养殖工程学考试复习

1、s Has遑均JS*4C)机1由KtW整度容存胆用图解It* 引* OtM'kjnds&f)影响耗氧量，&3432- ift温度g图3.23照量活性黑刿标推氧耗氧曲线密料再自 Fry and影响生长第一部分天然水生环境系统 第二章水的特性一、化学结构二、硬度：大多数水源中，硬度几乎完全是由 于有钙或镁存在：硬度的定义是，以碳 酸钙表示的这些离子的总浓度。三、盐度：定义：当碳酸盐全部转化为氧化物， 澳和碘已为氯所取代，所有有机物已完 全被氧化时，一千克海水中所含有的固 体物质的总克数。海水盐度一般的变化 为3337%。，平均盐度约为 35%。四、汽化潜热：汽化潜热是在恒温

2、下， 单位量 的物质汽化必须增加的热能。海水的汽化潜热 与纯水相同。五、溶解潜热：溶解潜热是一种物质在恒温情 况下，由固态变成液态时所吸收的能量。六、比热：水环境比较稳定的原因，比热高七、密度：温度过高过低，密度较小，海水在 冰点时密度最大八、粘滞度：粘滞度随温度增加而降低九、热导率：水生系统的热导率较低十、表面张力：液相和气相或液相和液相交界面上的分子受不同等的吸引力，称为表面张力。海水的表面张力取决于温度和盐度，即随 着盐度提高而增加，随着温度的上升而减低。H： pH十二、蒸汽压：蒸汽压是在物质气相与它的固 相或液相平衡时，气相产生的压力。十三、渗透压十四、透明度十五、水色第三部分温度和水

3、生生物的相 互作用水体中溶解氧的浓度随温度和盐度的增加而降低氧常常是水系中的一个限制因素含氧量低于3个PPM ,鱼类基本不能 生存含氧量高于5个PPM ,绝大多数水生 生物能长期生存温度和活动量影响鱼类的耗氧量图4* 4亚加带水墩中枢的垂直5%布鱼类呼吸关系原理图舍耳立加加用第二部分水产养殖系统设计第七章改进的养殖系统调整水系生产力大致分为三种系统：天然系统半封闭系统封闭系统一、天然系统天然系统一定要注意过度捕捞问题 努力提高产量：防治敌害（药、改变池底结构、石灰）垂养（筏式养殖等）施肥防治病害天然系统的管理充分了解养殖对象和水域的情况：鱼的生活周期对环境的要求繁殖能力存活率饵料和饵料周期影响

4、饵料的环境要素捕获量的多少二、半封闭系统特点：只让水流通过一次的系统优点：可以控制环境因素有利于病害防止控制生长周期缺点：需专业管理基础投资高生产费用高三、封闭系统封闭系统即循环水养殖系统特点：可以节省加热或制冷费用更易于病害防治投资和生产及管理费用更高第三部分第九章流体第十章流量和液位检测仪器一、液位传感测量液体位置，通过传感器来：发出警报自动控制液位1、浮力传感2、称重传感3、电导传感4、光学传感5、热传导传感6、压力传感7、电介质传感8、振动阻尼传感原理：振动臂杆在水中和空气中的振动频 率差异一般利用两个，一个在水中，一个在空气 中9、声学传感小结液位传感器种类繁多了解特性和外用电路了解

5、厂家标定的特性精度耐腐蚀性操作易于性液体流量测定流量测定直接关系到输水费用通过流速测定流量的方法：直接测定法压差式流量计恒力-可变面积流量计明渠流量计其它流量计直接测定法利用已知容积的容器和秒表简易方便精度较高位移流量计翻斗流量计活塞流量计摆盘式流量计旋转滑板流量计压差式流量计原理：测量液体管道内收缩段上的压力差, 这个压差与流量成正比。文丘里流量计喷嘴流量计薄空板流量计离心式流量计皮托管流量计可变面积流量计原理：流量计内的压降和流量 的平方成正比精度较低流速低时不适用转子流量计筒式活塞流量计涡轮式流量计工作原理商用涡轮式流量计电磁式流量计明渠流量计明渠水流量常用的流量计量水堰量水槽涡轮式流量

6、计量水堰量水堰种类矩形 三角形 圆形不规则形状量水堰优缺点优点精度较高建造维修容易耐用缺点水头损失大受上游渠道和水流改变的影响 必须维持自由溢流状态第四部分水泵泵的分类离心泵回转泵 往复泵 空气扬液泵 具体分类蝌光式 犷散式 心 系解用泅轮式i喷射式*昆我K轴正式；两生据轮式 制板代 内轮声 转案小明我蛾样式反莪I殿片式 回转活案苴空气提水累离心泵养殖场90队上用离心泵工作原理：电动机之类的动力装置驱动泵 轴，使叶轮旋转。叶轮上的叶片推动水流， 并给它能量。叶轮旋转时产生的离心力使 叶轮上任一质点都得到一个向外的加速 度。若吸水管和泵壳内都灌满水，叶轮上 的水朝轮外流动时，叶轮中心的压力降低，

7、 于是有更多的水吸入进水口。运行特性适用性蜗壳式离心泵：蜗壳式离心泵之所以被广泛采 用，是因为它的结构简单，而且能抽含有适量 的固体颗粒的液体。扩散式离心泵：常用在高扬程，而且液体内几 乎不含颗粒的场合，它很容易被液体携带的固体颗粒堵塞。叶轮设计叶轮的设计直接决定泵的特性主要有三种类型开敞式、封闭式、半封闭式特性曲线£&s*二深井涡轮泵：是多级离心泵喷射泵：是由离心泵与喷射器组合成的 回转泵有壳体和旋转部分组成除轴流泵和再生涡轮泵外均为定量泵类型：速度和流量成正比轴流泵再生涡轮泵 刮板泵挠性叶轮泵 齿轮泵 叶形泵 螺杆泵挠性软管泵往复泵通过活塞或阀门的往复开闭而工作的泵 活塞

