藏木魚類增殖放流站循環(huán)水系統(tǒng)及加熱技術(shù)研究

查 磊，張湘隆

(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610072)

藏木魚類增殖放流站循環(huán)水系統(tǒng)及加熱技術(shù)研究

查 磊，張湘隆

(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610072)

我國高海拔地區(qū)氣候寒冷、空氣濕度低,給水電工程魚類增殖放流站循環(huán)水技術(shù)在工藝選擇、工程建設(shè)、技術(shù)管理、運(yùn)行費(fèi)用控制等諸多方面都帶來很大影響,甚至很多問題至今無法解決或達(dá)不到理想的效果。根據(jù)這種情況,本文對目前水電工程魚類增殖放流站循環(huán)水系統(tǒng)的主要工藝技術(shù)進(jìn)行了研究，分別分析、討論了幾種常見的工藝路線：脫氮生物濾床+脫磷吸附過濾器+紫外消毒路線、臭氧發(fā)生器+浮選曝氣池+滴流式生物塔+紫外消毒路線、砂缸過濾器+濕式生物球過濾器+紫外消毒過濾器，并對升溫保溫的熱功計(jì)算方法進(jìn)行了探討。研究提出了在該工程建設(shè)地區(qū)的循環(huán)水系統(tǒng)方案，并提出了相應(yīng)的升溫保溫措施方案建議。

高寒高海拔；水電工程；魚類增殖放流站；循環(huán)水系統(tǒng)

0 前 言

研究背景：隨著水電開發(fā)建設(shè)的發(fā)展，水電開發(fā)在給人們帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí), 也對環(huán)境造成了一定的影響。人工增殖放流是一種基于魚類資源補(bǔ)償?shù)乃娬窘ㄔO(shè)配套環(huán)境保護(hù)措施。

當(dāng)前，在已建成和在建中的水電站魚類增殖放流站中，主要有靜水養(yǎng)殖、流水養(yǎng)殖、循環(huán)水養(yǎng)殖[1]三種模式。

循環(huán)水養(yǎng)殖相對于靜水養(yǎng)殖和流水養(yǎng)殖，具有效率高、節(jié)水、節(jié)地等方面的優(yōu)勢，特別是隨著水電開發(fā)建設(shè)地點(diǎn)向高寒高海拔地區(qū)發(fā)展的趨勢，循環(huán)水養(yǎng)殖模式節(jié)水、節(jié)能、溫控方面優(yōu)勢明顯。

但是，由于循環(huán)水養(yǎng)殖的關(guān)鍵單元循環(huán)水系統(tǒng)及加熱技術(shù)的研究起步較晚，如何優(yōu)化循環(huán)水系統(tǒng)的工藝流程，如何在高寒高海拔地區(qū)合理配置加熱設(shè)施成為了魚類增殖放流站建設(shè)中亟需解決的問題。

研究方法：基于上述研究背景，為探求適用于藏木魚類增殖放流站循環(huán)水及加溫技術(shù)的方法， 本文結(jié)合藏木魚類增殖放流站在設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行過程中積累的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，對國內(nèi)外魚類增殖放流站循環(huán)水系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析；提出了幾種可供參考的循環(huán)水系統(tǒng)方案，并對方案的邊界條件適用性和特點(diǎn)進(jìn)行了討論；然后對循環(huán)水系統(tǒng)中的關(guān)鍵工藝單元、溫控單元進(jìn)行了工藝參數(shù)及選型分析。最后提出了未來在水電站魚類增殖放流站建設(shè)中，特別是對于建設(shè)地點(diǎn)為高寒高海拔地區(qū)的魚類增殖放流站提出了循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程的建議。

1 藏木魚類增殖放流站循環(huán)水系統(tǒng)工藝路線探討

循環(huán)水養(yǎng)殖[1]是指在全人工控制條件下的珍稀魚類養(yǎng)殖生產(chǎn)，是養(yǎng)殖生產(chǎn)的工業(yè)化。目前國外工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖技術(shù)比較發(fā)達(dá)的國家有北美[2]的加拿大、美國，歐洲[3-4]的法國、德國、丹麥、西班牙，以及日本和以色列等國家；國內(nèi)，宋奔奔[5]等學(xué)者對循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)工藝流程進(jìn)行過探討。本文將從循環(huán)水進(jìn)出水水質(zhì)、工藝路線與建設(shè)地點(diǎn)的適宜性等方面對循環(huán)水工藝路線進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

1.1 循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)出水水質(zhì)

