文/樊海虹
優(yōu)良食ECS高效循環(huán)種養(yǎng)殖系統(tǒng)–展示觀光型系統(tǒng)
近年來,國家高度重視生態(tài)環(huán)境問題,習近平總書記強調(diào)“要像保護眼睛一樣保護生態(tài)環(huán)境,要像對待生命一樣對待生態(tài)環(huán)境”,黨的十八大、十九大把生態(tài)文明建設、綠色發(fā)展擺在了全局工作重要位置,堅持節(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策。“生態(tài)循環(huán),綠色發(fā)展”也成為農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢中的熱詞,以保護生態(tài)環(huán)境、合理利用資源為目的的生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)也逐漸受到各地的重視。
農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)技術在生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)中發(fā)揮著關鍵作用。清潔生產(chǎn)技術通過對廢棄物回收利用等,實現(xiàn)“節(jié)能、降耗、減污、增效”,從而降低生產(chǎn)成本,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綜合效益。
目前,我國農(nóng)業(yè)清潔技術在廢水處理方面存在低效率、高成本等問題。傳統(tǒng)生物發(fā)酵由于菌群代謝效率低,處理慢且效果不徹底,難處理高濃度及復雜成分污水。工業(yè)化處理技術則成本高昂,難以大面積推廣應用。
優(yōu)良食生物科技有限公司(以下簡稱“優(yōu)良食”)結合我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際,以微生物反應技術為中心,自主研發(fā)出高效和低成本并存的微生物反應器。微生物反應器創(chuàng)造性地融合了三大核心科技:一是從基因層面來提升代謝效率,并使其組合更適用于處理多樣的污染物及復雜的發(fā)酵對象,分解并轉化多種成分;二是可實現(xiàn)多達30種~40種微生物的共存共生,構建多層級的微生物活性膜反應系統(tǒng),能高效處理高濃度復合成分的污水;三是控制微生物的休眠、繁殖及基因傳遞等行為,以提高微生物對發(fā)酵物的反應速度。
優(yōu)良食創(chuàng)始人張驪以自主研發(fā)的微生物反應器技術為核心,研發(fā)出國內(nèi)首個實現(xiàn)大規(guī)模有機循環(huán)種養(yǎng)殖的工廠化魚菜共生系統(tǒng)設施——ECS高效種養(yǎng)循環(huán)系統(tǒng)和處理農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖污水的U-Clean一體化污水處理設備等兩款具有生態(tài)優(yōu)勢、成本競爭力的特色產(chǎn)品。兩年時間內(nèi),優(yōu)良食的農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)及環(huán)保設備已落地北京、江蘇、安徽等8地,合作伙伴遍及32個城市,成為農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)技術中的黑馬。
在了解優(yōu)良食生物科技有限公司創(chuàng)始人張驪的過往經(jīng)歷時,用“精益求精”來形容她很合適,她用“不斷突破自己”的態(tài)度回敬人生。
張驪曾就讀于天津大學化工學院,大三時期,進入合成生物學實驗室學習微生物學,后代表國家率隊參加麻省理工組織的國際基因機器設計大賽,并獲得銀獎,之后便參加了國家級十億級發(fā)酵工程項目生產(chǎn)工藝的研發(fā)。
“基因編輯很神奇,它可以被設計成一個機器,想讓它干這就干這,想讓它干那就干那?!被趯ξ⑸锏臒釔?,她在本科畢業(yè)后就直接申請了美國雪城大學微生物工程系的博士學位,在出國留學期間,受到家庭環(huán)境的影響,同時在康奈爾輔修農(nóng)學。她對生態(tài)、環(huán)保事業(yè)十分熱衷,在輔修農(nóng)學期間成功改良了康奈爾的魚菜共生教學系統(tǒng)。
