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清華老教授跨界“養蝦”，成了！

2025-02-04 18:20:20 來源：清華大學微信公號

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從一盤蝦到1500公斤蝦

清華大學水利系教授段云嶺

以創新技術助力新型農業發展

大幅提升人工飼養南美對蝦產量

曾經，他是工程結構專家

參與國家原油戰略存儲

三峽工程、天津供水工程

河南多個縣市水系規劃等項目

負責結構計算與安全監測

退休前后，他華麗轉身

在機緣巧合下扎根寧夏鄉村

研發出國內領先的陸基海水養殖系統

以科研創新助力鄉村振興

為高效節水農業、黃河水資源保護

蹚出了一條新路子

一不小心轉行去養蝦

西依賀蘭山的寧夏

是黃河流域水資源最匱乏的地區之一

自古以來依賴黃河水滋養農作物與牲畜

為豐富當地水產養殖品類

銀川市賀蘭縣常信鄉四十里店村的養殖戶

引進了鮮嫩可口的南美對蝦飼養

然而，南美對蝦的成活率低

尾水處理難、設備維護成本高等問題

使養殖戶頻頻犯難，心生退意

于是，當地政府聯系到在水處理方面

經驗豐富的段云嶺

1994年

段云嶺在英國布拉德福德大學

土木工程系獲得博士學位

當年回國后來到清華大學

在土木工程系進行博士后研究

隨后在清華任教

講授彈性力學與有限元相關課程

多年來

他主攻分布式滲流監測系統研究

結構健康監測與安全評估

智能水庫相關技術等方向

是結構工程和水處理方面的專家

獲得授權發明專利16項

軟件著作權3項

國際發明展覽會“發明創業獎·項目獎”金獎

大型地下儲庫技術省部級一等獎

“一不小心就來到寧夏的小村莊了

起初以為只是養蝦的尾水處理

讓各項指標達標就行”

然而在以往的提標技術基礎上

水處理的過程也要符合食品生產安全規定

一系列程序下來

養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”

“清華的學科交叉涉及領域很多

但還沒有水產養殖方面”

為助力鄉村新產業高質量發展

段云嶺決定開展水產養殖相關研究

從頭學習有關南美對蝦的知識

從蝦的生長、脫殼，到養殖條件與技術

甚至探索哪里養出的蝦最美味

他帶領課題組踏入全新的研究領域

在當地成功建立了

清華大學設施水產養殖綜合試驗平臺

助力寧夏污染防治攻堅戰

決戰精準脫貧

寧夏水產養殖面積達50萬畝

坑塘養蝦的畝產幾百斤

而設施養蝦畝產可達上千公斤

段云嶺便向當地負責人提議

“換成小型設施養殖水面

循環利用水資源

保障水質，提高畝產”

盡管當地企業曾嘗試設施養蝦

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

必須對養殖水進行深度處理

他們查閱了近10年關于水質處理的研究文獻

按照其中流程正式啟動養蝦實踐

“第一次就失控了”

經過3個月的辛勤養殖

原本預計能撈出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境

在實際養殖中，段云嶺發現

影響水質的關鍵因素是生物絮團

生物絮團是應用廣泛的水產養殖技術

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物質

同時能夠調節水中碳、氮含量

凈化水體

但僅依靠生物絮團很難穩定水質

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

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備

但應用效果不甚理想

經濟上的投入產出比更是未達預期

這使清華團隊遭到了一些質疑

“清華的形象不是寫文章寫出來的

是靠實干干出來的”

面對質疑

段云嶺表面云淡風輕

心里只有一個字：干！

“這個領域我相對陌生

但既然已經深入其中

輕易放棄實在可惜”

做水產養殖，清華人或許不是專業的

但探究解決問題的對策

正是自強不息的清華人必備素養

段云嶺決心要在微生物領域“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、電化學領域的人才

首先嘗試做了多種電極板

卻發現降低氨氮的同時會產生氯氣等有害物

轉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工具硝化菌

他們找到了能“吃掉”多余物質的菌種

基于硝化菌繁殖所需的濃度條件

段云嶺提出

將硝化菌與養殖池內多類微生物“嫁接”

控制好有機碳和無機碳兩種物質的投放量

使它們互補共生

實現養殖水體原位脫氮

最終

一個適宜養蝦的水環境成功營造！

37g→64g，3kg→1500kg

面對小于50微米又具有黏性的懸浮物

細孔網袋、楔形過濾網、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

傳統氣浮中添加的絮凝劑

因為含有重金屬而不適用于養殖業

請廠商制造設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”

帶著這股不服輸的精神

他購置了一套溶氣水系統進行改裝

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

完美適用于養蝦水體的氣浮需求

“這么多年，我們做的東西

市面上沒有現成的”

段云嶺課題組見招拆招

在實踐中拆解復雜難題

最終實現養殖水體原位脫氮

與微米級懸浮物控制

使整個系統中的水能夠循環使用

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”

讓當地養蝦農戶增加了收入

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留在村里

“我們設計了一個現代化工廠

在密封空間中建立全自動化養殖系統

未來將實現無人值守的全年生產”

在他的規劃中

工廠有4-6層立體養殖池、5條生產線

每周都能養出成蝦

摒棄人工干預，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

實現真正的綠色循環經濟

過去六年里

段云嶺課題組持續科研攻關

研發了新型設施水產養殖池原位脫氮技術

開發了養殖水體生物絮團總量控制技術

構建了陸基海水設施水產養殖系統

實現了內陸海水養殖水體循環使用和零排放

其中陸基海水養殖技術

處于國內領先地位

段云嶺還開展一系列培訓和教學

為當地培養了專業化漁業人才

助力寧夏小村莊實現了甜美養蝦夢

行勝于言

他將繼續把這個夢

變得更加綠色環保、節水高效、與時俱進

為鄉村特色農業高質量發展

潛心蓄力、奮楫篤行！

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