净化循环范文

净化循环范文（精选9篇）

净化循环 第1篇

热水热力网 (热电厂区域、锅炉房或间供系统) 悬浮物≤5mg/L总硬度≤60mg/L (Ca CO3) 溶解氧≤0.1mg/L含油量≤2mg/Lp H值 (25℃) :7~12, 其它指标应符合《生活饮用水卫生标准》GB5749-85, 当系统有不锈钢、铜, 铝等Cl-含量不高于25mg/L;当系统中无钢制散热器时, 可不除氧;当采用加药处理时补水水质标准:p H值:7~12悬浮物≤20mg/L总硬度≤600mg/L含油量≤2mg/L集中供暖执行城市热力网设计规范CJJ34-2002或执行HG/T3729-2004标准。

2 采暖循环水系统存在的问题

采暖循环水系统存在的主要问题是换热设备的结垢影响换热效率;系统管网的腐蚀以及腐蚀造成的水质二次污染, 管网末端散热器铁垢沉积、堵塞, 影响散热的问题。由于采暖循环水在经过换热设备时温度上升, 会析出大量水垢, 这些水垢会紧贴在换热设备内表面, 影响换热效率。另外, 采暖循环水在封闭的系统中运行, 运行温度为95℃~75℃。由于系统长期在高温环境下运行, 系统管网、设备腐蚀情况比较严重。造成系统中杂质不断增多, 水的色度、浊度不断提高。如果系统中配备的过滤装置不尽合理, 将无法去除悬浮于水中的铁锈等杂质。随着系统的运行, 水质中的杂质就会在水流速度较慢的散热器等末端装置内沉积下来, 导致管网堵塞。使系统运行工况恶化。这就是采暖系统存在的主要问题。

3 采暖循环水的净化设想

3.1 通常的水处理方案

3.1.1 采用软化的方式目前在采暖循环水

系统的水处理中, 通常采用软化水方式, 即在补水系统安装钠离子交换器, 将水质软化后注入循环系统。但软化水只能解决采暖循环系统中换热设备结垢的问题, 而无法解决系统的主要问题--腐蚀问题和管网的堵塞问题。相反, 软化水还会加剧管网的腐蚀, 加速采暖循环水运行工况的进一步恶化。采暖循环系统存在的问题是综合性的, 需要进行综合处理。

3.1.2 电子水处理器和过滤器来解决问题

目前, 在国内水处理市场上, 各种物理法水处理设备主要以解决防垢、缓蚀、杀菌为主。但在封闭式采暖存在的问题是腐蚀和悬浮物的去除问题。使水中的悬浮态杂质稳定在20mg/l以下。而以往在系统中安装的各种电子类水处理设备配套Y式过滤器、除污器等方式, 由于普通过滤器过滤精度低, 因此无法满足系统对水质的要求及对水质的控制。

3.2 水医生系列设备解决方案

3.2.1 解决方法:

a.在换热设备进水口前安装防垢专用设备“水垢净”, 防止换热设备结垢。b.在系统总管安装防腐专用设备“黄水清”采用物理场射频式水处理设备, 从根源上缓解系统腐蚀。该项功能已通过国家腐蚀与防护中心的检测, 证明物理场射频式水处理设备较不采取防腐处理的系统缓蚀能力提高2.5倍。c.在系统总回水管安装超净过滤设备“铁锈一扫净”设备, 通过电晕效应场, 活性铁质滤膜、机械变孔径三位一体的高精度过滤功能控制系统水质。使水质长期处在HG/T3729-2004标准范围内。彻底解决由于水质问题引发的系列问题。 (以上设备也可选用具有综合处理功能的“全程处理器”替代, 黄水清、铁锈一扫净上期已介绍) 。

3.2.2 注意事项 (水垢净) :

a.设备结垢超过3mm时, 应先采取化学清洗后, 再安装“水垢净”。公司提供化学处理的配套服务。b.输水管道除垢防垢及较远距离用水系统防垢时, 经“水垢净”处理后的水以30min为基本距离, 超过基本距离时, 应采取串联接力形式。c.分体设备的控制箱与设备本体之间的距离不大于3m, (设备配置的电缆长度为3m。用户不能自行改动) 设备旧垢安装“水垢净”二~三个月可以清除水垢。 (具体时间需视被处理系统的具体参数而定--流速、水质、温度及温度变化, 流速变化、排污次数和时间等等) 。d.排污:安装“水垢净”后, 被处理系统应定期排污。排污次数、时间应根据系统的具体情况而定。否则, 会形成“二次垢”, 造成设备防垢功能失效。

4 供暖循环水的净化技术

水垢净的工作原理:其原理是利用物理方法, 在不改变水的生化属性的前提下, 通过耗用电能, 经过设备的物化处理, 来达到防垢、除垢的目的。水经加热形成水垢, 一般需经过三个过程:晶核生成———逐渐长大——沉淀、烘烤。经过这三个过程后, 水垢就会形成并逐渐增厚。“水垢净”的工作原理是从二个方面来解决这个问题。一是通过换能器将特定频谱的射频能量转换给被处理介质——水, 使成垢离子间的排列顺序、位置发生扭曲变形。当被处理的水被加热时, 需经过一段时间才能恢复到原来的状态——即所谓“时间软化水”。故在此段时间内, 成垢的机率很低, 从而达到防垢的目的。二是通过换能器, “水垢净”能连续发射出与水垢自振频率相近的波, 使其在一定范围内产生共振效应, 使旧垢逐渐松软、脱落, 从而达到除垢的目的。由于“水垢净”防垢除垢的原理是“时间软化水”的概念, 故处理后的水须直接进入换热设备, 即设备必须靠近换热设备安装。它的优点是设备体积小, 不占地, 安装操作简单, 运行费用低, 对水质、环境无污染, 是各种设备防垢除垢的最佳选择。功能参数:a.防垢有效率:>98%除垢有效率:>95%。b.适应水质:总硬度<700mg/1 (Ca CO3) 。c.压力损失:<0.007~0.01Mpa。d.工作电压:交流220V±10%。e.安全绝缘电压:5000V。f.消耗功率:<340W。g.工作环境要求:-25℃~+50℃相对湿度:<95%。h.工作温度: (被处理介质温度) -25℃~+160℃。i.平均无故障工作时间不小于50000小时。j.适用介质:自来水、冷却水、冷冻水、热水、工业用水、地表水、地下水、游泳池用水等。根据需处理的水质及系统。

水处理设备“水垢净”主要由转换器和控制器二部分组成。转换器由换能射频器及壳体组成, 换能射频器根据处理水量的大小、水质情况, 陈列排布。控制器由电子元器件、集成电路、调压器、散热器等组成。

使用安装注意事项:将设备与系统管路安装完毕, 调使合格后, 接通设备主体配电箱上的电源 (220V/50HZ, 配电箱指示灯显示绿色, 即可正常运行。当系统停止运行时, 水垢净也应断电停止使用。禁止在无水状态下长时间开启设备。重要部位可采用旁通式安装, 以便在不停机状态下检修设备。循环系统应配套“铁锈一扫净”以便收集并排放水中的杂质、悬浮物。浓缩倍数应控制在4以下。系统长期停止运行或季节性停止运行, 均须在系统停止运行前, 向水中投加适量的缓蚀剂, 并采用满水湿保护的方法以减少腐蚀, 保护系统换热器、锅炉安装“水垢净”后, 应视水质情况定期排污。安装形式及位置:

a.独立原则:一般情况下, 每台换热器、每个独立的结垢设备, 应单独配备一台设备。

b.接近原则:一般情况下, 设备应靠近被处理的换热器安装, 被加热媒均应全部通过“水垢净”。且中间不能间隔水箱、水泵、锅炉等设备。

净化循环 第2篇

[摘要] 脱排油烟机是结构比较简单的电器产品，主要用于排除厨房烹饪过程中产生的油烟废气。脱排油烟机的集油系统设计有多种形式，有的采用密封式油烟分离装置，有的采用全封闭直排式集油器或短油路设计，从而可使油路不堵塞。但是这些办法都不能彻底的清除油烟中的油污分子和碳分子，并没有真正意义上的解决脱排油污的问题。只有遵循可持续发展的设计观，才能真正的做到既排污还能够环保。

