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厉害!EDIR-MDF新技术,能极大地稳定水质,提高循环水养虾的产量

作者:一号水产
厉害!EDIR-MDF新技术,能极大地稳定水质,提高循环水养虾的产量

长期以来,保持稳定的水质一直是水产养殖业中的重中之重。

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为此,养殖户们选择了更为先进的养殖系统,或者先进的水体处理技术。比如:循环水产养殖系统(RAS),该养殖系统处理水体的能力强,产量高,深得养殖户的喜爱。然而,总悬浮固体 (TSS) 是水体中悬浮颗粒的干重,它也是循环水产养殖系统(RAS)水质恶化的主要原因。

一、循环水产养殖系统的水体处理技术

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大多数情况下,水产养殖池的废水,经过固液分离器的预处理,这一过程有助于减少设备在随后阶段的功耗负荷,微过滤器(MDF)是RAS系统中,最有效和使用广泛的固液分离器之一。

该设备占地面积小,加工效率高,操作简单,但MDF的过滤效率取决于过滤网格的大小,如果减小过滤网目尺寸,这是不可能的。相反,增加TSS的颗粒大小是另一种方法来改进MDF的过滤器。

如今,使用化学絮凝剂是一种通用的方法,可以来增加悬浮粒子的大小。这些颗粒通常包括虾壳、残饵和虾粪等成分。但电凝法(电凝,EC)具有更突出的优点,如:减少处理过程中产生的额外废物、污染少、易于使用和方便控制等。

电凝 (EC) 在具有两个正极和负极的电解质电池上进行,这两个电极都浸入电解质中。首先,在电凝过程中会产生气泡,之后,絮状物形成并以相对较小的尺寸漂浮在水面上,并随着时间的推移而增加,直到达到一定的尺寸。

二、电凝 (EC) 在南美白对虾循环水养殖当中的应用

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目的是增加悬浮在水中的粒子的大小,从而提高MDF的废物处理能力。徐建平教授课题组提出了电凝技术与微过滤技术(EDIR-MDF)相结合的想法。并且,第一项试验是在南美白对虾的循环系统(RAS)中进行的。

在水产养殖系统中,水体的TSS成分和水质通常会随着养殖种类、投喂频率和池塘的环境因素而变化。因此,研究团队利用EDIR系统的电流强度,根据池塘内的水质进行适当的改变,既能保证良好的废物处理能力,又能节省电力。为此,作者使用传感装置 (TMDF) ,来调整适当的电流强度。

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系统图

图A:EDIR-MDF系统,包括设备,如:电源(DC电源)、编程时间(Programmable time replay)、电极板(Electrode plate)、液体流量计(Lipid flowmeter)、泵(Air pump)、储热器、微过滤器。

图B:实验中的RAS系统:养殖池、紫外线灯、泡沫分离器、移动床生物过滤器、液体流量计(脂质流量计)、电凝增径反应器、电极板、缓冲罐、液位开关、微过滤器、集水箱、循环泵。

三、研究的设计和主要目的

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1、本研究中,使用的两个系统是实验室规模的EDIR-MDF系统。即增加颗粒大小的电凝 (EC)系统,结合过滤器系统,在循环水养殖系统当中应用。

2、循环水养殖系统 (RAS) 池塘中的水样,用于评估E 对TSS大小的影响。用于实验水体的盐度约15‰,pH值6.92,溶解氧6.93-7.25 mg/L,温度26.8摄氏度。在评估之前,通过网眼大小为300μm的筛子过滤的养殖水,用于收集水中的悬浮颗粒,如:虾壳和残饵。EDIR的电流强度为50 A/平方米 。

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图A:第7天未经过EC处理的水池,水呈浅黄色,表面有泡沫。然而,在图B中,在 DIR-MDF系统的影响下,养殖水体变得更清澈,没有泡沫(第 11 天)。

3、实验进行了21天。在前7天(无EC处理阶段),水产根本没有使用EDIR-MDF系统对水体进行处理,从第8天到第21天,EDIR-MDF系统投入使用(也称为EC阶段)。然后评估使用期间和未使用系统养殖水体之间的水质参数细节。

4、每天测量养殖池、MDF和输入废水中的TSS、COD、氨和亚硝酸盐浓度。实验结束前后虾的长度和重量分别为6cm;3.23g和9.0cm;8.43克。养殖密度度为1100尾/立方米 。

5、采用自动投料机,投喂频率为1-4次/小时,采食量为15.2-27.5公斤/天。

6、设备的废物去除性能(RE,%)计算公式为:RE=(C1-C2)/C1×100%。其中 C1 (mg/L) 是废物的初始浓度,C2 (mg/L) 是处理后的废物浓度。

四、研究结论

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实验结果表明,无EC处理阶段,水体当中TSS、COD、氨、亚硝酸盐和RAS系统的平均RE值,分别为61.24%、50.87%、27.27%和33.33%。而在在使用EC阶段,这些指标的RE值分别为85.31%、75.17%、8.94%和1.39%。

因此,