AI 养殖和渔业绿色循环项目
一、基本情况
江苏南大五维电子科技有限公司作为垂直领域人工智能研发机构,在渔业绿色循环和生态化改造、水产品质量安全检测等领域积累了核心技术与数据资源。在AI渔业养殖领域,构建了养殖池塘数字化基座的数据体系与服务平台;在渔业绿色循环和生态化改造领域,自主研发的微氧生态基反应床装置、除磷截滤坝设备以及一体化污水处理系统,已广泛应用于渔业养殖池塘改造。
二、信息技术装备应用情况
(一)现有问题
池塘养殖尾水生态化改造已成为农业面源污染处置的重要方面课题,养殖尾水具有季节性、分散性、低污染等特性。一方面,处理成本高昂,需投入大量土建工程,且该工程仅在养殖排放期使用,实际收益较低,投入与收益失衡;另一方面,养殖尾水无法再利用,造成水资源浪费。
(二)做法模式
在江苏南京高淳区建设基地,开展AI技术牵引下的养殖尾水生态化改造和渔业绿色循环,具体模式内容如下:
1.利用卫星、无人机及地面传感设备,对区域养殖水体数据进行全方位监测与分析,采集水量、水质、水循环及动力参数等数据,并据此构建算法模型,设计适配的创新型水生态化处置与水动力调控措施,完成水量与水质的动态平衡计算,形成“养殖—排水—净化—回用”的绿色循环体系。
2.基于前述人工智能算法模型,采用自主研发的微氧生物基反应床(MOBR)、除磷截滤坝(RIFD)及一体化尾水处理设备(Tank-cleaner)等装置,弥补现有“三池两坝”处置方式在调整空间上的局限性,显著降低处置工程成本及占地面积,使模型计算后的实际处置与循环利用成为可能。
(三) 技术创新
1.区域养殖水智慧监测和人工智能绿色循环模型算法
运用高光谱遥感、物联网、大数据、人工智能等现代信息技术,配合各类传感设备实时采集分析水质、气象、鱼类生长等多维度数据,将养殖原理与专家经验等先验知识转化为可计算的规则体系,通过快速学习机制和小样本训练实现区域养殖用水水质和水动力的动态平衡计算,并构建持续自适应的绿色循环模型。模型以数字化渔业综合管理平台为依托,涵盖立体环境感知模块、水动力调度模型、处置措施调配及运维模块等,实现智能化、精细化、高效化的新型养殖尾水生态化改造与渔业绿色循环模式。
2.创新设备
(1)模块化除磷截滤坝(PRFD)是一款专门针对水产养殖尾水、绿色循环养殖及面源污染治理而研发的模块化水处理设备,核心聚焦于总磷与悬浮物的靶向去除,借助物理拦截与化学吸附的协同机制,能够快速降低水体污染物浓度,进而助力实现尾水达标排放与水资源循环利用。PRFD采用模块化撬装设计,既可放置于养殖塘内进行原位治理,也可放置于生态措施内以强化处理效果,其主要对标行业内传统生态滤坝。
(2)微氧生态基反应床(MOBR)是针对养殖尾水、农田退水等农业面源污染场景研发的专用处理设备。借助微氧环境调控和多孔生态基载体的协同作用,可高效去除目标水体中的有机物(COD/BOD)、总氮(TN)等营养元素。
(3)养殖尾水处理设备(Tank Cleaner)是一款创新型环保设备。它基于流化床膜生物反应器和固定床反应器,通过材料优化与工艺改进打造而成,能够高效去除有机物、总磷、总氮、悬浮物等污染物,实现水资源的循环利用与达标排放。
三、使用效益
通过实施智能监测和人工智能绿色循环模型算法,试点区域的水产养殖业实现了显著的用水节约,成功达到养殖用水的100%循环利用,有效解决了大闸蟹养殖面临的水资源短缺问题。同时通过使用模块化除磷截滤坝(PRFD)、微氧生态基反应床(MOBR)及养殖尾水处理设备(Tank Cleaner)等创新设备,养殖尾水生态化工程亩均成本投入平均可减少约400元,并通过设备布设的灵活调配,使绿色循环使用成为可能,实现“养殖过程有水用,确需排放保达标”的目标。