優(yōu)良食(北京)生物科技有限公司創(chuàng)始人、CEO張驪
“當時康奈爾的魚菜共生教學系統(tǒng)還屬于教學模型,主要是讓學生了解魚菜共生的理念,當時我發(fā)現(xiàn)康奈爾的魚菜共生教學系統(tǒng)在微生物處理方面有些薄弱,系統(tǒng)中的大魚糞便自然發(fā)酵的速度很緩慢,糞便中的營養(yǎng)不能及時分解輸送到種植的蔬菜里?!彼f道。魚糞便在自然條件下分解速度緩慢,如何人為地利用微生物加速分解魚糞便成為難題,在尋找到合適的分解菌群后,如何讓它們在同一系統(tǒng)里共生再次成為難點。“在改造康奈爾魚菜共生教學系統(tǒng)時設計的微生物反應器還是初級版,在一定程度上能夠加快分解魚糞便的速度,在取得初步成效后,我在美國遠程指導家人操作使用改良后的魚菜共生教學系統(tǒng),取得了不錯的成效,這也是讓我堅定回國繼續(xù)研究的信念?!?/p>
在美國留學期間,她十分關注國內(nèi)農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)市場,當她得知國內(nèi)農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)的市場還有很大發(fā)展空間時,2016年,她回國創(chuàng)立優(yōu)良食生物科技有限公司,并以在美留學期間研究的ECS高效循環(huán)種養(yǎng)殖系統(tǒng)為基礎,第二代、第三代、第四代微生物反應器相繼研發(fā)成功,實現(xiàn)了從小規(guī)模到大規(guī)模生產(chǎn)的魚菜共生系統(tǒng)的升級。
近年來,農(nóng)業(yè)環(huán)保生產(chǎn)逐漸受到各地重視。1月11日,10部委聯(lián)合發(fā)布《關于加快推進水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的若干意見》,提出改善養(yǎng)殖環(huán)境的要求,環(huán)境友好型生產(chǎn)技術成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主流趨勢。“人要不斷挑戰(zhàn),不斷創(chuàng)新,不斷擴展,產(chǎn)品也是如此?!彼诮邮懿稍L時說。
在研發(fā)出成熟的ECS高效循環(huán)種養(yǎng)殖系統(tǒng)設備時,她再次聚焦農(nóng)業(yè)廢棄物及污水處理市場,以自主研發(fā)的微生物反應器為基礎,進行數(shù)千次的實驗尋找最合適的菌群搭檔,最終實現(xiàn)更高效、更穩(wěn)定、更低成本地處理農(nóng)業(yè)污水,隨后并創(chuàng)立優(yōu)源慧生(北京)生物科技公司。
目前,魚菜共生生態(tài)立體養(yǎng)殖模式作為一種新型的復合耕作體系,由農(nóng)耕栽培技術與水產(chǎn)養(yǎng)殖技術相結合,受到各地農(nóng)、漁生產(chǎn)者的熱捧。魚菜共生實現(xiàn)魚菜和諧的生態(tài)共生效應,養(yǎng)魚池里的魚糞經(jīng)過分解后輸送到種植區(qū),為蔬菜種植提供充足的養(yǎng)分。
優(yōu)良食高密度養(yǎng)魚池
優(yōu)良食立體種植系統(tǒng)部分
據(jù)了解,市場上使用的魚菜共生處理設備價格較高,魚糞便處理效率低。有些魚菜共生系統(tǒng)使用“陶粒床”收集魚糞便,經(jīng)發(fā)酵之后栽培蔬菜。魚糞便分解速度慢,長期積累在植物根部,造成腐爛,而且魚糞中含有的大量長鏈大分子的污染元素難以直接被蔬菜吸收,也容易造成產(chǎn)量下降,營養(yǎng)不足。有些企業(yè)在歐美等國引進大型機器過濾養(yǎng)魚池中的糞便,處理的水引流種菜,魚糞便經(jīng)過天然發(fā)酵后再利用。但這些大型過濾設備成本高昂,操作流程繁瑣,人工費用高,難實現(xiàn)經(jīng)濟效益。
