试述工厂化循环水养殖的基本设施和设备(以流程图表示),以及各项主要设施与设备的功能。希望帮忙下
工厂化水产养殖系统
海水循环水养殖系统,它集现代工程、机电、生物、环保及饲料科学等多学科于一体,是当今世界海水养殖产业发展的必然趋势,在发达国家早已兴起发展,进展很快。在我国过去许多国家开发项目虽有引进,不但因其高昂的设备价格和运行成本难以普遍推广使用,也因其不适合我国的自然条件而报废。国内对海水循环水养殖系统亦进行很多的开发研究,也取得了一定的成果,由于受系统设计基本采用污水处理设计理念的局限,受采用现行工业通用泵、阀、过滤、增氧、杀菌、检测、自控……等设备的制约,设备的耐用性、耐腐蚀性、检测仪器的可靠性、全系统的配套性、易操作性、易维护性存在着不少这样或那样的问题,致使国内在开展海水循环水养殖系统上,虽然投入了可观的人力,财力,却因设施和设备的价格、能耗、运行成本同样居高不下,水处理效果达不到国家规定的养殖水标准,至今无法推广应用。
为解除这个瓶颈,北京今明远大科技有限公司针对国内工厂化养殖系统和关键设备存在的问题,已进行了四年完整系统的多学科集成研究和技术创新,研究开发出适合中国国情,具有自主知识产权的海水循环水养殖系统和设备,在保证水质的前提下,最大程度的降低了能耗与系统工程和设备造价,让养殖企业买的起、用的起、维护得了,产量成倍提高,消耗大幅度下降,有明显的社会经济效益。
其特点是:养殖废水处理流程是通过水驱动的全塑微滤机祛除水中固体颗粒,通过微生物池祛除氨氮,通过-沉淀池沉淀,通过-泡沫分离器祛除悬浮物及蛋白质,通过-高效溶氧装增氧,通过-紫外线杀菌,通过-调温和 pH 值调节后再进入养殖池循环使用。水质监测系统可自动检测水的盐度,溶氧量,pH、温度做出相应的控制或报警,保证达到水产养殖需要。养殖池的气动定时排污阀利用养殖池水旋转聚污效应,定时将池中心聚集的粪便、残余饵料排掉,减轻水处理的负荷有效的保证水质。上述每个关键的工艺环节,关键设备均使用的是我公司自主开发,设计、研制,所以效果和效益与以往明显不同。
技术指标:经过水处理系统,其养殖用水在满足NY5051、NY5052(无公害食品,淡水及海水养殖用水水质标准)和DB12/177—2003(海水养殖废水排放标准)的基础上,养殖用水达到以下指标:
透明度达到1m以上、溶氧达到7-12mg/L、氨氮低于05mg/L、亚硝酸盐低于005mg/L。
水深、盐度、温度等重要因子可自动监测,临界报警,按设置好的指令启动相关设备,防止在处理水中的人为干扰。
二、结合海水循环水养殖系统水处理系统的特点开发出适用于海水水产养殖的专项设备和装置:
(1)、水驱动的全塑微滤机:微滤机应用物理过滤技术快捷、经济的去除养殖废水中的剩余残饵和养殖生物排泄物等悬浮颗粒。微滤机的全部部件由非金属塑料材料制成。可承受各种海水、酸、碱长期腐蚀。省电节能,筛网维护经济方便,价格仅为目前使用的微滤机价格60%。
(2)、高效纯氧溶氧增氧器:由于纯氧高度回收利用,氧气利用率大于95%。富氧水的氧含量可达到 45 毫克/升。节能降耗使运行成本大为降低。适用于淡、海水养殖业、活鱼运输等水体增氧。
(3)自清洁型紫外线水处理杀菌装置:提供一种无需拆卸石英玻璃套管而能自动保持其清洁的紫外线水处理装置。它自身具备清洁功能,可以在系统运行状态下对灯管进行擦拭和清洗,用以避免机械擦洗设备的复杂维护和高昂成本问题,也避免传统的人工方式由于无法擦拭或擦拭不方便、不清洁等因素所造成的紫外灯灭菌效果差的问题。使用紫外线杀毒可避免在养殖中大量使用农药,使水产品真正成为绿色食品。