在封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中，循環(huán)水系統(tǒng)的出水水質(zhì)意味著增殖放流對象的生存生長環(huán)境；循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)意味著增殖放流對象對養(yǎng)殖水體的污染程度。循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)出水水質(zhì)直接決定著循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中各工藝單元的組成和工藝參數(shù)。

為了探尋封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中，循環(huán)水系統(tǒng)的出水水質(zhì)情況，研究小組對大渡河瀑布溝、龍頭石、瀘定以及雅礱江錦屏一、二級和官地魚類增殖放流站進(jìn)行了設(shè)計(jì)回訪，并對循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)出水水質(zhì)進(jìn)行了相關(guān)監(jiān)測。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，增殖放流站生產(chǎn)棄水為微污染水體，CODcr、氨氮、T-P等指標(biāo)污染程度均較低。

為了考察魚類增殖放流站生產(chǎn)廢水對地表水環(huán)境的影響程度，本研究對3個(gè)增殖放流站廢水總排放口水質(zhì)與《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838 -2002)Ⅲ類水域水質(zhì)(以下簡稱“標(biāo)準(zhǔn)”)進(jìn)行了比較(見圖1)。其中瀘定采用流水養(yǎng)殖;瀑布溝為相對靜水養(yǎng)殖;錦屏主要排放相對靜水養(yǎng)殖廢水，還有10%車間循環(huán)水。

圖1 各增殖放流站水質(zhì)指標(biāo)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對比

由圖1可以看出，流水和相對靜水養(yǎng)殖的生產(chǎn)廢水DO濃度均高于標(biāo)準(zhǔn)；氨氮、總磷、總氮濃度均低于標(biāo)準(zhǔn)濃度；COD除瀑布溝魚類增殖放流站略高于標(biāo)準(zhǔn)，錦屏魚類增殖放流站等于標(biāo)準(zhǔn)外，其余指標(biāo)均低于標(biāo)準(zhǔn)。考慮到瀑布溝魚類增殖放流站實(shí)際親魚養(yǎng)殖密度(7 kg/m2)約為《水電工程魚類增殖放流站設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦密度(0.2～0.3 kg/m2)的近30倍，錦屏魚類增殖放流站實(shí)際魚苗養(yǎng)殖密度(5 500尾/m3)約為《水電工程魚類增殖放流站設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦密度(1 200～1 500 kg/m3)的近4倍，且生產(chǎn)廢水含有一定量的循環(huán)水，考慮如果按照規(guī)范要求密度養(yǎng)殖的情況，COD濃度均應(yīng)低于標(biāo)準(zhǔn)值。

綜上所述，類比同類增殖放流站養(yǎng)殖棄水水質(zhì)實(shí)測數(shù)據(jù)，推薦循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如下：CODcr=50 mg/L、氨氮=5 mg/L、T-P=0.4 mg/L。根據(jù)《地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)，Ⅲ類水域水質(zhì)適用于水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域，參照該標(biāo)準(zhǔn)確定循環(huán)水系統(tǒng)出水水質(zhì)，詳見表1。

表1 循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì) mg/L

1.2 循環(huán)水系統(tǒng)工藝路線選擇

根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)及處理規(guī)模等主要設(shè)計(jì)參數(shù)，并參照國內(nèi)外相關(guān)魚類養(yǎng)殖循環(huán)水設(shè)備技術(shù)文獻(xiàn)資料，主要從下面三種工藝流程中進(jìn)行循環(huán)水工藝比選。

1.2.1 方案一：脫氮生物濾床+脫磷吸附過濾器+紫外消毒方案

該方案主要采用生物床對水體中氨氮進(jìn)行去除、并配合脫磷吸附和紫外消毒降低總磷、糞大腸桿菌等指標(biāo)。主要工藝流程如圖2所示。

(1) DN脫氮生物濾床：在投加專用脫氮菌劑和專用生物載體條件形成穩(wěn)定可靠脫氮菌群的生物膜，DN脫氮生物濾床存在一個(gè)缺氧/好氧脫氮生物區(qū)，同時(shí)在載體的外表面和內(nèi)部面存在缺氧/好氧微生物區(qū)，具有兩重脫氮環(huán)境條件下效果好、技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)；DN脫氮生物濾床出水可使COD、氨氮、SS實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)，同時(shí)可使SS達(dá)10 mg/l以下，為DP脫磷吸附過濾器減少SS，防止堵塞創(chuàng)造有利條件，也通過生物同化作用去除大部分TP(形成生物體部分，通過反沖排出老化生物膜而除磷)。