ECS高效循環(huán)種養(yǎng)殖系統(tǒng)是以先進微生物基因技術、微生物反應器技術以及多生態(tài)平衡高產(chǎn)技術為核心的標準化魚菜共生生產(chǎn)設施,從效率和成本上都極大地提升了現(xiàn)有魚菜共生的表現(xiàn)和可能性,ECS高效循環(huán)種養(yǎng)殖系統(tǒng)在生產(chǎn)效率及投入成本極具優(yōu)勢。
在生態(tài)可持續(xù)性方面,ECS高效循環(huán)種養(yǎng)殖系統(tǒng)利用自研的微生物反應器處理養(yǎng)魚殘餌、糞便,將污染物中的長鏈大分子轉化為小分子的營養(yǎng),既提高了轉化效率,也提高了蔬菜對營養(yǎng)的吸收效率,變廢為寶,同時持續(xù)釋放有益菌和酵素,緩釋礦物質,提高水產(chǎn)和蔬菜的營養(yǎng)度,實現(xiàn)高效高品質的清潔生產(chǎn)無污染。整個生產(chǎn)過程中完全不使用任何農(nóng)藥、化肥、激素、抗生素等,從源頭實現(xiàn)產(chǎn)品的無公害健康生產(chǎn)。
在產(chǎn)品結構方面,ECS高效循環(huán)種養(yǎng)殖系統(tǒng)可實現(xiàn)多品種種養(yǎng)殖,產(chǎn)品高產(chǎn)出。此系統(tǒng)分為平層種養(yǎng)殖和立體種養(yǎng)殖兩只系統(tǒng),平層種養(yǎng)殖除了高密度的養(yǎng)魚池以外,在蔬菜種植層的下方還可以養(yǎng)殖其它種類的水產(chǎn),收益更高;立體種養(yǎng)殖系統(tǒng)可在最上層種植水培葉菜和茄果,中層種植蘑菇,底層可用來養(yǎng)魚,在同一單位面積內(nèi),可實現(xiàn)魚類、蝦類、蔬菜、食用菌等多空間利用,提高產(chǎn)品產(chǎn)值。較傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式比較,可有效提高綠色蔬菜產(chǎn)量4倍~10倍,茄果類蔬菜產(chǎn)量可提高2倍~5倍。同時也可實現(xiàn)更多種類種植及養(yǎng)殖,且所產(chǎn)水產(chǎn)及蔬菜都為零污染零殘留的高品質生態(tài)產(chǎn)品,更能滿足消費者對有機產(chǎn)品的消費需求。
在疾病預防方面,針對蝦蟹類養(yǎng)殖的系統(tǒng)中,在微生物反應器中添加特殊菌種等物質,使其在分解污染物的過程中,還可以針對養(yǎng)殖種類生成專門的營養(yǎng)物質,比如蝦青素,可以協(xié)助蝦蟹類脫殼,提高其生長性能及預防抗病能力。微生物反應器中還添加有益微生物菌群,能促進植物根系生長;微生物菌群還將有機物轉化成酵素,提高魚類免疫力,降低魚類發(fā)病率。
在系統(tǒng)穩(wěn)定方面,ECS高效循環(huán)種養(yǎng)殖系統(tǒng)較傳統(tǒng)魚菜共生系統(tǒng)受到環(huán)境因素影響小。傳統(tǒng)魚菜共生系統(tǒng)微生物構建過程中受環(huán)境因素影響大,潑灑的菌粉或菌劑多為凍干制劑,其工作效率及抗干擾能力很低,在反應過程中容易受溫度、水、天氣等多個條件的影響,存活率低,對魚菜共生系統(tǒng)影響很大。ECS養(yǎng)殖循環(huán)中的微生物反應器可為系統(tǒng)提供活性的微生物菌群,并為微生物創(chuàng)造極為穩(wěn)定的工作環(huán)境,不容易受到外界環(huán)境干擾,較潑灑的菌劑而言,每個微生物反應器的穩(wěn)定性時間可延長3倍~4倍,可使用1年~2年。
在智能化管理方面,遠程監(jiān)控系統(tǒng)可隨時掌握生產(chǎn)情況;自動控制系統(tǒng)可實測數(shù)據(jù),并結合生產(chǎn)模型,可實現(xiàn)智能化、自動化調(diào)整控制生產(chǎn)設備;全程追溯系統(tǒng)可實現(xiàn)從生產(chǎn)加工到包裝、物流等,全程精確追溯,提升農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保證。ECS高效循環(huán)種養(yǎng)殖學習培訓便捷,設備實現(xiàn)智能化,可控性強,便于管理,應用者短期內(nèi)即可學習掌握技術,適合各類農(nóng)、漁工作者快速學習應用。
在產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展方面,ECS高效循環(huán)種養(yǎng)殖系統(tǒng)與休閑漁業(yè)、蔬果采摘、特色餐飲相結合,參與性、觀賞性、娛樂性強,可拓寬種養(yǎng)殖業(yè)功能,促進一二三產(chǎn)業(yè)融合。
