美国马里兰大学生物技术研究所（UMBI）海洋生物技术中心（COMB）的科学家开发了新一代的海水养殖技术——循环式、全封闭的海水养殖系统。

  该系统的核心包括生物过滤单元，采用天然存在的微生物处理过程（异养硝化作用/自养反硝化作用、硫酸盐降解以及厌氧氨氧化等）对鱼类产生的废物进行控制和降解，这些废物如不经处理会在水中积累，对鱼造成危害。

  通过选择合适的微生物组合来最终除去这些废物，并可以使海水循环使用，从而无需补充。此外，这套系统还能收集鱼类直接排出的固体废物以及废饲料，加以另外的微生物，可生产甲烷，甲烷收集起来可以作为能源。

  循环式海水养殖最大的优点是可以降低水产养殖对环境造成的影响。COMB的循环系统可以高密度养殖高经济价值的海洋鱼种，排污净化率达到99%甚至更高。少量污水经过消毒，市政排水系统即可轻易应付，没有任何直接污染物会排放到周边环境中。

  此外，这套系统还有循环效率高的优点，加上排水消毒，使得系统的生物安全水平很高。养殖鱼类逃逸到周边环境的风险很低，因此生物污染的风险也显著降低。

  由于完全封闭，生物安全水平高，因此这是唯一可以用来安全养殖非本土品种的水产养殖系统。与畜牧养殖相比，水产养殖的一个主要优点是多样性，稍加调整就可以养殖各种高经济价值的品种。能够按照经济价值而不是原生地理条件来挑选饲养品种，这将使养殖水产业获得很大的利益。正是这个原因驱使COMB开发了这套建在巴尔蒂摩的城市海水养殖系统，用来养殖高价值的金头鲷（Sparus aurata）。

  除了环境影响最小之外，循环海水养殖系统还有其它许多优点，使这套系统成了高效海洋食品养殖和城市水产养殖开发的最佳方案：

（1）循环系统不像网箱或鱼塘，通常采用市政供水来制备人工海水，因此没有疾病风险。此外，系统当中的水经过连续不断的消毒，可根除潜在的病原。

（2）在循环系统内，同样有别于网箱或鱼塘，鱼饲养在经过净化的水中，不存在污染物、毒物或影响口味的物质，生产出来的鱼非常干净，这一点也可作为营销的亮点。

（3）环境条件（水温、含盐量，等等）可完全根据需要养殖的鱼的需要量身定做，因此可确保最佳的生长性能，以最快的速度达到上市尺寸。这样一个循环系统非常具有通用性，可以调整设置来饲养任何当前市场价值最高的鱼类。

（4）因为水质优良，所以循环系统中的饲养密度可以非常高。对于所养殖的海洋鱼种，其密度比网箱饲养密度要高得多。

（5）循环养殖设施是全封闭的，因此几乎可以建在任何地方；可以建在乡村，也可以建在城市乃至市中心，大部分库房当中都可以安置这套系统。选址过程完全不必考虑与天然水源的距离（例如：湖、海），而是完全取决于商业机会。

  在哥伦布中心的地下室里，COMB建立了一套模型系统，用于城市、循环式、全封闭的海水养殖系统，这套系统可以稳定地、高密度地饲养高经济价值的金头鲷。当地的海鲜饭店试用了用这套设备养殖的鱼之后，对鱼的口味、质地和新鲜程度很是满意。