水產(chǎn)水族維生系統(tǒng)簡(jiǎn)介課件

維生系統(tǒng)介紹報(bào)告人：何源興水產(chǎn)試驗(yàn)所東部海洋生物研究中心維生系統(tǒng)介紹報(bào)告人：何源興水產(chǎn)試驗(yàn)所東部海洋生物研究中心1水族生態(tài)系統(tǒng)自然系中保持著生態(tài)平衡，一切都依據(jù)物競(jìng)天擇原則，那些沒有生存依托的生命體不是停滯發(fā)展就是被別的種群所取代。水生生物被迫離開海洋進(jìn)人工環(huán)境中，在捕運(yùn)過程受到驚嚇和傷害；人工燈光照明；生態(tài)失去了平衡甚至有可能不適宜同養(yǎng)的生物被硬放在同一養(yǎng)殖池裏。美麗的珊瑚礁生態(tài)缸，是仰賴許多海水生物的高度適應(yīng)能力及先進(jìn)水族科技支援，其次是需要一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富水族高手的管理。多數(shù)情況下，養(yǎng)殖池生態(tài)體系是相對(duì)小且封閉的，同時(shí)生物密度較高，因此必須應(yīng)用與之相稱的過濾裝置或過濾系統(tǒng)組合來處理水體，以除去其中的有害物質(zhì)和一些有毒性的中間體。選擇維生系統(tǒng)的首要依據(jù)是水族生物的種群密度以及所需的水質(zhì)要求。水族生態(tài)系統(tǒng)自然系中保持著生態(tài)平衡，一切都依據(jù)物競(jìng)天擇原則，2維生系統(tǒng)（Lifesupportsystem）是指水的處理系統(tǒng)，以維持水生生物生存所需的設(shè)備，包括過濾槽、熱交換設(shè)備、殺菌系統(tǒng)及其連結(jié)的管路設(shè)備。通?？煞譃槿N系統(tǒng)型式：開放式、封閉式及半封閉式。開放式系統(tǒng)：養(yǎng)殖槽用水只循環(huán)一次。封閉式系統(tǒng)：用水處理後重回養(yǎng)殖槽，只添加少量的補(bǔ)充水（每周約10％）。半封閉式系統(tǒng)：類似封閉式系統(tǒng)，但其水處理較簡(jiǎn)單，所加的水量較大。維生系統(tǒng)（Lifesupportsystem）是指水的處3水的利用形態(tài)可概分為三種方式流水式—利用自然或人為流動(dòng)狀態(tài)的水，單純地讓飼養(yǎng)的魚得到所需要的氧氣，對(duì)於養(yǎng)殖魚所產(chǎn)生的排泄物，並不刻意地將之排至養(yǎng)魚設(shè)施外，頂多是任由水流帶走。流水式養(yǎng)魚的養(yǎng)殖密度通常相當(dāng)高，其放養(yǎng)極限就視進(jìn)水量與讓魚類正常生長的溶氧量而定。此時(shí)雖談不上水的處理，但當(dāng)水中供呼吸的氧氣不足時(shí)，需要使用機(jī)械設(shè)備供應(yīng)氧氣。水的利用形態(tài)可概分為三種方式流水式—利用自然或人為流動(dòng)狀態(tài)的4水的利用形態(tài)可概分為三種方式止水式—在水之流動(dòng)及交換相當(dāng)不良的水域，進(jìn)行養(yǎng)魚的同時(shí)也對(duì)其排泄物做處理。止水式養(yǎng)魚的養(yǎng)殖密度則相對(duì)較低，其放養(yǎng)量除了決定於可維持魚類正常生長的溶氧量範(fàn)圍之外，尚需考慮排泄物引起的水質(zhì)污染及水的淨(jìng)化能力。若無法維持所需的溶氧量，則要實(shí)施注水或使用機(jī)械設(shè)備供應(yīng)溶氧，不過並不特別進(jìn)行水處理。

水的利用形態(tài)可概分為三種方式止水式—在水之流動(dòng)及交換相當(dāng)不良5水的利用形態(tài)可概分為三種方式循環(huán)方式—在某些條件下是必須考慮循環(huán)水，譬如因地理位置取水不易、基於確保用水量、溫度差異、水質(zhì)不穩(wěn)定或節(jié)約能源等因素。循環(huán)之方式介於流水式與止水式之間，即利用流動(dòng)狀態(tài)的水進(jìn)行養(yǎng)魚，然後將水中的排泄物在專用的淨(jìng)化設(shè)備中加以處理，並用這種處理過的水來養(yǎng)魚。水的利用形態(tài)可概分為三種方式循環(huán)方式—在某些條件下是必須考慮6水的淨(jìng)化、處理方法與原理

-沉澱物過濾法(sedimentfiltration)

沉澱物過濾法的目的是將水中懸浮顆粒物質(zhì)或膠體物質(zhì)清除乾淨(jìng)。這些顆粒物質(zhì)如果沒有清除，會(huì)對(duì)透析用水其它精密的過濾膜造成破壞或甚至水路的阻塞。這是最古老且最簡(jiǎn)單的淨(jìng)水法，所以這個(gè)步驟常用在水的初步處理，或有必要時(shí)，在管路中也會(huì)多加入幾個(gè)濾器（filter)以清除體積較大的雜質(zhì)。只要顆粒大小大於這些孔洞之大小，就會(huì)被阻擋下來。對(duì)於溶解於水中的離子，就無法阻攔下來。如果濾器太久沒有更換或清洗，堆積在濾器上的顆粒物質(zhì)會(huì)愈來愈多，則水流量及水壓會(huì)逐漸減少。因此利用入水壓與出水壓差來判斷濾器被阻塞的程度。因此濾器要定時(shí)逆沖以排除堆積其上的雜質(zhì)，同時(shí)也要在固定時(shí)間內(nèi)更換濾器。原則上進(jìn)水與出水的壓力落差升高達(dá)到原先的五倍時(shí)，就需要換掉濾器。水的淨(jìng)化、處理方法與原理