8、泵膜片泵空气扬液泵泵的选配依据泵的特性、扬程、水量、水质、效率第五部分养殖系统中固体颗粒的控制固体颗粒的不良影响直接损害鱼鳏对生物过滤器的堵塞腐化产生氨腐烂而增加氧的需求限制循环水系统的容量第二部分固体颗粒的产生和特征 固体颗粒的产生排泄的粪便残饵微生物聚合体建议养殖系统中的固体颗粒浓度V40 mg/L ;集约化养殖系统中的建议阀量值15 mg/L固体颗粒的分类固体颗粒依据大小可以分为溶解固体颗粒 （ 1可）悬浮固体颗粒 （ 1 m）悬浮颗粒根据沉淀特性可以分为会沉淀的固体颗粒（100 pm不沉淀固体颗粒（V 100也固体颗粒的概念总悬浮固总溶解固体：将经过过滤的水样蒸发至干，烘干至恒重后留下

9、的干物质总量挥发性固体：是指在总固体中能在550度高温下挥发的那部分固体固定性固体水中除了溶解气体之外的一切杂质称为 固体。而水中的固体又可分为溶解固体 和悬浮固体。这二者的总和即称为水的 总固体。溶解固体是指水经过过滤之后， 那些仍然溶于水中的各种无机盐类、有 机物等。悬浮固体是指那些不溶于水中的泥砂、 粘土、有机物、微生物等悬浮物质。固体颗粒的化学特征无机成分：产生淤泥堆积和对生物生 存环境产生负面影响有机成分：主要为耗氧和产生生物堵 塞的挥发性悬浮固体固体颗粒的物理特征最主要的物理特征比重大小组成固体颗粒的比重： 湿颗粒物密度与水的密 度的比值悬浮固体在水中的悬浮行为主要是由于它自身的比

10、重。固体颗粒物之的平均比重为 1.19固体颗粒的大小组成比例取决于固体颗粒的来源鱼的规格温度水流等针对养殖系统中悬浮固体颗粒粒径大小的 研究主要是通过饲料试验第三部分固体颗粒清除标准在水产养殖系统中固体颗粒浓度标准还没 有建立固体悬浮物浓度小于25mg/L对鱼类的危害 不明显。高密度养殖，建议总悬浮固体颗粒浓度小于15 mg/L作为安全标准。但是也有人建议 限制在20?a40 mg/L之间微细固体颗粒有更多决定性的影响，只用 浓度作标准不妥当。不同的鱼的种类对固 体浓度的承受水平大不相同固体颗粒去除机理对悬浮固体颗粒的去除是一个固/液分离的过程，所有的分离过程都是由固体颗粒 向界面迁移完成的，

11、沉淀池底部、过滤滤 料颗粒以及气泡等构成了它们与水的界面 固体颗粒的去除可以分为重力分离(gravity separation) 过滤分离(Filtration) 浮选分离(flotation )固体颗粒的去除机理具体包括重力分离的原理是沉淀作用(Sedimentation)过滤分离的原理是拦截(interception )滤出(straining)布朗扩散(Brownian diffusion)沉淀作用(Sedimentation)浮选分离的原理是拦截(interception )布朗扩散(Brownian diffusion) 沉淀作用(Sedimentation)沉淀沉淀的发生是由于固体

12、颗粒和水的密度不 同。假设一个固体颗粒比水重，它将在重 力的作用下下降依靠粒子的大小和密度，固体颗粒的组成 特性和载体媒介水的特性，沉淀的类型可 以分为自由沉淀、凝絮沉淀、区域沉淀和 压缩沉淀当总悬浮固体颗粒浓度低于于500 mg/L ,沉淀过程是典型的自由沉淀，在这个过程中，悬浮固体颗粒之间互不干扰，各自沉 淀。每个分离的悬浮颗粒，在重力的驱动 和流体对粒子的拉力下，形成一个平衡稳 定的下降速度，沉淀过程中的沉淀效率取 决于这个沉淀速率固体颗粒去除装置评价指标(1)水力负荷率(2)去除微小颗粒的能力(3)水头(Head)的损耗(4)在反冲过程中水的损耗(5)阻止生物附着污染的能力沉淀池优点：

13、1. 沉淀池需要少量的能源2. 操作和建造并不昂贵3. 不需要专门的操作技术4. 能够比较容易与新的或者现存的水处理装置和并在一起缺点：1. 低的水压负荷率2. 对微细悬浮颗粒的去除效率非常低所有连续流动型沉淀7根据功能来分，在概念上可 以分成四个区域入口区沉淀区淤泥区出口区入口区的主要作用让水流均匀流过沉淀池的横截面沉淀发生在沉降区随着水流移动，固体颗粒在污泥区累积清澈的水流在出口区被收集并被排放出去进 水 区A沉淀区一-出 水 区豢龙区溢流速率溢流速率(Vo)所有具有相同沉降速度的粒子将会在平行 的轨迹上移动，在理想的条件下，一个固体 离子从入口区进入沉淀池，在理论停留时 间内，沉淀于和出

14、口区接近的池底。单位 沉降池面积的水流量被定义为沉淀池溢流速率(Vo)沉淀池设计的关键点就是溢流速率，它代 表沉淀池的平均流速，Vo=Q/AQ 为流量A任何具有沉淀速度颗粒将沉淀。如果率是Vs/Vo为沉淀池的表面积(Vs)高于溢流速率的固体Vs<Vo,不能沉淀的的概理想的沉淀池的总固体颗粒的去除率为沉降 速率大于和小于溢流速率的固体颗粒的总 和。在一个理想的沉淀池中，固体颗粒的去除和 沉淀池的表面积有关与沉淀池的深度没有关系。太浅的沉淀池会产生扰流，影响沉淀斜管沉淀池斜管沉淀池可以减小沉淀池的面积，提高效率一堆斜管可以提供更多的沉降面微小半径的斜管内水流为层流，保证了水流的一致性在狭窄容

