清華老教授跨界“養(yǎng)蝦”，成了！

6個月前來源：清華大學(xué)微信公號觀看：70

從一盤蝦到1500公斤蝦

清華大學(xué)水利系教授段云嶺

以創(chuàng)新技術(shù)助力新型農(nóng)業(yè)發(fā)展

大幅提升人工飼養(yǎng)南美對蝦產(chǎn)量

曾經(jīng)，他是工程結(jié)構(gòu)專家

參與國家原油戰(zhàn)略存儲

三峽工程、天津供水工程

河南多個縣市水系規(guī)劃等項目

負責(zé)結(jié)構(gòu)計算與安全監(jiān)測

退休前后，他華麗轉(zhuǎn)身

在機緣巧合下扎根寧夏鄉(xiāng)村

研發(fā)出國內(nèi)領(lǐng)先的陸基海水養(yǎng)殖系統(tǒng)

以科研創(chuàng)新助力鄉(xiāng)村振興

為高效節(jié)水農(nóng)業(yè)、黃河水資源保護

蹚出了一條新路子

一不小心轉(zhuǎn)行去養(yǎng)蝦

西依賀蘭山的寧夏

是黃河流域水資源最匱乏的地區(qū)之一

自古以來依賴黃河水滋養(yǎng)農(nóng)作物與牲畜

為豐富當(dāng)?shù)厮a(chǎn)養(yǎng)殖品類

銀川市賀蘭縣常信鄉(xiāng)四十里店村的養(yǎng)殖戶

引進了鮮嫩可口的南美對蝦飼養(yǎng)

然而，南美對蝦的成活率低

尾水處理難、設(shè)備維護成本高等問題

使養(yǎng)殖戶頻頻犯難，心生退意

于是，當(dāng)?shù)卣?lián)系到在水處理方面

經(jīng)驗豐富的段云嶺

1994年

段云嶺在英國布拉德福德大學(xué)

土木工程系獲得博士學(xué)位

當(dāng)年回國后來到清華大學(xué)

在土木工程系進行博士后研究

隨后在清華任教

講授彈性力學(xué)與有限元相關(guān)課程

多年來

他主攻分布式滲流監(jiān)測系統(tǒng)研究

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全評估

智能水庫相關(guān)技術(shù)等方向

是結(jié)構(gòu)工程和水處理方面的專家

獲得授權(quán)發(fā)明專利16項

軟件著作權(quán)3項

國際發(fā)明展覽會“發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎·項目獎”金獎

大型地下儲庫技術(shù)省部級一等獎

“一不小心就來到寧夏的小村莊了

起初以為只是養(yǎng)蝦的尾水處理

讓各項指標(biāo)達標(biāo)就行”

然而在以往的提標(biāo)技術(shù)基礎(chǔ)上

水處理的過程也要符合食品生產(chǎn)安全規(guī)定

一系列程序下來

養(yǎng)殖蝦所得收益還不夠水處理的電費

段云嶺坦言

“低估了這事的難度”

“清華的學(xué)科交叉涉及領(lǐng)域很多

但還沒有水產(chǎn)養(yǎng)殖方面”

為助力鄉(xiāng)村新產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

段云嶺決定開展水產(chǎn)養(yǎng)殖相關(guān)研究

從頭學(xué)習(xí)有關(guān)南美對蝦的知識

從蝦的生長、脫殼，到養(yǎng)殖條件與技術(shù)

甚至探索哪里養(yǎng)出的蝦最美味

他帶領(lǐng)課題組踏入全新的研究領(lǐng)域

在當(dāng)?shù)爻晒⒘?span style="display:none">rhW即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

清華大學(xué)設(shè)施水產(chǎn)養(yǎng)殖綜合試驗平臺

助力寧夏污染防治攻堅戰(zhàn)

決戰(zhàn)精準(zhǔn)脫貧

寧夏水產(chǎn)養(yǎng)殖面積達50萬畝

坑塘養(yǎng)蝦的畝產(chǎn)幾百斤

而設(shè)施養(yǎng)蝦畝產(chǎn)可達上千公斤

段云嶺便向當(dāng)?shù)刎撠?zé)人提議

“換成小型設(shè)施養(yǎng)殖水面

循環(huán)利用水資源

保障水質(zhì)，提高畝產(chǎn)”

盡管當(dāng)?shù)仄髽I(yè)曾嘗試設(shè)施養(yǎng)蝦

蝦卻在育苗期就遭遇全軍覆沒

“還是水的問題”

段云嶺深刻意識到

必須對養(yǎng)殖水進行深度處理

他們查閱了近10年關(guān)于水質(zhì)處理的研究文獻

按照其中流程正式啟動養(yǎng)蝦實踐

“第一次就失控了”

經(jīng)過3個月的辛勤養(yǎng)殖

原本預(yù)計能撈出50多公斤的鮮蝦

卻只撈出了一盤

“在沉悶的氛圍中

我們就著悶酒，把蝦煮著吃了”

段云嶺心里盤算著下一步對策

為蝦打造最適宜的生長環(huán)境

在實際養(yǎng)殖中，段云嶺發(fā)現(xiàn)

影響水質(zhì)的關(guān)鍵因素是生物絮團

生物絮團是應(yīng)用廣泛的水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)

由細菌、藻類、原生動物

和其他有機物混合而成

為蝦的生長提供營養(yǎng)物質(zhì)

同時能夠調(diào)節(jié)水中碳、氮含量

凈化水體

但僅依靠生物絮團很難穩(wěn)定水質(zhì)

