海水養(yǎng)殖循環(huán)水處理工藝技術(shù)

1、海水養(yǎng)殖循環(huán)水處理工藝技術(shù)一、概述隨著海水養(yǎng)殖技術(shù)水平的提高和市場需求的擴大，由此導致海洋生態(tài)環(huán)境問題逐漸引起人們的廣泛關(guān)注。由于養(yǎng)殖海水體系中的初級生產(chǎn)者種類和數(shù)量遠遠不能滿足高密度養(yǎng)殖生物的生長需要，養(yǎng)殖過程中需投放餌料和化學品，作為養(yǎng)殖生物生長的營養(yǎng)和消毒劑等。這樣，若不對養(yǎng)殖廢水加以處理直接排海，養(yǎng)殖廢水中所含的剩余餌料、化學品殘留物、以及富含氮、磷、有機質(zhì)和毒性物質(zhì)的養(yǎng)殖生物排泄物會加劇養(yǎng)殖鄰近海域海水富營養(yǎng)化程度和水質(zhì)污染，并引發(fā)有害赤潮等海洋生態(tài)環(huán)境問題。實際上，近年來，海水養(yǎng)殖廢水排?？偭恳呀?jīng)超過陸源污水排放，這可能是導致有害赤潮頻發(fā)、規(guī)模不斷擴大的重要原因之一。由于海水鹽度效

2、應，以及養(yǎng)殖廢水中污染物結(jié)構(gòu)與常見陸源污水的差異，增加了養(yǎng)殖廢水的處理難度。因此當前單純針對海水工廠化養(yǎng)殖廢水外排處理的專有技術(shù)較少。目前，主要采用常規(guī)的物理、化學和生化工藝處理養(yǎng)殖廢水，目的在于降低養(yǎng)殖廢水中化學耗氧量(cod)、懸浮物(ss)和氨氮等物質(zhì)的濃度，然后循環(huán)利用。二、海水中的污染物1、海水中的固體污染物海水中的固體污染物主要以懸浮狀態(tài)、膠體狀態(tài)和溶解狀態(tài)的形態(tài)存在于水體中。懸浮狀態(tài)的固體污染物通常稱為懸浮物，是指雜質(zhì)、泥沙類的無機物、動植物體腐敗而產(chǎn)生的有機質(zhì)和浮游生物。一般所指的固體污染物，主要是指固體懸浮物，它會造成水體外觀惡化、混濁度升高，改變海水的顏色。2、有機污染物這

3、里所指的有機污染物是指以碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸等形式存在的天然有機物質(zhì)及某些其它可生物降解人工合成的有機物質(zhì)。這些有機物質(zhì)主要來自生活污水和一部分工業(yè)廢水。有機污染物進入水體后，使水體中的物質(zhì)組成發(fā)生了變化，破壞了原有的物質(zhì)平衡狀態(tài)，在溶解氧水平較高的情況下，排入水體的有機污染物質(zhì)，通過物理、化學、物理化學和生物化學反應，而被分離和分解，使水體基本或完全恢復到原來的平衡狀態(tài)。這稱之為水的凈化能力，如果排入到水體中的有機污染物質(zhì)含量較高，大量消耗了水中的溶解氧，水也就失去了凈化能力。這時有機污染物便轉(zhuǎn)入?yún)捬醺瘮顟B(tài)，產(chǎn)生H2s、甲烷氣等還原性氣體，使水中動植物大量死亡，而且可使水體變黑

4、，發(fā)生惡臭，嚴重污染水域生態(tài)環(huán)境。3、油類污染物油類污染物主要來自含油廢水，當水體含油量達OOlmgL可使魚肉帶有一種特殊的油膩氣味而不能食用。水體中的油量稍多時，在水面上形成一層油膜，使大氣與水面隔絕，破壞了正常的充氧條件，導致水體缺氧；油膜還能附著于魚鰓上，使魚類窒息而死；當魚類產(chǎn)卵期，在含有油類污染物廢水中孵化的魚苗，多數(shù)為畸形，生命力低下，易于死亡。4、有毒污染物廢水中的有毒污染物主要指無機化學毒物、有機化學毒物和放射性物質(zhì)。無機化學毒物主要指重金屬及其化合物。大多數(shù)重金屬離子及其化合物易于被水中懸浮顆粒所吸附，而沉淀于水底的沉積層中，長期污染水體。某些重金屬及其化合物可在魚類及水生生

5、物體內(nèi)沉積、富集并造成危害。5、生物污染物生物污染物是指廢水中含有的有害微生物。生活污水、制革廢水、醫(yī)院廢水中都含有相當數(shù)量的有害微生物，如病原菌、炭疽菌、病毒及寄生性蟲卵等。它們在水中會使有機物腐敗、發(fā)臭。特別是在當今地球生態(tài)環(huán)境惡劣變化的條件下，給有害微生物提供了適宜的生存環(huán)境，助長了有害微生物的蔓延，水域生態(tài)環(huán)境受有害微生物的污染加重，這是水域生態(tài)環(huán)境惡化的根源之一6、營養(yǎng)物質(zhì)污染這里所指的營養(yǎng)物質(zhì)，是指N、P、K等。影響全國近岸海域水質(zhì)的主要污染因子依然是無機氮和活性磷酸鹽等。在人類生產(chǎn)生活活動的影響下，有機物和化肥用量的50以上未能被作物吸收利用的N、P、K等營養(yǎng)物質(zhì)大量進入河流、湖