15、量的斜管中， 固体颗粒的移 动和水流动的方向相反，更利于沉 淀。有报道称，斜管沉淀池可以去除 80麻上的大于70 um的固体颗粒和 55%上的大于1.5 um的固体颗粒水力旋流器旋流器利用的是离心沉降原理。也就是说 悬浮固体颗粒被离心力加速从而使它们从 液体中分离出来。水力旋流器可分离几个 微米以上的固体颗粒它的工作方式为为水流沿切向进入旋流 器，在圆柱内产生高速旋转流场，混合物 中密度大的组分在旋转流场的作用下同时 沿轴向向下运动、沿径向向外运动，在到 达锥体段沿器壁向下运动，并由底流口排 出；这就形成了外旋涡流场；密度小的组 分向中心轴线调和运动，并在轴线中心形 成一向上运动的内旋涡，然后

16、由溢流口排 出，这就达到了两相分离的目的微筛过滤装置微筛过滤装置的水头损失比较小微筛过滤装置是纯粹的物理过滤，只有大于滤网空隙的固体颗粒可以被除去。当然,一些小的颗粒可以聚合在一起而被过滤 掉，或者由于流速过快，一些大的固体颗粒被粉碎可以通过滤网。但是，这两种情况的影响比较小。滤网的空隙大小决定了可以被过滤掉的固 体颗粒的尺寸。理论上，只要是比滤网空 隙大的固体颗粒都可以被过滤掉。所以滤 网的空隙越小，过滤的微细颗粒越多。但 是，空隙率小的滤网会产生更大的水头损 失和频繁的反冲根据运转方式，微筛过滤装置可以被分成静止微筛转动微筛静止微筛就是将微筛放置于水流的横断面 上拦截固体颗粒的方式。转动微

17、筛的主要优点是可以减少滤网的阻塞作用。现在常用的名称为微滤机微滤机微滤机设计参数设计参数包括滤网孔径、水力负荷率、转 速和反冲压力水产养殖中通常使用的滤网孔径大于60 m水力负荷率是由滤网孔径和固体颗粒的浓度决定。滤网孔径越小，固体颗粒浓度越 高，水力负荷率就越小转动速度是由允许的水头损失决定的反冲压力从103Kp训高至11345Kp琳量增力口 了 30%反冲回流水中固体颗粒的浓度增加 了 63%反冲水的耗水量减少了 60%微滤机设计标准设计标准缺乏，城市污水的处理标准作为参考1 .在最好的工作条件下，固体颗粒浓度降 低到5 mg/L2 .尽管悬浮固体颗粒的移动通常是不规则 的，但是在低水力负

18、荷率下处理效 果更好3 .微筛比较适宜固体颗粒凝絮性好和浓度 低的污水粒状滤材过滤器粒状滤材过滤指的是污水流经由颗粒状的 滤材组成的滤床，水中的固体颗粒停留在 滤床层中的过滤方式。水产养殖中常用的有三种粒状滤材过滤器降流式压力砂滤罐上流式砂滤罐时微颗粒滤材过滤器第六部分硝化反应与生物滤池水产养殖系统中的氮246810Titi* *ri«r鱼类氮的排泄途径1 .鲤的渗透2 .鲤的离子交换作用3 .尿4 .粪便氮在养殖系统中的循环TAN fN N" N N2氨氮的产生外源氨氮：肥料，工业渗漏等 鱼类直接排泄有机物分解氨氮的排泄氨氮排泄计算公式Kg TAN=W tX RX NdX

19、 NmX Ne影响因素饲料组成投喂措施消化吸收率水温和溶解氧其它因素氨氮的毒性表现损坏鱼鲤降低生长速度引起死亡氨氮的毒性原理渗透压失衡，导致肾功能丧失内源氨氮排泄不畅，导致细胞功能和神经系统受损鳏丝受损，引起窒息影响氨氮毒性的因素pH的影响通常认为NH的毒性大。所以pH越高,NH 3的比例越高，TAN的毒性越大。相反的观点，NH+和TANTB有毒性。溶解氧的影响氨氮的毒性和溶解氧的浓度成反比关系温度的影响低温增加氨氮的毒性，但是也有相反的观点二氧化碳浓度的影响浓度越高，引起窒息的概率越大离子浓度的影响1 .增加或者降低盐度增加毒性。2 .增加钙，钠粒子浓度降低毒性，由于离子交换原因鱼类自身的影

20、响1 .幼鱼对氨氮浓度更加敏感。2 .大鱼对氨氮的抵抗力更强。亚硝酸（Nitrite） 的产生外源亚硝酸：污水等氨氮代谢的中间产物反硝化过程的不完善亚硝酸在鱼体内的累积以NG-,透过鲤的吸收，血液中亚硝酸的浓度可以达到周围环境的10倍以HNO,溶解于脂类中进入鱼体亚硝酸毒性原理亚硝酸从血浆进入血红细胞氧化铁到三价铁，形成氧化血红素氧化血红素不能运输氧亚硝酸毒性表现可以引起组织机理的改变，肝功能损伤增加氧化血红素含量，引起氧运输困难使鱼类生长速度减慢引起窒息死亡影响亚硝酸毒性的因素氯离子氯离子的浓度越高，亚硝酸的毒性越低；1 mg/L的氯离子可以补偿0.37 mg/L的NO-N其它阴离子澳粒子，