-沉澱物過濾法(sediment7水的淨(jìng)化、處理方法與原理

-活性碳(activatedcarbonfiltration)

活性碳是由木頭，殘木屑，水果核，椰子殼，煤炭或石油底渣等物質(zhì)在高溫下乾餾炭化而成，製成後還需以熱空氣或水蒸氣加以活化。它的主要作用是清除氯與氯氨以及其它分子量在60到300道爾頓的溶解性有機(jī)物質(zhì)。活性碳的表面呈顆粒狀，內(nèi)部是多孔的，孔內(nèi)有許多約10nm~lA大小的毛細(xì)管，1g的活性碳內(nèi)部表面積高達(dá)700-1400m2，而這些毛細(xì)管內(nèi)表面及顆粒表面就是吸附作用之所在。影響活性碳清除有機(jī)物能力的因素有活性碳本身的面積，孔洞大小以及被清除有機(jī)物的分子量及其極性(Polarity)，它主要靠物理的吸附能力來排除雜物，當(dāng)吸附能力達(dá)飽合之後，吸附過多的雜質(zhì)就會(huì)掉落下來污染下游的水質(zhì)，所以必須定時(shí)利用逆沖的方式來清除吸附其上的雜質(zhì)。這種活性碳濾器如果吸附能力明顯下降，必須更新。測(cè)定進(jìn)水及出水的TOC濃度差(或細(xì)菌數(shù)量差)是考量更換活性碳的依據(jù)之一。有時(shí)水中含有殘氯，活性炭能夠有效的吸附殘氯。水的淨(jìng)化、處理方法與原理

-活性碳(activatedc8水的淨(jìng)化、處理方法與原理

-生物性淨(jìng)化

以微生物尤其是以細(xì)菌為主體的有機(jī)物質(zhì)之分解作用來進(jìn)行淨(jìng)化，包括嗜氧細(xì)菌的氧化分解及厭氧性細(xì)菌的發(fā)酵分解，其中以前者較重要。由細(xì)菌的呼吸作用來還原硝酸而除去氮。另外，氧化是包括由細(xì)菌所進(jìn)行的有機(jī)物質(zhì)之氧化分解，以及將氨氧化為硝酸，將硫化物氧化成硫酸，將Fe+2氧化成Fe+3等。在氮的去除方面主要是以微生物處理。有機(jī)氮化合物經(jīng)由生物體分解後，最後以氨的形式排出來，殘餌被微生物分解之最後產(chǎn)物也是氨。因?yàn)榘钡臐舛雀邔?duì)魚體造成毒性，故水最好不要有氨的蓄積。無機(jī)態(tài)氮包括氨及硝酸態(tài)，由自營性細(xì)菌進(jìn)行氨態(tài)氮的氧化。另一方面異營性細(xì)菌進(jìn)行有機(jī)物的氧化，以氫受體利用含在亞硝酸及硝酸中的氧，使其還原成氮分子或一氧化氮，這些氮由水中脫離而成為氣體，故水中含氮化合物就會(huì)減少。水的淨(jìng)化、處理方法與原理

-生物性淨(jìng)化以微生物尤其是以9水的淨(jìng)化、處理方法與原理

-供應(yīng)氧氣

當(dāng)水中的溶氧量下降而水中的氧氣分壓降低時(shí)，大氣中的的氧氣會(huì)溶入水中，保持著與大氣中氧氣分壓平衡的現(xiàn)象。而氧氣之?dāng)U散溶入與其所接觸的水表面積成正比，所以可以採用吹入微小氣泡或機(jī)械性攪拌水面的方法供應(yīng)氧氣。水的淨(jìng)化、處理方法與原理

-供應(yīng)10維生系統(tǒng)設(shè)備介紹維生系統(tǒng)設(shè)備介紹11維生系統(tǒng)循環(huán)流程圖維生系統(tǒng)循環(huán)流程圖12

循環(huán)泵浦為維生系統(tǒng)之動(dòng)力來源,尤其在水族館維生系統(tǒng)之FRP材質(zhì)泵浦是二十四小時(shí)不停運(yùn)轉(zhuǎn),故替換泵浦的設(shè)計(jì)是非常重要的。設(shè)備材質(zhì)為FRP。循環(huán)泵浦為維生系統(tǒng)之動(dòng)力來源,尤13過濾器:急速砂過濾器,袋狀過濾器過濾器:急速砂過濾器,袋狀過濾器14適用於室外大型養(yǎng)殖，由於

過濾水量較大，採用機(jī)械式過濾建置成本與日常維護(hù)能源耗用費(fèi)用都很龐大，(簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備人工操作成本較高)所以低價(jià)位水產(chǎn)生物養(yǎng)殖常使用這種經(jīng)濟(jì)型過濾設(shè)備，簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備由初濾槽/沉澱槽/除沫機(jī)/硝化槽與緩衝槽等組合而成。簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備

1.大型簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備1.大型簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備152.小型簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備:

常見於室內(nèi)循環(huán)水維生系統(tǒng)之沉澱緩衝槽室內(nèi)小型簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備2.小型簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備:

常見於室內(nèi)循環(huán)水維生系統(tǒng)之沉澱163.機(jī)械式過濾設(shè)備:

←高壓砂過濾機(jī)與紫外線殺菌機(jī)

常用於室外種魚養(yǎng)殖池或高價(jià)位魚種之繁養(yǎng)殖或高級(jí)觀賞魚池水質(zhì)維護(hù)←硝化反應(yīng)槽前置過濾機(jī)