(2)DP脫磷吸附過濾器：填裝具有吸附過濾除磷的填料，再進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)除磷和去除懸浮物，使出水水質(zhì)得到保障和穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

(3)出水采用紫外線消毒殺死有害微生物病菌，保證魚池環(huán)境不受影響，穩(wěn)定可靠，不會(huì)有殘留藥劑，管理方便，操作簡單。

(4)通過反沖洗排出老化生物膜和過濾截留懸浮，防止堵塞，反沖洗水排入排水系統(tǒng)。

圖2 方案一工藝流程

1.2.2 方案二：臭氧發(fā)生器+浮選曝氣池+滴流式生物塔+紫外消毒方案(見圖3)

該方案主要采用臭氧發(fā)生器和浮選曝氣池采用物理氣浮的方法去除掉水體中的SS。并采用滴流生物塔對水體中氨氮進(jìn)行去除、并配合紫外消毒降低糞大腸桿菌等指標(biāo)。

圖3 方案二工藝流程

(1)集水池：將培育魚缸內(nèi)的水自然溢流到集水池，防止水泵直接對培育魚缸抽水時(shí)產(chǎn)生的循環(huán)量不平衡、空抽等不良情況。該水池的有效蓄水能力1.5 m3以上，采用地下磚混結(jié)構(gòu)?？拷氐撞吭O(shè)置一套300目的篩網(wǎng)，魚餌、魚糞便等雜物可以自然沉淀在池底，能有效的減輕后續(xù)設(shè)備的負(fù)擔(dān)。

(2)潛污泵：為整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)提供動(dòng)力。

(3)臭氧機(jī)：用于對集水池中經(jīng)過養(yǎng)殖后的水進(jìn)行消毒和雜質(zhì)的氧化，去除和降低磷化物和部分氨氮含量，減輕后續(xù)生化處理的負(fù)荷，并可有效防止其他雜菌、病毒對生物膜的影響。

(4)有閥式砂濾系統(tǒng)：純物理過濾，其過濾精度約30 μm，能定時(shí)自動(dòng)反沖洗,完全取代微濾機(jī)。微濾機(jī)的精度約為100 μm，微濾機(jī)存在以下弊端：魚糞便在水流的反復(fù)沖刷作用下，尤其是在水流沖刷篩網(wǎng)時(shí)，由大顆粒物質(zhì)變?yōu)閺浬钚☆w粒，變小后的雜質(zhì)會(huì)透過篩網(wǎng)進(jìn)入系統(tǒng)中沉積。而砂濾系統(tǒng)的精度高，小顆粒雜質(zhì)可以積存到砂濾缸內(nèi)，自動(dòng)定時(shí)反沖時(shí)，可完全清洗干凈。

(5)浮選曝氣池：用于脫除水體中殘留的臭氧，兼具蛋白質(zhì)分離器的作用，并能有效地為滴流式生物塔提供氧氣。

(6)滴流式生物塔：通過生化方法進(jìn)一步去除和降低磷化物和氨氮含量，使之達(dá)到水產(chǎn)育苗用水的水質(zhì)指標(biāo)。塔內(nèi)裝填高密度彈性尼龍，生物膜的比表面積大，掛膜快，脫膜容易。采用滴流式生物塔可取代傳統(tǒng)的濕式生物濾池。雨淋曝氣生物濾池，而且維護(hù)方便、能耗小、噪音低，不用定期對濕式生物濾池進(jìn)行翻料清洗。

(7)5 μm自潔式過濾系統(tǒng)：過濾精度達(dá)到5 μm，濾除蟲卵和其他懸浮物質(zhì)，減輕紫外線的清洗周期，并保證其滅菌效果。

(8)過流式紫外線殺菌器：對水質(zhì)進(jìn)行消毒殺菌，清除水中的雜菌病毒，為水產(chǎn)育苗提供可靠水質(zhì)，防止魚類因病原體感染而死亡。

1.2.3 方案三：砂缸過濾器+濕式生物球過濾器+紫外消毒過濾器方案

該方案主要采用砂缸過濾器去除掉養(yǎng)殖水體中的殘餌和糞便，并用濕式生物球過濾器去除水體中的氨氮、總磷等溶解性有機(jī)污染物指標(biāo)，并采用紫外消毒降低糞大腸桿菌等指標(biāo)。

