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          臭氧丶海洋館方案

          2022-03-03 11:38:36
          作者:ZL
          來源:
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                 良好的水環境是魚類生存的基礎,水質情況的好壞直接影響魚類及其他水生生物的生存、生長和發育。所以水體的水處理是尤爲重要,水處理系統的健全與否,直接關系到水族館水生生物是否健康、游客體驗效果是否良好。各水族館的維生系統千差萬別,歸納起來不外乎以下幾大類:過濾系統、殺菌系統、溫控系統、照明系統、硝化與反硝化系統和自動控制系統。
           
                 本文主要介紹的是過濾系統,過濾主要是通過各種過濾設備去除水中任何多余的物質,包括殘餌、尸體、分泌物、排泄物、蛋白質及有毒的氮鹽。
          在一個采用封閉式維生系統的大型水族館,各種過濾系統的適當配置對水質的改善以及水的清晰度都是非常重要的,基本上一個維生系統包括三種過濾方式:物理式過濾系統、化學式過濾系統以及生物式過濾系統。以下文章主要針對物理過濾系統展開介紹。
           
          物理式過濾系統的方法:
          通過物理作用分離,回收廢水中不溶解的懸浮狀態污物的方法,可分爲重力分離法、離心分離法及篩選截留法。屬于重力分離法的處理單元有沉淀、上浮等,相應的處理設備是沉砂池、沉淀池、隔油池、氣浮池及其附屬裝置等。離心分離法有離心分離機和水旋分離器等,篩選截留法有柵篩截留和過濾兩種處理單元,設備有格柵和篩網、砂濾池和微孔濾機等。物理式過濾系統的主要功能就是去除水中的懸浮物質,達到水質清晰的目的。
           
          表面處理法:
          將人造海綿,細網布等濾材安置在過濾系統的初始端,當水通過濾材時,水中的殘餌,魚類的糞便等大顆粒懸浮物被擋住,通過及時清洗或更換濾材達到去除雜質的目的。

          空氣提升法:
          三、四十年前水族箱使用的標準類型。在缸(池)底鋪上管子,管子上有小水孔,并在管底部打氣,迫使缸(池)底部形成一個真空,因而使水中懸浮物吸至底部的沙層,最后通過吸污而被排除缸(池)外,該系統適合于大、中、小型水族箱(池)。不僅能有效沉積懸浮物,便于集中去污,而且能更有效增加水體中的氧氣。
           
          重力式砂濾池法:
          重力砂濾的原理是當水流經過多孔濾料,如砂石層等過濾介質時,流水會由于濾層表面的機械阻隔作用,在濾層表面及內部間隙發生沉淀、吸附和化學反應,從而使水中懸浮的固體物質、細菌等微小顆粒被過濾除掉或發生化學分解、生物降解,使水中所含物質的化學成分發生改變而達到凈化的效果。故重力砂濾池在工作的過程中,不僅發生了物理變化、還有化學變化和生物變化。接下來細細講講這三類變化:
          物理變化即機械阻隔、沉淀、吸附等過程。
          機械阻隔:水中的雜質(粒徑大于濾料孔隙)被濾料截留,但這一過程與濾速無關。
          沉淀:濾層內的孔隙類似于小型的沉淀池,小于濾料孔隙的顆??沙恋碛跒V料內層。
          吸附:微小的懸浮物、膠體和溶解的雜質分子等,在分子引力、靜電引力等作用下,被吸附于濾料表面上。
          化學變化是指溶解的雜質發生化學變化,如氧化或分解作用,成爲無害或不溶性的化合物的過程。
          生物變化是指過濾介質中的細菌或其他微生物通過生物降解作用,將有機物降解成無機物的過程,從而達到凈化水質的目的。且這一變化過程有效的滅殺了致病菌和病原體。
           
          (1)重力砂濾池砂濾層的組成:
          過濾石英砂厚度:0.75-1.0米     粒徑:0.8-1.2毫米
          細沙礫層厚度:0.2米                 粒徑:5-8毫米
          粗沙礫層厚度:0.2米                 粒徑:10-15毫米
          卵石層厚度:0.1米                     粒徑:16-32毫米
          以上砂濾池的組成在特定條件下還需要進行細節上的調整。
           
          (2)確定砂濾池凈化能力
          1.砂濾池凈化能力
          過濾沙層的凈化能力經驗公式
          其中:
          Ym:過濾池的凈化能力(mg/min)
          W:過濾介質的表面積(m2)
          V:過濾速度(cm/min)
          D:過濾沙層的深度(cm)
          G:過濾沙層直徑系數(沙粒直徑mm倒數的110倍)
          從公式可以知道,加大沙濾池的過濾面積要比增加深度更能提高過濾池的凈化能力。理論上講,擁有過濾池面積越大,對水質的凈化就越有好處,不過,在過濾池的實際設計時,我們一般不考慮超大面積的過濾池,因爲實用性和經濟性的原因,設計師需要在兩者之間找到一個平衡點。過濾所用的石英砂粒徑越小,過濾效果越好。但越小的石英砂粒徑對水的阻力越大,同樣水體需要較大的處理面積。
          2.承載生物污染總量的計算及討論
          根據經驗公式:
          其中:
          X表示過濾介質負擔(mg/min)
          B表示飼育魚類體重(g)
          F表示每天投喂量(g)
          過濾介質的負擔由飼育魚類的總重量和投喂強度所共同決定,其中投喂強度起到決定性作用。
           