室內(nèi)系統(tǒng):硝化反應(yīng)槽前端設(shè)置高壓砂過濾機(jī)提前攔截污物降低系統(tǒng)負(fù)載亦可淨(jìng)化進(jìn)入槽體水質(zhì)避免生物載體表面附著污泥提高硝化菌著床率3.機(jī)械式過濾設(shè)備:←高壓砂過濾機(jī)與紫外線殺菌機(jī)←硝化反17硝化反應(yīng)槽硝化反應(yīng)槽18硝化反應(yīng)槽

想要瞭解硝化細(xì)菌就要首先明白什麼叫氮迴圈第一步：

魚類的排泄物和未吃過的食物將會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榘保ㄋ追Q阿摩尼亞）；那是因?yàn)樵谶@些東西裏需要氧的細(xì)菌會(huì)讓蛋白質(zhì)分解，而氨是有毒的。

第二步：

生存於氧氣中的硝化細(xì)菌，能把氨會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛猁}（NO2）；亞硝酸鹽雖然含較少的毒素，但仍對(duì)魚類有致命的毒害。

第三步：

亞硝酸鹽及後又被第二種硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}（NO3）；而這硝酸鹽幾乎是無毒的，但突然或長期暴露在高濃度的硝酸鹽裏是有害的。但幸運(yùn)地，硝酸鹽的濃度是可以靠更換養(yǎng)殖池的水來降低。

第四步：

硝酸鹽會(huì)被不依附氧氣而生存的細(xì)菌（厭氧性細(xì)菌）作用變?yōu)榈獨(dú)舛鴷N華。這就是一個(gè)完整的「氮化合物迴圈」。硝化反應(yīng)槽想要瞭解硝化細(xì)菌就要首先明白什麼叫氮迴191.養(yǎng)殖池中存在的有毒物質(zhì)是氨及亞硝酸，這有毒的物質(zhì)可由硝化細(xì)菌所消耗，生成無毒性的硝酸，硝酸又是藻類的最佳氮肥，能被藻類所吸收及同化。2.從池水的生態(tài)觀點(diǎn)來說，我們是無法防止氨的產(chǎn)生的，但是卻可以設(shè)法提高硝化細(xì)菌的數(shù)量來消耗池水中大量的氨。

3.塑造一個(gè)硝化細(xì)菌理想的繁殖場(chǎng)所是最根本的解決辦法。硝化細(xì)菌在繁衍過程中，有附著於固定物外表的傾向，若能在池水中安置若干多表面積的固定物供其附著，它就能迅速地附著在這些固定物的表面上，並開始增殖。

4.在池水中安置固定物是不可行的，因會(huì)阻礙魚類的活動(dòng)及不利於撈補(bǔ)。比較可行的處理方式是在過濾系統(tǒng)中安置「生物載體」，這種產(chǎn)品是專門為硝化細(xì)菌提供一個(gè)繁衍場(chǎng)所而設(shè)計(jì)的，有很大的表面積可供硝化細(xì)菌附著。5.它的原理是讓硝化細(xì)菌成為「有殼蝸牛」，增加硝化細(xì)菌的生活空間，因此可讓硝化細(xì)菌依附在這種人造的物體上進(jìn)行硝化活動(dòng)，使濾水中的氨及亞硝酸被硝化細(xì)菌所消耗。如何提高足量的硝化細(xì)菌？1.養(yǎng)殖池中存在的有毒物質(zhì)是氨及亞硝酸，這有毒的物質(zhì)可由硝化20如何正確使用生物載體？1.生物載體是一種藉由生物化學(xué)的方法來除掉氨的一種特殊濾材，不過它並不是依靠濾材本身的作用將氨除去，而是藉由生活於濾材表面的硝化細(xì)菌來將氨給氧化掉，使之轉(zhuǎn)化為無毒性的硝酸，以減少有毒物質(zhì)的堆積，為養(yǎng)殖生物創(chuàng)造一個(gè)優(yōu)良的生長環(huán)境。

2.生物載體具有廣大的表面積，且交錯(cuò)網(wǎng)孔構(gòu)造可在表面達(dá)到完全通氣效果，更由於生化培養(yǎng)球若彼此互相接獲連接在一起，可在過濾系統(tǒng)中形成一個(gè)巨大的活動(dòng)空間讓硝化細(xì)菌居住及生活，並有利於硝化細(xì)菌大量的繁衍。