[关键词] 环保 可持续设计 健康 师法自然

一、绪论

随着人类科学技术水平的迅速进步和人们生活水平日益提高，人们在不知不觉中也增大了对自然界的破坏能力。现如今地球的生态系统已经在人类肆虐的污染下受到严重的破坏，温室效应，洪涝灾害，地震和泥石流等自然灾害日渐频繁，保护地球生态势在必行。人类本意是想利用科学技术提高生活质量，可是相反在有意和无意中破坏了自然环境，实际上也威胁到了自己的健康。厨房是碳排放量很高的地方，在我们的日常生活中，我们表面上觉得自己在享受着环保的厨房生活，但实质上我们只是把含有高碳量的油烟排向了室外，并没有真正意义上的保护环境。所以真正意义上的实现环保的厨房生活是关系到人类健康和地球生态的头等大事。

二、概念设计

1.健康的环保生活。如今地球生态已经在人类的肆虐污染下千疮百孔，为了保护好我们的家园，在生活中使用环保型的产品势在必行。随着人们生活水平的不断提高，人们已经在物质消费中得不到满足，从而需要在精神消费上抚慰自我。这就要求产品不仅要满足物质功能上的需求，还要承载着一定的精神内涵和健康的设计目的。人们不仅重视自己的身体健康，也同样重视心理的健康状况。在日常生活中，使用环保型的产品，既能在功能上满足物质需求，又能达到环保的健康目的和精神内涵。

2.可持续的3R理念。地球是我们祖祖辈辈生存繁衍的家园，当今科学技术发展的突飞猛进，虽然让我们拥有了丰富的科学知识和一些超自然的能力，但是我们并没有将这些能力都充分利用于保护我们的家园。相反，一些实验和行为的实施是以破坏地球环境为代价的。作为一个设计师，应该利用自己掌握的知识，通过让人们在对产品的使用中去感受健康的生活，实施环保的行为，理解可持续的发展观。带领大众走出只是使用的1R时代，走向环保、健康、可持续的3R时代，让3R理念家喻户晓，从而让大家共同缔造一个和谐和可持续发展的社会。

3.师法自然的设计理念。从环保、健康、可持续的3R理念出发，让我们来寻找一种既可实现又符合科学原理的办法来解决既能排污又能环保的问题。许多难题在大自然面前都会不攻自破，在这里自然界中的光合作用原理给了我很大的启发。光合作用是指植物在光照条件下，吸收二氧化碳和水，将其转化为有机物和氧气的过程。这种神奇的循环过程，在叶绿素作为载体的条件下，将温室气体变成了氧气。那么我们可不可以让油烟机在工作状态下，吸收油污分子和碳分子，释放出低碳量的净化气体呢?这样一来就可以利用这种循环原理来实现真正意义上的油污脱排啦。

三、形式设计

形式是服从于功能的，那么设计形式就先要研究功能。第一，要实现抽油烟的功能;第二，要将抽来的油烟进行过滤循环，通过循环净化气体;第三，将净化过的气体排到空气中。

首先，要抽吸油烟就要先考虑吸油槽。传统的油烟机都是利用罩型的风柜来吸烟，但是罩型风柜占空间太大，已经被逐渐淘汰。经过试验发现“日”字形浅油槽，既能节省空间，形状又能与炉灶形状相对应，能够在合理的空间安排上更充分的抽吸油烟废气。

其次，油烟的循环需要在一定的空间内进行，一般在厨房空间内油烟机的高度之上很难再有足够的空间去进行此项工作，所以这个循环所用的空间只能放在油烟机主体的下方。但是为了避免在空间上与炉灶和烹饪的操作空间相冲突，这个用于油烟循环的空间被设置在炉灶之下。

最后，净化后的气体对生态环境不构成威胁，所以可以直接释放在空气中。

经过功能和空间需求的分析，循环式油烟机在形式上应当设计成下排式造型。并且为了体现产品的现代感，最终设计成浅油槽薄烟罩的形式。

四、材料与节点设计

在材料的选择上，油烟机是一个跟机械有关并且具有男性力量感的产品，所以从对材料的情感角度出发，应当选择具有相同情感特征的材料。最能够恰当的表现这种情感的.就是钢材啦，介于厨房这个特殊的工作环境，所以一般油烟机设计厂家选择不锈钢作为产品的制作材料。

节点是指部件与部件之间的连接点。

节点是造型的重要组成部分，也是连接各部分的重要环节。节点的连接方式也会因造型中材料性质和结构方式的不同而形式各异。但总体来看，部件与部件的连接形式可分为滑接、铰接和刚接，那么与之相对应的节点就分别为滑节点、铰节点和刚节点。

对于不锈钢材料而言，在节点的连接方式上选择刚接。为了使产品呈现出平整简洁的外观，在材料的节点连接处必须采用无缝焊接技术来实现连接。

五、人机关系

1.作业空间。在产品设计中，如将开关之类操作件随意地配置于手所不及的位置，就失去了它存在的意义。很有必要将人伸手脚所及的空间作为作业空间进行研究。但并非所有手所能及的场所，均能方便地进行操作。如将水平面上手所能及的空间作为最大作业域，设计中最好将主要作业都安置在该域内的正常作业域中，而把那些高精度、高频度的重要作业安排在图中的最佳作业域内。同样道理，将手臂上下移动，也可以做出类似的作业空间，这被称为垂直作业域。这对控制屏之类的设计有着重要的意义。

2.立姿时最佳操作位置。日常厨房生活中，不妥的设计非但会招致视觉疲劳、效率下降，还会成为腰肌劳损的重要原因。国外曾对从事碗盏洗刷作业者的肌肉活动量、新陈代谢率与耗氧量进行了测试，以身高为100%计，得出了结论：身体前方20cm，离地为身高55.7%处为最佳工作点。但当作业性质改变时，最佳工作点也将浮动。一般，精细但不费力的作业点以较高者为佳。

六、新技术的应用

1.闪光对焊的新技术。油烟机设计制造中，恰到好处的应用新技术，确保产品严密、环保，并推进市场健康快速的发展。

程控降低电压闪光对焊新技术：与预热闪光对焊相比较，具有焊接时间短、需用功率低、加热均匀等优点。

脉冲闪光对焊新技术。与普通闪光对焊相比较，由于没有过梁的自发爆破，喷溅的微粒小、火口浅，因而热效率可提高一倍多，顶锻留量可缩小到三分之二至二分之一。

矩形波闪光对焊新技术。与工频交流正弦波闪光对焊相比较，能显著提高闪光的稳定性。因为正弦波电源当电压接近零位时，将使闪光瞬间中断，而矩形波可在全周期内均匀产生闪光。与电压相位无关。

2.循环净化的新技术。经过深入的业内调研发现，在德国进口的欧式油烟机中，有一些少见的新技术机型。比如：水帘式油烟机采用洗涤吸收法，利用添加有洗涤剂的水溶液，在吸排油烟的同时自动将雾化的水溶液与油雾发生乳化和皂化反应，烟尘也同时被润湿洗涤下来，燃料燃烧时产生的有害物及烹饪过程中产生的油烟绝大部分被水溶液中和净化。当洗涤剂含油量较多、净化效率下降时，净油机会自动地报警提醒用户更换洗涤剂。

