工厂化养殖是我国设施渔业的重要领域,是采用循环水养殖系统进行的高密度集中养殖。由于配备先进的养殖设备,具有占地面积小、生产效率高且养殖变量可控,并且不受季节制约常年养殖的优点,是目前对虾养殖业发展的新趋势。工厂化养殖多采用循环水养殖模式,即将养殖废水经过尾水处理,在保证水质满足养殖生物需求的基础上使得养殖用水可以循环利用,实现排放少、污染少的高效养殖模式。循环水养殖模式的核心是水处理技术和集排污技术。本文选取了工厂化对虾养殖中最重要的两个环节:沉淀池和养殖池,来进行研究。在沉淀池中进行的初步沉淀在工厂化对虾养殖中是第一道程序,对整个养殖水质都至关重要。本文通过试验得到舟山海域夏季沉淀悬浮物所需的沉淀时间为9 h。同时通过初步计算与统筹学方法确定了由5个储水沉淀池组成的沉淀池系统的优化条件。本文以浙江省舟山市长白岛广丰农业开发有限公司旗下工厂化对虾养殖基地一期工程为具体优化对象设计了沉淀池供水布局优化方案。明确了对于该沉淀池系统,只需要确定五个条件即可确定优化方案:(1)各沉淀池之间的水泵流量;(2)沉淀池系统总的占地面积;(3)沉淀池中悬浮物完全沉淀所需要的静置时间;(4)养殖池每天所需的供水量;(5)自流管系数。确定上述五个条件后就可以由沉淀池系统的优化条件来得到沉淀池设计的优化方案。排污技术首要解决的难题就是如何对养殖池中的首要污染因素固体颗粒污物(目前,针对集包括残饵、虾壳和粪便)进行有效的集排污处理。本文通过数值模拟与物理试验相结合的方式,系统地研究了养殖池内水车式增氧机与池壁的距离和角度对集污效果的影响:(1)距离超过四分之一池长时,在所有角度下,集污效果都较差;(2)距离小于九分之一池长时,角度为较小角度时集污效果良好,其中以0°的工况为最优,中心集污区面积较大。但随着距离的增大,0°布设模式迅速无法进行有效集污。(3)而45°工况在各种距离中聚污效果均较好,同时随着距离的增大,养殖池内所覆盖的环流面积减小,最终得到的污物聚集面积也随之减小,中心聚污效果变好,四角出现集污死角;(4)水车与池壁呈较大角度时,无论什么距离均不能得到良好的集污效果。本文最终得到了最优的两种养殖池内集污水车布设模式:(1)水车与池壁的夹角为45°,水车与池壁的距离为六分之一池长;(2)水车的水车与池壁的夹角为45°,水车与池壁的距离为四分之一池长,并分别给出了这两种水车布设条件下养殖池的优化建议。本文同时研究了平均体质量为(3.62±0.50)g的对虾的耐流性来确定水车的驱动流速控制条件为不超过30.2cm/s。