养殖循环水复合杀菌系统的设计研究

刘伟东

摘 要：本文针对目前的养殖循环水杀菌消毒工艺中杀菌剂量过小、无法有效杀灭病菌、杀菌剂量过大，又会影响水中生物的矛盾的和现有技术的不足，设计出一种复合杀菌活水系统，保证了养殖水体的新鲜和清洁。该系统主要是通过物理过滤、臭氧-生物活性深度处理和水质活化技术来实现的。

关键词：循环水养殖；水处理；杀菌消毒；复合杀菌活水系统

中图分类号：F326 文献标志码：A

1 技术研发背景

传统的养殖方式，比如说以前常见的池塘养殖，存在着土地资源浪费、对环境污染大、其产量受环境因素如自然灾害的影响大等缺点，并不符合可持续发展的要求，随着我国现代养殖业的发展必将实施必要的转变。后来发展出以养殖车间构建的流水型养殖系统为主的工业化养殖生产方式，其水体的循环利用率并不高，造成了水资源的浪费，除此之外，它的产量低、耗能大、效率低。工厂化循环水养殖系统就弥补了这一缺陷，是未来养殖方式转变的必然方向。

而在工厂化循环水养殖进程中，存在的问题主要是水体的消毒和水体老化，这是一个需要攻克的难题。现阶段来说，针对养殖水体的杀菌净化处理的应用基础理论还很缺乏，一般多采用单一杀菌法来对工厂化循环水养殖水体进行杀菌。单一杀菌方式如紫外线照射、臭氧、氯杀菌等方式并不能满足对杀菌的极大需求，其效果并不理想。对其投放剂量的控制也并不好掌控：若剂量太少，无法达到杀菌的效果；若剂量过大，又会影响到生物的生长。就水体老化问题来说，主要是通过换水来解决，换水率一般为每天4～12次，这样不仅消耗了大量的水资源，而且消耗大量能源和污染环境。

2 实验装置与研究方法

2.1 复合杀菌活水系统实验装置

本实验设计了一种由前处理装置、生物活性处理装置和水质活化系统组成的复合杀菌活水系统。应用物理过滤、臭氧-生物活性深度处理和水质活化技术，将待处理的水体依次通过前处理装置、生物活性处理装置、水质活化系统进行处理，来解决养殖水体消毒老化问题。

2.2 研究方法

目前对水体的杀菌消毒多采用单独一种杀菌方法，如紫外线照射杀菌消毒法、臭氧杀菌消毒法或者氯杀菌消毒法等，但上述方法均无法达到理想的杀菌效果，特别是在工厂化循环水养殖水体或景观水体等有生物的水体中进行杀菌消毒，采用单一的方法进行杀菌消毒时，如投加的剂量小，便无法达到杀菌的效果，而投加量过大又就影响水中生物的生长。而对于水体老化问题，目前只有通过大量换水来实现，大量换水既浪费水资源和能源，同时也对环境造成污染。本文设计了一种复合杀菌活水系统实验装置，分别对南美白对虾养殖循环水、海水养鱼养殖循环水及淡水养鱼养殖循环水进行了实验，通过具体的实验操作，实验数据见表1～表3。

3 效果评价与应用

在投入臭氧前设置了前置处理器，去除大于20μm的颗粒，既改善了水质，又能减少后续臭氧的投加量，此外在射流器中设置了旁通阀，既能有效地保障射流器的稳定运行，又能使系统实现大流量的运行，大大降低了系统运行的能耗；系统的射流器与臭氧发生器的连接管路上设有止回阀和防回水装置，通过止回阀和防回水装置的双重保护，有效保护臭氧发生器的安全运行，且臭氧经射流混合后直接进入生物活性罐，减少了对臭氧混合塔的使用，节约了投资和运行成本；另外，通过在生物活性罐上加入臭氧，使生物活性罐內的活性炭上浓缩氧气、浓缩有机物、微生物，形成生物膜，活性炭的生物膜有很好的降解水中有机物的作用，系统末端设置水质活化装置，通过水质活化装置内的紫外线灯和高频电磁场的共同作用，快速毁灭生物活性处理装置出来的水中残余臭氧，同时讯速杀灭水中的病菌，而且臭氧毁灭后的产物是氧气，在高频电磁场的作用下增加水体的活性。通过该系统进行杀菌消毒，杀菌率可达100%，而且无化学残留，能在在线杀菌消毒的情况下，保证养殖水体中生物的安全。

结论

要想海水的水质保持良好，就需要对海水的盐度、pH值、温度、溶氧量等进行监控，采用化学、物理、生物等多种方式进行处理，使得海水中的化学物质如亚硝酸盐、有机物、有毒微生物等能够得到控制。

结语

消毒处理对于固体、有机物以及氮的处理水平较高，并且技术比较成熟，在消毒处理的过程中也考虑了微生物的灭活指标，对水生生物的影响情况做了研究，但是实际上海水处理对于水生生物的影响并没有引起实际的重视。从本文可以看出，人们对目前市面上广泛应用的消毒剂产生的副作用并没有足够的重视，对于其中副产物的研究较少。目前的海水养殖系统的杀菌方式还需要进一步的改进。

参考文献

[1]李华龙.循环水养殖系统主要氨氮降解微生物的初步研究[D].中国海洋大学，2013.

[2]陈江萍.海水循环水养殖系统中生物滤器污染物去除机理的初步研究[D].青岛理工大学，2010.