循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中懸浮顆粒物的分布、遷移以及核心水處理單元的水處理效果研究.pdf

1、循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(RecirculatingAquacultureSystem，RAS)在國(guó)外水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中占據(jù)重要地位，相關(guān)研究較為全面，并已形成相關(guān)設(shè)計(jì)、建設(shè)、操作等的一整套技術(shù)理論體系。在我國(guó)現(xiàn)代化水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展中，RAS也越來(lái)越受到重視。 國(guó)外關(guān)于RAS水處理的研究較多，但以實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)為對(duì)象的研究報(bào)導(dǎo)較少。本試驗(yàn)在生產(chǎn)狀態(tài)下，對(duì)循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中固體懸浮顆粒物(SS)產(chǎn)生、遷移、分布規(guī)律進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，找出了適合生產(chǎn)中

2、SS去除的最佳時(shí)間和方法，為縮短它們?cè)谙到y(tǒng)中存留的時(shí)間、減少污染物質(zhì)的溶出、降低后面生物濾器等水處理單元的進(jìn)水污染物負(fù)荷起到一定作用，并為了解RAS生產(chǎn)中的固體顆粒污染物質(zhì)轉(zhuǎn)移特點(diǎn)奠定基礎(chǔ)；另外，對(duì)核心水處理單元在不同工況下水處理效果的研究，找出了各水處理單元適于生產(chǎn)運(yùn)行的最佳水處理工況，為優(yōu)化水處理單元工況調(diào)節(jié)和提升水處理效率提供理論依據(jù)。 在對(duì)RAS生產(chǎn)過(guò)程中養(yǎng)殖槽內(nèi)SS產(chǎn)生規(guī)律的研究中(包括SS含量與投餌后時(shí)間變化關(guān)系，S

3、S粒徑變化與時(shí)間關(guān)系)，發(fā)現(xiàn)粒徑大于60μm的SS存量在投餌半小時(shí)后開始逐漸增加，兩個(gè)小時(shí)以后魚池內(nèi)存量即增加為原來(lái)的兩倍，并且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，存量還會(huì)不斷增加。粒徑大小在60-20μm之間的微小懸浮顆粒物在兩個(gè)小時(shí)內(nèi)增長(zhǎng)2.8倍，增幅超過(guò)粒徑60μm以上的顆粒物，這說(shuō)明隨著顆粒物在魚池內(nèi)存留時(shí)間的延長(zhǎng)，較大顆粒物有快速碎裂的傾向。這些小規(guī)格懸浮顆粒物的增長(zhǎng)是敗壞水質(zhì)，降低系統(tǒng)水質(zhì)清澈程度，以及增加水處理設(shè)施處理負(fù)載的重要因素之一，并且

4、碎裂的規(guī)格越小，越難以從RAS中去除，生產(chǎn)上必需引起重視。 旋轉(zhuǎn)水流產(chǎn)生的向心力對(duì)魚池內(nèi)產(chǎn)生的SS有良好的聚集效果，并可以隨著水體交換從中心排水管轉(zhuǎn)移出魚池。在對(duì)不同進(jìn)水流量產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)水流對(duì)SS的集污效果比較中，發(fā)現(xiàn)以11-12m3/h的進(jìn)水流量形成接近60圈/小時(shí)的環(huán)形旋轉(zhuǎn)水流，對(duì)SS有良好的聚集效果，并能在半個(gè)小時(shí)的集污換水過(guò)程中使池內(nèi)SS含量下降到較低水平。當(dāng)進(jìn)水流量小于7.5-8m3/h，形成的環(huán)形旋轉(zhuǎn)水流不足25圈/小

