海水循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中微細(xì)顆粒去除技術(shù)的研究.pdf

1、21世紀(jì)以來，水資源短缺威脅著全球不少地區(qū)的生產(chǎn)和生活。傳統(tǒng)的粗放型水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)方式不但與人類爭奪水資源，而且養(yǎng)殖廢水中包含的顆粒態(tài)固體廢物、溶解態(tài)代謝廢物、營養(yǎng)鹽、抗微生物制劑和藥物殘留會造成對自身水體和周邊環(huán)境的污染；因此改變水產(chǎn)養(yǎng)殖模式勢在必行。循環(huán)水養(yǎng)殖是實(shí)現(xiàn)高效、綠色和清潔水產(chǎn)品生產(chǎn)的重要途徑，工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展方向之一，是未來水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)技術(shù)，這種趨勢對循環(huán)水過程的水處理提出了更嚴(yán)格的要求。近年來，在

2、十五、十一五期間多個國家項(xiàng)目的支持下，海水工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖得到了較大規(guī)模地推廣和應(yīng)用，在山東、遼寧等地已經(jīng)逐步呈現(xiàn)出一種取代傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式的趨勢。但是，從目前的實(shí)際應(yīng)用情況來看，大部分系統(tǒng)的實(shí)際生產(chǎn)能力并沒有達(dá)到最初的設(shè)計(jì)指標(biāo)，仍停留在中低密度養(yǎng)殖工況條件下。分析其原因，微細(xì)顆粒物（≤60μm）沒有得到良好的控制和去除是其中的主要問題之一。為此從不同的角度對海水循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中微細(xì)顆粒去除技術(shù)的研究將會為水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供技術(shù)與

3、理論支持。
　　該論文，在實(shí)驗(yàn)室實(shí)際的養(yǎng)殖環(huán)境下進(jìn)行設(shè)計(jì)兩種裝置：一種葉輪式（又稱轉(zhuǎn)子碎氣式）氣浮裝置和氣提式砂過濾裝置，針對海水循環(huán)水養(yǎng)殖車間的養(yǎng)殖水進(jìn)行物理過濾處理，得到實(shí)際的處理效果，進(jìn)行水質(zhì)取樣、數(shù)據(jù)采集、最終進(jìn)行數(shù)據(jù)分析得到兩種裝置的處理效果，并和前輩們的裝置處理效果進(jìn)行對比，得出了一些結(jié)論，并提出了自己的看法，以期為養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)做出一定的貢獻(xiàn)。
　　葉輪式氣浮裝置包含電動機(jī)、主軸、支撐筒、氣泡發(fā)生頭，上下端蓋、電機(jī)支

4、撐座等幾部分裝配而成，本論文對部分零部件的選取和設(shè)計(jì)有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算和選擇。樣機(jī)設(shè)計(jì)制作完成后，在海水循環(huán)水養(yǎng)殖車間進(jìn)行了2個多月的試驗(yàn)和系統(tǒng)修正，得到大量的水質(zhì)處理數(shù)據(jù)。試驗(yàn)表明，這種葉輪式氣浮裝置結(jié)構(gòu)簡單、能耗小、系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)、電機(jī)噪聲小，改善養(yǎng)殖環(huán)境；經(jīng)過數(shù)據(jù)分析后可知，這種葉輪式氣浮凈水裝置對海水循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)水體中的顆粒懸浮物(SS)在壓力進(jìn)氣閥控制進(jìn)氣量為10m3/h、HRT為25min條件下處理效果最好，平均去除率為42.1

5、3％，系統(tǒng)利用YSI水質(zhì)參數(shù)測試儀對水中溶氧(DO)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，得出結(jié)論為葉輪式氣浮裝置將水池的溶氧從6.18mg/L增加到6.83mg/L，可見裝置在去除SS的同時還可以有效的增加溶氧。葉輪式氣浮裝置對色度、總氮(TN)、COD均有一定的去除效果，平均去除率可分別達(dá)到16.93%、32.64%、32.69%，但對于養(yǎng)殖水體中的氨氮、亞硝酸鹽去除效果不明顯。該論文所設(shè)計(jì)的葉輪式氣浮裝置通過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，有較好的應(yīng)用價(jià)值，相信會為工廠

6、化海水養(yǎng)殖車間水處理的方面研究提供一定的幫助。
　　為解決傳統(tǒng)壓力式砂濾裝置長時間工作后截留大量固體顆粒物而導(dǎo)致的難以反沖洗的問題，結(jié)合氣提技術(shù)，創(chuàng)造性的研發(fā)了一種具備自清洗功能的砂濾裝置，氣提式砂濾器集過濾、分離、氣浮、自動清洗等功能于一體，可以替代傳統(tǒng)用于養(yǎng)殖車間的砂濾裝置、無閥濾池、微濾機(jī)、機(jī)械式氣浮等物理過濾裝置；試驗(yàn)用1～2mm石英砂作為過濾介質(zhì)，過濾水以向上流方向從氣提式砂濾器底部慢慢上升，污物被石英砂截留，同時，從底

7、部流入定流量氣體，使得污物和砂粒同時被提起，最終在頂端的洗砂裝置中石英砂被清洗干凈并由于重力作用而落回系統(tǒng)，污物和廢水從排污口流出；試驗(yàn)表明，氣提式砂濾器設(shè)備簡單、操作簡便，不需停機(jī)反沖洗，系統(tǒng)運(yùn)行連續(xù)平穩(wěn)，能耗小并且易于日常維護(hù)和檢修；數(shù)據(jù)表明，這種砂濾器對海水循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中的顆粒懸浮物（SS）和化學(xué)需氧量（COD）去除率分別為41.31%、34.04%，同時也降低了氨氮、亞硝酸鹽含量，過濾后養(yǎng)殖水顆粒懸浮物質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤67.33㎎／