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清华老教授跨界“养虾”，成了！

2025-02-04 18:20:20 来源：清华大学微信公号

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从一盘虾到1500公斤虾

清华大学水利系教授段云岭

以创新技术助力新型农业发展

大幅提升人工饲养南美对虾产量

曾经，他是工程结构专家

参与国家原油战略存储

三峡工程、天津供水工程

河南多个县市水系规划等项目

负责结构计算与安全监测

退休前后，他华丽转身

在机缘巧合下扎根宁夏乡村

研发出国内领先的陆基海水养殖系统

以科研创新助力乡村振兴

为高效节水农业、黄河水资源保护

蹚出了一条新路子

一不小心转行去养虾

西依贺兰山的宁夏

是黄河流域水资源最匮乏的地区之一

自古以来依赖黄河水滋养农作物与牲畜

为丰富当地水产养殖品类

银川市贺兰县常信乡四十里店村的养殖户

引进了鲜嫩可口的南美对虾饲养

然而，南美对虾的成活率低

尾水处理难、设备维护成本高等问题

使养殖户频频犯难，心生退意

于是，当地政府联系到在水处理方面

经验丰富的段云岭

1994年

段云岭在英国布拉德福德大学

土木工程系获得博士学位

当年回国后来到清华大学

在土木工程系进行博士后研究

随后在清华任教

讲授弹性力学与有限元相关课程

多年来

他主攻分布式渗流监测系统研究

结构健康监测与安全评估

智能水库相关技术等方向

是结构工程和水处理方面的专家

获得授权发明专利16项

软件著作权3项

国际发明展览会“发明创业奖·项目奖”金奖

大型地下储库技术省部级一等奖

“一不小心就来到宁夏的小村庄了

起初以为只是养虾的尾水处理

让各项指标达标就行”

然而在以往的提标技术基础上

水处理的过程也要符合食品生产安全规定

一系列程序下来

养殖虾所得收益还不够水处理的电费

段云岭坦言

“低估了这事的难度”

“清华的学科交叉涉及领域很多

但还没有水产养殖方面”

为助力乡村新产业高质量发展

段云岭决定开展水产养殖相关研究

从头学习有关南美对虾的知识

从虾的生长、脱壳，到养殖条件与技术

甚至探索哪里养出的虾最美味

他带领课题组踏入全新的研究领域

在当地成功建立了

清华大学设施水产养殖综合试验平台

助力宁夏污染防治攻坚战

决战精准脱贫

宁夏水产养殖面积达50万亩

坑塘养虾的亩产几百斤

而设施养虾亩产可达上千公斤

段云岭便向当地负责人提议

“换成小型设施养殖水面

循环利用水资源

保障水质，提高亩产”

尽管当地企业曾尝试设施养虾

虾却在育苗期就遭遇全军覆没

“还是水的问题”

段云岭深刻意识到

必须对养殖水进行深度处理

他们查阅了近10年关于水质处理的研究文献

按照其中流程正式启动养虾实践

“第一次就失控了”

经过3个月的辛勤养殖

原本预计能捞出50多公斤的鲜虾

却只捞出了一盘

“在沉闷的氛围中

我们就着闷酒，把虾煮着吃了”

段云岭心里盘算着下一步对策

为虾打造最适宜的生长环境

在实际养殖中，段云岭发现

影响水质的关键因素是生物絮团

生物絮团是应用广泛的水产养殖技术

由细菌、藻类、原生动物

和其他有机物混合而成

为虾的生长提供营养物质

同时能够调节水中碳、氮含量

净化水体

但仅依靠生物絮团很难稳定水质

而虾的排泄物和食物残渣

生成小颗粒悬浮固体物

会附着在生物絮团上

其中90%的悬浮物小于50微米

很难被过滤出来

致使生物絮团疯长，影响水质

为了处理这些肉眼看不到

又“黏糊糊的”微生物

课题组开始了长达3年的试验

他们制作了过滤膜等设备

但应用效果不甚理想

经济上的投入产出比更是未达预期

这使清华团队遭到了一些质疑

“清华的形象不是写文章写出来的

是靠实干干出来的”

面对质疑

段云岭表面云淡风轻

心里只有一个字：干！

“这个领域我相对陌生

但既然已经深入其中

轻易放弃实在可惜”

做水产养殖，清华人或许不是专业的

但探究解决问题的对策

正是自强不息的清华人必备素养

段云岭决心要在微生物领域“走一遭”

为了确保虾的存活率

需要将水中的氨氮含量降至2㎎/L

课题组引入材料物理、电化学领域的人才

首先尝试做了多种电极板

却发现降低氨氮的同时会产生氯气等有害物

转而采用活性炭来吸附这些有害物

又因高昂的造价被迫止步

眼下只剩一个办法——

使用污水处理的传统工具硝化菌

他们找到了能“吃掉”多余物质的菌种

基于硝化菌繁殖所需的浓度条件

段云岭提出

将硝化菌与养殖池内多类微生物“嫁接”

控制好有机碳和无机碳两种物质的投放量

使它们互补共生

实现养殖水体原位脱氮

最终

一个适宜养虾的水环境成功营造！

37g→64g，3kg→1500kg

面对小于50微米又具有黏性的悬浮物

细孔网袋、楔形过滤网、陶瓷过滤芯

以及旋涡分离装置等手段均告无效

既然无法摘除，便使其上浮

气浮原理成了他们的灵感之源

通过制造尺寸适合的气泡

气泡上浮时将悬浮物携带至水面

再将浮渣进行回收处理就轻松许多

传统气浮中添加的絮凝剂

因为含有重金属而不适用于养殖业

请厂商制造设备的费用又过于高昂

段云岭决定亲自上阵打造装置

“咱们清华人那种牛劲儿又上来了”

带着这股不服输的精神

他购置了一套溶气水系统进行改装

加螺丝、打气孔

试验了孔径从1毫米到6毫米

与流量的上百种组合

终于筛选出一个3毫米孔径装置

完美适用于养虾水体的气浮需求

“这么多年，我们做的东西

市面上没有现成的”

段云岭课题组见招拆招

在实践中拆解复杂难题

最终实现养殖水体原位脱氮

与微米级悬浮物控制

使整个系统中的水能够循环使用

保护了宝贵的黄河水资源

从2019年只捞出3公斤虾

每只约重37克

到2024年亩产1500公斤

每只约重64克

六年时间

清华团队在水资源短缺的村庄

开拓出一片适宜南美对虾生长的“汪洋”

让当地养虾农户增加了收入

为他们的餐桌增添了一道鲜嫩美食

本可以就此功成身退

但这位六旬老教授想继续留在村里

“我们设计了一个现代化工厂

在密封空间中建立全自动化养殖系统

未来将实现无人值守的全年生产”

在他的规划中

工厂有4-6层立体养殖池、5条生产线

每周都能养出成虾

摒弃人工干预，完全自动化运作

全方位保障生物安全

易于推广至更多地区

实现真正的绿色循环经济

过去六年里

段云岭课题组持续科研攻关

研发了新型设施水产养殖池原位脱氮技术

开发了养殖水体生物絮团总量控制技术

构建了陆基海水设施水产养殖系统

实现了内陆海水养殖水体循环使用和零排放

其中陆基海水养殖技术

处于国内领先地位

段云岭还开展一系列培训和教学

为当地培养了专业化渔业人才

助力宁夏小村庄实现了甜美养虾梦

行胜于言

他将继续把这个梦

变得更加绿色环保、节水高效、与时俱进

为乡村特色农业高质量发展

潜心蓄力、奋楫笃行！

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