6、泊、海灣等緩流水域，引起藻類和其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧含量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡。7、養(yǎng)殖區(qū)排污的污染近幾年海水魚養(yǎng)殖由于投喂的餌料含蛋白質(zhì)量較高，氮、磷排放量、有機物、懸浮物的排放量都有增加。許多沿海養(yǎng)殖場的污水沒有經(jīng)過處理就直接排到海水里，海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖中產(chǎn)生的殘餌和糞便更是直接沉于海底，從而造成有機物等有害物質(zhì)的積累，對海水形成了嚴重的污染。尤其是養(yǎng)殖對象的殘餌和糞便，還帶來很多致病的細菌、病毒，使近岸海水中的致病細菌、病毒含量增多，將對海水養(yǎng)殖場成嚴重危害。三、海水養(yǎng)殖水處理工藝目前多采用大型水處理單元型，該系統(tǒng)是將幾排魚池建成循環(huán)水養(yǎng)魚設施，水處理系統(tǒng)建成一處獨

7、立的小車間，它近似于工業(yè)水處理的模式，適合10003000m2養(yǎng)魚水面應用，優(yōu)點是集中、規(guī)范、好管理。主要是運用生態(tài)學原理及環(huán)境條件監(jiān)控手段為養(yǎng)殖生物創(chuàng)造 良好的生態(tài)環(huán)境 ，即依靠設 施和裝備技術(shù)的支撐，人為地建立近于 自然 ，甚至優(yōu)于自然的水生環(huán)境 ，其 中關(guān)鍵是養(yǎng)殖水體的處理。運用無端循環(huán)處理技術(shù) ，設計機械過濾、臭氧消毒、泡沫分離、生物膜降解、貝殼凋質(zhì)、活性填料凈化、氧浴增氧等工藝。另外 ，根據(jù)基地生產(chǎn)實際，為節(jié)省投資，在生物濾池上設計簡易塑料大棚，其以鋼元和瓦楞板組合而成，提高了生物濾池的環(huán)境溫度，促進凈水微生物生長、繁殖 ，且結(jié)構(gòu)合理 ，造價低。該系統(tǒng)主要由以下部分構(gòu)成：1機械過濾

8、2水泵和氣浮池 3生物濾池 4滴濾池和貝殼調(diào)節(jié)池 5 活性凈化池 6 氧氣罩增氧與乳化水措施 7臭氧殺菌和富氧供給 四、水質(zhì)自動監(jiān)測與控制系統(tǒng)多路選通器組合傳感器數(shù)據(jù)采集器現(xiàn)場計算機圖表打印數(shù)據(jù)顯示專用軟件超限報警遠傳發(fā)射器遠傳發(fā)射器遠傳接收器開關(guān)控制器水質(zhì)參數(shù)調(diào)節(jié)設備設備異地計算機數(shù)據(jù)顯示圖表打印超限報警專用軟件監(jiān)測點 現(xiàn)場 異地1、水質(zhì)自動監(jiān)測與控制系統(tǒng)對海水循環(huán)水養(yǎng)魚的水質(zhì)參數(shù)進行長期在線監(jiān)測，并在需要時對相應的改善水質(zhì)參數(shù)的設備進行自動控制，以達到保持最佳水質(zhì)指標，利于魚類繁殖、生長，取得好的經(jīng)濟效益的目的。2、水質(zhì)自動監(jiān)測與控制系統(tǒng)的原理圖如下： 水質(zhì)自動監(jiān)測與控制系統(tǒng)原理圖各路不同

9、監(jiān)測點（最多6路）的水樣，通過各自的輸水管道流抵裝有6個電磁閥的多路選通器。在計算機的控制下，6個電磁閥順序開通和關(guān)斷，且保證某個時段內(nèi)，只有一個電磁閥開通，只允許與該電磁閥對應的那路水樣通過；此監(jiān)測點的水樣經(jīng)多路選通器的選通后，流入測試水槽內(nèi)。槽內(nèi)的組合傳感器在預先設定的時刻，由休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到工作狀態(tài)，進行各項參數(shù)的測量；測量得到的數(shù)據(jù)，送入數(shù)據(jù)采集器，然后其中一路傳送到現(xiàn)場計算機中，另一路傳送到遠傳發(fā)射器中；當現(xiàn)場計算機成功接受到有效數(shù)據(jù)后，在專用軟件的指令下，現(xiàn)場計算機發(fā)出信號，關(guān)斷電磁閥，同時令組合傳感器由工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)。傳送到現(xiàn)場計算機中的數(shù)據(jù)，經(jīng)運算處理后，可以列表或圖形的形