21、碳酸氢根离子，硝酸根离子两价和三价粒子的影响比较小阳离子钙、钾、钠和镁离子等可以降低毒性；阻止氯离子的流失，阻止吸收亚硝酸酸度在正常的pH范围内，酸度对毒性的影响很小溶解氧低溶解氧浓度可以增加毒性温度低温可以降低毒性鱼的规格鱼的规格越小，抵抗力越强，但是差异不明显鱼种差异不同鱼种对亚硝酸的抵抗力差异很大 硝化反应公式NH 4+ + 1.5O 2 - 2H+ + H2O + NQ -NO 2 - + 0.5O2f NO3 一NH 4+ + 1.83O2 + 1.98HCO3 一 0.021C5H7QN + 0.98NO 3 一 + 1.041H 2。+I.88H2CO1克氨氮转化为硝酸，需要4.

22、18克氧气，7.14克碱度(CaCQ,产生8.59克碳酸，0.17克生物细胞。硝化细菌的分类1 .亚硝化细菌(Nitosomonas )把氨氮转化为亚硝酸的细菌总称2 .硝化细菌(Nitrobacter)把亚硝酸转化为硝酸的细菌总称硝化细菌特性硝化细菌特征长杆状，也有一些带有一到两个鞭毛，细胞凹陷，富含细胞色素，大量繁殖时，呈现铁锈色硝化细菌活性1. 具有顽强的生命力，可以存活在陆地和水中2. 作为自养细菌，可以独立完成生物合成过程3. 在饥饿和厌氧条件下，可以存活很长时间消化细菌的弱点1. 具有光抑性2. 生长和活力在酸性和碱性环境下低下3. 在5度以下和42度以上活力低下4. 特定生长率较

23、低理想状态下，7-8小时可以翻一番；亚硝化细菌需要26小时以上；硝化细菌需要60小时以上硝化细菌的附着性1.硝化细菌分泌脂多糖用于附着，形成生物膜。生物膜的密度为1.14克/立方厘米2.70-95%的游离硝化细菌可以在 30分钟内 附着3.附着的硝化细菌具有更强的省生命力影响生物过滤效果的因素生物滤池的形状和滤材多式多样生物膜的组成不同各种化学和物理因素的影响影响生物过滤效果的化学因素pH的影响pH直最佳范围是6 9细菌逐渐适应，其pM围可以从5到10 硝化过程在pH直低于6时有明显的下降趋 势，达到pH 5时完全停止PH直水平应保持在6以上氨的含量随pH直的升高而升高，pH值应尽量保持在较低

24、的水平pH值变化迅速，大大降低细菌的过滤效果 直到它们适应新的环境碱度的影响TANS向硝酸盐转化的过程中要消耗到碱碳酸盐对硝化细菌的生长非常关键，是一种营养元素。有助于保持pH直的稳定性。碱度至少要保持在1.5 meq/L才能确保它 的最大硝化率保持不变溶解氧的影响氧气供应不足，硝化速率下降生物过滤器的设计构造就决定了氧气首先 被异养物利用，然后才是亚硝化细菌和硝 化细菌。在氧气只能由水流来提供的过滤 器中，硝化反应常常处在缺氧状态下 一般认为，氧气含量在1 mg/L以上就能达 到要求，若含量高于2 mg/L就保证没问题 生物膜外有一层薄而浊的界面层。像其它 几种细胞所必要的化学元素一样，氧气

25、必 须穿过界面层，需要较高的溶解氧浓度 氨氮和亚硝酸盐浓度的影响过高浓度的氨氮和亚硝酸有害游离氨氮对亚硝化细菌的有害浓度高于对 硝化细菌的有害浓度(前者是 10-150 mg/L,后者是 0.1-1.0 mg/L亚硝酸的限制浓度在 0.22 2.8 mg/L之间 养殖水体中氨氮和亚硝酸盐的含量一般较 低。氨和/或亚硝酸盐往往比氧气更能起到 限制作用。固体颗粒的影响阻塞生物过滤器，导致厌氧生物的形成 固体颗粒直径范围从 0.2到5.0微米的颗粒 比1.4到2.7微米的颗粒能带来最优硝化效 果。固体颗粒尺寸越小其所提供的特定表 面积越大为异养细菌提供基质促使其与硝化细菌争夺生长空间溶解有机物的影响

26、当有机物含量升高时氨氮的去除率就低当BOD/TKN比率为0.25时，硝化速率达到最 大，而比率升高硝化速率下降盐度的影响几乎可以在任何盐度条件下工作。淡水硝化细菌在海水条件下会受严重影 响。盐度的突然变化会使硝化剂受到打击 并降低硝化速率。稳定的盐度是保证硝化 速率最大的前提。气体扩散速度的影响过滤器中的滤材介质表面有一层生物膜。 而细菌细胞就生长在其中。在这层生物膜 外面还有一层浑浊不流动的水层。因此氧 气、氨氮以及亚硝酸盐必须能渗透进去 在一些情况下，气体扩散也就成了限制硝 化速率的因素。扩散速率随温度升高而升 高其它化学无机物的影响对硝化过程起积极作用的元素：Ca 、磷酸盐、Mg Mn.

