高速过滤技术在工厂化海水养殖系统中的应用

1、高速过滤技术在工厂化海水养殖系统中的应用        自然状态的海水养殖系统。一般而言，开放系统具有费用低和管理要求不高的优点，养殖生产费用只局限在捕捞、运输和加工方面。开放系统的养殖收益是由大自然来控制的，如需在一定程度上摆脱这种控制，则要求配备专门设计的养殖设施，然而，较高级的天然系统在管理方面所必需的知识却相当可观，投资亦很高。在半封闭系统中，天然海水经一定程度净化后一次通过养殖池或养殖塘。半封闭系统的优点是可以控制水的温度和水质，有利于防止病害和敌害等。半封闭系统的养殖密度大大高于开放系统，养殖的水产品大

2、小均匀、质量好，上市时间和数量便于掌握。许多半封闭系统都按“工厂化”设计，即包括养殖车间(池或塘)、饵料加工车间、育苗车间等单元，因此，半封闭系统连同水多次循环的封闭系统一道被称为“工厂化养殖系统”。封闭系统中海水是在养殖系统中循环使用的，其最大优点是可以经济地控制水温，水中大量的热(或冷)不会象其他系统那样随排出水一同排出，因而，所需的能量比半封闭系统少。封闭系统可以有效地防治病害，从而大幅度提高养殖密度。半封闭系统中养殖密度为5-15 kg/m2，而封闭系统的养殖密度可为2040 kg/m2，甚至更高。封闭系统的技术核心之一是水处理技术，包括水中悬浮物去除、有机物去除、增氧、消毒等单元操作

3、。1.2 封闭海水养殖系统中悬浮物的去除3封闭养殖系统水中固体颗粒物主要来自二个方面：残饵和鱼的排泄物。不同的养殖品种和养殖方法饵料利用率有相当大的差异，研究表明一般沉性饵料约15-20%(干重)溶解或散失在水中形成悬浮物。另一方面，鱼的排泄物约占投喂饵料总量的25-30%，对某些养殖品种此值范围从18%到43%。此外，鱼体脱落物和水中各种微生物也在水中固体悬浮物的总量中占一定比例。养殖海水中悬浮固体的平均比重为1.19 g/cm3，略大于海水的比重（1.024-1.032 g/cm3）。养殖海水中颗粒物的典型粒径分布(以重量计)为3：1.5-30m   

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

5、60;              22.2%对山东寻山养鱼场牙鲜养殖车间的水样分析表明，循环水中的固体颗粒粒径分布(以个数计)大致如下：<5m                  70-84%5-20m        

6、;        14.4-27%>20m                 1.6-3%     循环养殖海水中固体颗粒的有机物含量高，如不及时去除，水中微生物将大量消耗水中溶解氧，从而使水质快速恶化。水中微米级颗粒占比例很大，资料表明，当海水中5-10 m的颗粒含量达到30-40 mg/L时，养殖鱼有急性反应，甚至有致死

7、的实例1，3。悬浮物中的胶体颗粒、蛋白质、粘液、排泄物、病菌等都将对鱼的生理造成影响，同时对养殖水的理化性质有重要影响3。2 高速过滤技术用于封闭养殖系统的中试研究2.1 高速过滤技术4，5本研究采用了一种不对称结构滤料彗星式纤维滤料。这种新型滤料的特点是一端为松散的纤维丝束，又称“彗尾”，另一端纤维丝束固定在比重较大的“彗核”内。滤料规格为：彗核直径                     &#

8、160;         2.5 mm纤维丝束直径                          0.4 mm彗尾丝束长               

9、60;    30 - 40 mm纤维单丝直径                     20 - 40 m滤料比重                       1.05 - 1.1

10、3 g/cm3彗星式纤维滤料的结构特点和性质参见文献4-6.传统的砂滤快滤工艺滤速为8-12 m/h，本研究的目标是实现40-50 m/h的高速过滤。在实现高速过滤的基础上，本研究对过滤器的分离效率和滤料洗净效率提出了具体要求。分离效率以滤料截留悬浮颗粒的粒度及截留百分数表示，要求粒径2m以上的颗粒去除率大于95%。滤料洗净效率包含二个指标：洗净度和反冲洗耗水量。洗净度以剩余积泥率表示，定义为：反冲洗结束后，滤料上附着的杂质重量(干重)占滤料自重(干重)的百分比，研究的目标是剩余积泥率小于5%。反冲洗耗水量由反冲洗时间和反冲洗强度决定，研究的目标是反冲洗耗水量占过滤周期产水量的2%以下。测试参

11、数和测试方法见文献6。2.2  中试研究现场试验地点位于山东省寻山水产集团养鱼场，试验车间东西宽14m，南北长25m，内设方型圆抹角养鱼池 (6.1×6.1m2) 6个，每个鱼池水面33.78m2，平均水深1m，单池水体 33.78m3。循环水处理流程简图见图1。图1  循环水处理流程简图主要试验指标为：  养成水体             200 m     3  循环率 &

12、#160;             90% (日添新水20M3)  过滤器额定处理水量   120 m3/h  设计滤速             40-45 m/h设计处理水量             

13、;    120 m3/h过滤器个数                   2台过滤器直径                   1500过滤器过滤面积     &

14、#160;          1.67 m2/台过滤器高度                    4.6 m过滤条件                 

15、     常压，不加药单台过滤器处理水量            60 m3/h反冲洗水强度                  6-10 l/m2.s反冲洗气强度          

16、        20-40 l/m2.s滤床反冲洗膨胀率              1：26滤速范围                      38.3-42.4 m/h平均滤速&

17、#160;                         40.4 m/h最大滤速                       

18、   58.2 m/h过滤周期                           46 h反冲洗耗水率                  0.6-0

19、.66 %大于2m颗粒的平均去除率    92.8-97.6 %剩余积泥率                       < 0.4 %3 封闭系统养殖技术试验7 3.1 养殖鱼种及现状牙鲆（Paralichthys orivaceus）俗称牙塌（山东）、牙片（辽宁、河北）、左口（广东），属鲽形目（    

20、0;Pleuronectiformes），鲆科（Bothidae），是一种名贵的海产经济鱼类,主要分布于我国及日本、朝鲜、俄国远东沿岸海区。近年来，牙鲆以其生长快，食性杂，适应广及活动少等优点，被确定为北方沿海工厂化养殖的首选对象。我国现有的工厂化海水养殖场多采用流水开放式或半封闭式养鱼，普遍存在着用水量大、养殖水不回收利用、水质受自然环境制约等问题，造成养殖鱼生长周期长、单产量低、放养密度低、饵料系数高等缺点。3.2  生产性试验结果以高效过滤技术、高效氮源净化技术和水质自动监测与控制技术为关键研究内容，设计与配置了水处理系统和整套工厂化养鱼设施。2000年1月开始试运行，2000

21、年4月起进行彗星式纤维滤料高速过滤器运转，2000年8月完成鱼产量和水处理设施验收。主要技术指标如下：                     试验水体               240 m3     

22、60;               水循环次数             2 小时/次                     水循环率

23、60;              90 %                     养鱼单产               32.2 Kg/m2                     成活率                &