提高脱毒温度、延长脱毒时间均可提高多棘海盘车的皂苷脱除率,但也会造成多棘海盘车蛋白质保留率显著降低(P<0.05),增大料液比会降低多棘海盘车蛋白质保留率,当料液比为1∶10左右时,多棘海盘车的皂苷脱除率最大;在单因素试验的基础上,利用正交试验法对多棘海盘车脱毒工艺进行了优化,多棘海盘车脱毒试验中4个因素对综合评分的影响程度依次为脱毒温度>脱毒时间>料液比>柠檬酸浓度。研究表明,当柠檬酸浓度为0.10 mol/L,脱毒温度为50℃,料液比为1∶8,脱毒时间为3 h时,多棘海盘车具有较好的脱毒效果和蛋白质保留率,其皂苷脱除率和蛋白质保留率分别为70.96%和91.29%,综合评分为1.982。

海水小球藻与养殖固废混合水解产酸过程研究

为有效提高海洋微藻两相发酵产沼气效率和产气过程的稳定性，开展了海水小球藻与养殖固废混合水解产酸特性的研究。探讨了水解料液的初始pH、料液浓度、接种量、藻液与养殖固废质量比（藻－废质量比）对海水小球藻水解产酸的影响。单因素试验结果表明，当初始料液pH为7．00时，更有利于料液中挥发性脂肪酸（ VFA）的积累；料液总固体（ TS）浓度增大，可有效提高料液VFA产率；当接种量为8％～12％时，料液中VFA浓度可提高90％左右。此外，控制合理的藻－废质量比，能够缩短水解产酸的启动时间，获得较高VFA浓度和系统稳定性。综合因子试验结果表明，各因素对料液VFA浓度的影响次序为：料液浓度＞接种量＞藻－废质量比，且当料液浓度为7％、接种量为8％、藻－废质量比为2∶1时，料液中VFA浓度最高，为4760 mg／L。

海水源热泵在养殖水体升温与废水余热回收中的应用效果

该文开展了利用鲆鲽鱼类养殖废水作热源、为养殖用水升温的海水源热泵设备试验研究。探讨了养殖废水温度和流量对热泵的制热性能、养殖用水升温和废水余热的回收效果的影响。结果表明，养殖废水温度和流量愈高，热泵的制热性能改善愈明显，当废水温度为8．0～9．0℃、流量为200-700L／h时，热泵的制热性能系数（coefficientofperformance，COP）为2．61～3．85，废水温度升至10．5～14．6℃时，在上述流量范围内，热泵的COP值达到3．19～5．12；另外，养殖废水温度愈高或流量愈低，海水源热泵对养殖用水的升温效果愈好。当养殖废水温度低于10℃时，将流量控制在400L／h以下，海水源热泵可将7℃的养殖用水的温度提升至10．0～12．8℃，如果利用10．5～14．6℃的养殖废水作热源，流量达到700L／h时，海水源热泵能将养殖用水的温度由7℃升至10．4～13．4℃，利用IO℃以上的养殖废水作热源时，废水的最大降温幅度达9．2℃；此外，对比分析发现，利用10．5～14．6℃的养殖废水作热源时，海水源热泵对养殖用水的升温费用比燃煤（油、气）锅炉和电加热分别降低0．36、2．91、5．86和5．68元／t，每年比燃煤锅炉减排二氧化碳2．7～7．3t。