2017年,優(yōu)良食建立了首批ECS高效循環(huán)種養(yǎng)殖系統(tǒng)的試點基地,山西基地產(chǎn)品出銷時供不應求,ECS高效循環(huán)種養(yǎng)殖模式取得顯著的經(jīng)濟、生態(tài)效益,得到當?shù)剞r(nóng)業(yè)主管部門領導的認可。據(jù)了解,目前,山西、銀川、江蘇等地的魚菜共生基地正在大規(guī)模的擴建。邯鄲的黃瓜小鎮(zhèn)已經(jīng)融合ECS高效循環(huán)種養(yǎng)殖系統(tǒng)進行產(chǎn)業(yè)升級,實現(xiàn)更高的效益值。
據(jù)優(yōu)良食創(chuàng)始人張驪介紹,針對國家倡導的扶貧需求,優(yōu)良食已研發(fā)出扶貧型ECS高效循環(huán)種養(yǎng)殖系統(tǒng),正在進一步推廣試點中。截止2019年6月,優(yōu)良食還將在山西、河北、河南、寧夏等地推廣建立300多畝魚菜共生系統(tǒng)的基地。優(yōu)良食現(xiàn)已成為我國最大規(guī)模的魚菜共生系統(tǒng)服務商。
目前,優(yōu)良食即將推出“漁蔬蔬”品牌,致力于打通以魚菜共生為基礎生產(chǎn)的純生態(tài)有機產(chǎn)品的銷售通道。下一步,優(yōu)良食還將進一步打通電商渠道,在針對高端消費人群的電商平臺上推廣產(chǎn)品。
“有一些自然界的微生物比較脆弱,效率也比較低,我們從基因層面進行研究,使其提高代謝速率,并保持穩(wěn)定遺傳,然后將其運用到微生物反應器里,污水處理效果十分明顯?!睆報P說。由她研發(fā)的農(nóng)業(yè)廢棄物及污水處理系統(tǒng)可處理COD>8000mg/L的高濃度農(nóng)業(yè)污水,其處理結果可實現(xiàn)1%的殘留率,污水處理過程主要是微生物反應,同傳統(tǒng)處理方法或工業(yè)化方法相比,更加環(huán)保安全,而且成本更低。
U-Clean一體化養(yǎng)殖污水處理裝置可用于處理大水面漁業(yè)養(yǎng)殖、工廠化漁業(yè)養(yǎng)殖以及中小型豬、牛等處理難度較高的高濃度養(yǎng)殖廢水。一個集裝箱箱體可處理5噸~20噸的高濃度的污水,排放的水質可達國家一級水質標準。而且一體化的設備,可以即放即用,也可以根據(jù)養(yǎng)殖廢水的排放量靈活組裝,同工業(yè)化處理相比,占地面積非常小,還不需要使用土建,使用十分方便,而且整體投入成本也大大減小。目前,山東泰安有畜牧養(yǎng)殖場已投入使用,一個6立方米的箱體可處理500頭~1000頭牛的養(yǎng)殖廢水。污水處理系統(tǒng)成本低,耗電量與處理污水的濃度相關,處理高濃度的污水每噸耗電量為1度。對于成分復雜的高濃度養(yǎng)殖污水,可用復合微生物預處理器進行預先處理。
另外,U-Clean抗生素前處理器采取石墨烯光催化及電解技術,快速分解鈍化抗生素中殺菌基團,去除養(yǎng)殖場污水中抗生素成分,增強后續(xù)生化處理效果,提升凈水健康度,降低循環(huán)使用難度。U-Clean極化尾水除菌器可處理大腸桿菌較多的養(yǎng)殖污水尾水,可殺滅其中大腸桿菌等有害菌,提升凈化質量。占地面積約0.6m2~2m2,可處理5噸~50噸污水,1噸水耗電量約0.1度。
ECS高效種養(yǎng)循環(huán)系統(tǒng)有效優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構,提高產(chǎn)值,促進漁業(yè)轉型升級。養(yǎng)殖污水處理設備有效解決農(nóng)、漁業(yè)污水處理問題,優(yōu)化生態(tài)環(huán)境,推動生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)有序發(fā)展。二者為深入推進農(nóng)、漁業(yè)轉型升級,持續(xù)推進農(nóng)、漁業(yè)綠色、安全、融合、發(fā)展發(fā)揮重要作用。
優(yōu)良食ECS高效循環(huán)種養(yǎng)殖系統(tǒng)–大規(guī)模生產(chǎn)型系統(tǒng)