养殖用水的处理方法0.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第八节 养殖用水的处理方法,养殖后的废水，有机物含量高，其本身也是引起水域的二次污染的主要原因之一。,而采用小水体、高密度的饲养方式（如池塘养鱼、工业化养鱼等），其废水中的有机物含量更高，但目前绝大部分都未经处理直接排放，造成二次污染。,水产养殖首先是被污染，但也是二次污染的重要污染源。因此，养殖用水和养殖后的废水必须处理，这是,21,世纪水产养殖发展的必由之路。,设施渔业养殖装备的核心是水处理设施。,水处理设施的优劣往往是决定养殖效果和经济效益的关键。,但水处理设施成本高，养殖对象、养殖技术及营销如不适应高效渔业要求，则往往亏本。,如北京小汤山工业化养鲟，设计院能力是：,80,吨水，可生产,50,吨鲟鱼，但动力设施需,55,千瓦。,此外，国外的养殖装备均有专门化生产，成本低。而我国全靠,1,2,个单位生产。在材料、设备、标准化等方面差距很大。造成成本高。,目前我国还未形成符合中国特点的装体系和技术体系。而国外引进的先进养鱼设备不符合我国国情，至今没有一个单位能自负盈亏。,因此，要不要学？怎么学？,回答是要学！但不能照搬！,要学各生产环节的处理原理，消化吸收后，搞低成本的或简化的水处理设施。,要在养殖对象、技术体系上较大变革，以便与现代化水处理设施相配套。,一、养殖用水和废水处理方法,二、养殖用水的物理处理,在养殖用水和废水中往往含有较多的悬浮物（如粪便、残饵等）或其它水生生物（如鱼、虾、浮游动物、水草等），为了净化或保护后续水处理设施的正常运转，降低其它设施的处理负荷，都要将这些悬浮或浮游有机物尽可能用简单的物理方法除去。物理方法主要是利用物理作用，其处理过程中不改变污染物的化学性质。,养殖用水的物理处理方法包括：,栅栏、筛网、沉淀、气浮、过滤等。,（一）栅栏,通常用在养鱼水源进水口，目的是为了防止水中个体较大的鱼、虾类、漂浮物和悬浮物进入进水口。否则，容易使水泵、管道堵塞或将敌害生物带入养鱼水体。栅栏通常是用竹箔、网片组成，也有用金属结构的网格组成。,（二）筛网,筛网材料通常为尼龙筛绢。筛网可去除浮游动物（小虾、枝角类、桡足类等）和尺寸较小的有机物（如粪便、残饵、及悬浮物等）。,生产上，作为幼体孵化用水，往往在水源进水口，在栅栏的内侧再安置筛网，以防小型浮游动物进入孵化容器中残害幼体。为便于清除，往往将部分筛网做成漏斗形口袋状。,在工业化养鱼的水处理设施上，养殖废水的循环使用，第一步就是用筛网将粪便、残饵、悬浮物等有机物清除。为有利于清除，往往将筛网设计成,转鼓式、旋转式、转盘式,。由于筛绢网在不停地旋转，筛绢主要起拦集有机物的作用，筛绢孔隙不易变形，也不易损坏，而且也有利于筛绢的清,洗和脏物的收集。,（三）沉淀,1,沉淀类型,沉淀是借助水中悬浮固体本身重力，使其与水分离。按沉淀物质的性质和浓度主要分为二种类型：,（,1,）自由沉淀,水中悬浮固体物物质的浓度不高，颗粒无凝聚性。在沉淀过程中颗粒间不相互粘合，形状和尺寸均不变，其沉降速度也不变，这种沉淀称自由沉淀。,（,2,）絮凝沉淀,水中悬浮固体虽浓度不高，但固体颗粒有凝聚性能，在沉淀过程中颗粒能互相粘合，成为较大的絮凝体，且沉降速度在沉淀过程中逐渐增大，称为絮凝沉淀。,（,1,）平流式,沉淀池为一长方形水池，砖混结构，其结构简单，造价低，适用于水量和温度变化大的养殖用水。,（,2,）辐流式,沉淀池为一漏斗形圆形池，池中间进水，由不同高度的进水孔进水。其排污管在沉淀池在漏斗最深处。,（,3,）竖流式,形状同辐流式，但池水由池的中底部进入。,（,4,）暗沉淀,在养殖上应用得较多的是沉淀池上加盖，以便使水中浮游藻类在黑暗中沉淀下来，这种方法称暗沉淀。通常需静止沉淀,48h,后，方能澄清。,（四）气浮（浮选）,沉淀法只能分离颗粒较大、自由沉降较快的固体污染物，对于颗粒较小、比重较轻（比重接近,1,）的固体则往往不能奏效。此时可借助气浮法。气浮法是靠通入空气，以微小气泡作为载体，使水中的悬浮物微粒粘附于气泡上，借助气泡的浮力带动上浮，从而使杂物与水分离。采用气浮法可大大提高水中微粒上浮的速度。,例如微小的油珠，自由上浮速度仅,1m/s,左右，而粘附于气泡后，其速度可以上升到,1mm/s,，上浮速度提高,1,千倍。,气浮法的布气方式有：射流布气、扩散板布气、叶轮布气、加压溶气（即加压下强制空气溶解于水中，然后突然减压，便产生众多微小气泡）等方法。