还有循环型欧式油烟机也比较少见，也是欧式油烟机的一种新型油烟处理方法。将油烟吸进风柜中，风柜中放有高吸附性能的活性炭，活性炭的强吸附作用可以将油烟中的油污吸附在其表面上。当吸附性能下降时，将活性炭放于通风处数小时，便可以重新恢复其强大的吸附性能。

3.综合应用新技术。掌握这些新技术的原理，并且将其综合利用，就会达到事半功倍的效果。多种新技术的综合利用不仅会提高工作的效率，而且更有可能实现从前不可能实现的加工工艺和工作效果。

七、结论

新技术的使用，在油烟机的工作原理中采用一次循环两次过滤的方法，充分将油污分子和碳分子净化掉。既运用了水帘式油烟机的洗涤吸收法，又利用了活性碳的高吸附性能。

在部件的连接中，为了使产品的外观整体造型简洁美观，各接缝出采用无缝焊接技术，运用闪光对焊的新技术，对各部件进行连接。运用这种焊接技术，在加工中材料受热均匀，不会造成材料因受热不均而出现扭曲变形的现象。

最终在设计中体现出可持续发展的3R理念和师法自然的设计思想，为用户设计出一种环保健康的生活方式。遵循“形式服从于功能”的观点，从功能出发设计具有现代主义风格的功能主义的简洁外观形式。并且参考人机工程学的一些数据资料，制定了产品的具体尺寸和各部件间的比例关系。

参考文献：

[1]张宪荣陈 麦张 萱:工业设计理念与方法.北京理工大学出版社，2005.7

[2]赵江洪:人机工程学.北京蓝色畅想图书发行有限公司，2006.5

净化循环 第3篇

关键词：干式超净+；脱硫脱硝；循环流化床；多污染物协同脱除

中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）15-0161-03

随着我国国民经济的快速发展，传统能源的开发利用引发了严重的大气污染。依据我国资源构成的特点，以燃煤发电为主的能源结构长期很难改变[1]。燃煤烟气污染控制已成为了当前乃至今后的几十年中我国环保领域重大的科学、技术和工程问题。

循环流化床干法工艺是国内外研究最多、应用最广的一种干法烟气净化工艺。该工艺具备实现一套系统完成SO2、NOX、Hg、SO3、HCl、HF和粉尘等多种污染物的同时治理的能力。在此基础上开发高效的干式超净技术，可以最大限度减少设备的投资成本、运行维护费用和占地面积具有重要意义。

1 循环流化床干式“超净+”净化工艺

烟气循环流化床净化工艺起源于德国鲁奇。2001年后，福建龙净环保股份有限公司（简称“龙净”）在引进原德国鲁奇公司的CFB脱硫技术基础上，解决了易结垢、堵塞、甚至塌床等问题，并成功地让循环流化床反应器能够适应锅炉不同负荷变化，使得烟气循环流化床净化工艺得到了长足的进步和发展[2，3]。

随着我国燃煤烟气的超低排放升级改造治理的推进，龙净通过深度改造和创新，进一步提高了烟气循环流化床干法工艺的脱硫率，并将低温氧化协同脱硝技术与流化床反应器相结合[4，5]。同时，开发超低排放的特种布袋除尘器，形成了燃煤烟气循环流化床干式“超净+”净化工艺技术，高效经济地实现了燃煤烟气脱硫、脱硝、除尘及多污染物协同净化目标。

1.1 净化流程

典型的烟气循环流化床干式“超净+”净化技术主要包括脱硫、脱硝、除尘及多污染物协同治理等，具体指的是：将燃煤烟气的治理以循环流化床净化技术为核心，如图1所示，在循环流化床反应器（吸收塔）内，喷水增湿的烟气与喷入的吸收剂（消石灰）强烈混合进行反应，脱除烟气中的SO2、SO3、HCl、HF和二噁英等气态污染物，以及对粉尘、Hg等重金属污染物的协同脱除。同时，有机结合SCR、SNCR等脱硝技术和自主研发的低温氧化协同脱硝技术，实现脱硫脱硝除尘一体化及多污染物协同综合治理，并最终达到烟气超净排放的工艺技术。

1.2 工艺原理

循环流化床净化吸收塔内进行的化学反应是非常复杂的。烟气中大量的SO2和少量的SO3、HCl、HF及二噁英等污染物与Ca（OH）2反应生成亚硫酸钙和硫酸钙，以及其他相应的副产物。

其中，烟气中的NOx（一般以NO形式存在）污染物被脱除的过程如下：

2NO+NaClO2 =2NO2+NaCl氧化过程

2Ca（OH）2+4NO2=Ca（NO3）2+Ca（NO2）2+2H2O吸收过程

1.3 循环流化床干式“超净+”净化工艺的技术特点

循环流化床干式“超净+”工艺技术继承了原有的循环流化床干法净化工艺的占地小、净化效率高、烟囱无需防腐、烟囱排烟透明等优点外，还具有以下创新的技术特点：

①烟气排放指标媲美甚至优于燃气轮机的标准。循环流化床干式“超净+”技术可实现装置出口烟气“50355+530”的“超净+”排放指标（即：NOX浓度≤50 mg/Nm3、SO2浓度≤35 mg/Nm3、粉尘浓度≤5 mg/Nm3，同时Hg浓度≤3 μg/Nm3、SO3（硫酸雾）浓度≤5 mg/Nm3，无废水产生）。以较低的投资和运行成本，实现技术经济性佳的多种污染物协同脱除。

②优化的工艺水系统和吸收塔结构，优良的塔内传质传热过程提高了SO2的脱除效率，实现SO2的经济性超低排放。

③创新的协同低温脱硝工艺，助力NOx实现超净排放，并进一步促进脱硫效率的提升。协同低温脱硝工艺的单独脱硝效率可达60%以上。同时，还能提高脱硫效率，更为经济高效地实现SO2的超净排放。

④“流化床造粒+超滤布袋除尘”的组合，更为有效地脱除PM2.5细颗粒物，实现粉尘的超低排放。

⑤多污染物高效协同净化。可同步高效脱除SO3、HCl、HF等酸性气体（脱除率可达98%以上），以及脱除铅、砷、汞等重金属污染物（综合脱除率在95%以上）。

2 工程实例

中国石化广州分公司（简称“广石化”）是中国石化集团所属特大型石化联合企业，采用高硫燃料（硫分含量高，6.0%～6.7%之间）的1#、2#循环流化床锅炉（2×420 t/h）分别建成投产于2007年12月及2009年4月。

广石化1#、2#循环流化床锅炉（2×420 t/h）的烟气超低排放改造项目是国内第一台投运的CFB锅炉配套烟气循环流化床干式“超净+”工艺，该工程于2014年初开始实施， 2014年6月一次性顺利成功投运。

2.1 设计参数

2.1.1 燃料成分

广石化2×420 t/h燃烧高硫燃料CFB锅炉的主燃料为广石化炼油厂的高硫石油焦，其成分分析，见表1，硫含量非常高，在6.0%～6.7 %之间。

2.1.2 烟气参数

广州石化2×420 t/h燃烧高硫燃料CFB炉空预器出口烟气参数，见表2，炉内脱硫效率为92 %，Ca/S为2.35。出口设计值按“50355+530”进行设计。

2.2 运行情况

2.2.1 NOx“超洁净排放”控制

广州石化2×420 t/h CFB炉由于燃烧高硫的石油焦和煤混合，锅炉排放NOx浓度波动较大，低负荷运行时，浓度在150～250 mg/Nm3范围之内，满负荷时，浓度高至350 mg/Nm3。