各養(yǎng)殖車間循環(huán)水首先通過給水泵送至砂缸過濾器，由于養(yǎng)殖循環(huán)水中的主要污染因子為殘餌和糞便貢獻(xiàn)，石英砂濾料能夠有效地截留去除這些固體懸浮物；循環(huán)水通過砂缸過濾器后經(jīng)過濕式生物球過濾器，降低循環(huán)水中的氨氮等污染因子后進(jìn)入保溫水箱，與溫控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)嵌套并聯(lián)；最后，循環(huán)水經(jīng)過過流式紫外消毒器，去除細(xì)菌、病毒等病原微生物后通過管道泵加壓進(jìn)入各養(yǎng)殖單元。主要工藝流程見圖4。

圖4 方案三工藝流程

(1)給水泵：為整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)水提供動(dòng)力；

(2)砂缸過濾器：以石英砂為填料，截留去除生產(chǎn)棄水中的養(yǎng)殖殘餌和糞便以及懸浮顆粒物；

(3)反洗泵：定期去除掉砂缸過濾器中截留的殘餌和糞便。

(4)濕式生物球過濾器：通過水體中微生物的降解作用，利用附著在填料上的微生物、去除水體中的氨氮、總磷等指標(biāo)。

(5)氣泵：為濕式生物球過濾器中的微生物提供氧氣，提高微生物降解效率。

(6)過流式紫外消毒器：對水質(zhì)進(jìn)行消毒殺菌，清除水中的雜菌病毒，防止魚類因病原體感染而死亡。

1.2.4 工藝的適用性研究

生產(chǎn)循環(huán)水中污染物種類少，生化需氧量、氨氮、總磷濃度較低，是一種微污染水。

方案一采用脫氮生物濾床和脫磷吸附過濾器對水體中的氮磷進(jìn)行去除，該方案更適用于去除已經(jīng)溶解到水體中的氮和磷，而本工程循環(huán)水中主要氮磷指標(biāo)貢獻(xiàn)物質(zhì)為殘餌和糞便，所以不采用該方案。

方案二采用臭氧發(fā)生器和浮選曝氣池用物理氣浮的方法去除掉水體中的SS，與此同時(shí)去除掉水體中氮磷。從原理上看對SS和氮磷有一定的去除效果，但該方案工藝較為復(fù)雜，且需要有臭氧發(fā)生器參與，建設(shè)地點(diǎn)處于高寒高海拔地區(qū)，空氣中氧含量較低，故不采用該方案。

對于方案三，由于養(yǎng)殖循環(huán)水中的污染因子主要為魚類殘餌和糞便，石英砂濾料能夠有效地截留去除這些固體懸浮物；循環(huán)水通過砂缸過濾器后經(jīng)過濕式生物球，該單元能有效去除養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的氨氮；經(jīng)過保溫水箱后，通過過流式紫外消毒器去除細(xì)菌、病毒等病原微生物。

所以，在高寒高海拔地區(qū)，最冷月平均氣溫低于-10℃或者污水平均水溫低于10℃時(shí)，方案三的工藝流程路線在這樣的邊界條件下更適用。

2 循環(huán)水系統(tǒng)升溫保溫措施及加熱設(shè)備熱功計(jì)算研究

目前，高寒高海拔地區(qū)魚類增殖放流站可供選擇的升溫保溫工程措施主要有大棚保溫和熱水機(jī)組升溫這兩種。

2.1 室外魚池保溫

大棚主要由主體結(jié)構(gòu)和覆蓋材料組成，大棚的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了其用途，而大棚的覆蓋材料是保溫效果高低的關(guān)鍵因素。

2.1.1 保溫設(shè)施結(jié)構(gòu)形式

大棚的結(jié)構(gòu)形式主要有拱圓形和屋脊形兩種。

由于養(yǎng)殖設(shè)施單體以及整體體積較大，大棚結(jié)構(gòu)宜采用屋脊形大棚。

2.1.2 保溫材料

不同的覆蓋材料，其保溫效果不同，成本不同，使用壽命也不同。大棚覆蓋材料有以下幾種：

(1)普通膜：以聚乙烯或聚氯乙烯為原料，膜厚0.1 mm，無色透明。使用壽命約為半年。

(2)多功能長壽膜：是在聚乙烯吹塑過程中加入適量的防老化料和表面活性劑制成。

(3)草被、草苫：用稻草紡織而成，保溫性能好，是夜間保溫材料。

(4)聚乙烯高發(fā)泡軟片：是白色多氣泡的塑料軟片，寬1 m、厚0.4～0.5 cm，質(zhì)輕能卷起，保溫性與草被相近。

(5)無紡布：為一種滌綸長絲，不經(jīng)織紡的布狀物。

(6)遮陽網(wǎng)：一種塑料織絲網(wǎng)。

根據(jù)高海拔農(nóng)村地區(qū)的特征，宜選用普通膜。為了加強(qiáng)防寒保溫，提高大棚內(nèi)夜間的溫度，減少夜間的熱輻射,可以采用多層薄膜覆蓋。

