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(guó)科學(xué)院海洋研究所主持的國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)項(xiàng)目子課題的一部分。本文重點(diǎn)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(yīng)用，并對(duì)海水養(yǎng)殖水進(jìn)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(shí)現(xiàn)可控化高效養(yǎng)殖，解決日益枯竭的海洋資源危機(jī)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(yīng)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(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)，也是實(shí)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(yīng)用前景。 本文針對(duì)海水養(yǎng)殖貝類苗種循環(huán)水的水質(zhì)特點(diǎn)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(jiǎn)稱BAF)和活性炭對(duì)水中有機(jī)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(duì)該循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行凈化處理的可行性，實(shí)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(jī)物是可行的，泡沫分離器的去除效率受有機(jī)物濃度和性質(zhì)、最佳氣液比等多種因素的影響。有機(jī)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(shí)間等工藝參數(shù)下，可使泡沫分離器對(duì)有機(jī)物的去除達(dá)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(biāo)pH、氧化還原電位(ORP)、化學(xué)耗氧量(COD)、溶解氧(DO)、氨氮(NH<,3>-N)、亞硝酸鹽氮(NO<,2>-N)、細(xì)菌總數(shù)等可以達(dá)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(shí)驗(yàn)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(duì)其生長(zhǎng)具有明顯影響。當(dāng)其濃度低于0.735mg/L時(shí)，對(duì)小球藻不產(chǎn)生毒害作用；當(dāng)濃度超過(guò)1.036 mg/L時(shí)，則對(duì)小球

5、藻的生長(zhǎng)具有明顯的毒害作用。此時(shí)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(guò)實(shí)驗(yàn)獲得了臭氧投加量與小球藻生長(zhǎng)量間的定量關(guān)系，提出了消除和控制其毒害作用的對(duì)策。 4、活性炭可以有效吸附臭氧生成氧化物。研究了在進(jìn)水水質(zhì)不變的前提下，活性炭吸附柱最佳高度；在進(jìn)水量為45.6L/h時(shí)，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(dá)到較好的消毒目的，又可消除O<,3>消毒過(guò)程中產(chǎn)生的不利影響。 5、實(shí)驗(yàn)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(guò)體系中氧化還原電位的測(cè)定來(lái)跟蹤ORO在處理水中的殘存量，從而提供了一個(gè)簡(jiǎn)便可靠的監(jiān)測(cè)ORO的方法，為工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)控制生物生長(zhǎng)的不利因素提供技術(shù)支持和科學(xué)依據(jù)。 6、對(duì)濾池濾料進(jìn)行了優(yōu)選實(shí)驗(yàn)，其中陶粒濾料對(duì)COD的去除效果最好，懸浮濾料次之，竹球最差；實(shí)

7、驗(yàn)初期，陶粒濾池與懸浮濾料濾池對(duì)氨氮的去除效果接近，出水水質(zhì)都能達(dá)到養(yǎng)殖水水質(zhì)的要求，但是隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，陶粒對(duì)氨氮的去除效果逐漸超過(guò)懸浮濾料；竹球?yàn)V池對(duì)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(jià)格較貴，對(duì)氨氮和COD的去除效果也一般，本實(shí)驗(yàn)把它舍棄。在本實(shí)驗(yàn)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(jìn)水有機(jī)負(fù)荷和氨氮負(fù)荷的提高而增加，但隨著所選用濾料的不同，負(fù)荷對(duì)它們的影響又

8、有所不同；本實(shí)驗(yàn)確定的三種濾料濾池的最佳水力停留時(shí)間是1h，最佳濾料層高60cm，最佳氣水比為3∶1，為BAF在實(shí)際中的推廣應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。 本研究的創(chuàng)新之處在于： 1、對(duì)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(yīng)用進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(duì)海水生態(tài)系中的微藻可能產(chǎn)生的影響，提出了防治對(duì)策。 3、提出一種檢測(cè)有害成分的簡(jiǎn)便方法，對(duì)生產(chǎn)有指導(dǎo)作用和應(yīng)用價(jià)值。 4、進(jìn)行了不同濾料在海水中的掛膜研究，探討了對(duì)掛膜可能產(chǎn)生影響的因素，同時(shí)還研究了氨氮負(fù)荷、有機(jī)負(fù)荷、水力停留時(shí)間、填料高度、水溫、pH以及氣水比對(duì)3種