综合考虑运行成本因素，当原始NOx浓度较低时，仅投运SNCR脱硝装置，即可实现NOx低于50 mg/Nm3的超低排放。锅炉初始NOx浓度为200 mg/Nm3时，如图2所示。利用SNCR脱硝装置可将锅炉出口NOx的浓度降到35.7 mg/Nm3，经过循环流化床干式“超净+”装置后，NOx浓度进一步降至27.76 mg/Nm3。

当NOx初始浓度较高时，为了实现NOx的超低排放，在SNCR投运基础上，再投运协同低温脱硝系统，可将NOx排放浓度稳定控制在50 mg/Nm3以下。如图3所示，锅炉初始NOx浓度为320 mg/Nm3时，SNCR投运后进入到吸收塔入口的NOx浓度为72.8 mg/Nm3，利用低温协同脱硝装置可控制循环流化床干式“超净+”装置最终出口NOx的排放浓度达到20.0 mg/Nm3，其中低温协同脱硝效率达73 %。

2.2.2 SO2“超洁净排放”控制

通过CFB锅炉炉内脱硫的有效控制后，吸收塔入口SO2浓度为800～1 500 mg/Nm3。为实现SO2“超低排放”要求，通过进一步优化运行工况，对运行温度、床层压降等参数进行精准控制，通过喷入系统中工艺水量的调节适当降低运行温度，同时提高床层压降，可保证SO2的排放浓度稳定在35 mg/Nm3以下。广石化CFB炉循环流化床干式“超净+”装置出入口持续运行的SO2曲线，如图4所示。

2.2.3 粉尘和其他污染物的“超净+”控制

通过吸收塔内激烈的颗粒湍动和凝并作用，以及布袋除尘器的过滤作用，充分保证了烟气循环流化床干式“超净+”装置出口的烟尘浓度稳定小于5 mg/Nm3的“超低排放”。

另外，广石化项目硫酸雾（SO3）的脱除效率高达99%，出口浓度为3.4 mg/m3；在不添加任何吸附剂的前提下，总Hg脱除率达87.7%，出口浓度为0.824 μg/m3，远低于《火电厂大气污染物排放标准 GB13223-2011》中的排放要求。

3 展 望

燃煤烟气循环流化床干式“超净+”技术，可实现脱硫、脱硝、除尘及多污染物协同净化的功效，该技术具有高效、协同、经济、稳定的“超净+”排放等特点，而且没有废水产生、烟囱无需防腐、排烟透明无视觉污染，真正实现技术经济性好的燃煤烟气的超低排放要求，具有极为广阔的应用前景。

参考文献：

[1] 崔村丽.我国煤炭资源及其分布特征[J].科技情报开发与经济，2011，

（24）.

[2] 詹威全.循环流化床脱硫的技术优势及应用的最新进展[J].中国环保 产业，2011，（9）.

[3] 张原.新型烟气循环流化床脱硫技术创新研究[J].中国环保产业，2014，

（3）.

[4] Jianchun Wang. Comprehensive Solution to Flue Gas Desulfurization

and Denitration of Circulating Fluidized Bed Boiler[J]. Meteorological

and Environmental Research，，2014，（7）.

循环水养蟹之尾水净化技术初探 第4篇

1 材料和方法

1.1 池塘改造

在消泾村什亩滩选取333 500 m2水面进行池塘清整，开挖渠道实现进排水分开。改造和流转出33 615 m2水面用于尾水分级净化，其中一级净化池3 600 m2，二级净化池13 340 m2，三级净化池16 675 m2。所有净化池彼此相邻，排水管道将养殖尾水收集排入一级净化池，由一级净化池泵入二级净化池，再流回池塘或储备于三级净化池。

1.2 净化措施

在一级净化池内种植水花生，覆盖面积为50%～70%，水花生在水面的布局呈条块状分布。二级净化池全池种植伊乐藻，岸边种植水花生，并装备2 500 m2的阿科蔓生态基。三级净化池种植伊乐藻并适量放养虾蟹，与其他养蟹池同样管理，水位1.2m以上，主要用于储备净化过的水，以供养殖池换水之需。

1.3 净化效果监测

在2008年6月15日至11月10日对一级净化池、二级净化池、养蟹塘及水源地的TN、TP、BOD5、CODMn、悬浮物、透明度、溶氧、pH值等进行了4次监测。pH值采用便携式pH计法(FG2型，上海梅特勒-托利多仪器有限公司)，溶氧采用溶氧仪法(HI9143型，意大利Hanna仪器公司)，TN采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(GB 11894-89)测定，NH4+-N采用纳氏试剂比色法(GB 7479-87)测定，TP采用钼酸铵分光光度法(GB 11893-89)测定，悬浮物采用重量法(GB 11901-89)，透明度测定采用黑白盘法，详见《水环境监测实用手册》[2]。BOD5、CODMn、叶绿素A测定参照《湖泊富营养化调查规范》[3]中方法进行。同时，请吴江市渔业生态环境监测站现场采样检测净化池水质。

2 结果

一级净化池长年水草茂盛，二级净化池沉水植物长势良好，但浮水植物长期枯黄。一级池水质混浊，二级池水质清澈。500×667 m2示范区内实施循环水养殖后产量较周边地区高210 kg/hm2，整个区域内无病害发生。

表1给出了2008年6—11月间4次水质监测结果的平均值。由表1可见，蟹塘的pH值较高，一级净化池中pH值仍然较高，但二级净化池中pH值已降至7.49，符合养殖用水标准。一级池的溶氧较低，二级池的溶氧升至6 mg/L，宜于养殖。蟹塘水质较清，透明度较高，平均值为58.6 cm，一级净化池内的透明度并没有得到提高，但二级净化池内透明度大大提高，达到135.4 cm。池塘水体BOD5、NH4+-N、TN、TP、CODMn、叶绿素a、悬浮物含量分别为2.0 mg/L、0.60 mg/L、2.14 mg/L、0.19 mg/L、4.61mg/L、19.37μg/L、14.31 mg/L。经过净化，二级池中的相应值分别降为1.16 mg/L、0.42 mg/L、1.18 mg/L、0.08 mg/L、3.97 mg/L、14.4μg/L、3.14 mg/L，达到了太湖流域池塘养殖水排放标准一级标准(表1)，并分别比池塘下降了42%、30%、45%、58%、14%、26%和78%，比水源水下降了49%、65%、61%、60%、18%、58%、67%。

吴江市渔业生态环境监测站现场采样检测报告也显示二级净化池的水质达到了太湖流域池塘养殖水排放标准一级标准。

3 讨论

养殖水的净化方法有很多，概括起来有物理、化学和生物三大类[4]。物理方法往往成本较高，化学方法往往可能带来二次污染，而强化生态自我修复功能的生物净化技术被广泛采用。生物净化过程是生态养殖的一部分，具有低投资、高效益、便于应用等特点。目前已在生产中推广应用的生物净化方法有很多，其中报道较多的是微生物制剂，但微生物制剂往往作用单一，成本也不低，由于目前市场上还没有过硬的产品保证使用后能使水质得到根本性改善，因此本项技术更具有可推广性。

养蟹塘由于大量栽种水草，水草光合作用吸收CO2，导致pH值偏高[5]，尤其在水草长势旺盛的5—7月，调查中发现许多池塘的pH值高于9.0。一级净化池水面有大量水花生覆盖，水体内藻类的光合作用较弱，pH值也有所下降，但溶氧较低，不宜直接用作养殖水。二级池虽然全池种植了伊乐藻，但水深达4 m以上，光合作用不是很强烈，既补充了溶氧又降低了pH值，使水质宜作养殖之用。

透明度的大小基本上取决于水中悬浮的有机或无机物质的多少。池水透明度的高低，可以表示水中浮游生物的丰歉和水质的肥度。养蟹池本身的透明度较高，达到了太湖流域池塘养殖水排放一级标准。经过净化二级池透明度进一步达到135.4cm。但由于水质过于清瘦，池中浮水植物长期处于枯黄的状态。从这个意义上说，二级净化池也不宜种植浮水植物。