27、 Fe、Ca、Na。起消极作用的元素：Ca（浓度超过0.5mg/L）、铭、馍，Zn、Cuk Hg, Ag有机化合物包括：维生素、氨基酸及其它 兀索福尔马林，CuSO, KMn 以及NaCl溶液没 有影响，但其它溶液有一定的影响（或限 制或促进）影响生物过滤效果的物理因素温度的影响发现当细菌在一5c条件下时它的最适生 长温度是22 C,而所能承受的最高极限温 度为29Co但当细菌适应25c条件时它的最适生长温度却是30 C,最高极限温度为38Co 充足的时间，硝化细菌所能适应的温度范围是很大的氨氮的氧化率与温度之间呈线性比例关系。虽然温度超出7C 35c的范围外线性 关系不再存在，但在这一范围内

28、基本保持 线性关系。生物滚筒中硝化反应和温度的关系AMR=140+8.5TNRTP=63+9.9TAMR:氨氮去除率NRTP:硝酸盐的生成率T:温度（C）浸没式过滤器中氨的去除率和温度的关系ACR = （0.11T 0.2） （S/10）ACR:氨氮的消耗速率S:氨的浓度RBC（生物转盘）转动速度的影响RBC专动速度会影响到生物薄膜的脱落，以及基质和硝化细菌之间的接触情况转动速度在一定范围内（不超过0.355m/sec ）增加会加强BO前氨氮的去除转动速率超过这一水平不再提高 BOD 口氨 氮的去除率空隙率的影响空隙率指的是生物滤池装上滤材以后剩余的空间容量与滤池容积的比值空隙率大可以减少阻塞

29、。固体颗粒可以更容易的穿过生物滤池，不易阻塞滤材类型和尺寸的影响滤材的选择主要依据颗粒大小，比表面积，成本，有效性以及每单位体积的重量沙粒和石子的比重大，单位体积量的价格 便宜。像石灰石及大理石等碳酸盐类石头， 有缓冲作用塑料质的过滤介质常具有较高的空隙率， 重量小，单位体积的价格高，无缓冲作用 流化床需要相对较小、较重的滤材，沙子 是相当好的选择对生物圆筒式和生物圆盘，滤材的重量非 常重要。它一般使用塑料环塑料球及其它 类型的塑料滤材由于滤材的尺寸减小会增加阻塞率以及压 头损失，所以就限制了滤材的尺寸不能太 小比表面积的影响比表面积即单位容积内滤材的总表面积 滤材颗粒大小，空隙率和比表面积三

30、者相 互联系。滤材尺寸越小，通常比表面积越 大，而空隙率越小。比表面积越大，每单 位容积内能附着在率材表面生长的细菌就 越多，单位容积内氨的总去除量就高 水力负荷的影响在浸没式、滴流式以及流化床生物滤器中， 单位时间内，生物滤池单位表面积的水流 量；生物转盘或生物滚筒，通过单位滤材表面积的水流量水力负荷最小量必须保证能保持硝化细菌 的湿润。滴流式生物虑池中的用 Norton Actifil 滤 材，它对最小流量的要求是 29 m3/m2 d。 若滤材为塑料环，对水流量的需求为3255 m3/m2 d。所允许的最大水力负荷取决于水流速度是 否会冲掉滤材上的细菌或产生过多压头损 失。最大水流速度在

31、流化床生物滤池中须 保证介质不被冲出过滤容器。在滴流式过 滤器中，最大水力负荷为 72 350 n3/m2 do无论最小还是最大水力负荷都与滤材大 小、生物滤池类型、材料及其它因素有关。 而生物滤池类型对水流大小影响最为显著。硝化细菌的生长速度和硝化速度与基质的 浓度无关，而与供应的基质的量有关。对滴流式过滤器的研究中有类似的发现，COD的去除效率依赖于CODJ总供应量而非单 位容积中CODJ浓度。生物滤池深度的影响深度对浸没式和滴流式过滤器非常重要。而圆盘式和圆桶式过滤器的浸水深度则比较重要，35%50%之间合理需要有足够的深度保证完整的硝化反应有机物被异养细菌氧化是所有硝化过程必 不可少的

32、过程。以沙粒为滤材完成所以这 些转变过程只需几厘米的深度，以8厘米直径的塑料环为滤材的滴流式过滤器则需45n< 度反应阶段的影响利用分阶段的生物过滤模式可以提高效率使不同的细菌生长在不同的处理阶段上，有利于达到更为理想的处理效果横断面积的影响横断面积指的是滤池的表面积横断面积是决定水力负荷率的要素生物膜和界面层厚度的影响生物膜过厚影响基质渗透界面厚度为1.0 100微米，影响渗透光照的影响硝化过滤器比较适合于在黑暗环境中生活。低于阳光强度1%勺光照强度也会抑制硝化细菌的生长光照能氧化亚硝化单细胞和硝化细菌内的 细胞色素C硝化细菌比亚硝化单细胞对光照更敏感 完全黑暗的环境比白天的强光照射更

33、合适 生物过滤装置的生物参数生物量密度生物量密度指每单位体积的生物层内所含 细菌细胞的数量生物量密度与营养利用率、水流速度、细 胞性质及其它一些因素有关在同一个过滤器中不同的位置其生物量密 度各不相同，而且不同的过滤器之间的生 物量密度差距更大在商业过滤器中，生物量密度的值为 3886g/m细胞产量（Cell Yield）1 .细胞产量指的是平均每单位数量的氨转 化成硝酸盐所产生的细胞量2 .每g氨氮被氧化成硝酸盐便产生 0.17g的 细胞。相对其它细菌体系（如，异养型细 胞）这种细胞产生方式显得慢了些。生长 速度慢的好处，就是不易阻塞硝化过滤器。 但是生长速度慢也意味着生长周期长，过 滤器作

34、用效果缓慢第七部分生物过滤装置的设计生物过滤装置的设计方法生物过滤装置的设计合理运用生物、化学、物理的数据量化的去 描述鱼类和细菌代谢物质在生物过滤装置 中被除去的过程；简单讲，就是一定数量转氨细菌转化已知养殖对象排泄的含氮废料的能力设计包括：实际数据（代谢废物量）推测和设想设计者的经验创造力设计的特殊要求（从未涉及的概念和装置）设计是固有的创造性的过程。设计不同于科学 调查，在科学调查中最后结果通常是已知的或 阐明一个自然界中已经存在的道理或概念设计生物过滤装置因此需要设计者的创新能力和对各个行业的了解机械生物经济基于生物过滤过滤设计的数据，特别是在农 业应用上的数据非常的有限。例如，对于特