而蝦的排泄物和食物殘渣

生成小顆粒懸浮固體物

會附著在生物絮團上

其中90%的懸浮物小于50微米

很難被過濾出來

致使生物絮團瘋長，影響水質(zhì)

為了處理這些肉眼看不到

又“黏糊糊的”微生物

課題組開始了長達3年的試驗

他們制作了過濾膜等設(shè)備

但應(yīng)用效果不甚理想

經(jīng)濟上的投入產(chǎn)出比更是未達預(yù)期

這使清華團隊遭到了一些質(zhì)疑

“清華的形象不是寫文章寫出來的

是靠實干干出來的”

面對質(zhì)疑

段云嶺表面云淡風(fēng)輕

心里只有一個字：干！

“這個領(lǐng)域我相對陌生

但既然已經(jīng)深入其中

輕易放棄實在可惜”

做水產(chǎn)養(yǎng)殖，清華人或許不是專業(yè)的

但探究解決問題的對策

正是自強不息的清華人必備素養(yǎng)

段云嶺決心要在微生物領(lǐng)域“走一遭”

為了確保蝦的存活率

需要將水中的氨氮含量降至2㎎/L

課題組引入材料物理、電化學(xué)領(lǐng)域的人才

首先嘗試做了多種電極板

卻發(fā)現(xiàn)降低氨氮的同時會產(chǎn)生氯氣等有害物

轉(zhuǎn)而采用活性炭來吸附這些有害物

又因高昂的造價被迫止步

眼下只剩一個辦法——

使用污水處理的傳統(tǒng)工具硝化菌

他們找到了能“吃掉”多余物質(zhì)的菌種

基于硝化菌繁殖所需的濃度條件

段云嶺提出

將硝化菌與養(yǎng)殖池內(nèi)多類微生物“嫁接”

控制好有機碳和無機碳兩種物質(zhì)的投放量

使它們互補共生

實現(xiàn)養(yǎng)殖水體原位脫氮

最終

一個適宜養(yǎng)蝦的水環(huán)境成功營造！

37g→64g，3kg→1500kg

面對小于50微米又具有黏性的懸浮物

細孔網(wǎng)袋、楔形過濾網(wǎng)、陶瓷過濾芯

以及旋渦分離裝置等手段均告無效

既然無法摘除，便使其上浮

氣浮原理成了他們的靈感之源

通過制造尺寸適合的氣泡

氣泡上浮時將懸浮物攜帶至水面

再將浮渣進行回收處理就輕松許多

傳統(tǒng)氣浮中添加的絮凝劑

因為含有重金屬而不適用于養(yǎng)殖業(yè)

請廠商制造設(shè)備的費用又過于高昂

段云嶺決定親自上陣打造裝置

“咱們清華人那種牛勁兒又上來了”

帶著這股不服輸?shù)木?span style="display:none">rhW即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com

他購置了一套溶氣水系統(tǒng)進行改裝

加螺絲、打氣孔

試驗了孔徑從1毫米到6毫米

與流量的上百種組合

終于篩選出一個3毫米孔徑裝置

完美適用于養(yǎng)蝦水體的氣浮需求

“這么多年，我們做的東西

市面上沒有現(xiàn)成的”

段云嶺課題組見招拆招

在實踐中拆解復(fù)雜難題

最終實現(xiàn)養(yǎng)殖水體原位脫氮

與微米級懸浮物控制

使整個系統(tǒng)中的水能夠循環(huán)使用

保護了寶貴的黃河水資源

從2019年只撈出3公斤蝦

每只約重37克

到2024年畝產(chǎn)1500公斤

每只約重64克

六年時間

清華團隊在水資源短缺的村莊

開拓出一片適宜南美對蝦生長的“汪洋”

讓當(dāng)?shù)仞B(yǎng)蝦農(nóng)戶增加了收入

為他們的餐桌增添了一道鮮嫩美食

本可以就此功成身退

但這位六旬老教授想繼續(xù)留在村里

“我們設(shè)計了一個現(xiàn)代化工廠

在密封空間中建立全自動化養(yǎng)殖系統(tǒng)

未來將實現(xiàn)無人值守的全年生產(chǎn)”

在他的規(guī)劃中

工廠有4-6層立體養(yǎng)殖池、5條生產(chǎn)線

每周都能養(yǎng)出成蝦

摒棄人工干預(yù)，完全自動化運作

全方位保障生物安全

易于推廣至更多地區(qū)

實現(xiàn)真正的綠色循環(huán)經(jīng)濟

過去六年里

段云嶺課題組持續(xù)科研攻關(guān)

研發(fā)了新型設(shè)施水產(chǎn)養(yǎng)殖池原位脫氮技術(shù)

開發(fā)了養(yǎng)殖水體生物絮團總量控制技術(shù)

構(gòu)建了陸基海水設(shè)施水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)

實現(xiàn)了內(nèi)陸海水養(yǎng)殖水體循環(huán)使用和零排放

其中陸基海水養(yǎng)殖技術(shù)

處于國內(nèi)領(lǐng)先地位

段云嶺還開展一系列培訓(xùn)和教學(xué)

為當(dāng)?shù)嘏囵B(yǎng)了專業(yè)化漁業(yè)人才

助力寧夏小村莊實現(xiàn)了甜美養(yǎng)蝦夢

行勝于言

他將繼續(xù)把這個夢

變得更加綠色環(huán)保、節(jié)水高效、與時俱進

為鄉(xiāng)村特色農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

潛心蓄力、奮楫篤行！

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