2007年江苏省海洋与渔业局制定了养殖水排放暂行标准，规定排放的一级水中TN≤2.0 mg/L、NH4+-N≤1.3 mg/L、TP≤0.2 mg/L、CODMn≤8.0。由表1可见，二级净化池的水质完全达到了一级水标准，还比水源水质好很多，可循环使用。

蟹池由于大量栽种水草，水质较好，本身已达到或接近江苏省海洋渔业局制定的养殖水排放一级水标准，但这一标准的制定本身考虑了多种因素，不是非常苛刻。如果从治理养殖污染的角度出发，蟹池排放水的深度净化还是非常必要的，因为与国外发达国家相比，他们的排放水水质标准很高。例如丹麦规定排放水中总磷<0.05 mg/L，氨氮<0.40 mg/L，悬浮物<3.00 mg/L, BOD<1.00 mg/L[6]。本研究结果表明，通过二级净化，水质可以接近丹麦的排放水标准。

虽然通过净化，水体BOD5、NH4+-N、TN、TP、CODMn、叶绿素a、悬浮物含量分别比池塘中下降了42%、30%、45%、58%、14%、26%和78%，但在水质较好的情况下水草的净化能力是比较低的。在后续研究中发现营养盐浓度较高时水草的净化效率非常高，因此，对于排污量较大的养殖模式，这种净化方式也是可取的。另外，虽然本次试验中使用了阿科蔓生态基，但其净化功效有待进一步研究确定。

根据一年来对尾水净化区生物消长规律和水质的跟踪调查，我们认为，尾水处理区可根据功能需要分成三个区，第一个区域为沉淀区，水要深，种植漂浮植物如水葫芦和水花生，吸收水体里的N、P，使浮游藻类不能进行光合作用，死亡后和悬浮颗粒一起沉淀，沉淀2昼夜即可。第二区为复氧区，种植沉水植物，沉水植物可以吸收底泥中的N、P等营养盐生长，也可以进一步吸收水体里的N、P，因而生长不会因为水质太瘦而减缓，这样可以维持比较大的生物量，当水质过肥时可有效去除水体的N、P等营养盐。沉水植物还可进一步沉淀悬浮物质，同时通过植物在水下的光合作用补充水体氧气，一些有害物质也可以在这个区域通过氧化而下降。第三区为储水区，将第二区的水储备在这个区域，这个区域面积要大一些，水位在1.2 m以上，可养殖少量河蟹、青虾和鱼类。二区净化过的水可直接灌到其他养殖池，也可以灌入这个储备区。因第二区面积不是很大，净化过的水外排则其他池塘需水时得不到供应，储备区是兼顾了水质净化和水面效益。储备区河蟹产量应适当降低，但可以保证整个示范区有充沛的优质水源。根据估算，500×667 m2的养殖区宜设20×667 m2左右的沉淀区，10×667 m2左右的复氧区，40×667 m2～80×667 m2的储备区。如果500×667 m2的示范区内同时有2个20×667 m2的池塘出现水质恶化需要换水，储备区的水位下降30～40 m就可以满足需要了，储备区水位在1.2 m以上(也是河蟹适宜生长的水深)，降到80 cm基本不影响河蟹生长。

摘要：在阳澄湖滨消泾村开展了循环水养蟹试验, 试验水面333500m2, 进、排水管分开, 改造和流转出33615m2水面用于尾水分级净化。其中一级净化池3600m2主要种植水花生, 覆盖面积50%～70%, 水花生在水面呈条块状分布。二级净化池13340m2, 全池种植伊乐藻, 岸边种植水花生, 并装备2500m2的阿科蔓生态基。二级池的水可直接灌入蟹池, 也可入三级净化池储备。三级净化池16675m2, 种植伊乐藻并适量放养虾蟹, 与其他养蟹池同样管理, 水位1.2m以上, 主要用于储备净化过的水。实施循环水养殖后产量较周边地区高210kg/hm2, 整个区域内无病害发生。二级净化池中BOD5、NH4+-N、TN、TP、CODMn、叶绿素a、悬浮物含量分别为1.16mg/L、0.42mg/L、1.18mg/L、0.08mg/L、3.97mg/L、14.4μg/L、3.14mg/L, 达到了太湖流域池塘养殖水排放标准 (暂定) 一级标准, 并分别比蟹池下降了42%、30%、45%、58%、14%、26%和78%, 比水源水下降了49%、65%、61%、60%、18%、58%、67%。

关键词：河蟹,循环水养殖,生物净化

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净化循环 第5篇

1 深度净化循环使用技术工艺概述

缫丝生产污水深度净化循环使用技术主要工艺原理为：使用好氧微生物在一定的压力下对污染物进行降解还原。其处理工艺流程如图1所示。

1.1 分流与收集

缫丝企业的废水由缫丝生产废水、屑物废水、锅炉排污水和生活废水构成。缫丝废水应与其他废水分流，经格栅池后再进入多功能调节池。

1.2 调节与水解

对多功能调节池进行曝气充氧并采取内部填料、生物液回流等措施，使废水中的污染物质在此阶段就被生物降解，在保持了一般调节池具有对水温、水量及污染物浓度进行调节的同时，又具有降解防臭功能，消除厌氧菌的代谢，从而避免硫化氢和臭味的产生。

1.3 加压溶氧

经调节、水解阶段预处理后，废水经水泵进行提升加压，同时将高压空气与水在溶气罐中形成饱和的水气混合体。

1.4 生物氧化与过滤

该技术采用压力生物接触氧化塔(简称压力生化塔)，使塔内溶解氧含量为常规方法的数倍，可大幅度提高微生物降解污染物的效率。废水经此装置处理后，大部分有机污染物被还原为二氧化碳、水等物质。压力生化塔的出水引至生物过滤器，在此单元中，悬浮物质被截留并部分降解，另外塔内的生物絮团能形成上下对流，进一步增加水与生物膜的接触时间。由于生物膜能自净，又消除了生物膜之间的粘连，可防止填料堵塞。

1.5 生物炭吸附

将微生物植于活性炭孔中，形成生物活性炭。活性炭内部具有发达的空隙，比表面积巨大，具有很强的吸附污物的能力。运行相当一段时期后，还可以对活性炭采用好氧厌氧双重生物再生的方法，提高再生效果。

2 缫丝生产污水深度净化循环使用技术应用实例

广西某丝绸有限公司现有自动缫12组，可年产白厂丝500T，企业生产日耗水量约1800m3，日排水量约1500m3。2008年5月引进该技术，装置总投资约200万元，2008年9月投入试运行，主要处理设施及技术参数见表1。

2008年10月有关环境监测机构对废水处理系统进行了竣工验收监测。主要污染物pH、COD、BOD5、SS等经处理后不仅达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准，同时还达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)三级标准，因此经处理后的废水可全部回用于生产，废水处理前后监测结果见表2。

3 运行成本综合经济分析

以年产白厂丝500T，日排水量1500m3为例，污水深度净化循环系统建成后运行费用如下。

3.1 运行成本（支出）

总装机容量为33kW。日耗电量为792kwh，电费按0.5元/kwh计。动力成本为：792×0.53×300=11.88(万元/年)。

本项目污水深度净化循环系统自动化程度高，每班1人，四班三运转，共定员4人，按月工资(含各项福利)1500元计(以中西部地区中等工资水平计)。人工费为7.2万元/年。

因此年运行成本为19.08万元。

3.2 资源与环境效益（收入）

由于污水深度净化循环系统经处理后的废水全部回用于生产系统，则企业每天可回用水1500m3，水费按1.0元/m3计算，可减少水费支出：1.0×1500×300=45(万元/年)。

