中国作为世界水产养殖第一大国，2021年水产养殖总面积504.06万公顷，其中池塘养殖面积262.5万公顷，占水产养殖总面积的52.09%。传统池塘养殖模式是资源密集型产业，产量的提高往往依赖于较高的养殖密度和较多的饲料投入。高密度、高投饲的传统池塘养殖模式面临着资源利用效率较低、养殖环境恶化、病害频发、产品品质下降等诸多问题，严重制约了我国池塘养殖产业的健康可持续发展，阻碍了我国池塘养殖业向负责任水产养殖业持续推进，无法有效助力我国2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。同时随着我国各水产养殖主产省份相继出台池塘养殖尾水排放强制性标准，如何促进传统池塘养殖模式顺利转型升级越发重要。为解决该问题，中国水产科学研究院淡水渔业研究中心养殖新模式岗位团队，依托国家大宗淡水鱼产业技术体系、国家科技支撑计划、国家重点研发计划等项目或课题，在绿色高效养殖技术、生态工程化循环水养殖小区构建工艺和养殖尾水处理等关键技术的基础上，重点集成池塘原异位环境调控技术、复合垂直潜流人工湿地技术等，进一步研发和构建了池塘生态工程化循环水养殖模式，实施池塘标准化改造、净化功能区建设等工程，并于江苏省苏州市吴江区打造全程可控的循环水生态养殖示范区作为江苏省池塘工程化循环水养殖的标杆，实现养殖污水、污泥的资源化循环利用。

一、模式概况

池塘生态工程化循环水养殖模式主要包括以大宗淡水鱼、特色淡水鱼养殖为主的A区和以虾蟹养殖为主的B区，其中A区综合应用大宗淡水鱼生态养殖模式、集污和底排污技术、潜流湿地技术以及渔农综合种养技术，实施池塘标准化（底排污）改造、集污区及潜流湿地建设、种养修复区及水源养护区建设三大工程，循环水设计工艺为补水经修复养护后进入池塘，池塘排水经截污、净化、修复、养护后进入池塘，淤泥固化后作为肥料资源化利用；B区综合应用虾蟹池塘生态养殖技术、三级溢流分区净化技术、菌藻修复及富氧技术以及渔农综合种养技术，实施池塘标准化（生态护坡、增氧设施）改造、生态净化区及种养区建设以及藻菌修复区及富氧区建设三大工程，循环水设计工艺为补水经沉淀修复富氧后进入池塘，池塘排水经生态净化、利用、修复以及富氧后进入池塘，池塘水草、种养区植物收割后作为肥料资源化利用。现已构建全程可控的循环水生态养殖示范区363亩，其中：大宗淡水鱼、虾蟹等主导水产品生态养殖面积290亩；尾水处理、生态修复养护区面积62亩；果蔬种养废弃物资源化利用区面积11亩。

图1池塘生态工程化循环水养殖模式A区鸟瞰图

图2池塘生态工程化循环水养殖模式B区鸟瞰图

人工湿地 生态沟渠

一级沉淀池 标准化池塘

图3池塘生态工程化循环水养殖模式各功能区构建

二、 技术原理

水源水及养殖池塘日常换水经由排水系统进入一级沉淀池进行初次沉淀，在一级沉淀池末端经臭氧设备杀菌后泵入二级沉淀池进行二次沉淀（定期吸污至污泥资源化利用区），完成沉淀后自流入曝气硝化池进行硝化处理，完成硝化后经由管道自流入复合潜流湿地进行强化处理，而后自流入综合种养区进行进一步吸收处理，处理达标后的水体有两个去向，一是自流入水源养护区，通过拔管控制自流入池塘，完成循环利用，二是自流入生产河道，完成达标排放。

三、系统构成

（1）池塘养殖区

养殖池塘改造符合Q/BQGLJ 01-2017，进排水系统独立，电力系统安全可靠，道路设施完善，水源充足，水质条件符合GB 11067-1989。

（2）生态净化区

包括一级沉淀池、二级沉淀池、曝气硝化池、复合垂直潜流湿地、综合种养区、水源养护区、废弃物资源化利用区7个单元，面积占总面积的10%-15%。其中，一级沉淀池由排水渠道改造构成，底标高低于池塘底部0.5m，呈“倒梯形”型，底部由PE管与池塘排水窨井贯通，采用球阀控制进水速度及进水量，分段悬挂毛刷，末端设有集污坑。二级沉淀池深度为3-4m，长宽比2:1，坡比1:1.5，顶部沿着长轴方向装配吸污车轨道、吸污车及集污槽，坡面及底部铺设土工膜，集污槽末端连接集污管接入污泥资源化利用区。曝气硝化池深度为2m，长宽比2:1，坡比1:1.5，坡面采用土工布加网片进行护坡，底部均匀布置直径50cm的增氧盘，每5m2 布置1个，按照1W/m2 功率配置对应功率的罗茨鼓风机。复合垂直潜流湿地由上行垂直潜流湿地与下行垂直潜流湿地串联而成，两种湿地的长宽比均≥2:1，深度均为1m。上行垂直潜流湿地底部首先垂直湿地布水管铺设吸污管道，吸污管道末端开口于湿地长轴两侧的集污渠，利用弯头连接垂直拔管，吸污管道上方沿着进水方向铺设布水管道，管道采用块石保护后，开始填置滤料，滤料由底向上分别为鹅卵石、火山岩、生物陶粒，湿地上方均匀种植常绿鸢尾、梭鱼草。下行垂直潜流湿与上行垂直潜流湿地基本构造一致，区别在于其布水管铺设在生物陶粒表面以下，前端浇筑在湿地之间的分割挡墙内，后端固定在末端墙体内，集水管铺设在吸污管道下方，浇筑于末端墙体底部，配有出水球阀。

