在水产养殖规模化发展背景下，尾水含有的残饵、粪便等污染物已成为水体富营养化的主要诱因之一。据广东省数据显示，仅顺德区 15 万亩养殖池塘年产生尾水量超 1 亿立方米，若直接排放将严重破坏水生态环境。本方案基于 “分类治理 + 智能管控” 理念，适配 30 亩以上规模化养殖场与 30 亩以下分散养殖场景，通过 “感知 - 处理 - 联动 - 运维” 全链条智能化升级，实现尾水 “达标排放、循环复用、成本优化” 三重目标。

一、行业核心痛点与合规要求拆解

（一）四大核心痛点

基于重庆永川、广东顺德等多地实践调研，水产尾水治理普遍面临以下难题：

（二）刚性合规要求

当前多地已实施强制性标准，核心指标需严格达标：

• 广东省 DB44/2462-2024 标准（2024 年 5 月实施）：淡水养殖尾水一级标准要求 COD≤60mg/L、总磷≤0.5mg/L、悬浮物≤50mg/L；

• 分级管控要求：30 亩以上养殖场需安装自动监测设备并联网备案，30 亩以下需采用种养结合模式就地消纳。

二、解决方案核心架构与技术实现

本方案构建 “四层智能管控架构”，融合 “藻菌共生”“三池两坝” 等成熟工艺与边缘计算技术，实现治理过程全智能化。

1. 感知层：多维度数据精准采集，适配场景差异

针对不同养殖规模设计差异化采集方案，确保数据实时性与准确性：

• 规模化养殖场（30 亩以上）：

• 水质参数：通过哈希氨氮传感器（测量范围 0-10mg/L，精度 ±0.01mg/L）、梅特勒 - 托利多溶解氧传感器（响应时间＜3 秒）采集 COD、总磷、溶解氧等 6 项核心指标，每 5 分钟刷新 1 次；

• 设备状态：通过AIOTEC 边缘网关接入格兰富水泵（流量 0-50m³/h）、西门子曝气机（功率 0.75-5.5kW），实时采集运行功率、流量等参数；

• 排放监控：在总排口安装超声波流量计与在线监测仪，数据直接对接环保平台。

• 分散养殖场（30 亩以下）：

• 采用 LoRa 低功耗温感、pH 传感器（待机时长 1 年），接入 “一池一渠” 生态处理系统，每 30 分钟采集 1 次关键数据；

• 通过网关从简易水质检测设备间接获取数据，降低硬件投入。

合规设计：所有传感器均通过 CMA 认证，数据符合环保部门联网要求，采样频率满足 “每 2 小时至少 1 次有效数据” 的备案标准。

2. 边缘处理层：本地智能决策，降低云端依赖

依托边缘计算网关实现毫秒级响应，核心功能包括：

• 工艺智能调控：

• 藻菌共生工艺联动：当氨氮＞2mg/L 时，自动提升曝气机功率至额定值的 80%，同时开启藻菌共生床循环泵，污染物去除效率提升 30%；

• 三池两坝优化：通过沉淀池液位传感器数据，自动调节排污阀开关频率，悬浮物去除率稳定在 85% 以上。

• 异常预警与处置：

• 水质超标预警：当总磷＞0.5mg/L 时，网关 10 秒内触发本地声光报警，并通过 4G 网络推送短信至管理员；

• 设备故障自修复：水泵流量低于阈值 30% 时，自动重启设备，修复成功率达 72%，避免人工干预延迟。

• 离线运行保障：支持本地存储 7 天数据（容量≥16GB），网络恢复后自动补传，确保数据不丢失。

3. 应用层：多端协同管控，数据全链路贯通

构建 “云平台 + 移动端 + 监管端” 三级应用体系：

• 智慧云平台（顺控自华架构适配）：

• 可视化监控：实时展示水质动态曲线、设备运行状态，支持 10 万 + 点位同时在线监控；

• 合规报表生成：自动生成日 / 周 / 月水质报告，数据符合 DB44/2462-2024 标准格式，导出时间＜1 分钟；

• 工艺优化建议：基于 3 个月历史数据，推荐曝气机最佳运行时段，降低能耗 15%-20%。

• 移动端小程序：

• 远程控制：支持一键启停水泵、调节曝气机功率，响应延迟＜2 秒；

• 预警推送：异常信息 5 秒内送达，附带定位与处置指南。

• 监管对接端口：

• 按照环保部门要求，实时上传排口监测数据，数据传输有效率≥99%；

• 提供历史数据追溯功能，支持近 1 年数据查询与导出。

4. 运维层：全生命周期管理，降低综合成本

建立 “预防 + 远程” 运维体系，大幅减少人工投入：

• 设备健康管理：

• 预测性维护：通过水泵运行振动数据，提前 7 天预警轴承磨损故障，故障率降低 60%；

• 批量运维：支持 500 台以上设备远程固件升级，单次操作耗时＜30 分钟。

• 成本优化工具：

• 能耗分析：自动统计各设备耗电量，识别 “低效运行” 设备，某养殖场通过优化年省电费 2.3 万元；

• 耗材管理：根据处理水量自动计算滤料更换周期，避免提前更换造成浪费。

三、关键工艺适配与实施规范

（一）分级工艺选型

（二）实施流程与周期

1. 现场勘察与方案定制（1 周）：

• 核查养殖面积、现有处理设施、周边水体环境，参照 “一场一策” 原则制定方案（如山地养殖场增加液位平衡设计）；

• 确认环保备案要求，预留监管数据接口。

2. 设备部署与调试（2-3 周）：

• 规模化场：安装网关与传感器（避开养殖区投料点），调试工艺联动逻辑；

• 分散场：采用免开挖方式铺设生态沟渠，传感器安装高度距水面 0.5 米。

3. 系统联调与备案（1 周）：

• 测试数据传输稳定性（连续 72 小时无丢包），校准传感器精度（误差≤5%）；

• 完成环保平台备案，确保数据上传合规。

4. 培训与试运行（1 周）：

• 培训管理员使用云平台与小程序，掌握预警处置流程；

• 试运行期间每日比对人工检测与智能监测数据，偏差超 10% 及时校准。

四、方案核心价值与数据支撑

（一）环境效益

• 规模化养殖场尾水 COD、总磷排放浓度分别稳定在 50mg/L、0.4mg/L 以下，优于一级排放标准；

• 循环利用率提升至 80% 以上，100 亩养殖场年节水超 10 万立方米。

（二）经济效益

• 运维成本降低：人工巡检频次从每日 1 次降至每月 2 次，100 亩场年省人工成本 3.6 万元；

• 能耗优化：曝气机智能调控后，单台年节电 550 度，50 台设备年省电费 2.2 万元；

• 补贴申领：符合条件的养殖场可获每亩 1000-2000 元财政补贴，永川区已争取中央补助超千万元。

（三）管理效益

• 故障响应时间从 12 小时缩短至 5 分钟，设备完好率提升至 98%；

• 合规报表生成时间从 5 天缩至 1 分钟，环保检查通过率 100%。

五、适用场景与典型案例适配