经处理后废水回用于生产系统节约用水的同时，还同步回收了水中热能。经测算生产煤耗可下降约20%。废水经处理后CODcr年削减量约72T, BOD5年削减量约28T, SS年削减量约27T。仅CODcr一项年减少排污费72000×2×0.7/10000=10.1(万元)(按目前收费标准计)。

4 该处理技术的特点与不足

该技术净化机理属于生物降解还原范围，与常规方法比较有许多不同：使用多种方法(如常规曝气+加压曝气，气浮筛选预处理等)大幅提高微生物活性及生化效率，缩短反应时间;生物调节池具有除臭、降解、悬浮物上浮及去除功能;所用活性炭具有在运行过程中自我再生的能力，可长期使用。缫丝生产污水经处理后，出水生化指标、物理指标均能恢复至使用前的水平，而且系统出水不用再加压，可直供至高位水箱或水塔，作为水源供应给各用水车间。

该技术也存在一些不足，主要表现在：该技术仍属于生物好氧降解还原范围，因而污染物中的总氮、总磷不能有效去除。其中10月31日监测结果表明总磷处理前为5.47mg/L，处理后4.65mg/L，超过《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准(标准限值为0.5mg/L)。此外，由于总磷、总氮偏高，在南方高温晴热天气下，生物调节池需加盖遮阳网以减少藻类大量繁衍。

为解决废水中总磷、总氮偏高的问题，需增加生物厌氧工艺或直接采用化学除磷等处理办法，有条件的地方还可采用定期部分农灌，从而增加土壤肥料。缫丝生产企业如同时还进行汰头、蚕蛹副产口加工，建设有屑物等高浓度有机废水生物厌氧处理装置时，可考虑将约5%的缫丝废水引入中生物厌氧处理装置中，达到生物厌氧脱氮除磷的目的。

5 结语

据了解，国内700余家持有缫丝生产许可证的企业中，只有不到10%的企业建设有污水处理设施。目前我国南方及中西部地区大多数缫丝生产企业仅对废水采取氧化塘存放，自然消解后直接排放，不仅给社会环境造成直接污染，同时企业也要承担一定的排污费用。缫丝废水深度净化循环使用技术的成功应用，实现了企业废水的零排放或微量排放，收到了环保、节能、增效的多重效果，具有广泛的推广意义。

摘要：对缫丝生产污水深度净化循环使用技术在生产实践中的应用研究表明, 该技术稳定可靠, 具有显著的经济效益和社会效益。同时对该技术在应用中存在的问题进行了探讨。

关键词：缫丝废水,废水处理,深度净化,节能减排

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净化循环 第6篇

1层流净化的概念分析

在医院中, 目前层流净化已经开始得到了非常广泛的使用, 尤其是在手术室中, 更是尤为普及。层流净化主要是使用空气净化技术, 对空气中的微生物污染情况进行有效的控制, 并保证空气洁净程度能够符合各种手术治疗的要求。而在以往的研究中显示, 在手术室中使用层流净化系统能够起到非常好的效果, 明显降低了患者的并发症发生率, 并提升了临床治疗效果[2]。因此, 目前在对一些要严控外源性感染的患者, 如烧伤、呼吸道感染以及大面积外伤患者在护理时, 层流净化系统也得到了比较好的使用。在以往的医院研究分析中, 通过使用层流净化技术可非常好的保证到这些患者的护理要求以及治疗要求, 明显降低了这类患者的并发症发生率。而在层流净化系统的使用过程中, 循环水泵是必不可少的。循环水泵是温度控制装置中的重要组成部分, 这一部分主要是让层流净化系统中的水分得到循环。但需要注意的是, 由于循环水泵的特点, 需要不断的对液体进行循环流通, 因此其能耗是相当巨大的[3]。而这一情况的出现也会导致层流净化系统的能耗得到非常大的提升。

2我院手术室净化工程的情况分析

2.1我院手术室净化工程的基本情况:我院洁净手术室净化工程, 位于大楼的第4层, 设备机房位于其上一层的设备层。Ⅰ级手术室1间、Ⅲ级手术室12间 (其中正负压手术室1间) 、2间门诊手术室、及相应的辅助用房。净化空调机组冷源由设在屋面的风冷模块机组供给, 夏季空调设计冷负荷为460 k W, 由2台FLRB-1、FLRB-2风冷模块机组提供。单台风冷模块机组管壳式换热器循环水需要的流量43 m3/h, 2台风冷模块机组管壳式换热器循环水需要的流量86 m3/h, 由2台常用循环水泵LRSB-1、LRSB-2流量46.8m3/h、电机功率7.5 k W提供, LRSB-3为备用循环水泵。系统图见图1。

2.2我院手术室净化工程的工作原理分析:FLRB-1、FLRB-2主板之间采用485通讯方式, 开机时先启动2台常用泵LRSB-1、LRSB-2, 流量达到86 m3/h时, FLRB-1、FLRB-2风冷模块机组启动。FLRB-1、FLRB-2风冷模块机管壳式换热器与循环水进行热交换, 给手术室净化空调机组提供7 (供水) ~12℃ (回水) 的冷冻水[4]。当常用循环水泵出现故障时自动投入LRSB-3备用循环水泵。

2.3我院手术室净化工程的高能耗分析:通过上文中的分析可以显示, 从我院手术室手术量情况来看, 大部分手术都是在白天完成的, 晚上只有少数急诊手术。为了满足晚上急诊手术和值班室温湿度需要, 2台风冷模块机组和2台循环水泵必须24 h开机。而正是由于这种情况的出现, 会导致在实际的应用医院层流净化手术室系统空调循环水泵过程中, 出现比较高的能源消耗。

3我院手术室净化工程的节能方法

我们针对我院手术室净化工程中的高能耗情况进行针对性的分析, 通过上文中的分析可以发现, 高能耗主要是由于医院层流净化手术室系统空调循环水泵的过度使用造成的。根据这种情况, 则能够对其实施针对性的处理。根据我院大部分手术都是在白天完成的, 晚上只有少数急诊手术这一特点, 我们通过在该系统上加装电动阀, 通过对电动阀的控制, 将460 k W冷量冷源的大系统, 分成2个230 k W冷量独立的小系统, 系统图见图2。

基于这种系统, 我们可以让机组白天运行时, 电动阀门M1M2M3M4打开, 开机时先启动2台常用泵LRSB-1、LRSB-2, 流量达到86 m3/h时, FLRB-1、FLRB-2风冷模块机组启动。FLRB-1、FLRB-2风冷模块机管壳式换热器与循环水进行热交换, 冷量给所有净化空调机组提供7 (供水) ~12℃ (回水) 的冷冻水[5]。机组全负荷运行。另外机组晚上运行时, 电动阀门M1M2或M3M4关闭, 开机时先启动1台常用泵LRSB-1或LRSB-2, 流量达到46 m3/h时, FLRB-1或FLRB-2风冷模块机组启动。FLRB-1或FLRB-2风冷模块机管壳式换热器与循环水进行热交换, 给急诊手术室净化空调机组和值班室提供7 (供水) ~12℃ (回水) 的冷冻水。机组节能运行。

4我院层流净化手术室系统空调循环水泵节能方案的实施效果分析

我院从2015年1月开始正式实施了层流净化手术室系统空调循环水泵节能方案。通过这一节能方案, 取得了较好的效果。首先通过我们以往的记录可以发现, 改造前为了满足循环水系统86 m3/h的流量, 2台水泵需要24 h开机, 每台水泵的功率7.5 k W, 2台水泵总功率为15k W, 按1天24 h计算, 每天耗电360度电。而在改造后, 晚上风冷模块机组的循环水流量满足46 m3/h就可以。开启一台水泵就能满足要求。每天按照16 h节能运行计算, 每天耗电15 k W×8 h+7.5 k W×16 h=240度电。而这一结果能够说明, 改造后机组夏季运行时每天可以节能120度电。医院层流净化系统占据医院总消耗能的绝大部分[6]。根据实际的使用情况, 极尽所能地采取切实可行的措施方法, 有效地降低医院能源的消耗量以及运营成本, 从而为医院的可持续发展提供强有力的前提条件。