（3）综合种养区

分为浅水区及深水区，浅水区深度为0.5m,深水区深度为1.5m，面积比例为1:1,浅水区种植茭白、水芹，深水区种植菱角，按照1kg/亩的密度投放抱卵青虾。另外，由深水区埋设管道，管道延伸至一级沉淀池池壁，并设有球阀。

（4）水源养护区

与排水渠平行，位于排水渠对面，沿池塘设置进水管，由拔管控制。深度为1m，种植菖蒲、金钱草，覆盖面积低于50%，按照6-8头/m 2 投放螺蛳。

（5）废弃物资源化利用区

前端连接二级沉淀池集污管，深度1m，坡比1:3，长宽比4:1,沿长度方向按照2%放坡，末端设置管道联通一级沉淀池的集污坑，配置垂直拔管控制水位，侧边设置小型挖掘机专用通道及堆肥池，待水体排空淤泥自然干裂后，移至堆肥池，与死鱼、植物残体等一起进行好氧发酵堆肥。

四、日常管理

（1）池塘养殖区的管理与维护

养殖期间，池塘定期泼洒EM菌及底质改良剂，频次为每月1-2次。池塘定期清淤，池塘淤泥的深度控制在10-20cm，定期清淤；干塘后，全池泼洒生石灰或漂白粉后，暴晒1-2个月。

（2）生态净化区的管理与维护

一级沉淀池定期冲洗清理毛刷上的附着物，并进行暴晒处理，底部淤泥每年至少清理1次；二级沉淀池定期检查吸污车轨道牢固与否，吸污车运行正常与否，集污管道用清水定期冲洗。曝气硝化池定期检修鼓风机、主管、支管，查看是否出现漏气；定期巡检曝气盘曝气状况，查看是否出现气头脱落，或气孔堵塞等情况；定期测量水体溶解氧气浓度，确保曝气硝化效果。复合垂直潜流湿地定期清理植物落叶，防止腐败落叶造成的二次污染；定期打开连接湿地底部吸污管道的垂直拔管，排出湿地内部腐殖质及动植物残体，保持湿地内部通透，避免湿地的堵塞，保障湿地最佳处理效果，并延长湿地的寿命。

（3）综合种养区的管理与维护

综合种养区定期收割茭白、水芹及菱角，茭白仅保留块状根，水芹及菱角整体移除；青虾则于次年5月1日前后收获；收割或收获后，按茬口进行重新种植或放养。

（4）水源养护区的管理与维护

水源养护区定期捕获螺蛳，保持6-8头/m 2 的密度；定期清理菖蒲及金钱草的腐败落叶，防止二次污染，同时通过收割或补种的方式控制两种植物的覆盖率在50%左右。

（5）水源养护区的管理与维护

废弃物经过好氧发酵堆肥后，用作果蔬基肥，或绿化肥料。

（6）其他配套设备的管理与维护

定期校准传感器，更换尾水监测设备的标准试剂；定期检修监测平台，确保数据的传输的时效性、准确性，并做好数据的存档及备份。

五、模式效果

江苏省农业农村厅分别于2020年8月31日、2022年6月17日组织相关专家对养殖新模式岗位构建的池塘生态化循环水养殖示范区开展中期验收和终期核查。经循环净化，养殖尾水中总氮、总磷、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、活性磷等含量分别降低36%、66.7%、62%、58%、61%、44%，达到《太湖流域池塘养殖水排放要求》三级排放标准以上；养殖综合效益提高15%以上，其中大宗淡水鱼养殖池塘综合效益达到3512元/亩，加州鲈养殖池塘综合效益达到12173元/亩，青虾养殖池塘综合效益达到7600元/亩。相关技术成果在无锡、苏州、盐城、合肥、福州等多个地市开展实施与推广，培训技术人员、养殖户等2000余人次，省级以上相关媒体报道5次；相关研发成果授权实用新型专利4件，申报发明专利4项，实用新型专利1项，发表论文10篇，获批地方标准1项，制定操作规程1项。

图4专家组中期验收

图5池塘生态工程化循环水养殖模式净化效能评估