(4)气动阀门:对阀门的自动控制是海水循环水养殖系统的关键设备,没有它就无法建立现代化的水产养殖系统,也无法实现对系统的科学管理,依据水产养殖系统设计的气动阀门避免如现有控制阀门结构中采用电机,减速机,汽缸活塞等大量复杂的机械设备,增加了可靠性,降低了成本30-70%。其材料全部为合成有机材料,从根本上防止了水尤其是海水的腐蚀。
(5)无曝气生物净化装置:利用微生物的吸收、代谢等作用, 达到降解水体中有机物和营养盐的目的,本装置依海水循环水养殖系统水循环的特点、生物菌群的生存特性和生物载体的特殊结构,运用合理的布流,实现了在生物净化池无曝气的情况下, 生物保持高度活性、增加与水的接触面积,强化降解功能。同时,动态生物载体不堵塞,污物便于清洗和排放,免除了反冲洗的能耗和劳动强度,可长期不间断稳定运行。
(6)蛋白分离器:利用微气泡凝聚水中的有机杂质、胶状蛋白,使之与水分离的同时祛除二氧化碳等水中的有害气体,达到水净化的目的。
(7)无接触盐度控制器:即克服了人工测试可靠性、准确性差的问题,也避免了现代测试仪器传感器易损坏,维护难的问题。实时对盐度的在线监控。
(8)水质多路采样系统:有效的降低了测试仪器和传感器的使用数量,降低投资费用和维护强度,方便用户。
(9)监测报警和控制系统:水位、盐度、溶氧、水温等重要的水环境因子,可自动监测,按设定要求分级报警(车间、场长、董事长)并可实现自动控制。
上述产品的应用不仅仅局限于海水循环水养殖方面,在水产的塘养和运输方面也有广泛的开发应用前景。例如塘养方面使用高效纯氧溶氧增氧器和气动阀门在电耗相同的情况下水中溶氧全天维持在5-6mg/L,且水无分层,与气动定时排污阀配合使用,利用养殖池水旋转聚污效应,定时将池中心聚集的粪便、残余饵料排掉,保证水质,减少底泥处理量,塘底不会产生有毒气体,运行管理方便,处理过的水质好,能成倍提高鱼的单位面积高量、减少病害,降低饵料消耗,同时节水、节电、环保。在水产运输方面用高效纯氧溶氧增氧器,有效保证水体溶氧,增加运输密度,提高存活率,降低运输成本。高效纯氧溶氧增氧器还可在水产品的困养暂养发挥作用,祛除水产品的土腥味,提高水产品的质量化。
循环水海水养殖如何调节gh kh ph这三项指标?
工厂化水产养殖系统
海水循环水养殖系统,它集现代工程、机电、生物、环保及饲料科学等多学科于一体,是当今世界海水养殖产业发展的必然趋势,在发达国家早已兴起发展,进展很快。在我国过去许多国家开发项目虽有引进,不但因其高昂的设备价格和运行成本难以普遍推广使用,也因其不适合我国的自然条件而报废。国内对海水循环水养殖系统亦进行很多的开发研究,也取得了一定的成果,由于受系统设计基本采用污水处理设计理念的局限,受采用现行工业通用泵、阀、过滤、增氧、杀菌、检测、自控等设备的制约,设备的耐用性、耐腐蚀性、检测仪器的可靠性、全系统的配套性、易操作性、易维护性存在着不少这样或那样的问题,致使国内在开展海水循环水养殖系统上,虽然投入了可观的人力,财力,却因设施和设备的价格、能耗、运行成本同样居高不下,水处理效果达不到国家规定的养殖水标准,至今无法推广应用。
为解除这个瓶颈,北京今明远大科技有限公司针对国内工厂化养殖系统和关键设备存在的问题,已进行了四年完整系统的多学科集成研究和技术创新,研究开发出适合中国国情,具有自主知识产权的海水循环水养殖系统和设备,在保证水质的前提下,最大程度的降低了能耗与系统工程和设备造价,让养殖企业买的起、用的起、维护得了,产量成倍提高,消耗大幅度下降,有明显的社会经济效益。