35、 定鱼类排氨的数值就有十种或是更多 换个方面说，废物中氨的含量随着鱼在不同 的生长状态及生存环境中是不同的，如果没有了这些数据那么设计者就只能用其它种 的相关数据去尽可能准确的估计和判断。一些设计中的重大错误也许就来自于对一些 数据的判断失误一种不仅能判断装置能否正常工作， 还能判 断装置能够经济，有效工作的能力 ，设计需 要相当强的机械判断能力影响设计的变量各种物理化学因素不同的过滤装置构造生物过滤装置的设计过程简单的设计步骤有哪些废物产生了需要多大的过滤装置能有效的进行净化装置的制造废物的产生率和净化率随着时间，投喂策略等 变化，过滤装置的设计并没有想像的简单生物过滤装置的设计不是一门精确

36、的科学 生物过滤装置的设计数据是在变化的多种 数据的基础上的设计时应当充分考虑到设计的细节问题， 以使该装置能满足不同环境的需要，特别 是在一些特殊条件下，需要大量的改进以 便能满足需要生物过滤装置的设计步骤I.确定污染物的数量 代谢测定和实际数据 n.确定鱼类的耐受水平 氨 亚硝酸盐 硝酸盐 固体颗粒m.计算鱼类的氧气消耗量静水法和流水法iv .计算养殖系统的承载能力系统能养殖的鱼类最大数量v .计算系统的流速整个系统的水流量VI.计算水流一次通过后的氨氮浓度 一次去除率W .计算多次循环后的氨氮浓度每天的去除量vrn.计算过滤装置的氨氮净化效率以百分比、单位体积或单比表面积表示IX .确定

37、过滤装置中总的氨氨负荷每天的氨氮负荷X .计算需要过滤装置工作的时间反冲、清理时间XI.确定过滤装置的容量特别是它的表面积 水利负荷率xn.确定装置的尺寸x m.确定装置的氧气供给量x W.修改装置以确保氧气供给程序设计比较直接，只有很少的情况有充 足的数据，而且，数据也许只适应某些阶 段废物的排泄与鱼的大小，摄食的情况，温 度和其它因素有关。废物的去除受温度， 流速和氨氮的负荷和其它一些因素的影 响。设计者依据环境排污的最大值去设计 过滤装置需要知道过滤装置的操作措施当人们尝试在一定水体中放养一定重量 的鱼时，如果个体是小鱼就要充分考虑到 鱼对毒性物质的耐受作用，其他情况下还 应当计算鱼体最

38、大时的废物量生物过滤装置的简单设计步骤计算最大氨氮等负荷试验确定滤材的氨氮去除效率确定耗氧量确定生物滤池构造生物转盘的设计应用生物转盘的优势1 .自我清洗，自我充氧2 .压头损失低3 .无阻塞，硝化反应好4 .运行稳定生物转盘的特殊结构决定了它的设计 生物转盘的理论模型理论设计条件1 .生物膜的生长和脱落是平衡的2 .脱落的生物膜是悬浮的3 .附着和脱落的生物膜都可以去除基质， 但是悬浮生物膜的作用可以忽略不计4 .氧气和其它基质没有浓度上的限制作用5 .生物膜的厚度是均匀的6 .水流速度是均衡的第八部分泡沫分离装置泡沫分离现象泡沫分离是一种水处理技术，它能被容易地 增加到水处理系统中，以一个

39、直接的方式， 清除溶解和悬浮的固体颗粒。泡沫分离是一个水/气的界面现象，它是通 过气泡带走水中的固体颗粒并从这个系统 中清除。发生泡沫分离所需要的关键组成部分是表 面活性剂。它的分子至少含有一个极性和一 个非极性部分。由于一个水分子有一个极性 结构，这样，一个表面活性剂非极性末端成 为疏水性的，趋向于吸附于水的外部，也就是进入气泡。结果，在任何时候，发现表面 活性剂聚集于水/气的分界面。在分离期间， 在分界面附近的表面活性剂将集中于气泡 表面。这些表面已经吸附了表面活性剂的气 泡，一但从一个泡沫分储器的水表面出现， 他们将被收集，然后以泡沫的形式被除去。使用泡沫分离去除细小的悬浮固体和高浓度的

40、营养物质已经取得了一些成功。1976年，Lomaxt：匕较了鱼的培养系统，这个培养 系统使用一个沉淀池与泡沫分离器或者与 机械过滤结合，LomaX勺观点是，按代价和 有效性而言，泡沫分离器和生物滤池的结 合是最好的设计。Dwivedy发现泡沫分离器从牡蛎培养液中 清除悬浮和溶解的有机物。他也发现泡沫 分储器通过清除有机酸和从水中清除细菌 帮助维持培养液的PH泡沫特性在清除细小颗粒方面，泡沫分离器是非常 有效的，Chen在1992年发现，泡沫分离器 可以减少固体颗粒含量，从 4.1 X106到2.1 X 106o泡沫中颗粒浓度为55.2 X 106o颗粒 的平均直径是10.6微米。显然，通过泡沫

