養(yǎng)殖循環(huán)水復合殺菌系統(tǒng)的設(shè)計研究

劉偉東

摘 要：本文針對目前的養(yǎng)殖循環(huán)水殺菌消毒工藝中殺菌劑量過小、無法有效殺滅病菌、殺菌劑量過大，又會影響水中生物的矛盾的和現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計出一種復合殺菌活水系統(tǒng)，保證了養(yǎng)殖水體的新鮮和清潔。該系統(tǒng)主要是通過物理過濾、臭氧-生物活性深度處理和水質(zhì)活化技術(shù)來實現(xiàn)的。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水養(yǎng)殖；水處理；殺菌消毒；復合殺菌活水系統(tǒng)

中圖分類號：F326 文獻標志碼：A

1 技術(shù)研發(fā)背景

傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式，比如說以前常見的池塘養(yǎng)殖，存在著土地資源浪費、對環(huán)境污染大、其產(chǎn)量受環(huán)境因素如自然災害的影響大等缺點，并不符合可持續(xù)發(fā)展的要求，隨著我國現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展必將實施必要的轉(zhuǎn)變。后來發(fā)展出以養(yǎng)殖車間構(gòu)建的流水型養(yǎng)殖系統(tǒng)為主的工業(yè)化養(yǎng)殖生產(chǎn)方式，其水體的循環(huán)利用率并不高，造成了水資源的浪費，除此之外，它的產(chǎn)量低、耗能大、效率低。工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)就彌補了這一缺陷，是未來養(yǎng)殖方式轉(zhuǎn)變的必然方向。

而在工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖進程中，存在的問題主要是水體的消毒和水體老化，這是一個需要攻克的難題?，F(xiàn)階段來說，針對養(yǎng)殖水體的殺菌凈化處理的應用基礎(chǔ)理論還很缺乏，一般多采用單一殺菌法來對工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖水體進行殺菌。單一殺菌方式如紫外線照射、臭氧、氯殺菌等方式并不能滿足對殺菌的極大需求，其效果并不理想。對其投放劑量的控制也并不好掌控：若劑量太少，無法達到殺菌的效果；若劑量過大，又會影響到生物的生長。就水體老化問題來說，主要是通過換水來解決，換水率一般為每天4～12次，這樣不僅消耗了大量的水資源，而且消耗大量能源和污染環(huán)境。

2 實驗裝置與研究方法

2.1 復合殺菌活水系統(tǒng)實驗裝置

本實驗設(shè)計了一種由前處理裝置、生物活性處理裝置和水質(zhì)活化系統(tǒng)組成的復合殺菌活水系統(tǒng)。應用物理過濾、臭氧-生物活性深度處理和水質(zhì)活化技術(shù)，將待處理的水體依次通過前處理裝置、生物活性處理裝置、水質(zhì)活化系統(tǒng)進行處理，來解決養(yǎng)殖水體消毒老化問題。

2.2 研究方法

目前對水體的殺菌消毒多采用單獨一種殺菌方法，如紫外線照射殺菌消毒法、臭氧殺菌消毒法或者氯殺菌消毒法等，但上述方法均無法達到理想的殺菌效果，特別是在工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖水體或景觀水體等有生物的水體中進行殺菌消毒，采用單一的方法進行殺菌消毒時，如投加的劑量小，便無法達到殺菌的效果，而投加量過大又就影響水中生物的生長。而對于水體老化問題，目前只有通過大量換水來實現(xiàn)，大量換水既浪費水資源和能源，同時也對環(huán)境造成污染。本文設(shè)計了一種復合殺菌活水系統(tǒng)實驗裝置，分別對南美白對蝦養(yǎng)殖循環(huán)水、海水養(yǎng)魚養(yǎng)殖循環(huán)水及淡水養(yǎng)魚養(yǎng)殖循環(huán)水進行了實驗，通過具體的實驗操作，實驗數(shù)據(jù)見表1～表3。

3 效果評價與應用

在投入臭氧前設(shè)置了前置處理器，去除大于20μm的顆粒，既改善了水質(zhì)，又能減少后續(xù)臭氧的投加量，此外在射流器中設(shè)置了旁通閥，既能有效地保障射流器的穩(wěn)定運行，又能使系統(tǒng)實現(xiàn)大流量的運行，大大降低了系統(tǒng)運行的能耗；系統(tǒng)的射流器與臭氧發(fā)生器的連接管路上設(shè)有止回閥和防回水裝置，通過止回閥和防回水裝置的雙重保護，有效保護臭氧發(fā)生器的安全運行，且臭氧經(jīng)射流混合后直接進入生物活性罐，減少了對臭氧混合塔的使用，節(jié)約了投資和運行成本；另外，通過在生物活性罐上加入臭氧，使生物活性罐內(nèi)的活性炭上濃縮氧氣、濃縮有機物、微生物，形成生物膜，活性炭的生物膜有很好的降解水中有機物的作用，系統(tǒng)末端設(shè)置水質(zhì)活化裝置，通過水質(zhì)活化裝置內(nèi)的紫外線燈和高頻電磁場的共同作用，快速毀滅生物活性處理裝置出來的水中殘余臭氧，同時訊速殺滅水中的病菌，而且臭氧毀滅后的產(chǎn)物是氧氣，在高頻電磁場的作用下增加水體的活性。通過該系統(tǒng)進行殺菌消毒，殺菌率可達100%，而且無化學殘留，能在在線殺菌消毒的情況下，保證養(yǎng)殖水體中生物的安全。

結(jié)論

要想海水的水質(zhì)保持良好，就需要對海水的鹽度、pH值、溫度、溶氧量等進行監(jiān)控，采用化學、物理、生物等多種方式進行處理，使得海水中的化學物質(zhì)如亞硝酸鹽、有機物、有毒微生物等能夠得到控制。

結(jié)語

消毒處理對于固體、有機物以及氮的處理水平較高，并且技術(shù)比較成熟，在消毒處理的過程中也考慮了微生物的滅活指標，對水生生物的影響情況做了研究，但是實際上海水處理對于水生生物的影響并沒有引起實際的重視。從本文可以看出，人們對目前市面上廣泛應用的消毒劑產(chǎn)生的副作用并沒有足夠的重視，對于其中副產(chǎn)物的研究較少。目前的海水養(yǎng)殖系統(tǒng)的殺菌方式還需要進一步的改進。

參考文獻

[1]李華龍.循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)主要氨氮降解微生物的初步研究[D].中國海洋大學，2013.

[2]陳江萍.海水循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中生物濾器污染物去除機理的初步研究[D].青島理工大學，2010.