,气浮法的优点是：,1,气浮设备的运行能力比沉淀池高。一般只需,15,20,分钟，即可完成固液分离，其占地面积小，效率高。,2,采用气浮法可以消除污泥膨胀问题。这对后续水处理装置,过滤曝气池的正常运转十分有利。,3,气浮时向水中曝气，增加了水中的溶解氧，同时又去除了水中的表面活性物质及臭味，为后处理，特别是好氧性微生物的处理创造了良好条件。,4,对低温、低浊、含有藻类较多的水源，采用气浮法比沉淀法可取得更好的净化效果。,气浮法的缺点是：,1,设备的电耗较大，每吨水需耗电,0.02,度,0.04,度。,2,设备维修管理工作量增加，特别是释放器或减压阀容易被堵塞。,3,气水分离出的浮渣怕大风、大雨袭击，因此气浮设施必须安置在室内。,4,气浮法只适用于去除水中疏水性固体物质（即与水的润湿度较小，如油珠等），而对亲水性固体微粒则需要加投浮选剂、混凝剂。,（五）过 滤,过滤是养殖用水和废水处理中比较经济有效的方法之一。它既可以作为养殖用水的预处理，也可作为养殖用水的最终处理，如工厂化育苗循环用水的处理等。,过滤是使水通过具有孔隙的粒状滤层（如石英砂等），使微量残留的悬浮物（如胶体絮状物、藻类、细菌等）被截留，从而使水获得澄清。,1,过滤的工作原理,养殖用水中残留的细小悬浮物质，其粒径一般比滤料间的孔隙小，为什么能被滤料截留？目前认为滤料能使杂物与水分离，同时存在以下三种作用：,机械筛滤作用：,将滤料看作筛子，粒径大于孔隙的首先被截留，于是孔隙度变小，后续的细粒径悬浮颗粒则相继地被截留。,沉淀作用：,将滤料看作类似层层叠起的多层沉淀池，利用其巨大的沉淀面积截留水中的微小颗粒。,接触、絮凝作用：,将滤料看作接触吸附介质。当水在滤料孔隙中曲折流动时，使微粒杂质与滤料颗粒有很多的接触吸附机会。由于滤料颗粒表面对杂质具粘着吸附作用，就能截留杂质。虽然由于水流的冲刷，会使杂质从滤料表层脱落，但脱落下来的杂质又会被下层滤料所截留。,2,影响过滤水质的主要因子,水产养殖对过滤水的要求是：水量大、滤速快、出水量大，水质符合养殖标准。因此，养殖用水的过滤池都是快滤池类型。,影响过滤水质的主要因子有穿透深度、滤速、滤料种类、粒径与级配、滤层厚度、孔隙率、垫层等因子组成，此外，上述因子还与水源或废水的本身的污染程度有关。,（,1,）穿透深度,当养殖用水穿过滤层，自表层向下层过滤，至某一深度，其水质已符合要求，该深度即为穿透深度。滤速越大，穿透深度越大，滤层中杂质分布越均匀，下层滤料发挥的作用也越大。,（,2,）滤速,单位时间内单位滤面上的过滤水量称为滤速（,m,3,/m,2,h,）。对于养殖用水，过滤池的一般滤速为,5,12 m,3,/m,2,h,为宜。,（,3,）滤料种类、粒径与级配,滤料是完成过滤作用的基本介质。良好的滤料应满足以下要求：,具有足够的化学稳定性,滤料不能溶于水，与水中的污染物质不起化学反应，不产生有害或有毒的新污染物。,具有足够的机械强度,机械强度不够的滤料会在过滤池反冲洗时因滤料颗粒不断碰撞和摩擦而生成粉末（如活性炭等），随水流失，造成滤料损耗。而在过滤时又会聚积于滤料表层，堵塞滤料孔隙，增加水头损失。而且滤速过大，也容易穿透滤层，恶化出水水质。,滤料要有适当的级配和足够的孔隙率,所谓级配就是各类滤料的粒径范围以及在此范围内各种粒径数量的比例。,所谓孔隙率是指滤料孔隙体积与整个滤层体积（包括孔隙体积与滤料体积）的比值。孔隙体积就是滤层的蓄水能力。滤料粒径越大、颗粒越均匀，其孔隙率越大。在一定范围内，孔隙率大，水头损失小，其滤层的含污能力大。,上表中如果石英砂改为粒径为,0.5mm,1mm,的黄砂。,那么其过滤速度变慢，出水水质较好。但水头损失大，水的穿透深度小，下层滤料就不容易发挥作用，而且黄砂滤料的孔隙容易堵塞，滤池的工作周期短。,上表中如果表层不用石英砂，全部改为煤渣。,那么其滤速加快，水头损失少，出水量大，水的穿透深度深，下层滤料发挥作用也大，滤池工作周期长。但出水水质较差。,上表中如果将四种滤料混合在一起。,那么不,同大小的颗粒就互相填充，类似,“,三合土,”,，滤料的孔隙率就大大减小，就不成为其滤层。因此滤料必须分层，必须有适当的级配和孔隙率。,滤料层必须保持一定的厚度,滤料层的厚度与滤料的种类有关。粒径较大的滤料，孔隙率大，其滤料层需厚一些。相反，粒径较小的滤料，孔隙率小，则滤料层可薄一些，但通常最低不能少于,0.5m,0.6m,。