不同预处理和发酵条件对浒苔沼气产率的影响

为了有效利用绿潮海藻资源,该文开展了浒苔厌氧发酵产沼气潜力及其特性的试验研究。探讨了浒苔不同预处理、发酵温度和料液浓度对产气量和所产沼气的甲烷体积分数的影响。结果表明,粉碎粒度对浒苔厌氧发酵沼气产率有一定影响,相同条件(发酵温度为35℃和料液总固体(TS)质量分数为3%)下,粗粒(1.50mm)比细粒(0.15mm)的单位质量挥发性固体(VS)产气率高,分别为327.1和458.5mL/g;发酵温度对浒苔厌氧发酵产沼气产率的影响是,随着温度的提高沼气产率先增加而后降低,当粉碎粒度为1.5mm的浒苔在发酵料液TS质量分数为3%条件下,分别在25℃、35℃和55℃温度下发酵时,35℃的料液单位质量VS产气率比25℃和45℃分别高31.3%和7.5%;随着料液TS质量分数的提高,沼气产率先增加而后降低,利用粒度为1.50mm的浒苔制备TS质量分数分别为3%、6%和10%的料液在35℃温度发酵时,TS质量分数为6%的料液产气率最高,达到465.2mL/g,所产沼气的甲烷体积分数比3%的料液高5.3%,且与10%的料液相当。因此在浒苔粉碎粒度为1.50mm,料液TS质量分数为6%以及温度为35℃的发酵条件下,对提高浒苔产气量、甲烷体积分数和发酵系统稳定性比较有利。该研究可为浒苔厌氧发酵产沼气技术和设备研发以及其他大型海藻产沼气技术的研究提供参考。

扇贝苗分级计数装置的设计与试验

针对目前底播虾夷扇贝（patinopecten yessoensis）苗种海上抽样分级计数用工量大、劳动强度高、工作效率低以及分级计数误差高等问题,通过对獐子岛虾夷扇贝底播作业模式和抽样分级计数方式的调研,设计了能够适应海上收购、分级计数、底播等要求的贝苗分级计数装置,该装置由分级筛选机构与排队传送计数机构组成,可同时实现4种规格贝苗的分级与计数。试验分2阶段进行,第1阶段分别对影响分级筛选机构分级准确性与排队计数机构统计准确性的因素进行正交试验分析与验证,确定贝苗分级计数装置的最佳工艺参数,其中分级贝苗投入量2.5 kg/min、筛网孔径增量-2 mm、筛网电机转速130 r/min、筛面与水平方向夹角2°、筛网长度1.2 m时分级效果最佳,计数筛选投入量为2 kg/min、排队上档板与传输方向夹角θ1=45°、下档板与传输方向夹角θ2=30°、传动带电机转速为115 r/min时计数效果最佳;第2阶段在小长山岛海区进行海上对比试验,贝苗分级规格从小到大分别为〈30、30~35、〉35~40、≥40 mm。4次试验中,≥40 mm规格的贝苗机械与人工分级计数的偏差率分别为2.82%±0.19%、2.33%±0.30%、2.28%±0.15%、2.90%±0.11%,〉35~40 mm规格贝苗分级计数偏差率分别为3.05%±0.14%、4.26%±0.15%、4.38%±0.19%、3.66%±0.23%,30~35 mm规格贝苗分级计数偏差率分别为2.26%±1.01%、1.75%±1.02%、2.10%±1.39%、2.29%±1.639%,〈30 mm贝苗规格分级与计数偏差率分别为9.04%±1.56%、11.44%±1.79%、7.63%±3.03%、9.23%±4.89%,同种规格机械与人工分级计数偏差率差异均不显著（P〉0.05）。采用机械分级与计数统计在2人辅助（筛选与计数投苗工作）的情况下,完成20 kg贝苗分级计数所需时间平均为16.9 min,作业效率为0.59 kg/min,为人工作业（每组8人同时工作）效率的4.54倍,且作业人数减少6人,作业强度大幅降低。采用贝苗分级计数装置对贝苗进行抽样分级作业经济效果显著,每次底播期分苗作业（2个月完成0.67亿个贝苗的分级与计数）可节省费用约为62.512万元。由此说明,贝苗分级计数装置具有较好的稳定性,且在提高工作效率、降低劳动强度和增加经济性等方面效果显著,具有推广应用前景。

石莼属海藻的环境增殖及生物质能开发潜力

石莼属海藻主要包括石莼（Ulva lactuca）、孔石莼（U.pertusa）和裂片石莼（U.fasciata）等。石莼又名海莴苣,藻体呈黄绿色,似卵形,边缘略有波状或呈广宽叶片状,一般生长在海湾内中低潮带的岩石上或石沼中,广泛分布于我国黄、渤海沿岸等;孔石莼又称海白菜,藻体有卵形、椭圆形、圆形等,叶片上有形状大小不一的孔,