5结束语

层流净化系统是一个医院治疗护理效果得到保证的重要条件。同时在目前也有诸多的研究显示, 使用医院层流净化系统能够起到较好的效果。但需要注意的是, 使用层流净化系统空调循环水泵的过程中, 其能耗会非常大, 我院在以往的治疗和护理中也能够说明这种情况的出现是客观存在的[7]。因此, 找出层流净化系统空调循环水泵的节能方案就显得极为重要。本次研究中分析了层流净化手术室系统空调循环水泵的节能方案和实施效果。通过本次研究显示, 净化手术室高能耗主要是由于手术室层流净化系统空调循环水泵的过度使用造成的。因此我们通过在该系统上加装电动阀, 通过对电动阀的控制, 将460 k W冷量冷源的大系统, 分成2个230 k W冷量独立的小系统。通过这一系统, 则能够在层流净化系统使用过程中明显的降低层流净化系统空调循环水泵的能耗, 有着比较高的应用价值。

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净化循环 第7篇

1. 翘嘴红鲌的主要生物学特性

翘嘴红鮊是在湖泊、水库和外荡等大水体中生活的鱼类。成鱼一般在敞水区水体中上层活动，游动迅速，性暴，善跳跃；幼鱼成群生活在水流较缓慢的浅水区域。生长迅速，体型较大，最大可长至10～15公斤，常见个体0.5～1.5公斤。食物选择性强，摄食频率高，在严寒的冬季及生殖期间都照常摄食。随着个体的长大，食性会发生显著的变化；小个体主要以藻类，水生昆虫等为食，体长24厘米以上者，以鱼类为主要饵料。

翘嘴红鮊具有明显的溯河产卵习性。每年5月中旬，逐渐进入性成熟阶段，6月中旬至7月中旬（农历芒种后10天至小暑后10天）为生殖盛期，8月上旬结束。雄鱼2冬龄性成熟，雌鱼3冬龄成熟，适宜产卵的水温2 5℃。适宜产卵的水流速度0.1～1.5m/s。每次发情产卵持续时间2小时左右，产粘性卵，卵浅黄灰色，卵径为0.7～1.1毫米。卵在湖泊近岸浅滩的水生植物、砾石、硬泥上发育，约经48小时孵出仔鱼。

2. 养殖水体污染问题的解决途径

众所周知，水资源和水环境污染的严重性已受到国内外普遍关注，对于工业污水和生活污水的处理，各国都在积极采取多种措施，极力降低其污染程度，并且已经取得了显著的效果。然而在水产养殖生产中，由于投饵施肥等技术措施的使用，导致水体富营养化的现象也越来越严重，这影响到我国水产养殖业的未来可持续健康发展。因此，未来水产养殖业发展的必然趋势是在养殖生产过程中必须加强对养殖水体的净化处理，以保护水资源，特别是淡水资源。

水体中的氮、磷含量高是养殖水体的富营养化的主要原由，因此对于养殖水体的自身污染问题的解决，主要是采用各种措施降低水体中氮磷含量。采用水生蔬菜培育和鱼类养殖偶联的生产模式，对鱼虾养殖水体进行循环净化处理，可使水体中的氮磷含量降低，保护养殖水体。

3. 水生蔬菜净化循环水体养殖翘嘴红鲌的试验

3.1 材料与方法

3.1.1 池塘选择

选择相邻鱼池3口作养殖试验塘，塘埂结实，四周有水泥板护坡，池底不渗漏，池塘进排水方便。1号塘和3号塘面积分别为7.2、7.3亩，深度2.5～3米的池底平坦的长方形池塘，2号塘11亩，池底淤泥须30～50cm，便于水生蔬菜的生长。

3.1.2 水处理净化系统的准备

主要包括沉淀设施、吸附过滤设施、生物处理设施和消毒灭菌池等几个部分。沉淀设施的主要功能是沉淀来自养殖水体中的密度较大的物质，在目前设计的这个养殖模式中，主要由水生蔬菜培育池来承担这部分作用。

3.1.3 池塘准备

2号塘于3月份施足基肥，按0.8～1.2米的株行距进行浅水种植莲藕。前期生长以浅水为主，随莲藕的生长逐步适当加深水层。1号塘和3号塘于5月中上旬抽干池水后晒塘，后注水1 0 c m，用生石灰150kg/亩兑水化浆后全池泼洒消毒。一周后池塘内注水至水深1.2m～1.3m。设置管道串联塘口，连接循环养殖水体。7月3日，用添加10%的EM生物制剂搅拌经发酵3天的菜粕, 以30kg/亩的用量施入池塘水体，肥水培育天然浮游生物饵料。

3.1.4 夏花放养

翘嘴红鲌夏花由丹江口水库引进，规格为体长2.5cm～3.0cm。放苗时间为7月9日14时，放养密度为1号池、3号池各2.4万尾。先把装运苗种的充氧袋浸入池水中20分钟～30分钟，待调节水温后用大盆加水，把鱼苗缓慢倒入大盆二次中和水温，经检测温差为0.5℃ (不超过2℃温差) 后，将鱼苗放入池塘。

3.1.5 养殖管理

放苗后，早中晚三次巡塘，以观察鱼种成活情况，并检查水体中浮游生物种类、数量，确定日投喂量。水质要肥而不浊，清而有色，透明度30cm以上，为确保水质清新，使水体达到肥、活、爽，1号塘通过水处理净化系统将水生蔬菜的培育与翘嘴红鲌的人工养殖融为一体，采取封闭循环水体不间断循环微流水 (流量控制在20m3/h) 以改善养殖水质，3号塘必要时可加注新水改善养殖水质。鱼种培育前期饲料以浮游动植物为主，随后逐步增加粉状商品饲料，与浮游动植物饵料搭配使用，日投2次。适时使用增氧机，增加池水溶解氧。建立池塘档案，记录养殖数据。

3.2 试验地点：

鄂州市绿维康鄂州市绿维康食品有限责任公司红尾鱼养殖基地。

3.3 取样方法

在通过水处理净化系统连接的翘嘴红鲌养殖和水生蔬菜种植循环水体中，取1号翘嘴红鲌养殖池、水处理净化系统出水口（2号）的水样检测溶解氧、氨氮及亚硝酸盐等指标。同时取未连接水处理净化系统的传统方法3号养殖翘嘴红鲌的鱼池的水样作为对照。

4. 结果与分析

4.1 溶解氧可以满足红尾鱼及池中所有生物呼吸、摄食、消化、代谢的需要，达到健康快速生长要求，是水产养殖业成败最关键的因素之一。对过图1溶解氧的变化曲线可以看出，与3号塘相比，1号塘接受水处理净化系统不间断循环微流水，大大提高了溶解氮的含量，改善了红尾鱼的养殖环境。

4.2 由于在人工池塘的养殖水体中, 氨态氮 (NH3、NH4+) 对生产影响最大, 尤其是分子态氨 (NH3) 对鱼类及其他水生动物有很强的毒性, 即使浓度很低, 也会抑制生长, 损害鳃组织, 加重鱼病。对养殖生产造成不利影响。近年来的研究表明, 鱼类能长期忍受的最大限度的氨 (NH3) 浓度为0.025mg/L。池塘水体中氨氮的主要来源是池水和底泥中含氮有机物的分解及水生生物的代谢作用, 这是水体氨氮含量增加的主要途径。尤其在高投入、高产出的池塘中人为的大量投饵、放养密度大, 生物代谢旺盛, 排泄废物氨的数量增多, 致使氨在水中积累。由图2氨氮的变化曲线及图3亚硝酸盐的变化曲线可知，1号氨氮和亚硝酸盐含量不仅水平较低，而且比较稳定。也就是说，通过水生蔬菜培育为主体的水净化处理体系，可以转化利用氨氮和亚硝酸盐，达到净化红尾鱼养水体的目的。