,3,滤料层的结构,（,1,）滤料层要求,含污能力大,在保证出水水质达到养殖用水标准的前题下，当过滤周期结束后，单位体积的滤料所截留的污染物数量高。,滤速快,水头损失少，产水能力高。,有一定重力,在滤池反冲、清洗滤料时可防止滤料浮起。,（,2,）级配按排,各类滤料的级配按排通常分为上细下粗和上粗下细两种，各有利弊：,上细下粗,这种结构，滤层稳定，在反冲清洗时滤层不会打乱。滤料的孔隙上小下大，污染物多被截留于表层。但其穿透深度浅，底层滤料的过滤作用难以发挥，整个滤池的含污能力低，水头损失大，过滤周期较短。,上粗下细,这种结构，滤料的孔隙上大下小，其穿透深度深，整个滤池含污能力高。但反冲清洗时，低层粒径小的滤料容易漏到承托板下，使滤料层变薄，也容易将粒径小的滤料充至表层。,因此在生产上往往首先保持滤层稳定，用不同的水流流向来提高其穿透深度。比如，同样是上细下粗的级配，可通过先反滤、后正滤的方法，并通过增加滤池面积和个数来弥补。,过滤池的总面积（,F,）可根据养殖用水需要的流量（,Q,）和滤速（,V,）确定。其计算公式为：,F,=,Q/V,然后根据滤池面积决定滤池个数。通常滤池个数与滤池总面积之间的关系见下表。,滤池个数与滤池面积之间的关系,4,承托层,为了在过滤时防止滤料进入配水系统以及在反冲时均匀布水，在滤料层和配水系统之间还应安置承托层或称垫层。承托层由承托板和承托支柱组成。,承托板为钢筋水泥板，上设若干小孔，安置在过滤池底层。这种结构的过滤池其承托板以下的空间实际上是暗沉淀池，其安置平稳，排污、冲洗极为方便，但造价较贵。也可采用多孔砖作承托层或者用大的鹅卵石作为垫层，但排污清洗不便。,（六）紫外线消毒法,紫外线消毒技术早在,60,年代就应用于水处理。但由于耗电、透光强度、紫外线光管寿命和设施等原因，无法在生产上推广应用。近年来，紫外线水处理技术在国际上有了突破性进展，解决了上述问题，已成为大规模用于水消毒的最新一代技术。,新一代紫外线水消毒设施，具高效率、高强度、高寿命为特点，在我国特种水产育苗用水的处理方面已初见成效。,紫外线消毒技术的优点：,1,、破坏水体中各种细菌、病原体、寄生虫和藻类中的,DNA,的结构，达到杀灭微生物和藻类，水体消毒净化的目的，灭菌率达,99.99%,。,2,、不添加任何化学物质，不产生或在水体中留下任何有害物质。,3,、操作简便，使用安全，运作成本低。,4,、消毒时间短（一般仅,0.51,秒），效果好。,5,、灯管使用寿命长，一般在,12000,小时以上。,福建省宁德地区海洋与水产局利用紫外线消毒养殖用水，与未安装前相比,效果极为明显：,1,、经紫外线处理之后的育苗用水，水质稳定，对预防水产苗种疾病有好的效果。,2,、在育苗全过程未使用任何抗生素等药物，不仅减少了药物开支，而且避免了因过度使用抗生素引起苗种的抗药性，提高了苗种的质量。,3,、由于水质的改善，减少了疾病的发生，从而明显地提高了育苗的成活率。,4,、据福建省水产技术推广总站良种繁育中心介绍，使用紫外线水处理技术育苗，海水鱼的成活率由多年来,1520%,上升至,50%,左右。,紫外线消毒设施的缺点：,1,、投资价格高。,1,套紫外线消毒装置 每小时消毒水量,80,吨，功率,650,瓦，内装,6,支,65,瓦紫外线灯管，约需人民币,1012,万元。,2,、紫外线灯管,12000,小时后（连续用,500,天）需更换。,三、养殖用水的化学处理,养殖用水的化学处理是利用化学作用，以除去水中的污染物。这时通常加以化学药剂，促使污染物混凝、沉淀、氧化还原和络合。养殖用水的化学处理主要有经下几种：,（一）重金属的去除,（二）硬水的软化,（三）氧化还原法,（四）混凝法,（五）消毒法,（六）脱氮法,（一）重金属的去除,养殖用水中不能含有超量的重金属存在。否则轻则引起养殖对象畸形，重则危及其生存。,养殖生产上采用,EDTA,钠盐（,EDTA-Na,2,），其化学名称为：乙二胺四乙酸二钠。,它是,EDTA,与钠离子的螯合物，产品为白色粉末状结晶，易溶于热水，其分子式为：,C,10,H,14,O,8,N,2,Na,2,2H,2,O,。由于,EDTA,不能直接溶解于水，只能溶于浓度较高的氢氧化钠、碳酸钠及氨等碱性溶液中，因此通常都采用,EDTA,钠盐来代替。,EDTA-Na,2,的作用原理是,EDTA,与钠离子螯合的稳定常数很低（见下表），一旦与水中其它金属离子，如汞、铅、锌、铜等相遇，钠离子位置立刻会被其它重金属离子所取代而形成新的稳定的螯合物（如,EDTA,铜盐等），从而大大降低了水体内的重金属离子浓度和对幼体的毒害作用。