3.這種產(chǎn)品在使用時(shí)，最好與機(jī)械式過濾系統(tǒng)結(jié)合成一體，不宜單獨(dú)使用，即可在機(jī)械式過濾系統(tǒng)的濾程後面，加設(shè)一個(gè)「硝化反應(yīng)槽」，內(nèi)置生物載體，僅讓濾水由上自動(dòng)滴流而下，然後再經(jīng)由第1槽至第2槽及第3槽過程中的硝化作用，來達(dá)到最完美的生物自淨(jìng)作用。把池水引入「硝化反應(yīng)槽」，水中難免會(huì)夾帶不少有機(jī)廢物，由於它們不受硝化細(xì)菌所歡迎，若讓這些有機(jī)廢物附著于生化培養(yǎng)球上，則硝化細(xì)菌就很難在其表面著床生長。因此應(yīng)將池水中的有機(jī)雜質(zhì)先行濾除之後，再將濾水引入槽中，才是正確的使用方法。如何正確使用生物載體？1.生物載體是一種藉由生物化學(xué)的方法來21蛋白除沫器←葉輪式蛋白除沫機(jī)：利用葉輪旋轉(zhuǎn)攪拌水體，產(chǎn)生負(fù)壓吸氣，在水中形成大量氣泡快速去除水中有毒之蛋白質(zhì)化合物及有機(jī)物防止水質(zhì)惡化?！麣飧∈降鞍壮瓩C(jī)：水流高壓通過文氏管產(chǎn)生負(fù)壓吸氣，在槽體中產(chǎn)生大量氣泡，快速去除水中有毒之蛋白質(zhì)化合物及有機(jī)物，防止水質(zhì)惡化。蛋白除沫器←葉輪式蛋白除沫機(jī)：←氣浮式蛋白除22活性碳過濾器活碳性過濾器直立型較佳或較低速之高壓過濾器，其設(shè)計(jì)為輔助臭氧除去槽對(duì)臭氧除去之不足，同時(shí)活性碳對(duì)老化泛黃的海水有強(qiáng)力的除色功能，對(duì)於可溶性有機(jī)物也有去除之功能，唯一的缺憾是活性碳必須定期更換?；钚蕴歼^濾器活碳性過濾器直立型較佳或23生物過濾器以大面積的生物濾材，培養(yǎng)硝化菌以便去除水之氨、亞硝酸鹽、硝酸鹽等，生物過濾器有滴流式和沉浸式二種，由於生化作用的速率不及化學(xué)作用，在短時(shí)間要完成大水量的處理，一般生物過濾槽只能在體積和高度上下功夫，所以在目前維生系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一般頃向採用中央式生化槽或頃向不用生物處理。生物過濾器以大面積的生物濾材，培養(yǎng)硝化菌以便去除水之氨、亞硝24熱交換設(shè)備為維持維生系統(tǒng)水槽溫度的利器，可獨(dú)立或與空調(diào)系統(tǒng)共用，因?yàn)樗屦^在封閉的空間中且運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械也不停的放熱，因此水溫在夏季時(shí)水溫會(huì)上升，冰水機(jī)可提供適當(dāng)?shù)睦鋮s源。板式熱交換器來進(jìn)行熱交換，如果需要加熱時(shí)，小系統(tǒng)以加溫棒而大水量須以電熱爐或鍋爐來提供熱量。熱交換設(shè)備為維持維生系統(tǒng)水槽溫度的利器，可獨(dú)立或與空調(diào)系統(tǒng)共25紫外線殺菌器紫外線殺菌為另一有效的消毒水質(zhì)方式，其利用光波在253.7NM時(shí)，對(duì)細(xì)胞有極大的破壞力，因此被發(fā)展來當(dāng)作殺菌功能，在最近也被發(fā)展出高功率的設(shè)備出來，使用紫外線殺菌之水質(zhì)必須有強(qiáng)力的過濾，以提供潔淨(jìng)的水延長燈管壽命。照射強(qiáng)度和流量為決定使用何種紫外線殺菌機(jī)型的重要因素。紫外線殺菌器紫外線殺菌為另一有效的消毒水質(zhì)方式，其利用光波在26

紫外線殺菌器殺菌原理

紫外線殺菌機(jī)燈管材質(zhì)採紫外線穿透率高的石英玻璃為保護(hù)外管，能避免接觸到水。利用核酸在對(duì)低壓水銀放電燈，人工波長為253.7nm的紫外線有極大吸收值時(shí)，破壞細(xì)菌與病毒核酸（DNA）的生命遺傳物質(zhì)，於分子內(nèi)產(chǎn)生激烈的化學(xué)變化使其無法繁殖。其中產(chǎn)生最重大的反應(yīng)，是核酸分子內(nèi)的嘧啶（pyrimidine）鹽基形成二量體（dimer）。目前認(rèn)為紫外線致死的主因在生成嘧啶二量體；另外，紫外線在核酸內(nèi)也引起光水和反應(yīng)、核酸與蛋白質(zhì)相互作用時(shí)的光架橋反應(yīng)，也存在某種影響。因核酸是承擔(dān)生命遺傳現(xiàn)象與所有重要生命機(jī)能的生命本質(zhì)，一旦發(fā)生變化或是損傷，當(dāng)然不利生命的延續(xù)，也因此紫外線能有效消滅水中細(xì)菌和病毒。

紫外線殺菌器殺菌原理

紫外線殺菌機(jī)燈管材質(zhì)採紫外線穿透27臭氧殺菌機(jī)組機(jī)組設(shè)備包括：臭氧主機(jī)、凡氏注入器、臭氧偵測(cè)儀及臭氧破壞器等，以臭氧來去除水中之可溶有機(jī)物和殺菌。臭氧殺菌機(jī)組機(jī)組設(shè)備包括：臭氧主機(jī)、凡氏注入器、臭氧偵測(cè)儀及28臭氧簡(jiǎn)介臭氧層是分布在離地面20~30km的大氣層中，它最大的功能是吸收紫外線，保護(hù)曝露在紫外線照射下的人類與動(dòng)植物。空氣中的臭氧量為0.01~0.04ppm，因臭氧具有極強(qiáng)淨(jìng)化殺菌之作用，使得自然界中的細(xì)菌霉菌，無法異常繁殖因而保持平衡狀態(tài)。(1)臭氧在大氣中(常溫)之半衰期為三十秒，會(huì)隨溫度不同而有所改變。

(2)臭氧在水中之半衰期為二十分鐘，當(dāng)水中pH值高時(shí)分解速度變快，pH值低時(shí)較緩慢。

(3)臭氧溶解於水中會(huì)因受水分子作用，急速分解具有極強(qiáng)氧化力，殺菌、脫臭、漂白及淨(jìng)化空氣等作用。

(4)臭氧水中分解前，或分解後都能與附著物發(fā)生反應(yīng)，可以去除水中溶解性的有機(jī)物、臭味、濁度、硫化物、氰化物、氨氮、鐵、錳等。

(5)問題：臭氧與海水中溴離子反應(yīng)，形成溴氧化合物，其毒性很強(qiáng)，所以去除溴離子及去除殘留氧化物是問題所在，還好利用活性碳可以解決殘留氧化物問題，其次選擇溴離子含量低的人工海水鹽來調(diào)配。

