高速過濾技術(shù)在工廠化海水養(yǎng)殖系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、高速過濾技術(shù)在工廠化海水養(yǎng)殖系統(tǒng)中的應(yīng)用        自然狀態(tài)的海水養(yǎng)殖系統(tǒng)。一般而言，開放系統(tǒng)具有費用低和管理要求不高的優(yōu)點，養(yǎng)殖生產(chǎn)費用只局限在捕撈、運輸和加工方面。開放系統(tǒng)的養(yǎng)殖收益是由大自然來控制的，如需在一定程度上擺脫這種控制，則要求配備專門設(shè)計的養(yǎng)殖設(shè)施，然而，較高級的天然系統(tǒng)在管理方面所必需的知識卻相當可觀，投資亦很高。在半封閉系統(tǒng)中，天然海水經(jīng)一定程度凈化后一次通過養(yǎng)殖池或養(yǎng)殖塘。半封閉系統(tǒng)的優(yōu)點是可以控制水的溫度和水質(zhì)，有利于防止病害和敵害等。半封閉系統(tǒng)的養(yǎng)殖密度大大高于開放系統(tǒng)，養(yǎng)殖的水產(chǎn)品大

2、小均勻、質(zhì)量好，上市時間和數(shù)量便于掌握。許多半封閉系統(tǒng)都按“工廠化”設(shè)計，即包括養(yǎng)殖車間(池或塘)、餌料加工車間、育苗車間等單元，因此，半封閉系統(tǒng)連同水多次循環(huán)的封閉系統(tǒng)一道被稱為“工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)”。封閉系統(tǒng)中海水是在養(yǎng)殖系統(tǒng)中循環(huán)使用的，其最大優(yōu)點是可以經(jīng)濟地控制水溫，水中大量的熱(或冷)不會象其他系統(tǒng)那樣隨排出水一同排出，因而，所需的能量比半封閉系統(tǒng)少。封閉系統(tǒng)可以有效地防治病害，從而大幅度提高養(yǎng)殖密度。半封閉系統(tǒng)中養(yǎng)殖密度為5-15 kg/m2，而封閉系統(tǒng)的養(yǎng)殖密度可為2040 kg/m2，甚至更高。封閉系統(tǒng)的技術(shù)核心之一是水處理技術(shù)，包括水中懸浮物去除、有機物去除、增氧、消毒等單元操作

3、。1.2 封閉海水養(yǎng)殖系統(tǒng)中懸浮物的去除3封閉養(yǎng)殖系統(tǒng)水中固體顆粒物主要來自二個方面：殘餌和魚的排泄物。不同的養(yǎng)殖品種和養(yǎng)殖方法餌料利用率有相當大的差異，研究表明一般沉性餌料約15-20%(干重)溶解或散失在水中形成懸浮物。另一方面，魚的排泄物約占投喂餌料總量的25-30%，對某些養(yǎng)殖品種此值范圍從18%到43%。此外，魚體脫落物和水中各種微生物也在水中固體懸浮物的總量中占一定比例。養(yǎng)殖海水中懸浮固體的平均比重為1.19 g/cm3，略大于海水的比重（1.024-1.032 g/cm3）。養(yǎng)殖海水中顆粒物的典型粒徑分布(以重量計)為3：1.5-30m   

4、0;                 66.9%30-70m               5.2%70-105m             5.7%>105m 

5、60;              22.2%對山東尋山養(yǎng)魚場牙鮮養(yǎng)殖車間的水樣分析表明，循環(huán)水中的固體顆粒粒徑分布(以個數(shù)計)大致如下：<5m                  70-84%5-20m        

6、;        14.4-27%>20m                 1.6-3%     循環(huán)養(yǎng)殖海水中固體顆粒的有機物含量高，如不及時去除，水中微生物將大量消耗水中溶解氧，從而使水質(zhì)快速惡化。水中微米級顆粒占比例很大，資料表明，當海水中5-10 m的顆粒含量達到30-40 mg/L時，養(yǎng)殖魚有急性反應(yīng)，甚至有致死

7、的實例1，3。懸浮物中的膠體顆粒、蛋白質(zhì)、粘液、排泄物、病菌等都將對魚的生理造成影響，同時對養(yǎng)殖水的理化性質(zhì)有重要影響3。2 高速過濾技術(shù)用于封閉養(yǎng)殖系統(tǒng)的中試研究2.1 高速過濾技術(shù)4，5本研究采用了一種不對稱結(jié)構(gòu)濾料彗星式纖維濾料。這種新型濾料的特點是一端為松散的纖維絲束，又稱“彗尾”，另一端纖維絲束固定在比重較大的“彗核”內(nèi)。濾料規(guī)格為：彗核直徑                     &#