,通常根据水源中重金属离子的多少，施用,2,10ppm,的,EDTA-Na,2,。,（二）硬水的软化,硬水对养鱼生产并无害处，但在温室育苗中，硬水中含有大量钙、镁离子，它们加热后则形成钙盐和镁盐沉淀，在锅炉内形成锅垢，轻则降低锅炉的导热性，重则因受热不匀导至锅炉爆炸。在加热管道中，它们也会沉积下来，堵塞管道。,在沿海，硬水大多是碳酸盐型（苏打型）的水，它含有大量的,HCO,3,-,，加热后，则形成碳酸盐沉淀。现以钙离子为代表，其化学方程式为：,Ca,2+,+2HCO,3,-,=,=CaCO,3,+CO,2,+H,2,O,在内陆，硬水有不少属于硫酸盐型（石膏型）的水，含有大量的,SO,4,2-,，它们加热后主生硫酸盐沉淀。该沉淀物形成的锅垢十分紧密，附着力很强，而且温度越高，其溶解度越低。因此硫酸盐形成的锅垢比碳酸盐更为严重。其化学方程式为：,Ca,2+,+SO,4,2-,=,=CaSO,4,水的软化方法有石灰苏打法和阳离子交替法。养殖生产上通常采用石灰苏打法。即在硬水中加入熟石灰,Ca,（,OH,）,2,和苏打（,Na,2,CO,3,）。加入熟石灰的作用是清除水中的,HCO,3,-,使其转为,CO,3,2-,。即：,Ca,（,HCO,3,）,2,+Ca,（,OH,）,2,=2CaCO,3,+2H,2,O,必须强调指出，,熟石灰不能加过量，过量的,Ca,（,OH,）,2,反而会使水变得更硬。,因此，上述方法应事先测定水中的硬度，根据水的硬度，确定熟石灰合适的投加量。,水中加入,Na,2,CO,3,的作用是提供,CO,3,2-,，使其与水中的钙、镁离子结合，将它们沉淀下来。即：,Ca,2+,+CO,3,2-,=CaCO,3,；,Mg,2+,+CO,3,2-,=MgCO,3,硬水加入熟石灰和苏打液搅拌沉淀，上清液则为软水，过滤后即可用于锅炉用水。,（三）氧化还原法,水中的无机物和溶解有机物可通过氧化还原反应转化为无害物质或转化为易于从水中分离的气体或固体，从而达到处理要求。,在养殖生产上最常用的是空气氧化法。,该方法对消除因缺氧而产生的还原态的有毒或有害物质简单有效。,比如池塘淤泥中的有机物在缺氧环境下（在微生物的作用下）产生大量,H,2,S,、,NH,3,等有毒物质，采用水质改良机械（翻动淤泥或将其吸出暴露在空气中）或干池曝晒，使,H,2,S,氧化成,SO,4,2-,、,NH,3,氧化为,NO,2,-,、并进一步氧化为,NO,3,-,。它们不仅无毒，而且是植物良好的营养。,又如不少地区采用地下水作为养殖用水,，地下水的溶氧均很低，特别是深井水，其溶氧几乎等于零。,而某些地区土壤的含铁量较高，在缺氧状水中的铁以还原态形式（,Fe,2+,）存在，二价铁乃水溶性，因此刚从深井中抽出的水无杂质、无色透明。但它们一旦遇到空气中的氧气，水中的,Fe,2+,即氧化为,Fe,3+,，,Fe,3+,则为固态物质，水即呈,Fe,3+,则现铁锈色。,为此，可将深井水先用增氧机曝氧、增氧，利用空气中的氧气，一方面向水中增氧以供养殖用水本身需要，另一方面，使水中,Fe,2+,氧化为,Fe,3+,，同时,Fe,3+,则与水中的,OH,2,形成呈絮状沉淀的,Fe,（,OH,）,3,而加以除去。其化学方程式为：,4Fe,2+,+O,2,+2H,2,O+8HCO,3,-,=4Fe,（,OH,）,3,+8CO,2,（四）混 凝 法,水中的悬浮物质大多可通过自然沉淀法去除，而胶体颗粒（大小为,1m,0.1m,）则不能依靠自然沉淀法去除，在这种情况下可投加无机或有机混凝剂，促使胶体凝聚成大颗粒而自然沉淀。使用混凝技术，其,BOD,5,的去除率可达,30%,60%,，悬浮物和浊度的去除率可提高,30%,95%,。,1,作用原理,混凝按原理包括二种方式,：,一是凝聚，二是絮凝。,（,1,）凝 聚,天然水中粘土胶粒带负电荷，另入带正电荷的混凝剂（如铝盐），使胶体的电位降低并接近于等电状态，此时胶体的静止排斥力消失，使胶粒失去稳定性而互相聚集在一起称为凝聚。,（,2,）絮凝,投放的三价铁盐或铝盐以及高分子混凝剂经水解和缩聚反应，生成线状结构的高分子聚合物。这种高分子聚合物可被胶体颗粒吸附，它又可与另一个表面有空位的胶粒吸附，这样聚合物就起了架桥作用。本来是微小颗粒，由于混凝剂的架桥作用，使水中悬浮的小颗粒相互结合，形成一个非常松散的三维结构的网状物，该网状物即称为絮凝体（俗称矾花）。