海水養(yǎng)殖貝類苗種循環(huán)水高效凈化技術(shù)研究.pdf

1、本課題是中國科學院海洋研究所主持的國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)項目子課題的一部分。本文重點研究蛋白泡沫分離技術(shù)、臭氧消毒技術(shù)和生物濾池在海水養(yǎng)殖貝類苗種循環(huán)水處理技術(shù)的應用，并對海水養(yǎng)殖水進行了中試研究。 工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖是提高生產(chǎn)力的重要途徑，也是人們采用高科技手段實現(xiàn)可控化高效養(yǎng)殖，解決日益枯竭的海洋資源危機的有效措施。 工廠化養(yǎng)殖體系中由于養(yǎng)殖密度較大，以及投餌等所引起的水質(zhì)惡化是該體系維持正常生產(chǎn)的制約因素

2、之一，研究和建立高效的水質(zhì)凈化系統(tǒng)并應用于工廠化養(yǎng)殖循環(huán)水的凈化處理是工廠化養(yǎng)殖體系正常運行的關(guān)鍵技術(shù)，也是實現(xiàn)其穩(wěn)產(chǎn)高效的保證，具有重要理論意義和廣闊的應用前景。 本文針對海水養(yǎng)殖貝類苗種循環(huán)水的水質(zhì)特點探討其高效凈化的技術(shù)和方法，較系統(tǒng)深入地研究了泡沫分離、O<,3>消毒滅菌、曝氣生物濾池(簡稱BAF)和活性炭對水中有機物的去除率及其影響因素，優(yōu)化了工藝參數(shù)，取得了良好的結(jié)果。得出采用砂濾——BAF——泡沫分離——O<,3>

3、滅菌——活性炭吸附聯(lián)合處理工藝對該循環(huán)系統(tǒng)進行凈化處理的可行性，實現(xiàn)了工廠化養(yǎng)殖水循環(huán)使用。本文所獲得的主要結(jié)果如下： 1、利用泡沫分離器去除養(yǎng)殖循環(huán)水中的有機物是可行的，泡沫分離器的去除效率受有機物濃度和性質(zhì)、最佳氣液比等多種因素的影響。有機物的濃度和性質(zhì)是影響泡沫分離器去除率的決定因素，在本文確定的最佳氣液比、最小表面氣體流速、最佳停留時間等工藝參數(shù)下，可使泡沫分離器對有機物的去除達到理想的效果。 2、經(jīng)臭氧處理后的

4、海水，其主要的水質(zhì)指標pH、氧化還原電位(ORP)、化學耗氧量(COD)、溶解氧(DO)、氨氮(NH<,3>-N)、亞硝酸鹽氮(NO<,2>-N)、細菌總數(shù)等可以達到養(yǎng)殖海水循環(huán)水質(zhì)要求，水質(zhì)狀況明顯改善。 3、生物培養(yǎng)實驗表明：采用經(jīng)臭氧處理的海水培養(yǎng)小球藻(Chlorella sp．)，發(fā)現(xiàn)臭氧生成氧化物對其生長具有明顯影響。當其濃度低于0.735mg/L時，對小球藻不產(chǎn)生毒害作用；當濃度超過1.036 mg/L時，則對小球

5、藻的生長具有明顯的毒害作用。此時觀察到大量小球藻死亡。在0.735mg/L 和1.036 mg/L之間，稍有毒害作用。通過實驗獲得了臭氧投加量與小球藻生長量間的定量關(guān)系，提出了消除和控制其毒害作用的對策。 4、活性炭可以有效吸附臭氧生成氧化物。研究了在進水水質(zhì)不變的前提下，活性炭吸附柱最佳高度；在進水量為45.6L/h時，炭層高度≥800mm。在該條件下能保證活性炭出水中殘余臭氧生成氧化物濃度在0.1mg/L以下。既能使臭氧處理

6、再循環(huán)用水達到較好的消毒目的，又可消除O<,3>消毒過程中產(chǎn)生的不利影響。 5、實驗結(jié)果表明水中殘余臭氧生成氧化物(ORO)濃度與氧化還原電位之間具有一定的關(guān)系，因此通過體系中氧化還原電位的測定來跟蹤ORO在處理水中的殘存量，從而提供了一個簡便可靠的監(jiān)測ORO的方法，為工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)控制生物生長的不利因素提供技術(shù)支持和科學依據(jù)。 6、對濾池濾料進行了優(yōu)選實驗，其中陶粒濾料對COD的去除效果最好，懸浮濾料次之，竹球最差；實

7、驗初期，陶粒濾池與懸浮濾料濾池對氨氮的去除效果接近，出水水質(zhì)都能達到養(yǎng)殖水水質(zhì)的要求，但是隨著實驗的進行，陶粒對氨氮的去除效果逐漸超過懸浮濾料；竹球濾池對氨氮和亞硝酸鹽表現(xiàn)出良好的去除效果，一直未出現(xiàn)亞硝酸鹽的積累。由于懸浮濾料價格較貴，對氨氮和COD的去除效果也一般，本實驗把它舍棄。在本實驗條件下，三種濾料的曝氣生物濾池出水COD和NH<,3>-N濃度都隨著進水有機負荷和氨氮負荷的提高而增加，但隨著所選用濾料的不同，負荷對它們的影響又

8、有所不同；本實驗確定的三種濾料濾池的最佳水力停留時間是1h，最佳濾料層高60cm，最佳氣水比為3∶1，為BAF在實際中的推廣應用提供了科學依據(jù)。 本研究的創(chuàng)新之處在于： 1、對蛋白泡沫分離技術(shù)和臭氧消毒技術(shù)在海水養(yǎng)殖貝類苗種循環(huán)水中的應用進行了現(xiàn)場中試研究，得到了一定水質(zhì)下的蛋白泡沫分離器的相關(guān)參數(shù)；發(fā)現(xiàn)并首次定量探討了臭氧生成氧化物對養(yǎng)殖循環(huán)水水質(zhì)的影響和消除其影響的途徑。得到了海水養(yǎng)殖貝類苗種循環(huán)水處理利用砂濾——B

9、AP——泡沫分離——O<,3>滅菌——活性炭吸附聯(lián)合處理工藝中各處理單元的控制參數(shù)。 2、本文在研究臭氧水質(zhì)凈化的基礎(chǔ)上，探討了臭氧及其氧化產(chǎn)物對海水生態(tài)系中的微藻可能產(chǎn)生的影響，提出了防治對策。 3、提出一種檢測有害成分的簡便方法，對生產(chǎn)有指導作用和應用價值。 4、進行了不同濾料在海水中的掛膜研究，探討了對掛膜可能產(chǎn)生影響的因素，同時還研究了氨氮負荷、有機負荷、水力停留時間、填料高度、水溫、pH以及氣水比對3種