5、時(shí)時(shí)，同樣時(shí)間內(nèi)的集污效果就不如快速旋轉(zhuǎn)水流。而為防止顆粒物在魚池內(nèi)的積累，以及SS的碎裂，日常生產(chǎn)中需要在投餌后半小時(shí)至一小時(shí)魚排便高峰期時(shí)對(duì)魚池內(nèi)懸浮顆粒物進(jìn)行集污排放，試驗(yàn)為日常生產(chǎn)中集污方法的優(yōu)化提供了理論依據(jù)。 對(duì)系統(tǒng)中SS的分布進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)水處理配置依次為固液分離器、流著凈化渠(含軟性濾料和礦質(zhì)生物濾球)、生物濾器(浮球式和浸沒(méi)式)、泡沫分離器，有效養(yǎng)殖水體40m3，養(yǎng)殖負(fù)載為10-15kg/m3的苗種養(yǎng)殖系統(tǒng)在正

6、常生產(chǎn)管理?xiàng)l件下，固液分離器入口、出口，流著凈化渠中軟性濾料后以及礦質(zhì)生物球后出水平均固體懸浮顆粒物含量分別為：8-10mg/L，3-4mg/L，2-2.5mg/L和1-1.5mg/L，這三個(gè)處理單元對(duì)SS的去除效果明顯；經(jīng)生物濾器處理后固體懸浮顆粒物含量略有上升，為2-3mg/L，而泡沫分離器能將這一含量降為1.5mg/L；最后，不同水處理單元對(duì)SS處理的綜合結(jié)果使魚池入水中平均固體懸浮顆粒物含量為2mg/L左右。這些關(guān)于SS分布的測(cè)

7、試結(jié)果表明：固液分離器是對(duì)顆粒物去除的主要設(shè)備，去除率達(dá)到60％以上；流著凈化渠中軟性濾料和生物濾球?qū)︻w粒物的去除率都能穩(wěn)定在40％左右，去除效果較好，并且地位不可取代，它們主要去除固液分離器不能有效過(guò)濾的更微小顆粒物；而泡沫分離器能有效去除水中溶解有機(jī)物外，對(duì)微小顆粒物的去除也達(dá)到40％以上。它們?cè)谡紫到y(tǒng)的運(yùn)行中，對(duì)固體懸浮顆粒物的去除起著重要作用。而生物濾器在吸附、截留懸浮顆粒達(dá)到飽和后就會(huì)降低截留效果，并且由于生物膜的老化和缺少

8、適當(dāng)?shù)姆礇_，還可以脫落部分生物膜物質(zhì)進(jìn)入水中，造成水中固體懸浮顆粒物的增加。 在另外的試驗(yàn)中，分別對(duì)生產(chǎn)中應(yīng)用的兩種生物濾器在不同工況下的水處理效果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)：生物濾器在曝氣充分的情況下，水處理效率會(huì)隨著進(jìn)水流量的減小而增加，一般溶解氧含量都會(huì)有所上升，pH也會(huì)穩(wěn)中略升；而不曝氣時(shí)，濾器水處理效率也會(huì)隨水流量減小而升高，但效果不如有曝氣時(shí)為好，并且由于硝化作用對(duì)溶氧的消耗，出水溶氧都有所下降，洲也略有降低。無(wú)曝氣時(shí)，濾器對(duì)C

9、OD的去除率會(huì)略高于有曝氣工況，這與濾器內(nèi)厭氧的異養(yǎng)菌活動(dòng)有密切關(guān)系。在對(duì)生物濾器各種工況下每天水處理效果作綜合比較后，推薦浮球式生物濾器把有曝氣條件下進(jìn)水流量維持在6m3/h為適合生產(chǎn)的最佳工況；而浸沒(méi)式生物濾器的最佳推薦工況為曝氣大于1m3/h，進(jìn)水流量在6-8m3/h。 泡沫分離器對(duì)水體中微小懸浮顆粒、溶解有機(jī)物有良好去除效果，并能脫去部分氨氮。在產(chǎn)泡量不變的各工況下，隨著進(jìn)水流量的減小，泡沫分離器對(duì)這三種水質(zhì)指標(biāo)的去除效