(6)使用臭氧時(shí)必須監(jiān)測(cè)殘留氧化物濃度，此外利用活性碳解決殘留氧化物問題。一般滅菌使用濃度為1-5ppm，接觸時(shí)間為3-6分鐘為宜。臭氧簡(jiǎn)介臭氧層是分布在離地面20~30km的大氣層中，它最大29臭氧在生活上之應(yīng)用應(yīng)用範(fàn)圍功能及用途空氣處理醫(yī)院消毒,家庭空氣清淨(jìng),工業(yè)廢氣處理,塑膠回收,皮革及紡織工業(yè),家畜繁殖場(chǎng),化學(xué)製藥工業(yè)淨(jìng)水處理飲用水水質(zhì)處理,游泳池水質(zhì)處理,超純水處理,冷卻水處理,製程用水處理廢水處理廢水污染物氧化,分解,淨(jìng)化,脫色,除味除臭,殺菌殺藻類殺病毒,降低BOD/COD,消除表面活性劑泡沫食物處理魚粉飼料業(yè)除臭,蔬果保鮮,清除果菜中殘餘農(nóng)藥,消除肉類中的菌類工業(yè)製程應(yīng)用人造纖維製造,農(nóng)藥與殺蟲劑,紙漿裂解,紙張及塑膠表面處理,製造樂器之木材處理,半導(dǎo)體工業(yè)TEOS系統(tǒng)與濕式清洗,橡膠工業(yè)之臭氧耐候試驗(yàn),醫(yī)學(xué)科技工業(yè).臭氧在生活上之應(yīng)用空氣處理醫(yī)院消毒,家庭空氣清淨(jìng),工業(yè)廢30維生系統(tǒng)範(fàn)例1.海水殺菌過濾系統(tǒng)

2.溼地魚類維生系統(tǒng)維生系統(tǒng)範(fàn)例1.海水殺菌過濾系統(tǒng)2.溼地魚類維生系統(tǒng)313.餌料生物培養(yǎng)系統(tǒng)

4.斑馬魚維生系統(tǒng)餌料生物培養(yǎng)系統(tǒng)常用於魚苗繁殖場(chǎng)為了確保魚苗餌料不致短缺或有防疫疑慮部分魚苗繁殖場(chǎng)會(huì)自設(shè)餌料生物培養(yǎng)系統(tǒng)。斑馬魚卵沉性不黏於水草，因此易於取得且操作方便，這種魚卵常被生物學(xué)家採用為胚胎實(shí)驗(yàn)的對(duì)象。維生系統(tǒng)範(fàn)例3.餌料生物培養(yǎng)系統(tǒng)4.斑馬魚維生系統(tǒng)餌料生物培養(yǎng)系統(tǒng)常用32水產(chǎn)水族維生系統(tǒng)簡(jiǎn)介課件33美國國家巴爾的摩水族館美國加州長堤水族館澳洲雪梨水族館敬請(qǐng)指正美國國家巴爾的摩水族館美國加州長堤水族館澳洲雪梨水族館敬請(qǐng)指34維生系統(tǒng)介紹報(bào)告人：何源興水產(chǎn)試驗(yàn)所東部海洋生物研究中心維生系統(tǒng)介紹報(bào)告人：何源興水產(chǎn)試驗(yàn)所東部海洋生物研究中心35水族生態(tài)系統(tǒng)自然系中保持著生態(tài)平衡，一切都依據(jù)物競(jìng)天擇原則，那些沒有生存依托的生命體不是停滯發(fā)展就是被別的種群所取代。水生生物被迫離開海洋進(jìn)人工環(huán)境中，在捕運(yùn)過程受到驚嚇和傷害；人工燈光照明；生態(tài)失去了平衡甚至有可能不適宜同養(yǎng)的生物被硬放在同一養(yǎng)殖池裏。美麗的珊瑚礁生態(tài)缸，是仰賴許多海水生物的高度適應(yīng)能力及先進(jìn)水族科技支援，其次是需要一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富水族高手的管理。多數(shù)情況下，養(yǎng)殖池生態(tài)體系是相對(duì)小且封閉的，同時(shí)生物密度較高，因此必須應(yīng)用與之相稱的過濾裝置或過濾系統(tǒng)組合來處理水體，以除去其中的有害物質(zhì)和一些有毒性的中間體。選擇維生系統(tǒng)的首要依據(jù)是水族生物的種群密度以及所需的水質(zhì)要求。水族生態(tài)系統(tǒng)自然系中保持著生態(tài)平衡，一切都依據(jù)物競(jìng)天擇原則，36維生系統(tǒng)（Lifesupportsystem）是指水的處理系統(tǒng)，以維持水生生物生存所需的設(shè)備，包括過濾槽、熱交換設(shè)備、殺菌系統(tǒng)及其連結(jié)的管路設(shè)備。通常可分為三種系統(tǒng)型式：開放式、封閉式及半封閉式。開放式系統(tǒng)：養(yǎng)殖槽用水只循環(huán)一次。封閉式系統(tǒng)：用水處理後重回養(yǎng)殖槽，只添加少量的補(bǔ)充水（每周約10％）。半封閉式系統(tǒng)：類似封閉式系統(tǒng)，但其水處理較簡(jiǎn)單，所加的水量較大。維生系統(tǒng)（Lifesupportsystem）是指水的處37水的利用形態(tài)可概分為三種方式流水式—利用自然或人為流動(dòng)狀態(tài)的水，單純地讓飼養(yǎng)的魚得到所需要的氧氣，對(duì)於養(yǎng)殖魚所產(chǎn)生的排泄物，並不刻意地將之排至養(yǎng)魚設(shè)施外，頂多是任由水流帶走。流水式養(yǎng)魚的養(yǎng)殖密度通常相當(dāng)高，其放養(yǎng)極限就視進(jìn)水量與讓魚類正常生長的溶氧量而定。此時(shí)雖談不上水的處理，但當(dāng)水中供呼吸的氧氣不足時(shí)，需要使用機(jī)械設(shè)備供應(yīng)氧氣。水的利用形態(tài)可概分為三種方式流水式—利用自然或人為流動(dòng)狀態(tài)的38水的利用形態(tài)可概分為三種方式止水式—在水之流動(dòng)及交換相當(dāng)不良的水域，進(jìn)行養(yǎng)魚的同時(shí)也對(duì)其排泄物做處理。止水式養(yǎng)魚的養(yǎng)殖密度則相對(duì)較低，其放養(yǎng)量除了決定於可維持魚類正常生長的溶氧量範(fàn)圍之外，尚需考慮排泄物引起的水質(zhì)污染及水的淨(jìng)化能力。若無法維持所需的溶氧量，則要實(shí)施注水或使用機(jī)械設(shè)備供應(yīng)溶氧，不過並不特別進(jìn)行水處理。

