循环水养殖技术概述(一)
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循环水养殖技术概述(一)
发表人:admin   发布时间:2015-03-02 20:48:00   点击: 返回上一页

    循环水养殖是应用工程技术、水处理技术和高密度水产养殖技术进行渔业工业化生产的技术模式。随着水产养殖业向现代化水平的发展,循环水养殖技术作为我国水产养殖业现代化的支撑技术,受到科学研究者和渔业生产部门的高度重视,在相关的养殖工艺、水质控制、净化处理等方面进行了深入研究,取得了较大进展,有些技术已经在生产中获得应用。其中养殖水体的处理技术,作为工厂化养殖技术的关键技术之一,随着研究的不断深入,获得较快发展,形成了机械、化学、生物和综合处理等多项技术,为循环水养殖的进一步发展奠定了基础。

   循环水养殖水体的处理主要包括几个方面,即固液分离(分离固体物和悬浮物)、生物过滤(降低BOD、氨氮和亚硝酸盐)和暴气(去除二氧化碳等)、消毒、脱氮、增氧等处理过程其中悬浮物和氨氮去除是需要解决的主要技术难点。广州蓝灵水族设备有限公司根据近年的研究进展和国内外研究资料,结合海洋馆、工厂化养殖场等实地工程进行了总结和归纳,为工厂化养殖的设计和管理提供必要的技术资料,并期望在此基础上,进一步研究先进技术和处理方法、开发出相关的高效养殖工程设施和设备。如积极引进德国最新的蛋白质分离器技术,国产化后又增加了双射流、臭氧射流+UV催化除氨氮等效率更高的技术。

一、悬浮物及其处理技术
循环水养殖中的悬浮物主要由于饵料的投喂而引起在一次性过流高密度养殖水体试验中,根据饵料投喂量的不同,其含量在5~50mg/l 左右。在饲料系数0.9~0 情况下,鱼体每增重1kg 就会产生150~200g 悬浮物。因此,作为循环使用的养殖水体,悬浮物在水中的积累是非常迅速的。
    养殖水体中鱼类的固体排泄物,在正常代谢的情况下,以悬浮物的形式存在于水体中。在流动的养殖水体中,悬浮物大部分以小于30μm 的颗粒存在于水中。悬浮物的比重略大于水,颗粒小、流动性好、有一定的黏附性,在有水流的条件下呈悬浮状态。从养殖水体中去除30μm 以下的悬浮物,一直是循环水养殖设计研究的重要方向。养殖水体中的悬浮物的积累,使水体浑浊,影响养殖鱼类鳃体的过滤和皮肤的呼吸,增加鱼类环境胁迫压力,恶化水质、消耗水中的溶解氧。循环水养殖过程中及时清除养殖水体中的悬浮物是非常必要的。
1 .沙滤池或过滤沙缸处理 过滤沙缸是水处理行业常用的一种过滤设备。它包括过滤沙缸的缸体和沙缸头两部分。蓝灵水族生产的过滤沙缸采用高级进口玻璃纤维及树脂制成。强度高,耐酸碱,耐老化。特别适合于露天工程使用。过滤沙缸的缸头采用高级塑料材料制成,内部设置有布水器,过滤构造设计合理。缸头上配有多向阀,可以十分方便地对水流进行控制并在适当的时候进行反冲洗。采用石英沙作为滤料时,过滤精度可以达到2度以下。沙子长年不用更换。集众多的优点于一身的过滤沙缸被广泛应用于环保、医药、食品、养殖等行业的水处理环节。如处理水是用来作为饮用水时,请使用高密度深层沙缸过滤器。过滤沙缸详情可参考蓝灵水族
过滤沙缸专题。
6 气泡浮选处理
气泡浮选处理的原理是通过气泡发生器持续不断的在水中释放气泡,使气泡形成象筛网一样的过滤屏幕,并利用气泡表面的张力吸附水中的悬浮物。产生微小气泡(直径为10~500μm),使气泡均匀持续与水体有效混合,可有效去除水产养殖水体中的悬浮物。气泡越小,效率越高。具体技术可参考广州蓝灵水族设备有限公司关于
蛋白质分离器
的描述。