其个体大，很容易通过过滤和沉淀法加以除去。,2,混凝剂种类,（,1,）铝盐,如明矾,Al,2,（,SO,4,）,3,K,2,SO,4,24H,2,O,、硫酸铝,Al,2,（,SO,4,）,3,18H,2,O,等，属无机混凝剂。,应用的适温范围为,20,40,，,pH=4,8,，,pH=4,7,时去除有机物效率高，而当,pH=5,7.8,时清除悬浮物较好。,上述二类混凝剂的优点是：凝聚作用快，腐蚀性小，使用方便，卫生条件好。,其缺点是：混凝剂呈酸性往往需加碱性助凝剂，其作用温度要求在,20,40,，低温环境效果差，而且除色效果也差。,为克服上述缺点，目前生产上推广一种无机高分子混凝剂，,工业上称碱式氯化铝（,BAC,），化学上称聚三氯化铝（,PAC,），俗称聚合铝或碱式铝,。,其优点是：,用量少，仅为硫酸铝用量,1/2,1/4,；,反应迅速，水温低时也能很好反应；,絮体沉淀快，容易过滤；其,pH,的适宜范围为,5,9,，最佳,pH,为,6,6.8,；,加药后，,pH,降低值小，一般不必加碱性助凝剂，可以单独使用；,其腐蚀性小，具除浊度、除色度、除重金属、除藻类、除细菌、病毒等功能。,因此，,PAC,已成为当前主要的无机混凝剂。,（,2,）铁盐,主要有三氯化铁（,FeCl,3,6H,2,O,）和硫酸亚铁（,FeSO,4,6H,2,O,）等。,其中以三氯化铁最为常用。,优点是：纯度高，渣量少，易溶解，产生的絮凝体大，沉降快，脱色效果好，而且不受水温影响，,pH=6,11,均可。对于,pH,较高、水温较低的海水，用三氯化铁作为混凝剂效果往往比硫酸铝好。,缺点是：在溶解时会产生一定量的氯化氢气体，会剌激人的鼻粘膜（溶解时人应带口罩），高浓度情况下对金属有一定的腐蚀性（溶解的容器应为塑料桶）。,（,3,）聚丙烯酰胺（,PAM,）,属有机合成高分子混凝剂。目前市售产品分阳离子型和阴离子型两种，均呈白色粉剂。,对于含泥量较多的养殖用水，应当用阳离子型还是阴离子型？,使用时将该混凝剂溶于水中，全池泼洒。,PAM,对于高浊度水、低浊度水、废水、污泥蜕水均有明显效果。,但价格较贵。,必须强调指出，聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺聚合而成，其中还有少量未聚合的单体，这种单体是的有毒的。因此其投加量必须适当限制。如用作饮用水，,PAM,最大投加量为,1mg/L,。,（,五）消 毒 法,1,、氯化物消毒,氯化物消毒剂有漂白粉、漂粉精、二氯异氰尿酸钠、二氯异氰尿酸、三氯异氰尿酸、二氧化氯等。,（,1,）作用原理,氯化物消毒剂水解均产生次氯酸（,HOCl,），次氯酸放出原子态氧，其氧化能力比氯高,10,倍。比如漂白粉，当水中无氨氮存在的情况下，水中加入漂白粉后，即产生如下反应：,Cl,CaOCl,2,+H,2,O=HOCl+Ca HOCl=H+Cl+O,OH,养殖用水中往往含一定数量的氨（特别是育苗废水）。水中加入漂白粉后，其水解产生的次氯酸即会与氨作用生成氯胺，氯胺也有消毒作用。,氯胺的结构视水的,pH,值和,NH,3,的含量而定，并产生如下反应：,NH,3,+HOCl=H,2,O +NH,2,Cl,（一氯胺）,NH,3,+2HOCl=2H,2,O+NHCl,2,（二氯胺）,NH,3,+3HOCl=3H,2,O+NCl,3,（三氯胺）,水中的,HOCl,与,OCl,-,中所含的氯总量称为游离性氯，而氯胺所含的总量称为化合性氯。,当水的,pH,在,5,8.5,之间时，,NH,2,Cl,与,NHCl,2,同时存在。,当,pH,值较低时，,NHCl,2,的杀菌能力比,NH,2,Cl,强，因此,pH,值稍低些有利于消毒作用。,NCl,3,要在,pH,值低于,4.4,时才会产生，一般养殖水源中不大可能形成。,（,2,）有效氯含量及使用方法,氯化物的氧化能力可用有效氯来表示，其含义是氯化物所含的,Cl,中可起氧化作用的比例。,2,二氧化氯消毒,二氧化氯（,ClO,2,）在常温下为淡黄色气体。在室温,30mmHg,压力下，它能溶解于水中,2.9g/L,，制成无色、无味、无臭、不挥发的稳定性液体。这种液体在,-5,95,具有良好的稳定性。,二氧化氯是一种广谱杀菌消毒剂和水质净化剂。,它有活性自由基,。具高度的氧化能力，可使微生物蛋白质中的氨基酸氧化分解，从而使微生物死亡。可杀灭细菌、病毒、芽孢、原生动物和藻类。生产上往往用作池塘水体、鱼体消毒，如市售的强力杀菌消毒剂等。