水的利用形態(tài)可概分為三種方式止水式—在水之流動(dòng)及交換相當(dāng)不良39水的利用形態(tài)可概分為三種方式循環(huán)方式—在某些條件下是必須考慮循環(huán)水，譬如因地理位置取水不易、基於確保用水量、溫度差異、水質(zhì)不穩(wěn)定或節(jié)約能源等因素。循環(huán)之方式介於流水式與止水式之間，即利用流動(dòng)狀態(tài)的水進(jìn)行養(yǎng)魚，然後將水中的排泄物在專用的淨(jìng)化設(shè)備中加以處理，並用這種處理過的水來養(yǎng)魚。水的利用形態(tài)可概分為三種方式循環(huán)方式—在某些條件下是必須考慮40水的淨(jìng)化、處理方法與原理

-沉澱物過濾法(sedimentfiltration)

沉澱物過濾法的目的是將水中懸浮顆粒物質(zhì)或膠體物質(zhì)清除乾淨(jìng)。這些顆粒物質(zhì)如果沒有清除，會(huì)對(duì)透析用水其它精密的過濾膜造成破壞或甚至水路的阻塞。這是最古老且最簡(jiǎn)單的淨(jìng)水法，所以這個(gè)步驟常用在水的初步處理，或有必要時(shí)，在管路中也會(huì)多加入幾個(gè)濾器（filter)以清除體積較大的雜質(zhì)。只要顆粒大小大於這些孔洞之大小，就會(huì)被阻擋下來。對(duì)於溶解於水中的離子，就無法阻攔下來。如果濾器太久沒有更換或清洗，堆積在濾器上的顆粒物質(zhì)會(huì)愈來愈多，則水流量及水壓會(huì)逐漸減少。因此利用入水壓與出水壓差來判斷濾器被阻塞的程度。因此濾器要定時(shí)逆沖以排除堆積其上的雜質(zhì)，同時(shí)也要在固定時(shí)間內(nèi)更換濾器。原則上進(jìn)水與出水的壓力落差升高達(dá)到原先的五倍時(shí)，就需要換掉濾器。水的淨(jìng)化、處理方法與原理

-沉澱物過濾法(sediment41水的淨(jìng)化、處理方法與原理

-活性碳(activatedcarbonfiltration)

活性碳是由木頭，殘木屑，水果核，椰子殼，煤炭或石油底渣等物質(zhì)在高溫下乾餾炭化而成，製成後還需以熱空氣或水蒸氣加以活化。它的主要作用是清除氯與氯氨以及其它分子量在60到300道爾頓的溶解性有機(jī)物質(zhì)。活性碳的表面呈顆粒狀，內(nèi)部是多孔的，孔內(nèi)有許多約10nm~lA大小的毛細(xì)管，1g的活性碳內(nèi)部表面積高達(dá)700-1400m2，而這些毛細(xì)管內(nèi)表面及顆粒表面就是吸附作用之所在。影響活性碳清除有機(jī)物能力的因素有活性碳本身的面積，孔洞大小以及被清除有機(jī)物的分子量及其極性(Polarity)，它主要靠物理的吸附能力來排除雜物，當(dāng)吸附能力達(dá)飽合之後，吸附過多的雜質(zhì)就會(huì)掉落下來污染下游的水質(zhì)，所以必須定時(shí)利用逆沖的方式來清除吸附其上的雜質(zhì)。這種活性碳濾器如果吸附能力明顯下降，必須更新。測(cè)定進(jìn)水及出水的TOC濃度差(或細(xì)菌數(shù)量差)是考量更換活性碳的依據(jù)之一。有時(shí)水中含有殘氯，活性炭能夠有效的吸附殘氯。水的淨(jìng)化、處理方法與原理

-活性碳(activatedc42水的淨(jìng)化、處理方法與原理

-生物性淨(jìng)化

以微生物尤其是以細(xì)菌為主體的有機(jī)物質(zhì)之分解作用來進(jìn)行淨(jìng)化，包括嗜氧細(xì)菌的氧化分解及厭氧性細(xì)菌的發(fā)酵分解，其中以前者較重要。由細(xì)菌的呼吸作用來還原硝酸而除去氮。另外，氧化是包括由細(xì)菌所進(jìn)行的有機(jī)物質(zhì)之氧化分解，以及將氨氧化為硝酸，將硫化物氧化成硫酸，將Fe+2氧化成Fe+3等。在氮的去除方面主要是以微生物處理。有機(jī)氮化合物經(jīng)由生物體分解後，最後以氨的形式排出來，殘餌被微生物分解之最後產(chǎn)物也是氨。因?yàn)榘钡臐舛雀邔?duì)魚體造成毒性，故水最好不要有氨的蓄積。無機(jī)態(tài)氮包括氨及硝酸態(tài)，由自營性細(xì)菌進(jìn)行氨態(tài)氮的氧化。另一方面異營性細(xì)菌進(jìn)行有機(jī)物的氧化，以氫受體利用含在亞硝酸及硝酸中的氧，使其還原成氮分子或一氧化氮，這些氮由水中脫離而成為氣體，故水中含氮化合物就會(huì)減少。水的淨(jìng)化、處理方法與原理