虾夷扇贝捕捞网具的改进及应用效果

该文针对目前扇贝捕捞网具捕捞效率低及耗能大等问题,通过对獐子岛集团股份有限公司3a龄虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)底播养殖海域海底状况与网具捕捞效果的调研,提出了虾夷扇贝捕捞网具的改进措施,并在辽长渔养15021号扇贝采捕船上进行了2个阶段海上生产对比试验,得出以下结论:第一阶段在原生产网具的基础上,安装扭簧式弹性拨贝齿及增大网目等措施,在拖网航速为4kn时,改造后网具单网平均捕捞量较生产网具提高了36.5%,扇贝破损量降低了49.4%,泥沙量降低了21.9%,单位捕捞耗油量降低了27.8%。第二阶段改造网具在第一阶段的基础上,增大网口扫海面积,并且将网身改为"宽口窄尾"结构,添加一道网口链及辅网衣,并加装主网拐雪橇板、拐前拨贝齿及网底托架小车,在拖网航速为4kn时,单网捕捞量较第一阶段改造网具提高了102%,扇贝碎贝量降低了161%,泥沙量降低了209%,单位捕捞耗油量降低了24.6%;而较原生产网具单网平均捕捞量提高了200%,扇贝破损量降低了236%,泥沙量降低了296%,单位捕捞耗油量降低了45.6%。由此说明新型虾夷扇贝捕捞网具具有高效、节能和低生态等特点,推广应用前景广阔。

海带渣与养殖固体废弃物混合发酵产沼气试验

废弃物的高效和资源化利用是现代渔业发展面临的重要课题。该文以海带渣和养殖固废为原料开展了两相发酵产沼气效果试验研究,探讨了中温条件下(35±1℃)料液TS浓度和接种率对混合水解酸化特性以及厌氧发酵产沼气效果的影响。结果表明,海带渣与养殖固废混合水解酸化过程启动很快,第2天乙酸浓度即达到峰值,5 d后丙酸和丁酸浓度增幅较快,水解酸化过程中甲酸产量相对较低。不同TS浓度(6%、8%和10%)和不同接种率(10%、20%和30%)的料液水解3 d,乙酸的酸化度分别为42.6%、50.0%、49.8%和50.7%、44.3%、40.3%;主要有机酸(乙酸+丁酸+甲酸)的酸化度分别达到61.7%、68.7%、62.2%和69.4%、57.5%、58.0%。料液TS浓度为8%~10%、接种率为10%~20%和p H值为6.0~7.0时,海带渣与养殖固废在中温条件下混合水解2~3 d,即可获得后期发酵产沼气所需的酸化料液。此外,发酵产沼气结果表明,每天按与产沼气接种污泥质量比为1:7~1:9的比例添加酸化料液,在p H值为7.0~8.0和35±1℃的条件下厌氧发酵产沼气,产气系统启动很快,而且8~13 d即进入稳定产气阶段,产气率保持在489.4~581.5 m L/g VS,所产沼气中的甲烷体积分数达到82.7%~84.9%,而且料液不会出现酸化现象。海带渣与养殖固废混合水解酸化、批量填料发酵产沼气工艺明显提高了产气效率和系统稳定性。