          3.砂濾池面積的計算及討論
          通過以上計算,可以得出X值和Y值,當X=Y時,即水體中飼育的生物所産生的廢物剛好能被砂濾池中的微生物降解;當X>Y時,過濾池不堪負擔,導致沙層中氮等其他廢物積累,系統趨向崩潰;當X<Y時,系統運轉良好。
          通常,水族館中生物飼育水體的飼育密度在水體重量的3-5‰,每天的投喂強度在飼育犧牲體重的3-5%。根據以上的經驗公式就可以計算承載的生物的污染總量X,確定Y≥X,就可以進行砂濾池面積的計算。按照這個原理,在工程設計中一般選取X≈0.8Y確定砂濾池的面積。
          壓力砂濾法
          壓力砂濾法主要是通過外界動力(來自抽水泵)把水抽到一個裝有過濾濾料的過濾器內,水通過濾材時由于機械阻隔和物理吸附而將懸浮物阻留在濾料上層,上層的物質可通過反沖洗清除掉,該濾器具有較大的水流,能達到非常理想的潔水作用。水中的顆粒物質直接阻隔在沙層之間的間隙中。不過在壓力過濾系統中,化學過濾和生物過濾相對其他過濾系統來說較弱。這就需要通過加強維護(即加強反洗的強度和頻率)和加大蛋白分離器的處理能力來保證良好的水質。
                   LASWIM(威浪仕)維生系統機械過濾器系列中的大型側出石英砂過濾器主要是針對大中型海洋館、水族館的水凈化過濾處理,能有效截留、吸附水中的雜質;降解生物排泄的糞便,極大提高了水體的潔凈度。
          LASWIM(威浪仕)大型側出石英砂過濾器缸體采用了環保、優質的玻璃纖維和強化聚脂材料,堅固耐用、不易破裂。球形缸體,缸壁厚度均勻,能均勻承受水壓。選擇檢修口設計,易于對缸體更換濾料。
           
          一般來說,壓力式過濾占地面積要比重力式過濾的面積小的多,所以在空間比較緊張的情況下適合選擇壓力式過濾的方式。在壓力式過濾器中,其表面2.5cm處通常是積累污物最多的地方,倘若太多雜質堆積,將會在其上層形成一個負壓,造成內部壓力過大,久而久之,這些表面砂就會變得堅實,水流將無法通過。因此,需要對過濾器定期進行反沖洗,以便及時清除污物、減小過濾器的壓力。
          表面處理法與空氣提升法是物理粗濾,只能去除水體中大顆粒的廢棄物;而壓力式過濾器過濾屬于物理精濾,據相關的文獻記錄,合理選擇石英砂的粒徑及顆粒密度,壓力式過濾器對懸浮物的去除效果才有顯著效果,去除率高達99.82%。
          臭氧在水族館水處理中的應用
          (1)水體消毒
          臭氧在水處理中的主要用途是消毒。在廢水消毒估算臭氧投放量時,必須考慮所要求的消毒程度、進水類型和水質穩定性。經過預處理去除水中主要耗氧因素,如亞硝酸鹽、色度、懸浮物以后,臭氧投量可減少90%。臭氧可增加生物有機體細胞的通透性,使細胞內物質外流而失活,破壞細胞內酶系統或進入細胞內破壞其核酸化學性質,因此能滅菌和消毒。
          (2)臭氧對赤潮的解毒作用
          赤潮的危害是由赤潮生物的有害物質或有害代謝產物引起的。赤潮生物大量繁殖可導致水體缺氧。赤潮生物產生的有毒代謝物使水質惡化,這對海產生物幼體的生存十分不利。在海水魚蝦育苗中,因赤潮而引起苗種大量死亡的事故時有發生。有報道采用添加化學物質的方法,然而在海水養殖設施內用這種方法來控制赤潮并不是很理想。外國有人研究出臭氧對赤潮毒素也有滅活作用。用臭氧處理發生過赤潮的海水,再供水族館、海水養殖場,是一條安全有效的途徑。
          (3)改善水質和預防水生動物疾病
          臭氧能夠改善水質,對預防水生動物疾病有較好的效果。在閉路循環養殖水體中,運行中的主要問題有有毒物質的積累,特別是氨氮和亞硝酸鹽。當這種水循環系統生物負載增加,浮床的硝化作用不完全,廢物在24小時內發酵分解便可達有毒程度。但引入臭氧后,閉路海水系統在24小時內相對穩定,氨氮和亞硝酸鹽的積累明顯下降。
          (4)貝類凈化
          在法國和美國等國家。用臭氧凈化貝類已成為商業國模,被污染的杜蠣經臭氧處理后得到了凈化;臭氧可在48小時內有效地去除污染的大腸菌類。我國的海、淡水貝類資源相當豐富,但由于近海沿岸水體污染,導致資源利用受到限制。如,食用被污染過的毛蚶攜帶甲肝病毒的情況進行研究,探討臭氧對毛蚶體內甲肝病毒的殺滅機制,用臭氧凈化毛蚶有可能是一條可取之路。
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