,特点是：,二氧化氯只起氧化作用，不起氯化作用。,二氧化氯不与氨作用。,在,pH,为,6,10,的范围内的杀菌效率几乎不受,pH,变化的影响。,消毒能力高于氯化物仅次于臭氧，但与臭氧比较，它的优点在于它仍有剩余消毒效果。,二氧化氯还有很强的除酚能力。,作为消毒剂其用量通常为,5mg/L,10mg/L,。使用前先将原液,10,份与柠檬酸或白醋,1,份充分混和并加盖于暗处活化,3min,5min,后，再全池泼洒。,注意事项：,原液应保存在通风、阴凉、避光处。,盛装和稀释的容器应采用塑料、玻璃或陶瓷制品，忌用金属类。,原液不得入口。,不可与其它消毒剂混用。,因其水溶液能被光分解，故户外消毒时不宜在阳光下进行。,其杀菌效果随温度的降低而减弱。,3,臭 氧,臭氧（,O,3,）是,O,2,的三价同素异构体，在常温下是一种不稳定的淡蓝色气体，有特殊的剌激味，故顾名思义称为臭氧。,（,1,）臭氧的特点,臭氧在水中的氧化能力高于氯化物。其灭菌速度比氯化物快,300,倍,600,倍。,臭氧在水中分解的中间产物,羟基（,OH,-,）具有很强的氧化性，不仅有很强的杀菌消毒能力，而且还可以分解一般氧化剂难以破坏的有机物，如可对水中污染物：氨、硫化氢、氰化物等进行降解。,臭氧的沸点为,-11,，故对臭氧可进行低温液化。在标准压力和温度（,STP,）下，其水中的溶解度比氧气大,13,倍。在蒸馏水中，水温,20,时其半衰期为,20min,，但在有杂质的水中臭氧即迅速分解。故经臭氧处理后的水，就含有饱和的溶解氧。,臭氧在水中极易分解，故处理后，水中没有残留量，可随即使用。,臭氧具毒性。,（,2,）臭氧在养殖上的应用,由于臭氧具上述特点，它既可迅速及时地杀灭水中的病原微生物，又可以降低氨氮，增加溶氧；而且省去像用氯化物处理后要去除余氯的麻烦，可随即应用。因此在养殖上可用于工厂化育苗的循环水处理、大型水族馆的循环水消毒等。,（,3,）臭氧处理养殖用水的优点：,臭氧氧化能力强。,即使在低浓度的条件下也能在短期内迅速反应，处理后的水几乎不含颜色和臭味。,臭氧是一种高效杀菌剂。,在低于氯的剂量下，对任何病菌都有强烈的杀菌能力，而且作用迅速可靠。,臭氧的氧化产物往往是无毒或生物可降解的物质。,不象用氯化物消毒后，产,有一定毒性的氯氨和余氯。,臭氧氧化后，不生成污泥，可减少有机物的沉积。,处理设备占地面积小，易于控制并实现自动化。,（,4,）臭氧处理养殖用水的技术关键与问题,臭氧是有毒的，对人体有害。,通常臭氧由臭氧发生器生成，生产出的臭氧必须在密封的反应室内，与水充分混合，防止臭氧因混合时间短而逸出。,必须确定臭氧的最佳使用量和接触时间。,不同的水质，其有机物含量不同。不同的用水要求，消毒的标准也不同。,比如游泳池水的消毒，其最佳用量为,1mg/L,1.7mg/L,，接触时间为,1min,2min,；,饮用水消毒杀菌，臭氧的最佳用量为,1mg/L,4mg/L,，接触时间为,10min,12min,。,各类水产养殖用水的水质不同，因此，应用时必须先进行试验，确定最佳用量和接触时间。,用臭氧发生器的电耗较大，处理成本较高。,（六）脱 氮 法,在工业化育苗和养殖过程中，水中氨氮过高是水质恶化的主要原因。常用的化学脱氮，有二种方法：,1,折点氯化法,（,1,）原 理,折点加氯法系通过投加足量的漂白粉至水中，使,NH,3,氧化成氮气。该过程是在前述漂白粉遇水生成次氯酸（,HOCl,），次氯酸与,NH,3,分别生成一氯胺（,NH,2,Cl,）与二氯胺（,NHCl,2,）后，再与次氯酸反应，最生成氮气。该过程可用以下其反应表达：,其反应过程可用图表示。,图中第一区中，主要反应是形成一氯胺。,NH,3,+HOCl=H,2,O +NH,2,Cl,（一氯胺）,由游离的氨转为化合态的氯胺。,NH,3,N,数量没有下降。,一氯胺的峰值出现在加投漂白粉的（以,Cl,2,计算）与初始,NH,3,分子当量比为,1,：,1,，重量比为,5,：,1,时。,第二区中氧化结果生成二氯胺并使氨氧化，它既减少了余氯，又减少了总铵。,NH,3,+2HOCl=2H,2,O+NHCl,2,（二氯胺）,NH,2,Cl+NHCl,2,+HOCl=NO+4HCl,2NH,2,Cl+HOCl=N,2,+3HCl+H,2,O,NH,3,N,与余氯数量明显下降。,当氨达到最低值时，即余氯达折点接近于零时，,Cl,2,与,NH,3,折点上的分子当量比为,1.5,：,1,，重量比为,7.6,：,1,。