虾夷扇贝浮筏养殖作业改造与试验

该文针对目前虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)浮筏养殖作业用工量大、劳动强度高、工作效率低、耗能高以及尾气和噪音污染严重等问题,通过对獐子岛虾夷扇贝浮筏养殖作业工作模式与回收养殖吊笼方式的调研,提出了虾夷扇贝浮筏养殖作业的改进方案,并通过海上生产对比试验,得出以下结论:第1阶段以8 m长浮筏养殖作业船为母船,安装了电动拔梗装置、拔笼装置、抖笼装置、筛苗装置以及齿形滑轮滑梗装置,改变单纯依靠人力工作的作业模式为机械化作业模式,不仅用工人数及劳动强度大幅降低,并且拔笼量较原浮筏养殖作业平均每天单船提高了56.01%,耗能费用降低了13.95%;第2阶段在保留第1阶段机械化设备的基础上,对养殖作业船只的作业模式进行了改造,用船长12 m、船宽3.3 m、型深0.7 m,尾挂机型号洋马/CY1115,最大功率16.2 kW的作业船代替了原来船长8 m、船宽2.4 m、型深0.5 m,尾挂机型号ZS195,最大功率9.7kW的作业船,并省去了辅助运输船舶,将养殖作业和辅助运输合并为一条船。试验结果显示,拔笼数量较第1阶段改造的浮筏养殖作业模式平均每天单船提高了31.69%,较原浮筏养殖作业模式平均每天单船拔笼量提高了1.05倍。第2阶段改造的浮筏养殖作业船的装载和运输能力满足实际工作需求,平均每天单船耗能费用与第1阶段改造的浮筏养殖作业模式无显著性差异,较原浮筏养殖作业模式降低了14.12%。同时第2阶段改造的浮筏养殖作业模式较原浮筏养殖作业模式其单船年节省费用1.08万元。由此说明改造后的浮筏养殖作业装备及作业方式具有节能、高效等特点,推广应用前景广阔。

虾夷扇贝海上转运系统改进设计与试验

针对目前虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)海上转运系统作业装备落后及作业方式不合理,致使作业效率低、用工人数多、以及扇贝缩边死亡与碎贝现象严重等问题,通过对獐子岛虾夷扇贝海上转运系统的调研,提出了一种转运方案,并对转运装备进行优化设计。通过海上生产对比试验,得出以下结论:为虾夷扇贝采捕船配备甲板拣贝作业系统与可折叠式装贝笼箱,优化了采捕船拣贝、装箱、装卸舱等作业模式,使劳动强度大幅降低,且用工人数减少2人/艘,作业时间缩短了约0.6 h;运输船采用可折叠式装贝笼箱代替原转运笼箱,使笼箱装卸流程更加合理高效,且作业时间缩短了约0.52 h;采用改造后虾夷扇贝转运系统运输,扇贝缩边死亡率与碎贝率显著降低,其中扇贝平均缩边死亡率约为1.92%,且5个月试验扇贝缩边死亡率无显著差异(P>0.05),与原转运系统相比显著降低(P<0.05),降低了约1.43%;改造后平均碎贝率约为0.84%,且5个月试验碎贝率无显著差异(P>0.05),较原转运系统显著降低(P<0.05),降低了约1.99%;改造后的虾夷扇贝海上转运系统经济效果显著,每年可节省费用约2 853.6万元。由此说明,改造后的虾夷扇贝海上转运系统具有高效、高收益等特点,推广应用前景广阔。

基于底层冷海水的船载扇贝保鲜系统设计及性能试验

该文针对船载扇贝的保鲜问题,调查了黄海冷水团在獐子岛集团股份有限公司确权海域的变化,提出了利用养殖海域底层海水保鲜虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)的方式。通过对捕贝作业船保鲜方式的研究,设计了底层冷海水提取系统,并进行了实船改造试验得出以下结论:提取底层冷海水保鲜可使捕捞上来的虾夷扇贝更接近其长期生存的海底环境,减少温度及盐度波动对虾夷扇贝鲜活度的影响,使扇贝缩边及死亡率显著降低;同时底层海水提取系统具有投资小、改造容易及耗能低等优势,改造费用仅为安装制冷机组费用的1/6,耗能仅为制冷装置的1/24,对于受舱室限制而无法安装制冷机组的扇贝采捕船,可以在不占用大量空间的前提下进行改造,对于扇贝运输船可以利用冷水团对扇贝进行保鲜,可大量减少耗能,提高虾夷扇贝鲜活度,符合绿色环保企业发展需求。