2.1.3 大棚對溫度的影響

塑料薄膜具有保溫性。覆蓋薄膜后，大棚內(nèi)的濁度將隨著外界氣溫的升高而升高，隨著外界氣溫下降而下降。并存在明顯的季節(jié)變化和較大的晝夜溫差。越是低溫期溫差越大。一般在寒季大棚內(nèi)日 增溫可達(dá)3～6℃，陰天或夜間增溫能力僅1～2℃。春暖時(shí)節(jié)棚內(nèi)和露地的溫差逐漸加大，增溫可達(dá)6～15℃。外界氣溫升高時(shí)，棚內(nèi)增溫相對加大，最高可達(dá)20℃以上，

因此大棚內(nèi)存在高溫及冰凍危害，需進(jìn)行人工調(diào)整,進(jìn)行全棚通風(fēng)，棚外覆蓋草簾或搭成“涼棚”，可比露地氣溫低1～2℃。冬季晴天時(shí)，夜間最低溫度可比露地高1～3℃，陰天時(shí)幾乎與露地相同。通過保溫及通風(fēng)降溫可使棚溫保持在15～30℃的生長適溫。

2.2 循環(huán)水系統(tǒng)加熱設(shè)備升溫

使用大棚將整個(gè)高寒高海拔地區(qū)室外養(yǎng)殖設(shè)施進(jìn)行全面覆蓋，能有效地調(diào)節(jié)污水處理設(shè)施的水溫，大大提高處理效果。當(dāng)大棚保溫措施和養(yǎng)殖車間外墻保溫依然不能達(dá)到目標(biāo)養(yǎng)殖水溫時(shí)，可以考慮采用升溫設(shè)備對水體進(jìn)行升溫。

2.2.1 冷熱泵機(jī)組

冷熱泵機(jī)組是由壓縮機(jī)—換熱器—節(jié)流器—吸熱器—壓縮機(jī)等裝置構(gòu)成的一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。冷媒在壓縮機(jī)的作用下在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。它在壓縮機(jī)內(nèi)完成氣態(tài)的升壓升溫過程(溫度高達(dá)100℃)，并進(jìn)入換熱器后與風(fēng)進(jìn)行熱量交換，被冷卻并轉(zhuǎn)化為流液態(tài)，當(dāng)運(yùn)行到吸熱器后，液態(tài)迅速吸熱蒸發(fā)再次轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，同時(shí)溫度下降至零下10～20℃，這時(shí)吸熱器周邊的空氣就會(huì)源源不斷地將低溫?zé)崃總鬟f給冷媒。冷媒不斷地循環(huán)實(shí)現(xiàn)空氣中的低溫?zé)崃哭D(zhuǎn)變?yōu)楦邷責(zé)崃坎⒓訜崂渌^程。其優(yōu)點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)換效率高,缺點(diǎn)是對環(huán)境條件要求高，受環(huán)境溫度和濕度的制約。該類設(shè)備國內(nèi)主要的品牌有：春蘭、格力、美的等，主要品牌的運(yùn)行環(huán)境溫度下限為-5℃左右。藏木魚類增殖放流站建設(shè)地點(diǎn)冬季存在-10℃的極端低溫。該設(shè)備在極端低溫條件下運(yùn)行效率降低，甚至可能停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2.2 電熱水鍋爐

電鍋爐是一種以動(dòng)力電為加熱源，通過鍋爐的換熱部位把熱媒水加熱到一定溫度參數(shù)并向外輸出額定熱量的熱能機(jī)械設(shè)備。該設(shè)備國內(nèi)主要的品牌有：恒熱、方塊、韓國大宇等。電熱水鍋爐通過電加熱管對水加熱，實(shí)現(xiàn)供暖和提供熱水。其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定，受環(huán)境條件影響小;缺點(diǎn)是耗電量大。