41、 分储清除的颗粒比较微小。一种预测是在水体中偏重的固体颗粒在到 达水面以前，由于剪切力的作用，更大的 固体颗粒脱落了。通过泡沫分离被清除的 颗粒直径一般不超过30微米。尽管脂肪酸是另一种可能的表面活性剂， Chen et al测出了在泡沫浓缩液中与蛋白 质浓度相比，可以忽略脂肪酸的浓度。包含在鱼类培养液中一个试样的全部蛋白 质，只有11痴归被泡沫分储清除。 结论是蛋 白质中的11痴归作为表面活性剂的材料。 全 部固体颗粒中，94%M由于易发散固体颗粒 在泡沫浓缩液中的增加。Weeks et al在1992年分析了来自泡沫分离 器的浓缩液中固体颗粒浓度变浓几乎完全 来自挥发性固体颗粒的增加，因为

42、在水样 和浓缩液中，较大颗粒的固形物的含量相 同。Weeks et al在1992年提供了泡沫浓缩液中 的易挥发固体颗粒（VS）、总悬浮的固体 颗粒（TSS）和氮（TKN）之间的关系，这 些关系如下：TSS（mg/l ） =0.27VS （mg/l ）TKN（mg/l ） =0.038VS （mg/l）Weeks et al （1922年）用数量表示了水样 和泡沫浓缩液之间的变浓因素，VS : 2.7 （307mg/l 变浓到 816mg/l ）TSS : 25 （10mg/l 变浓至U 251mg/l ）TKN ：44 （0.8mg/l 变浓到 34.6mg/l ） 数据非常清晰地表明了 T

43、KN TSSW V球度 之间的关系，这表明能用 vs对其他参数的 浓度进行评估。但是只有在相类似的循环 水系统条件下这些联系才适应 有关氮的数据乘以6.25能转化为蛋白质的 最初粗略估计的数据，被清除的悬浮固体 颗粒是由50%勺蛋白质和50%勺含碳物质组 成的泡沫分离器的性能和操作特性 影响泡沫分离器效率的主要因素是 1.气液接触时间（与沉没深度、气流速率和气泡大小有关） 2.气泡大小。3.泡沫溢流高度泡沫分离器的操作和设计参数是：1. 气泡大小2. 气体扩散装置的沉没深度3. 气体流速4. 水流速率5. 泡沫溢出高度一旦设计定型，影响泡沫分离的操作参数 变为：气体流速、水流速率和泡沫溢出高度

44、 固体颗粒去除率影响参数表面气体速率（Ug）表示通过一个分离器柱体的气流速率与横 截面积的比率。：Ug=Q/AUg= 表面气体速率， m/s,3Q= 通过枉体的气流率，m/sa二分储器柱体切面面积，m 一般来讲，表面气体流速越打越好。但是, U的在一个实际的范围，过大最后将导致 出现气体柱流现象，这是不适宜分离的。气体空隙率超过25%寸，将开始形成柱流现 象。讨论水的流速对挥发性固体颗粒产生很小的影 响，水流速度的确定应该取决于其他的因 素。泡沫分离器的运行情况主要依赖于气 流速率和泡沫的溢流高度。高的气流速率产生高的去除率，这是因为 高的气流速率可以带走更多的固体颗粒。 同时，可以快速去除上

45、部堆积的泡沫。泡沫溢流高度越低，水面上形成的泡沫可 以快速去除，而不会从气泡中释放过多的 水。但是，高的泡沫溢流高度可能会产生 很高浓度的泡沫浓缩武，但是产量很低。两方面的因素的联合影响表明，VS勺去除率与空气流动速率成正比，与泡沫溢流高 度成反比。引入臭氧到泡沫分离器是系统变得更方 便。臭氧随着用过的空气排除体系外面， 可以收集在利用。但是，应用臭氧可以破 坏有机物包括蛋白质，所以蛋白质含量的 降低，预示着泡沫分离器效率的降低。也 有人认为，臭氧带正电荷，而水中的悬浮 物带负电，从而更有效的吸附水中的杂质。第九部分臭氧及其应用臭氧产生技术常用的臭氧产生技术电晕放电法紫外线法电解法电晕放电法定

46、义干燥的含氧气体流过电晕放电区产生臭氧电晕放电法原理利用高速电子轰击氧气，使其分解成氧 原子，接着通过三提碰撞生成臭氧 臭氧的产生率单位耗电量下臭氧的产量（kgO/kwh） 紫外线辐射式臭氧发生器工作原理：一般采用或段紫外线，使一个处于基态的氧分子理解为两个氧原子，然后一个氧原子与氧分子结合形成臭氧。紫外线消毒设备包括紫外线灯管、外壳和清洗装置优缺点：不能大量产生臭氧，但是对湿度不敏感实用臭氧接触系统多孔管鼓泡器涡流扩散器重复扩散器托里拆利接触池超声混合器喷射器填料塔填料塔内液体接触面积可以达到200-250m2/m3,提高了气体交换速度。高度 相对可以较矮。填料塔也可以作为淹没接触器，或者鼓

47、泡塔填料塔可以达到较高浓度，接近饱和浓度,所以可以作为旁路使用。总体来看，填料塔系统的费用还是比较高 的。臭氧接触装置尾气处理方法预臭氧化尾气循环到臭氧发生器稀释后排放淋洗和化学捕获热分解在可燃载体上吸附和反应催化分解兼有分解和随后分解的吸收预臭氧化法从接触室排出的气体再重新喷射到尚未抽 样处理过的水里的尾气处理方式。用富氧气体发生臭氧时，尾气循环回到臭 氧发生器的处理方式额外消耗主要是气体的加压以及防腐材料 的附加费用。稀释法用通风系统稀释臭氧尾气是一项实用方法。运行成本很低，但是此项技术应用较少，一是噪音问题，一是可能干扰臭氧接触的进行。洗涤法在喷淋塔内用水来洗涤尾气的方式。不是一种有效的