10、式顯示、打印，并存入數(shù)據(jù)庫。當其中任何數(shù)據(jù)超出預先設定的閾值時，超限報警器給出報警信號，若超限者為重要參數(shù)時，開關(guān)控制器給出開關(guān)信號，自動啟動或停止相應的水質(zhì)參數(shù)調(diào)節(jié)設備；遠傳接收器通過GPRS無線通訊網(wǎng)絡接受到遠傳發(fā)射器發(fā)來的數(shù)據(jù)后，將其傳送到異地計算機中，用于遠程異地實時監(jiān)測養(yǎng)魚現(xiàn)場水質(zhì)的狀況。五、水質(zhì)自動監(jiān)測與控制系統(tǒng)的總體要求1、本系統(tǒng)所要監(jiān)測的水質(zhì)參數(shù)包括：溫度、溶解氧、酸堿度、電導率、鹽度、氧化還原電位6個基本參數(shù)，如果可能，再加上氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽等其他水質(zhì)參數(shù)。這些參數(shù)由一只插入水樣測量槽內(nèi)的、多參數(shù)組合水質(zhì)測量傳感器測量；2、水質(zhì)監(jiān)測的最多可選監(jiān)測點為6處。各監(jiān)測點的水樣

11、流入各自的輸水管道，經(jīng)由各自的電磁閥控制后，流入水樣測量槽內(nèi)。6個電磁閥在計算機的控制下順序、循環(huán)地工作；3、6個基本參數(shù)的監(jiān)測，采用在線、自動定時或手動隨機的監(jiān)測方式；4、可預先設定監(jiān)測點的數(shù)目、同一監(jiān)測點兩次監(jiān)測之間的時間間隔、電磁閥的接通和關(guān)斷時間、各水質(zhì)參數(shù)的上下限閾值等；5、可實現(xiàn)各監(jiān)測數(shù)據(jù)的現(xiàn)場顯示、儲存，并可根據(jù)需要能進行數(shù)據(jù)的調(diào)出、查詢、統(tǒng)計以及打印等；6、當所監(jiān)測的任一參數(shù)值超出其預先設定的閾值時，系統(tǒng)應能給出報警信號；7、當任一重要水質(zhì)參數(shù)的監(jiān)測值超出其預先設定的上下限閾值時，系統(tǒng)應能給出相應的開關(guān)控制信號，用于控制相應的改善水質(zhì)參數(shù)的設備的開啟；8、多參數(shù)組合水質(zhì)測量傳感

12、器除工作狀態(tài)外，還應具有休眠狀態(tài)，且休眠狀態(tài)的時間是可調(diào)的；9、系統(tǒng)具有兩種采樣方式：自動程序采樣和手動隨機采樣，兩種采樣方式之間可以相互人為地切換；10、可實現(xiàn)各監(jiān)測數(shù)據(jù)的無線遠程傳輸，在異地可實時地進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的顯示、儲存、超限報警，并可根據(jù)需要能進行數(shù)據(jù)的調(diào)出、查詢、統(tǒng)計以及打印等；11、所開發(fā)的計算機軟件的功能，應能滿足水質(zhì)自動監(jiān)測與控制的各項要求，其界面與Windows XP界面相似，且為全中文系統(tǒng)。六、水質(zhì)自動監(jiān)測與控制系統(tǒng)的工作流程系統(tǒng)工作之前，6個監(jiān)測點的水樣已通過各自的輸水管道流到了多路選通器的入口處。系統(tǒng)開始工作后，先進行1監(jiān)測點的監(jiān)測：對于1監(jiān)測點，在時刻t1，1電磁閥打

13、開，1監(jiān)測點的水樣流過多路選通器進入水樣測量槽；經(jīng)過時間T1后，在時刻t2，組合傳感器由休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到工作狀態(tài)，并開始預熱；經(jīng)過時間T2（1分鐘）后，在時刻t3，組合傳感器開始采樣（采樣速率為1次/秒），并將數(shù)據(jù)傳送到現(xiàn)場計算機中；經(jīng)過時間T3，計算機接收到10組測量數(shù)據(jù)后，在時刻t4，計算機發(fā)出指令，將組合傳感器由工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到休眠狀態(tài)，同時將1電磁閥關(guān)斷，至此，1監(jiān)測點的水樣完成了監(jiān)測。經(jīng)過T4（2秒鐘）后，進行2監(jiān)測點的監(jiān)測。，依次類推，直至6監(jiān)測點的水樣完成了監(jiān)測。經(jīng)過較長的“非監(jiān)測時間T0”后，系統(tǒng)重新從1監(jiān)測點開始進行下一個周期的監(jiān)測。某個監(jiān)測點i的水樣完成監(jiān)測所需的時間稱為“監(jiān)測時間Ti”，同一監(jiān)測點兩次監(jiān)測的時間間隔稱為“監(jiān)測周期T”。各個時間