8、160;         2.5 mm纖維絲束直徑                          0.4 mm彗尾絲束長               

9、60;    30 - 40 mm纖維單絲直徑                     20 - 40 m濾料比重                       1.05 - 1.1

10、3 g/cm3彗星式纖維濾料的結(jié)構(gòu)特點和性質(zhì)參見文獻4-6.傳統(tǒng)的砂濾快濾工藝濾速為8-12 m/h，本研究的目標是實現(xiàn)40-50 m/h的高速過濾。在實現(xiàn)高速過濾的基礎(chǔ)上，本研究對過濾器的分離效率和濾料洗凈效率提出了具體要求。分離效率以濾料截留懸浮顆粒的粒度及截留百分數(shù)表示，要求粒徑2m以上的顆粒去除率大于95%。濾料洗凈效率包含二個指標：洗凈度和反沖洗耗水量。洗凈度以剩余積泥率表示，定義為：反沖洗結(jié)束后，濾料上附著的雜質(zhì)重量(干重)占濾料自重(干重)的百分比，研究的目標是剩余積泥率小于5%。反沖洗耗水量由反沖洗時間和反沖洗強度決定，研究的目標是反沖洗耗水量占過濾周期產(chǎn)水量的2%以下。測試參

11、數(shù)和測試方法見文獻6。2.2  中試研究現(xiàn)場試驗地點位于山東省尋山水產(chǎn)集團養(yǎng)魚場，試驗車間東西寬14m，南北長25m，內(nèi)設(shè)方型圓抹角養(yǎng)魚池 (6.1×6.1m2) 6個，每個魚池水面33.78m2，平均水深1m，單池水體 33.78m3。循環(huán)水處理流程簡圖見圖1。圖1  循環(huán)水處理流程簡圖主要試驗指標為：  養(yǎng)成水體             200 m     3  循環(huán)率 &

12、#160;             90% (日添新水20M3)  過濾器額定處理水量   120 m3/h  設(shè)計濾速             40-45 m/h設(shè)計處理水量             

13、;    120 m3/h過濾器個數(shù)                   2臺過濾器直徑                   1500過濾器過濾面積     &

14、#160;          1.67 m2/臺過濾器高度                    4.6 m過濾條件                 

15、     常壓，不加藥單臺過濾器處理水量            60 m3/h反沖洗水強度                  6-10 l/m2.s反沖洗氣強度          

16、        20-40 l/m2.s濾床反沖洗膨脹率              1：26濾速范圍                      38.3-42.4 m/h平均濾速&

17、#160;                         40.4 m/h最大濾速                       

18、   58.2 m/h過濾周期                           46 h反沖洗耗水率                  0.6-0

19、.66 %大于2m顆粒的平均去除率    92.8-97.6 %剩余積泥率                       < 0.4 %3 封閉系統(tǒng)養(yǎng)殖技術(shù)試驗7 3.1 養(yǎng)殖魚種及現(xiàn)狀牙鲆（Paralichthys orivaceus）俗稱牙塌（山東）、牙片（遼寧、河北）、左口（廣東），屬鰈形目（    

20、0;Pleuronectiformes），鲆科（Bothidae），是一種名貴的海產(chǎn)經(jīng)濟魚類,主要分布于我國及日本、朝鮮、俄國遠東沿岸海區(qū)。近年來，牙鲆以其生長快，食性雜，適應(yīng)廣及活動少等優(yōu)點，被確定為北方沿海工廠化養(yǎng)殖的首選對象。我國現(xiàn)有的工廠化海水養(yǎng)殖場多采用流水開放式或半封閉式養(yǎng)魚，普遍存在著用水量大、養(yǎng)殖水不回收利用、水質(zhì)受自然環(huán)境制約等問題，造成養(yǎng)殖魚生長周期長、單產(chǎn)量低、放養(yǎng)密度低、餌料系數(shù)高等缺點。3.2  生產(chǎn)性試驗結(jié)果以高效過濾技術(shù)、高效氮源凈化技術(shù)和水質(zhì)自動監(jiān)測與控制技術(shù)為關(guān)鍵研究內(nèi)容，設(shè)計與配置了水處理系統(tǒng)和整套工廠化養(yǎng)魚設(shè)施。2000年1月開始試運行，2000

21、年4月起進行彗星式纖維濾料高速過濾器運轉(zhuǎn)，2000年8月完成魚產(chǎn)量和水處理設(shè)施驗收。主要技術(shù)指標如下：                     試驗水體               240 m3     

22、60;               水循環(huán)次數(shù)             2 小時/次                     水循環(huán)率

23、60;              90 %                     養(yǎng)魚單產(chǎn)               32.2 Kg/m2                     成活率                &