其特点是:养殖废水处理流程是通过水驱动的全塑微滤机祛除水中固体颗粒,通过微生物池祛除氨氮,通过-沉淀池沉淀,通过-泡沫分离器祛除悬浮物及蛋白质,通过-高效溶氧装增氧,通过-紫外线杀菌,通过-调温和pH值调节后再进入养殖池循环使用。水质监测系统可自动检测水的盐度,溶氧量,pH、温度做出相应的控制或报警,保证达到水产养殖需要。养殖池的气动定时排污阀利用养殖池水旋转聚污效应,定时将池中心聚集的粪便、残余饵料排掉,减轻水处理的负荷有效的保证水质。上述每个关键的工艺环节,关键设备均使用的是我公司自主开发,设计、研制,所以效果和效益与以往明显不同。
技术指标:经过水处理系统,其养殖用水在满足NY5051、NY5052(无公害食品,淡水及海水养殖用水水质标准)和DB12/177—2003(海水养殖废水排放标准)的基础上,养殖用水达到以下指标:
透明度达到1m以上、溶氧达到7-12mg/L、氨氮低于05mg/L、亚硝酸盐低于005mg/L。
水深、盐度、温度等重要因子可自动监测,临界报警,按设置好的指令启动相关设备,防止在处理水中的人为干扰。
二、结合海水循环水养殖系统水处理系统的特点开发出适用于海水水产养殖的专项设备和装置:
(1)、水驱动的全塑微滤机:微滤机应用物理过滤技术快捷、经济的去除养殖废水中的剩余残饵和养殖生物排泄物等悬浮颗粒。微滤机的全部部件由非金属塑料材料制成。可承受各种海水、酸、碱长期腐蚀。省电节能,筛网维护经济方便,价格仅为目前使用的微滤机价格60%。
(2)、高效纯氧溶氧增氧器:由于纯氧高度回收利用,氧气利用率大于95%。富氧水的氧含量可达到45毫克/升。节能降耗使运行成本大为降低。适用于淡、海水养殖业、活鱼运输等水体增氧。
(3)自清洁型紫外线水处理杀菌装置:提供一种无需拆卸石英玻璃套管而能自动保持其清洁的紫外线水处理装置。它自身具备清洁功能,可以在系统运行状态下对灯管进行擦拭和清洗,用以避免机械擦洗设备的复杂维护和高昂成本问题,也避免传统的人工方式由于无法擦拭或擦拭不方便、不清洁等因素所造成的紫外灯灭菌效果差的问题。使用紫外线杀毒可避免在养殖中大量使用农药,使水产品真正成为绿色食品。
(4)气动阀门:对阀门的自动控制是海水循环水养殖系统的关键设备,没有它就无法建立现代化的水产养殖系统,也无法实现对系统的科学管理,依据水产养殖系统设计的气动阀门避免如现有控制阀门结构中采用电机,减速机,汽缸活塞等大量复杂的机械设备,增加了可靠性,降低了成本30-70%。其材料全部为合成有机材料,从根本上防止了水尤其是海水的腐蚀。
(5)无曝气生物净化装置:利用微生物的吸收、代谢等作用,达到降解水体中有机物和营养盐的目的,本装置依海水循环水养殖系统水循环的特点、生物菌群的生存特性和生物载体的特殊结构,运用合理的布流,实现了在生物净化池无曝气的情况下,生物保持高度活性、增加与水的接触面积,强化降解功能。同时,动态生物载体不堵塞,污物便于清洗和排放,免除了反冲洗的能耗和劳动强度,可长期不间断稳定运行。
(6)蛋白分离器:利用微气泡凝聚水中的有机杂质、胶状蛋白,使之与水分离的同时祛除二氧化碳等水中的有害气体,达到水净化的目的。
(7)无接触盐度控制器:即克服了人工测试可靠性、准确性差的问题,也避免了现代测试仪器传感器易损坏,维护难的问题。实时对盐度的在线监控。
(8)水质多路采样系统:有效的降低了测试仪器和传感器的使用数量,降低投资费用和维护强度,方便用户。
(9)监测报警和控制系统:水位、盐度、溶氧、水温等重要的水环境因子,可自动监测,按设定要求分级报警(车间、场长、董事长)并可实现自动控制。