-生物性淨(jìng)化以微生物尤其是以43水的淨(jìng)化、處理方法與原理

-供應(yīng)氧氣

當(dāng)水中的溶氧量下降而水中的氧氣分壓降低時(shí)，大氣中的的氧氣會(huì)溶入水中，保持著與大氣中氧氣分壓平衡的現(xiàn)象。而氧氣之?dāng)U散溶入與其所接觸的水表面積成正比，所以可以採用吹入微小氣泡或機(jī)械性攪拌水面的方法供應(yīng)氧氣。水的淨(jìng)化、處理方法與原理

-供應(yīng)44維生系統(tǒng)設(shè)備介紹維生系統(tǒng)設(shè)備介紹45維生系統(tǒng)循環(huán)流程圖維生系統(tǒng)循環(huán)流程圖46

循環(huán)泵浦為維生系統(tǒng)之動(dòng)力來源,尤其在水族館維生系統(tǒng)之FRP材質(zhì)泵浦是二十四小時(shí)不停運(yùn)轉(zhuǎn),故替換泵浦的設(shè)計(jì)是非常重要的。設(shè)備材質(zhì)為FRP。循環(huán)泵浦為維生系統(tǒng)之動(dòng)力來源,尤47過濾器:急速砂過濾器,袋狀過濾器過濾器:急速砂過濾器,袋狀過濾器48適用於室外大型養(yǎng)殖，由於

過濾水量較大，採用機(jī)械式過濾建置成本與日常維護(hù)能源耗用費(fèi)用都很龐大，(簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備人工操作成本較高)所以低價(jià)位水產(chǎn)生物養(yǎng)殖常使用這種經(jīng)濟(jì)型過濾設(shè)備，簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備由初濾槽/沉澱槽/除沫機(jī)/硝化槽與緩衝槽等組合而成。簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備

1.大型簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備1.大型簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備492.小型簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備:

常見於室內(nèi)循環(huán)水維生系統(tǒng)之沉澱緩衝槽室內(nèi)小型簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備2.小型簡(jiǎn)易式過濾設(shè)備:

常見於室內(nèi)循環(huán)水維生系統(tǒng)之沉澱503.機(jī)械式過濾設(shè)備:

←高壓砂過濾機(jī)與紫外線殺菌機(jī)

常用於室外種魚養(yǎng)殖池或高價(jià)位魚種之繁養(yǎng)殖或高級(jí)觀賞魚池水質(zhì)維護(hù)←硝化反應(yīng)槽前置過濾機(jī)

室內(nèi)系統(tǒng):硝化反應(yīng)槽前端設(shè)置高壓砂過濾機(jī)提前攔截污物降低系統(tǒng)負(fù)載亦可淨(jìng)化進(jìn)入槽體水質(zhì)避免生物載體表面附著污泥提高硝化菌著床率3.機(jī)械式過濾設(shè)備:←高壓砂過濾機(jī)與紫外線殺菌機(jī)←硝化反51硝化反應(yīng)槽硝化反應(yīng)槽52硝化反應(yīng)槽

想要瞭解硝化細(xì)菌就要首先明白什麼叫氮迴圈第一步：

魚類的排泄物和未吃過的食物將會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榘保ㄋ追Q阿摩尼亞）；那是因?yàn)樵谶@些東西裏需要氧的細(xì)菌會(huì)讓蛋白質(zhì)分解，而氨是有毒的。

第二步：

生存於氧氣中的硝化細(xì)菌，能把氨會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛猁}（NO2）；亞硝酸鹽雖然含較少的毒素，但仍對(duì)魚類有致命的毒害。

第三步：

亞硝酸鹽及後又被第二種硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}（NO3）；而這硝酸鹽幾乎是無毒的，但突然或長期暴露在高濃度的硝酸鹽裏是有害的。但幸運(yùn)地，硝酸鹽的濃度是可以靠更換養(yǎng)殖池的水來降低。

第四步：

硝酸鹽會(huì)被不依附氧氣而生存的細(xì)菌（厭氧性細(xì)菌）作用變?yōu)榈獨(dú)舛鴷N華。這就是一個(gè)完整的「氮化合物迴圈」。硝化反應(yīng)槽想要瞭解硝化細(xì)菌就要首先明白什麼叫氮迴531.養(yǎng)殖池中存在的有毒物質(zhì)是氨及亞硝酸，這有毒的物質(zhì)可由硝化細(xì)菌所消耗，生成無毒性的硝酸，硝酸又是藻類的最佳氮肥，能被藻類所吸收及同化。2.從池水的生態(tài)觀點(diǎn)來說，我們是無法防止氨的產(chǎn)生的，但是卻可以設(shè)法提高硝化細(xì)菌的數(shù)量來消耗池水中大量的氨。

3.塑造一個(gè)硝化細(xì)菌理想的繁殖場(chǎng)所是最根本的解決辦法。硝化細(xì)菌在繁衍過程中，有附著於固定物外表的傾向，若能在池水中安置若干多表面積的固定物供其附著，它就能迅速地附著在這些固定物的表面上，並開始增殖。

4.在池水中安置固定物是不可行的，因會(huì)阻礙魚類的活動(dòng)及不利於撈補(bǔ)。比較可行的處理方式是在過濾系統(tǒng)中安置「生物載體」，這種產(chǎn)品是專門為硝化細(xì)菌提供一個(gè)繁衍場(chǎng)所而設(shè)計(jì)的，有很大的表面積可供硝化細(xì)菌附著。5.它的原理是讓硝化細(xì)菌成為「有殼蝸?！?，增加硝化細(xì)菌的生活空間，因此可讓硝化細(xì)菌依附在這種人造的物體上進(jìn)行硝化活動(dòng)，使濾水中的氨及亞硝酸被硝化細(xì)菌所消耗。如何提高足量的硝化細(xì)菌？1.養(yǎng)殖池中存在的有毒物質(zhì)是氨及亞硝酸，這有毒的物質(zhì)可由硝化54如何正確使用生物載體？1.生物載體是一種藉由生物化學(xué)的方法來除掉氨的一種特殊濾材，不過它並不是依靠濾材本身的作用將氨除去，而是藉由生活於濾材表面的硝化細(xì)菌來將氨給氧化掉，使之轉(zhuǎn)化為無毒性的硝酸，以減少有毒物質(zhì)的堆積，為養(yǎng)殖生物創(chuàng)造一個(gè)優(yōu)良的生長環(huán)境。