48、方法，臭氧浓度可以降到50%£ 右。可以使用还原剂消除臭氧，但是实用性也 不强。热分解法空气中臭氧的热分解在 30度开始，40-50度 时显著；在200度时一分钟可以分解70% 230度时，达到92-95%;在300度或以上时，1-2秒可以达到100% 分解。主要工艺：单通道电阻加热；通过热交换器加热；加热并过热燃烧。吸附法通过吸附在可燃载体上破坏臭氧通常使用的载体为活性炭此种方法能耗低，但是有爆炸的危险，所以通常在载体上喷水。催化分解法利用氧化镒，氧化馍和铝金属等催化分解臭氧臭氧分解速度快，但是催化剂需要在干燥 的环境下工作，所以持续加热是必要的。利用催化剂破坏臭氧的费用和运行特性

49、需要进一步研究。吸附分解法吸附分解法指的是首先吸附，然后分解的 方法。一般利用硅胶，活化时可以吸附需氧，同 时硅胶逐步失效，热再生以后可以再次利 用。关于吸附分解技术的严格条件需要进一步研究臭氧的应用臭氧的用途强氧化剂（印染、脱色、漂白等）消毒剂（水体、器具、医院消毒等）精制剂（制药、香料等）催化剂（化工、石油）按应用分类水处理化学氧化食品加工医疗卫生水处理应用自来水消毒：对细菌杀灭率高，速度快 瓶装水：大多使用臭氧设备污水处理：脱色除味，消毒游泳池：消除刺激，减少设备发黄 臭氧消毒的原理和应用消毒机理臭氧可以氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所 必需的葡萄糖氧化酶，并直接与细菌和病 毒发生作用，破坏

50、细胞器和核糖核酸，分 解大分子聚合物，使细菌的物质代谢生长 和繁殖过程遇到破坏。臭氧可以渗透细胞膜组织，侵入细胞膜内 作用于脂蛋白和脂多糖，导致细胞溶解死 亡。无菌技术综合讲包括：抑菌、杀菌和溶菌, 臭氧属于溶菌，可以达到彻底和永久消灭 微生物。臭氧消毒的特点高效性可以达到全方位快速消毒，灭菌谱广，可 以杀死细菌和病毒，并且可以去除异味。高洁净性臭氧消毒以后，可以自然分解为氧气，不 存在任何残留物，没有二次污染。方便性可以安装在室内或灭菌设备内，定时开关, 使用方便。经济性与其他方法相比，有很大的经济效益和社会效益，没有环保问题。臭氧消毒设备臭氧发生器选型：一般使用电晕放电法 臭氧发生器的安装

51、：安装在单独的房间内安装在空调机组内在总送凤管道内单独设置，只把排气口送入 臭氧水处理系统设计1 .选择臭氧接触系统的工艺流程。2 .选择臭氧加注和接触装置，确定接触池 尺寸。3 .选择臭氧发生器，确定台数4 .臭氧发生器气源的除湿计算，确定除尘 和干燥工艺流程和主要设备尺寸。5 .确定尾气处理设备和主要尺寸。6 .气源的供应以及冷却设备。7 .确立供配电系统以及其他系统。8 .系统的平面布置以及管道系统设计第十部分充气和充氧简介溶解氧是高密度养殖系统的第一个水质限 制指标水中氧的饱和度低缺少光合作用缺少水交换提高的方法增加水和空气或者氧气的接触面积充气设备简介重力曝气机风动抽水泵立式泵充气机

52、喷水式充气装置真空叶轮泵式充气机叶轮式曝气机（俗称水车）填充塔充气机多层滴流式充气设备纯氧接触系统密封填充塔多阶段低压头纯氧接触器喷射塔测流氧气喷射器U型管纯氧系统低速气泡接触器封闭立式泵充氧机溶解气体的良性作用充足的溶解氧可以提高活力，增进生长二氧化碳可能抑制细菌的生长平衡的溶解气体浓度可以维持生态平衡 溶解气体的危害作用溶解的二氧化碳在一个临界浓度之上时会 使磷酸钙的饱和度增大，从而影响肾脏的 活动当二氧化碳的浓度较高时会降低血液携带 氧的能力较低的溶解氧浓度在可允许的最低值之下 时，会降低氧的携带能力较高的溶氧浓度会促进细胞酶的氧化作用，导致呼吸链的失效溶解氧和溶解氮的浓度达到饱和时会引

53、起 气泡病（GBD气泡病的症状：组织中的气 泡增加；血管阻塞；生长和饲养转变系数 的降低；导致死亡纯氧接触系统将纯净的氧气转移至水中的系统包含：氧气的发生装置控制氧气的流速的控制组件推动氧气和水接触的设备纯氧系统应该：使用最少的能源和资金达到较高的氧气 利用率纯氧吸收装置增加进入吸收装置中的氧气用于提升氧气 在气体状态下的摩尔分数，从而增加溶解 氧的饱和浓度。使流出水中的溶解氧的浓 度高于空气中的饱和浓度。在15摄氏度时，饱和浓度为10.17mg/L纯氧的环境中，饱和浓度达到48.1mg/L 将水暴露在富含氧气的环境中，除了可以 加速氧气的渗透，还能够降低氮气的饱和 浓度。从溶液中脱离出来的氮气，会在接 触器中进入气体阶段，降低氮气的转移比 率会有利于创造一个纯氧的环境水中气体成分的改变范围主要由氧气 供给比率决定，水中的溶解气体的浓 度、温度、压力和设备的特性决定氮气以气体形式的积累会导致较高的 操作成本，必须有排气孔。由于泄出 的气体中含有较高含量的氧气，因此 也有一定的利用价值。由于二氧化碳 在水中的溶解率很高，所以在氧气的 吸收装置中使二氧化碳曝气的可能不 大U型管一个纯净白氧气的U型管系统包括2-3个部 分：一个气体扩散装置，一个 血的垂直管道，提供一个接触环路