上述产品的应用不仅仅局限于海水循环水养殖方面,在水产的塘养和运输方面也有广泛的开发应用前景。例如塘养方面使用高效纯氧溶氧增氧器和气动阀门在电耗相同的情况下水中溶氧全天维持在5-6mg/L,且水无分层,与气动定时排污阀配合使用,利用养殖池水旋转聚污效应,定时将池中心聚集的粪便、残余饵料排掉,保证水质,减少底泥处理量,塘底不会产生有毒气体,运行管理方便,处理过的水质好,能成倍提高鱼的单位面积高量、减少病害,降低饵料消耗,同时节水、节电、环保。在水产运输方面用高效纯氧溶氧增氧器,有效保证水体溶氧,增加运输密度,提高存活率,降低运输成本。高效纯氧溶氧增氧器还可在水产品的困养暂养发挥作用,祛除水产品的土腥味,提高水产品的质量化。
一、PH的定义
PH的意思~P代表德语potenz,意思是力量或浓度,而H是指氢离子(H+)。
PH是溶液中氢离子有效浓度的负对数值,广义的说法就是「酸碱度」即:
PH= -Lg「H+」
什 么意思呢?大家知道,H2O电离以后可以产生H+离子和OH-离子,就是: H2O ---――H + OH- 也就是说,纯净水电离以后会各产生10-7 (10的负7次方,打字打不出来,下同 ) mol/L的 H+和OH-,那么它的PH就是-Lg「10-7」=7
但是我们如果向水体里面 加入酸或者是碱,那么其数值就会变动,比如加入一部分酸,使水体中的H+变为001(10-2)mol/L,则其PH就是2,反之亦然。对于日常饮用的 自来水,由于其内部多少都含有一些酸式盐或者碱式盐,则其PH一般在6~8的范围波动。但是有的草友说,那有的酸如硫酸的PH怎么定义啊?呵呵,由于这类 酸的浓度远远大于1mol/l ,则其PH就是负数了,具体到酸或碱的浓度就只是使用mol/L来定义而不是使用PH了 。
草缸
酸→在水中溶解时会与水反应来增加其H+比例的物质。
如硫酸、硝酸等与碱性相反,遇碱即中和而变成盐及水。
碱→在水中溶解时会与水反应来增加其OH-比例的物质。
像是所含的一种质料,成份如碳酸钠,性滑味咸,也跟酸相反,凡是化合物的水溶液有氢氧根离子存在。
因此水溶液是呈酸性或碱性,完全由溶液中H+ 与OH-的相对含量来决定~
OH- =H+时呈中性(ph=7);
OH->H+时呈碱性(ph>7);
OH-<H+时呈酸性(ph<7)。
二、GH(硬度)
我们所说的水的硬度是指「钙与镁」离子的总浓度 又可分为钙硬度及镁硬度~~两者之合称『总硬度』简称「硬度」,是以水中的含有多少硬度(多价)金属离子~~通常以碳酸钙(CaCO3)所表示,但它也包含了:镁、钙、铁…等浓度。
德国硬度
主要是台湾地区的水质信息受到德国的影响十分深远,并其引用之故。硬度通常是指溶于水中的主要钙、镁等化合物的含量, 硬度有多种表示法,惟水族界多使用德国硬度也就是以氧化钙(CaO)的当量来表示溶于定量水中所有可溶性钙和镁盐。
德国硬度是以氧化钙(CaO)来计算,与「碳酸盐硬度」无关,也不能称为「氧化钙硬度」!100毫升水含有氧化钙当量为一毫克,记1度gh 或1dh ,而勿称碳酸盐硬度或氧化钙硬度,德国硬度是以氧化钙来计算的8度gh以下即为软水。
碳酸盐硬度
碳酸盐硬度是以溶于定量水中所有可溶性多价金属离子,如钙与镁的含量方法并以碳酸钙(CaCO3)当量来计算,为国际通用的方法,它通常是以每百万份水中含多少份碳酸钙,并以「度」或「ppm」为单位例:每升水中含100mg的碳酸钙,则其碳酸盐硬度为100度或100ppm。
碳酸盐硬度又可分暂时硬度 & 永久硬度:
1暂时硬度→指定量水中钙与镁盐的酸式,经煮沸后变成的不溶性的碳酸盐沉淀析出,干燥后其重量换算每公升含多少毫克碳酸钙。