2.2.3 燃煤鍋爐

燃煤鍋爐是指燃料燃燒的煤，煤炭熱量經(jīng)轉(zhuǎn)化后，產(chǎn)生蒸汽或者變成熱水。但燃煤鍋爐并不是所有的熱量全部有效轉(zhuǎn)化，有一部分無功消耗，這樣就存在效率問題，一般大些的鍋爐效率高些，60% ～ 80%之間。而且，燃煤鍋爐污染大，一般新建燃煤鍋爐需要一定的環(huán)評手續(xù)，同時(shí)需要配套相應(yīng)的除塵、脫硫、脫氮設(shè)施，手續(xù)工藝復(fù)雜，設(shè)備安裝調(diào)試時(shí)間長。

綜上，高寒高海拔地區(qū)魚類增殖放流站溫控設(shè)備的選擇以電熱水鍋爐為宜。

2.3 熱功計(jì)算

2.3.1 升溫機(jī)組功率的確定

下面介紹根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，熱水機(jī)組的計(jì)算選型以及熱交換方式的方法。

(1)確定平均水溫T1，并確定經(jīng)濟(jì)性最適合溫度T2。

(2)確定日進(jìn)出水水量V。

(3)計(jì)算進(jìn)出水升溫?zé)崃?

Q1=cm(t2-t1)

(4)進(jìn)出水需求功率計(jì)算,COP(Coefficient of Performance)為熱機(jī)性能系數(shù):

(5)計(jì)算水面散失熱量補(bǔ)充功率，按養(yǎng)殖池水表面蒸發(fā)損失的熱量與管道散熱進(jìn)行計(jì)算。

養(yǎng)殖池水表面蒸發(fā)損失的熱量。按下式計(jì)算：

Qx=α·у(0.017 4vf+0.022 9)(Pb-Pq)A(760/B)

式中Qx——養(yǎng)殖池水表面蒸發(fā)損失的熱量,kJ/h；

α——熱量換算系數(shù)，α=4.186 8 kJ/kcal；

y——與養(yǎng)殖池水溫相等的飽和蒸汽的蒸發(fā)汽化潛熱,kcal/kg；

vf——養(yǎng)殖池水面上的風(fēng)速,m/s，一般按室內(nèi)養(yǎng)殖池vf=0.2～0.5 m/s；室外養(yǎng)殖池vf=2～3 m/s；

Pb——與養(yǎng)殖池水溫相等的飽和空氣的水蒸汽分壓力,mmHg；

Pq——養(yǎng)殖池的環(huán)境空氣的水蒸汽壓力,mmHg；

A——養(yǎng)殖池的水表面面積,m2；

B——當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫?mmHg。

養(yǎng)殖池的池底、池壁、管道和設(shè)備等傳導(dǎo)所損失的熱量按養(yǎng)殖池水表面蒸發(fā)損失熱量的20%計(jì)算確定，即：

Q=Qx×(1+20%)

W2=Q/(3.6×106)

(6)總功率的確定:

W=W1+W=2

通過升溫設(shè)備機(jī)組的功率計(jì)算，可以參考廠家設(shè)備型號進(jìn)行選型，確定最后的設(shè)備型號。

2.3.2 熱交換方式

加熱機(jī)組熱交換有直供熱水和銅管散熱兩種。由于在養(yǎng)殖設(shè)施內(nèi)安裝銅管進(jìn)行散熱的方式易影響魚類的正常生長發(fā)育，所以，采用循環(huán)水管直供熱水的方式完成熱交換較為適宜。

3 結(jié) 論

(1)在高寒高海拔地區(qū)，砂缸過濾器+濕式生物球過濾器+紫外消毒過濾器的工藝路線、并嵌入溫控系統(tǒng)的措施較為適宜。

(2)建設(shè)地點(diǎn)為高寒高海拔地區(qū)的魚類增殖放流站宜采用循環(huán)水養(yǎng)殖模式，并配備溫控系統(tǒng)，設(shè)定目標(biāo)養(yǎng)殖溫度，人工協(xié)助珍稀魚類越冬以及促進(jìn)性腺發(fā)育。

(3)高寒高海拔地區(qū)魚類增殖放流站溫控設(shè)備的選擇以電熱水鍋爐為宜，升溫設(shè)備的功率需進(jìn)行相關(guān)理論計(jì)算，散熱方式以采用循環(huán)水管直供熱水的方式完成熱交換較為適宜。

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2016-08-23

查磊(1986-)，男，四川仁壽人，碩士，工程師，從事環(huán)保設(shè)計(jì)工作。

S931.5

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1003-9805(2017)01-0046-06