二、工厂化循环水养殖生物过滤技术
    工厂化养殖水体中的氨氮主要是由于养殖鱼类的代谢、残饵和有机物的分解而引起。一次性过流试验表明,高密度流水养殖排水中的氨氮浓度可达到4 mg/l 左右。以鲑鳟鱼为例,在投喂的饲料中,大约有40%饲料蛋白的氮被鲑鳟鱼类转化成氨氮(NH3/ NH4+),在饵料系数为0 的情况下,鲑鳟鱼类每增长1kg就会产生33g 氨态N 。如不进行处理,氨氮在循环养殖水体中的积累呈快速直线上升的趋势。养殖鱼类排泄的氨氮中,大约只有7~32%的总氮是包含在悬浮物中,大部分溶解于养殖水体中,分别以离子铵NH4+ 和非离子氨NH3 的形式存在,两者转换关系为HH4+ + OH- ←→ H2O + NH3。当溶液的PH值大于7时(碱性),反应向右进行,氨氮大部分以非离子氨的形式存在。故应注意根据温度的变化调节pH 值,从而使非离子氨保持在较低水平。
    氨氮及亚硝酸氮在养殖水体中的积累会对鱼类产生相当大的毒性作用。工厂化养殖水体的氨氮总量一般不应超过1mg/l ,非离子氨不应超过0.05mg/l 亚硝酸盐不应超过0.1mg/l。去除氨氮及亚硝酸氮有以下几种方法:
1 空气吹脱
空气吹脱的原理是应用气液相平衡和介质传递亨利定律,在大量充气的条件下,减少了可溶气体的分压,溶解于水体中的氨NH3 穿过界面,向空中转移,达到去除氨氮的目的。空气吹脱的效率直接受到pH 值的影响,在高pH 值的条件下,氨氮大部分以非离子氨的形式存在,形成溶于水的氨气:HH4+ + OH- →← NH4OH→H2O + NH3↑在pH 值为15 时,水气体积比为1:107 的条件下,空气吹脱可去除95%的氨氮,在正常养殖水体也可获得一定的效果。空气吹脱应用的关键是pH 值的调整,使处过程既能提高处理的效率,又能适应养殖鱼类对水体pH 值的要求。同时空气吹脱需要空气的流量大,养殖水体水温易受影响。
2 离子交换吸附
离子交换吸附是应用氟石或交换树脂对水体中的氨氮进行交换和吸附。氟石的吸附能力约为1mg/g,设计适宜可吸附95%的氨氮,在达到吸附容量后,可用10%的盐水喷林24 小时进行再生,重复使用。在工厂化养殖中应用氟石有较好的效果,但其再生操作烦琐、时间长。有些研究利用氟石作为生物处理的介质,在氟石上接种硝化细菌,达到提高生物处理效率的目的。
3 生物处理
  生物处理是利用硝化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌对水中的氨氮进行转化和去除。亚硝化细菌(Nitrosomonas europaea and Nitrosococcus mobilis) 把氨氮转化为亚硝酸盐、硝化细菌(Nitrobacter winogradskiand GenusNitrospira)把亚硝酸盐转化为硝酸盐。如果进行彻底脱氮处理,可利用反硝化细菌进行处理。由于反硝化过程是在厌氧条件下(溶解氧低于1mg/l)进行,应用于水产养殖有一定的困难。研究表明,硝酸盐对鱼类的影响很小,一些养殖鱼类可抵抗大于200 mg/l 浓度的硝酸盐。因此,水产养殖水体的处理,很少应用反硝化过程。生物处理具有投资少,效率高的特点,受到广泛的关注和应用。有资料显示,应用硝化和亚硝化细菌附着浮球进行氨氮处理,氨氮的转化率为380g/(m3·day),饵料负荷能力为32kg/(m3·day)。但是,硝化细菌的最佳生长温度在30℃以上,温度降低其活性降低,处理能力下降,低于15℃已经很难利用。有些研究涉及了低温下优势细菌的驯化、培养和利用技术,获得低温下生物处理的良好效果,是水产养殖水体处理的重要研究方向。
    不论是臭氧催化反应法还是生物处理法,最后都会引起循环水中硝酸盐浓度的积累性增高,硝酸盐对水生动物没有太大的危害,但浓度太高,会影响在条件允许的情况下,可以通过定期换水来降低硝酸盐的浓度,
4 臭氧催化氧化法处理
臭氧作为消毒和去除悬浮物在水产养殖上获得广泛应用,其也有一定的氨氮氧化效果。研究表明臭氧的直接氧化可去除水体中氨氮的28%,臭氧催化氧化法是一种全新的氨氮降解方式,其直接使氨氮降解成N2的思路避免了对环境的二次污染,氨氮的降解效率也得到了很大提高。从经济成本上来看,目前国内外许多工厂化养殖车间采用臭氧消毒或臭氧直接氧化降解氨氮,无需投入更多的设备既可进行臭氧催化氧化降解氨氮的研究和生产;实验过程中添加的NaBr 作为催化剂,也是一种便宜易得的工业原料,在许多沿海的工厂化车间,海水中本身含有Br - 的平均质量浓度为65 mg/ L,已足够反应的需要 。臭氧主要由
臭氧发生器产生。
5 电渗析处理
电渗析处理的原理是水体在电场的两极流动时,水中的带电离子在直流电场的作用下定向移动,阴离子透过阴膜进入阴离子集水槽,阳离子通过阳膜进入阳离子集水槽,从而可把水体中的离子氨去除。由于氨氮在pH 值为7 的中性条件下,非离子氨仅为氨氮总量的0.55%,99% 以上是离子氨,所以电渗析处理可获得好的处理效果。电渗析处理具有分离效率高、装置紧凑、自动化容易的特点,已经广泛地应用于化工、食品、冶金和航天领域的水处理工程。------------未完待续--------------

 
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