2永久硬度→ 指定水中钙与镁盐不能经煮沸后使其沉淀析出,必须添加过量可溶性碳酸盐,例碳酸钠于水中使变成不溶性的钙与镁的碳酸盐沉淀析出,干燥后其重量换算每公升含多少毫克碳酸钙。
大家注意:所谓暂时硬度,其阴离子是由HCO3-所构成,在水族里面 HCO3-是水草吸收碳元素的主要来源,我们平时说的用CO2钢瓶并使用高效的扩散溶解CO2系统(如关哥的外扩)就是要使CO2溶解到水里面形成:
H2O+CO2=H+HCO3-。
这 样既为水草光合作用提供了HCO3-又降低了水体的PH。从这里可以看出:对于水族而言,其暂时硬度和永久硬度对于我们没有太大的意义,而真正有意义的是 暂时硬度中的阴离子HCO3-,因此我们给水中的这个离子含量定义为:KH(注意:KH值不是暂时硬度,其定义的对象不同,好像这个定义只是在水族界应 用,我搞了20年化肥生产还真是没有接触过这个概念, 活到老学到老啊。
德国硬度=碳酸盐硬度x0056
例:
坦鱼的硬度:碳酸盐硬度230~339ppm= 德国硬度13~18dh
龙鱼的硬度:碳酸盐硬度 89~159ppm = 德国硬度 4~ 8dh
三、KH
KH 是以 阴离子~碳酸氢根(HCO3-)当量来计算,可用于表示水中的HCO3-的浓度。应该称为~碳酸氢根or碳酸氢盐,非碳酸根,但可另称为「碳酸硬度」或「碳酸氢根(盐)硬度」………(多了个氢字)。
可是须记得喔!KH硬度不是碳酸盐硬度!KH重要性是因为与PH有着缓冲关系(指水中碳酸氢根浓度),也就是仰制酸降。
当水中硬度含<暂时硬度>越多时,KH值也会相对跟着提高。
*附文:
“酸水”制法→缓缓加入降酸剂(无机酸),得连续使用直到破除kh缓冲值;or使用可同时软水兼酸化水质的氢型树酯。
“软水”制法→以钠型软水树酯、绿酯棉运用离子交换功能吸附钙、镁离子;利用RO水去稀释自来水;水草的同化作用(除了氮、钾、磷三项主肥,其它元素亦是水草所需);使用『有机酸』(黑水、榄仁叶、泥碳土、草泥丸)与钙、镁离子形成螫合物沉淀以软化水质。
“碱水”制法→加入碳酸钠、碳酸钙(碳酸根离子能与H2O产生OH-离子使水中的OH-浓度增加)。
“硬水”制法→加入珊瑚砂(本质是碳酸钙),在高含CO2的水中呈缓溶液,可徐徐溶解于水中形成碳酸氢钙(CaHCO3),使水的GH-KH同时上升。
四、TDS
TDS表示水中的导电度盐钙等含量,可以TDS笔(水质检测笔)来侧量。
自来水的测量:
0-89ppm(μs)→强软水0-4dh
90-159ppm→软水5-8dh
160-229ppm→适度硬水9-12dh
230-339ppm→中度硬水13-18dh
340-534ppm→硬水19-30dh
大于535ppm→强硬水30dh以上
水质饮用水40ppm(国际nsf标准质),40ppm以上建议停止饮用。高雄自来水测过约250ppm;台南约170ppm;RO水约8~20ppm。若是随意额外添加任何溶液、盐巴会超出水源ppm原本质。1个ppm就是该水溶液中含有1毫克物质之浓度。
五、PH、GH、KH在草缸中不同的作用和影响
说到这里,大家可能会问,那么自来水通过烧开再晾凉并沉淀一下加入到草缸中不是可以降低硬度了吗?是的,但是这样做等于将水体中的 HCO3-也驱赶掉了,所以理论上是可以的但是实际中不经常这么做,而是使用例如732树脂转型成氢离子树脂或者直接使用724氢离子树脂进行离子交换,既除去了钙镁离子,又保留了水体中的HCO3-,这就是软化水,或者干脆图省事自己购买桶装纯净水。
通过上述论述,大家了解了水体中PH、GH、KH三个指标的定义,那么我们草友平时接触的水有草缸里面的水,也有自来水,对上述三个指标都这么重要吗?