,在折点后，即到达第三区，游离氯（余氯）又开始上升，其消毒能力最强。,当养殖用水需要消毒，并要维持一段消毒时间，则投加漂白粉等氯化物的数量（以,Cl,2,计算）应超过余氯的折点值以上。,通常地面水经沉淀、混凝过滤处理后或一些清洁的地面水，加氯量为,1mg/L,1.5mg/L,，相当于加漂白粉,2.06mg/L,3.09mg/L,；,而对未经过滤的地面水，加氯量为,1.5mg/L,2.5mg/L,，相当于漂白粉,3.1mg/L,5.1mg/L,。,当养殖用水需要脱氮时，其目的是使水中的总铵降至最低点，而且不产生余氯。,因此，其投加漂白粉等氯化物的数量（以,Cl,2,计算）应达到或接近余氯的折点值。,具体的加氯量应根据水中的,COD,及氨氮含量，用漂白粉（或其它含氯消毒剂）进行试验，求算出余氯的折点。,2,吹脱法,(1),原理,水中总铵包括,NH,3,与,NH,4,+,，它们有含量分别受水温和,pH,两个因素的制约处在动态平衡，其中受,pH,的影响最大。当水温,20,时，,pH=11.5,，水中的总铵则全部以,NH,3,形式存在。,根据这一原理，只需用碱性药物将水中的,pH,提高到,10.5,11.5,，水中的总铵几乎全部以分子氨的形式存在，然后提供足够数量的气体，使氨从水中逸出、吹脱，然后再用酸性药物来中和，调节至原来的,pH,值即可。,（,2,）方法,在生产上往往对含氨量高的养殖废水（如工厂化养鳖温室废热水）进行脱氨后再利用。先将养殖废水排入脱氨池（水泥池）内，用生石灰（也可以用苛性碱）将废水的,pH,调节至,10.5,以上。,由此同时，运转叶轮式增氧机，通过增氧机的曝气作用，可吹脱水中大部分分子氨。通常增氧机的负荷为每,100m,2,/kw,，运转时间为,9h,16h,。,然后用盐酸（稀释后用）将水的,pH,调回原值。此法废水中加入生石灰，对水也具消毒作用。,四、养殖用水的生物处理,（一）生物处理的原理,自然界存在大量以有机物为食物的微生物。它们具有将有机物氧化分解成无机物的巨大能力。养殖用水和废水的生物处理就是利用微生物的这种能力来处理水中的有机物。因此必须为微生物在水中创造一个良好的生活环境，使微生物在这个环境中将水中有机污染物氧化分解，从而使水得以净化。,微生物的种类繁多，其中以细菌降解有机物的能力为最强。细菌又分好氧菌、厌氧菌与兼氧菌。根据不同的细菌种类，可分为好氧生物处理与厌氧生物处理二种。,1,好氧生物处理,借助好氧菌与兼氧菌在有氧的条件下氧化分解有机物的方法称为好氧生物处理。为此，必须为它们创造以下生活条件：,必须向水中提供充足的溶解氧，以保证好氧细菌氧化有机物的需要。,必须保证水中有足够的营养物质，才能培养出大量的有益细菌，达到降解有机物的预期效果。,在生物处理完毕后，出水时要除去细菌。由于细菌是胶体具有凝聚性能，此时絮凝成较大的絮凝体，可借助二次沉淀池加以去除。,2,厌氧生物处理,在无溶解氧的条件下借助厌氧菌使有机物分解的水方法即称厌氧生物处理。需要强调指出的是厌氧细菌对有机物的降解并不是不需要氧气，而是不需要游离态的氧气。厌氧细菌可利用有机物中结合态的氧。,有机物的厌氧分解过程可分成以下两个阶段进行：,（,1,）酸性发酵阶段,水中复杂有机物在产酸细菌的作用下分解成较简单的有机物，如有机酸、醇类以及,CO,2,、,NH,3,、,H,2,S,等。由于有机酸的积累使水的,pH,值下降，有机物的厌氧分解则在酸性条件下进行。,（,2,）碱性发酵阶段,酸性发酵阶段后，由于产生的,NH,3,对有机物的中和作用，水中的,pH,值又上升，甲烷菌开始活动，把第一阶段的分解产物有机酸和醇类分解成甲烷和,CO,2,。随着有机酸的迅速分解，,pH,值上升较快，所以此种厌氧分解的第二阶段是在碱性条件下进行的。,3,二种生物处理的特点,（,1,）好氧生物处理,采用好氧生物进行水处理，其有机物分解快，需时短，有机物分解较彻底，分解过程中不产生有臭味物质。出水口的水质好。但它需要提供大量氧气。通常对有机物浓度低的水，如养殖用水和废水的处理均采用此法。,（,2,）厌氧生物处理,采用厌氧生物进行水处理，其有机物分解缓慢，需时长，有机物分解不彻底，分解过程中会产生有臭味物质，如,NH,3,、,H,2,S,等。但它不需要氧气，而且可获得沼气,甲烷。通常对高浓度的污水（如制革厂污水、印染厂污水、人畜粪尿等）采用此法。,关于生物处理法，按处理条件和处理设施不同，可区分如下：,水体自净,氧化塘、天然水体。,天然条件,好氧生物,土壤自净,污水灌溉。