2.生物載體具有廣大的表面積，且交錯(cuò)網(wǎng)孔構(gòu)造可在表面達(dá)到完全通氣效果，更由於生化培養(yǎng)球若彼此互相接獲連接在一起，可在過濾系統(tǒng)中形成一個(gè)巨大的活動(dòng)空間讓硝化細(xì)菌居住及生活，並有利於硝化細(xì)菌大量的繁衍。

3.這種產(chǎn)品在使用時(shí)，最好與機(jī)械式過濾系統(tǒng)結(jié)合成一體，不宜單獨(dú)使用，即可在機(jī)械式過濾系統(tǒng)的濾程後面，加設(shè)一個(gè)「硝化反應(yīng)槽」，內(nèi)置生物載體，僅讓濾水由上自動(dòng)滴流而下，然後再經(jīng)由第1槽至第2槽及第3槽過程中的硝化作用，來達(dá)到最完美的生物自淨(jìng)作用。把池水引入「硝化反應(yīng)槽」，水中難免會(huì)夾帶不少有機(jī)廢物，由於它們不受硝化細(xì)菌所歡迎，若讓這些有機(jī)廢物附著于生化培養(yǎng)球上，則硝化細(xì)菌就很難在其表面著床生長。因此應(yīng)將池水中的有機(jī)雜質(zhì)先行濾除之後，再將濾水引入槽中，才是正確的使用方法。如何正確使用生物載體？1.生物載體是一種藉由生物化學(xué)的方法來55蛋白除沫器←葉輪式蛋白除沫機(jī)：利用葉輪旋轉(zhuǎn)攪拌水體，產(chǎn)生負(fù)壓吸氣，在水中形成大量氣泡快速去除水中有毒之蛋白質(zhì)化合物及有機(jī)物防止水質(zhì)惡化?！麣飧∈降鞍壮瓩C(jī)：水流高壓通過文氏管產(chǎn)生負(fù)壓吸氣，在槽體中產(chǎn)生大量氣泡，快速去除水中有毒之蛋白質(zhì)化合物及有機(jī)物，防止水質(zhì)惡化。蛋白除沫器←葉輪式蛋白除沫機(jī)：←氣浮式蛋白除56活性碳過濾器活碳性過濾器直立型較佳或較低速之高壓過濾器，其設(shè)計(jì)為輔助臭氧除去槽對(duì)臭氧除去之不足，同時(shí)活性碳對(duì)老化泛黃的海水有強(qiáng)力的除色功能，對(duì)於可溶性有機(jī)物也有去除之功能，唯一的缺憾是活性碳必須定期更換。活性碳過濾器活碳性過濾器直立型較佳或57生物過濾器以大面積的生物濾材，培養(yǎng)硝化菌以便去除水之氨、亞硝酸鹽、硝酸鹽等，生物過濾器有滴流式和沉浸式二種，由於生化作用的速率不及化學(xué)作用，在短時(shí)間要完成大水量的處理，一般生物過濾槽只能在體積和高度上下功夫，所以在目前維生系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一般頃向採用中央式生化槽或頃向不用生物處理。生物過濾器以大面積的生物濾材，培養(yǎng)硝化菌以便去除水之氨、亞硝58熱交換設(shè)備為維持維生系統(tǒng)水槽溫度的利器，可獨(dú)立或與空調(diào)系統(tǒng)共用，因?yàn)樗屦^在封閉的空間中且運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械也不停的放熱，因此水溫在夏季時(shí)水溫會(huì)上升，冰水機(jī)可提供適當(dāng)?shù)睦鋮s源。板式熱交換器來進(jìn)行熱交換，如果需要加熱時(shí)，小系統(tǒng)以加溫棒而大水量須以電熱爐或鍋爐來提供熱量。熱交換設(shè)備為維持維生系統(tǒng)水槽溫度的利器，可獨(dú)立或與空調(diào)系統(tǒng)共59紫外線殺菌器紫外線殺菌為另一有效的消毒水質(zhì)方式，其利用光波在253.7NM時(shí)，對(duì)細(xì)胞有極大的破壞力，因此被發(fā)展來當(dāng)作殺菌功能，在最近也被發(fā)展出高功率的設(shè)備出來，使用紫外線殺菌之水質(zhì)必須有強(qiáng)力的過濾，以提供潔淨(jìng)的水延長燈管壽命。照射強(qiáng)度和流量為決定使用何種紫外線殺菌機(jī)型的重要因素。紫外線殺菌器紫外線殺菌為另一有效的消毒水質(zhì)方式，其利用光波在60

紫外線殺菌器殺菌原理

紫外線殺菌機(jī)燈管材質(zhì)採紫外線穿透率高的石英玻璃為保護(hù)外管，能避免接觸到水。利用核酸在對(duì)低壓水銀放電燈，人工波長為253.7nm的紫外線有極大吸收值時(shí)，破壞細(xì)菌與病毒核酸（DNA）的生命遺傳物質(zhì)，於分子內(nèi)產(chǎn)生激烈的化學(xué)變化使其無法繁殖。其中產(chǎn)生最重大的反應(yīng)，是核酸分子內(nèi)的嘧啶（pyrimidine）鹽基形成二量體（dimer）。目前認(rèn)為紫外線致死的主因在生成嘧啶二量體；另外，紫外線在核酸內(nèi)也引起光水和反應(yīng)、核酸與蛋白質(zhì)相互作用時(shí)的光架橋反應(yīng)，也存在某種影