对于我们平时使用的饮用自来水:
水利部规定的民用饮用水指标的PH为65-80,因此在某特定地区其数值是相对固定的,在这三个指标里面我们其实更应该关心的是其 GH。这个数值是决定我们根据自己草缸中水草对硬度的敏感度是否需要添加软化水以及添加多少的指导性数据。
例如:假设当地水质的GH=15,我们希望自己草缸中的水体GH达到7左右,假设每周换水量为50升,而我们通过自己软化水或者购买桶装纯净水得到的GH为1,那么其水的配制公式为:
15×V1+1×V2=7×50
V1+V2= 50
( A解这两个方程,就很容易得到:V1=21升,V2=29升,也就是说,需要自来水的量为21升,需要纯净水的量为29升,也就是近似20升和30升的关系了。这样你有一个小桶,无论多大,你加两桶自来水再加入三桶软化水就可以使草缸中新加入的水的GH为7。
对于草缸中的水呢:
我们知道,现在市场上流通的大部分水草是通过引进亚马逊流域以及南部国家热带雨林并经过本地驯化得到的,虽然经过了驯化,但是其本身的内在基因不会产生突变,这就像人类经过多年努力将野猪驯化成家猪,但是永远不可能将家猪驯化成人类一样,那么我们就要根据这些水草的基因特点尽量满足其生长繁殖的需要,很多水草在当地多年的生长中已经适应了当地那种酸性、软化的水质,只要底沙是中性,那么通过前面的“作水”我们已经得到了符合要求的GH,在草缸中需要我们进一步调整以及检测的就是PH和KH了。
通过前面对于CO2在水中溶解以后的化学方程我们不难得出结论:向水体添加CO2既可以降低水体的PH,又可以为水草充分的光合作用以及营养吸收提供充足的HCO3-,是一举两得之举,这就是为什么水族一直强调添加CO2的重要之所在。
对于草缸的GH呢?由前面的定义可以知道:GH主要反映的水中钙、镁的含量,但是对于水草养殖而言,由于镁是重要的合成叶绿素的元素,在16种水草营养元素中它是叶绿素组成的唯一金属元素(如果你的水草出现叶片发白或者黄叶子的症状,呵呵,在考虑光照等因素的同时考虑一下你的液肥质量问题吧。
因此任何一个合格的液肥都要添加一定量的镁元素,但是在进行GH检测的时候是不可能区分出哪部分是水体自带的,哪部分是后来加入的,因此,一般而言,对草缸中的水体是没有必要进行GH检测的。
最后的结论:
对于自来水和外购软水,其必须检测指标为:GH
对于草缸之中的水,其必须检测的指标为:PH、KH,相比较之下,PH比KH更为重要。
这就是我为什么说养草四要素:水质、光照、CO2、液肥的原因所在,至于液肥的重要性以前的帖子已经有论述,不再多说。
补充:从化学定义大家可以看出:虽然GH和KH的定义对象不同(GH定义钙、镁阳离子,而KH定义的是HCO3阴离子),但是由于HCO3与钙镁离子的一部分是具有一一对应的数学关系的,所以对于固定地区水质,GH和KH是具有一定的数学关系的,通过我这里的检测,自来水的 GH=KH+3
当然各地区水质不同,请勿照搬,但是大家可以循此思路自己对当地水质进行一下检测,这样一旦有了这个数学关系,就可以只购买KH试剂来推算GH数据了,当然这只是对自来水有效,对缸子中的水无效,但是前面已经分析,缸子中的GH检测没有什么实际意义。虽然我前面论述了很多,可能草友看的晕头转向,但是玩草不是搞导弹,有些数据没有必要像我们搞化学分析一样必须准确到小数点后面2位甚至3位去,只要记住一些基本概念并按照去做就够了。