,处 理,生物膜法,包括生物滤池、生物,人工条件,转盘、生物接触氧化。,活性污泥法,曝气池。,天然水体、池塘底泥分解。,天然条件,厌氧生物,高温堆肥、沤肥。,处 理,消化池、双层沉淀池。,人工条件,化粪池,。,4,影响生物学处理的几个主要因子,（,1,）温 度,（,2,）溶 氧,（,3,）,pH,值,（,4,）营养物质,（,5,）有毒物质,自 学,（二）生物膜法（生物过滤法）,生物膜法是通过生长在填料（或滤料）表面的生物膜来处理废水。生物膜就是填料表层长满各种微生物的粘膜，依靠粘膜上大量微生物摄取废水中的有机污染物作为营养，从而使废水得到净化。处理的机理见下图：,在生物膜外附着一层薄薄的水层，称附着水层。附着水流动很慢，其中有机物大多已被生物膜中的微生物摄取，其浓度要比流动水层中的有机物浓度低得多。因此，废水在滤料表面流动时，有机物就会从流动水层中转移到附着水层中，进一步被生物膜所摄取。由此同时空气中的氧气也将通,过水层而进入生物膜。生物膜上的微生物在有充足氧的条件下对有机物进行分解，将其转为无机盐和二氧化碳，二氧化碳沿着相反方向从生物膜经过水层排到空气中。,从开始进水到生物膜成熟要经历,潜伏期,和,生长期,两个阶段。,当水温,20,，而且有机物含量适当时，滤床的挂膜只需一周时间，但达到完全成熟悉约需,20d,30d,时间。,下图是滤床内生物膜的成长过程中三态氮的变化过程。,该图表明，在运转初期，氨化微生物首先生长繁殖，有机氮通过氨化作用转化成,NH,3,-N,，因此，出水口的总氨氮反而比处理前高。但数天后，由于硝化细菌的不断繁殖，使,NH,3,-N,逐步氧化为,NO,2,-N,，然后进一步氧化为,NO,3,-N,，致使总氨氮逐步下降，而,NO,2,-N,和,NO,3,-N,则迅速上升。,滤床运转一段时间后，废水通过的生物膜后，总氨氮迅速下降，,NO,3,-N,明显上升，但往往,NO,2,-N,举高不下，此时滤床还不能称作成熟。,因为即使低剂量的,NO,2,-N,也会对生物的生长甚至生存产生很大影响。,因此只有当出水中的水中,NO,2,-N,开始下降，才能称为滤床成熟了。故,NO,2,-N,下降是滤床成熟的主要标标志。,此时微生物代谢旺盛，水的净化能力强，出水水质良好。,当生物膜成熟后，微生物继续增殖，使生物膜不断增厚，特别是废水中有机物较多时，空气中的氧将很快地被表层生物膜所消耗，靠近滤料的一层生物膜因得不到充足的氧气而使厌氧微生物生长起来，并产生有机酸、甲烷及硫化氢等厌氧分解产物，致使滤料带有臭味将大大影响出水水质。,当生物膜过厚时，由于代谢产物过多，好氧生物膜与厌氧生物膜之间就失去平衡，致使好氧性生物膜的生态系统遭到破坏，生物膜则呈现老化脱落，有机物降解效果就差。,故生物膜不宜太厚或太薄，一般以,0.5mm,1.5mm,为佳。,在废水处理过程中，生物膜经历着不断生长、不断剥落更新的演变过程。,生物膜法主要有以下几种类型：,1,生物滤池,生物滤池就是在池内设置填料（或滤料），经充氧曝气后的废水以一定流速不断地通过填料，使填料上长满生物膜，以降解废水中的有机污染物。,生物滤池的滤料早先与物理过滤的滤料相同，但一旦生物膜老化脱落后，其滤缝很容易堵塞，给冲洗带来了困难。故目前生物滤池实际上大多均用填料代替。常用的填料有粒径,3cm,5cm,的煤渣和石砾（以多微孔的煤渣最佳，其表面积大，挂膜能力强）。近年来塑料工业发达后，已大量使用聚乙烯、聚酰胺材料制造的波形板式、蜂窝式、生物球式的填料。其特点是质轻、强度高、耐腐蚀，大小一致，其表面积达,100m,2,/m,3,200m,2,/m,3,。,生物滤池法有以下优缺点：,优 点：,水流较通畅，过滤前后水头差小，水中溶氧供应充足，适于好氧性微生物的生长和繁殖。,填料上布满微生物，其生物量大。,据测定，,1m,3,的填料表面的活性生物量达,125g,，故其降解有机物的能力强。,BOD,5,负荷为,0.1kg/m,3,d,0.3kg/m,3,d,，最高达,0.5kg/m,3,d,1.5kg/m,3,d,。,脱氮、除磷效果明显。,沉淀污泥少，易于管理，不散发臭气。,缺 点：,占地面积较大。,为防止老化的生物膜脱落后堵塞滤缝，污染环境，填料在运转过程中需经常反冲、及时排污。,特 点：,1,、采用气提法提水,(,具有一定压力的气泡在上浮过程中体积膨胀，带出一定数量的水,),，耗电省，处理,1,吨水平均耗电,10 W,。,2,、废水充气、曝气后，进入过滤室。为生物