4.3 由于水生蔬菜的生长需要各种养分，如氮、磷、钾等等，而翘嘴红鲌的养殖过程中会产生水体富营养化的问题，即氮、磷、钾的含量较高，因此可以通过动力系统将翘嘴红鲌养殖过程中的水体抽调至水生蔬菜培育池，一方面供应水生蔬菜生长所需的养分，另一方面使翘嘴红鲌养殖池塘的水体得到初步净化，可谓一举两得。

5. 结语

生蔬菜的培育除莲藕外，还可以种植菱角、芡实、莼菜等，在建立大型水生蔬菜净化水体时，可按一定比例安排多品种水生蔬菜培育池，可使氨氮的转化更趋稳定。

为减少鱼病的发生，经过上述过程净化处理的水，在进入养鱼池塘以前，最好进行消毒灭菌处理。操作方便且比较有效的消毒灭菌方法是臭氧消毒和紫外线消毒。

摘要：本试验主要通过将水生蔬菜的培育与翘嘴红鲌的人工养殖融为一体, 达到既可减少整个生产循环过程中的水体污染, 又获得了水生蔬菜和翘嘴红鲌这两大类产品。以翘嘴红鲌养殖为核心, 辅助水生蔬菜的培育, 以水净化处理为纽带, 使整个系统处于封闭式良性循环运作状态, 一方面供应水生蔬菜生长所需的养分, 另一方面使翘嘴红鲌养殖池塘的水体得到初步净化。

关键词：水生蔬菜,净化,循环水体,养殖,翘嘴红鲌,试验

参考文献

[1]张进凤, 李瑞伟, 刘杰凤, 等.淡水养殖水体氨氮积累然危害及生物控制的研究现状[J].河北渔业.2009 (6)

[2]徐丽娟.翘嘴红鲌人工繁殖技术[J].河北渔业.2010 (3)

净化循环 第8篇

气浮分离技术在工厂化循环水水处理中的应用,目前主要停留在简单的试验对比和工艺试验上,生产上往往靠经验设计,缺乏科学的设计标准,在设计、建造中存在盲目性、不确定性等问题[7,8,9]。为使该技术的应用更加规范化、最优化,提高水处理效率,改善集成应用效果,本研究从叶轮气浮装置的设计原理出发,优化各关键零部件的设计参数,并在循环水养殖系统中进行水处理试验,为气浮分离技术在水产养殖水处理中的优化设计及生产应用提供参考。

1 材料与方法

1. 1 试验方法

首先优化叶轮气浮装置的设计参数,优选出适于循环水养殖水处理需求的各零部件,组装成叶轮气浮装置; 然后集成应用在石斑鱼海水循环水养殖系统中。在不同水力停留时间( HRT = 5、15、25 min ) 和不同进气量( 自然进气及5、10、15 m3/ h) 工况下探讨装置处理前后的水处理效果。其中自然进气是通过叶轮高速旋转产生的局部低压将空气吸入。每天9: 00 采样一次,每次取样地点固定。

测定方法: 采用称重法测定TSS; 采用铂钴比色法测定色度; 纳氏试剂分光光度法测定总氨氮( TAN) ; 盐酸萘乙二胺比色法测定亚硝酸盐氮( NO2-- N) 、硫酸钾消解法测定总氮( TN) 和重铬酸钾法测定化学需氧量( COD) 。采用美国YSI Professional Plus Multiparameter Meter检测溶氧( DO) 、氧化还原电位( ORP) 。试验用鱼为青石斑,养殖密度10 kg /m3,日投喂量2% ; DO 6. 5 ~8. 5 mg / L,水温23 ~ 26 ℃ ,盐度15。

1. 2 试验系统

本试验系统共有4 个鱼池,采用双排水方式经过叶轮气浮池后进入调节池,经水泵进入生物移动床,再通过低压喷淋溶氧器( LHO) 增氧后流回鱼池( 图1) 。其中少量的水流支路在移动床后经过脱气塔脱气后再进入LHO增氧后流回鱼池,从而实现循环水养殖。

1.竖流沉淀器2.鱼池3.生物移动床4.低压喷淋溶氧器5.脱气塔6.叶轮气浮装置

2 叶轮气浮装置设计

依据实验系统养殖负荷估算,目标参数为: 水处理能力≥10 m3/ h; 固体悬浮物去除率≥30% ;能耗≤1. 0 k W。

2. 1 电动机

参照离心式通风机、离心式压缩机和污水气浮处理工程技术规范[10],电机选择为Y801-2 型立式三相异步电动机,额定功率0. 750 k W,转速2 800 r / min。考虑到作业环境为潮湿、盐度较大的海水养殖工厂,电机座选用316 L不锈钢焊制。

2. 2 传动管轴

为保证叶轮在水下1 m处正常工作,轴长1. 1 m左右。传动管轴兼作传动与通气管双功能,应选用中空管形,管内孔面积要保证通气流量的要求。传动管轴管上端面设12 个进气孔( 6 个圆孔,6 个方孔) ,气孔面积为1 071 mm2,大于内孔道气道面积907 mm2,从而保证顺利吸气。传动管轴按空心轴扭转强度测算轴直径尺寸。传动管轴采用外径 Φ 外32、内径 Φ 内22、壁厚5 mm、材料为标号316 L无缝不锈钢管; 支撑筒( 固定转轴) 的套管采用 Φ 外75、Φ 内56、壁厚9. 50 mm、材料为标号316L无缝不锈钢管。

2. 4 联轴器

联轴器联接尺寸( 即轴孔直径d和轴孔长度L) 应符合主、从动端轴径的要求,按大轴径选择联轴器型号,按照GB /T3852 选择代号为L3B-28的立式夹壳联轴器,内径为28 mm。

2. 5 叶轮

在实验室环境下检测气浮头直径90、100、110、120、150 和190 mm等6 种规格叶轮的运行电流。在气浮头外径为120、150 和190 mm时测得的实际电流过大,而外径为100 和90 mm规格叶轮的气量不如直径110 mm产生的气量多,所以最终确定气浮头的外径为110 mm,并对该气浮发生头进行静平衡计算,符合设计标准。

查阅污水气浮处理工程技术规范文献[10,11],同时参考实验系统中气浮装置内气泡发生头部件[12],最终确定将叶轮定型为三片式叶轮( 图2) 。叶轮可直接和转动轴以内外丝螺纹方式连接,中间为空心管,在管尾部到螺纹连接处共开有4 个通孔,每一圆周面开3 个,共有12 个通孔。为保证形成气泡切割的稳定性,选用常用的3 片切割空间。

1.气孔2.空心管3.叶片

2. 6 叶轮气浮装置

叶轮气浮装置采用电动机驱动,通过联轴器与传动管轴联接,采用机械密封将传动管轴与叶轮联接( 图3) 。当电动机转动时,通过传动管轴将动力传动到叶轮,从而带动叶轮高速旋转。传动管轴( 通风管) 上端有12 个气孔,中空通至叶轮处,叶轮有12 个气孔,各部件间都采取密封形式保证气管畅通。在叶轮的高速转动下,在叶轮周围形成一个强大的负压区,通过与大气压的共同作用产生气流; 通过叶轮的高速剪切运动,使气泡与水进一步混合,将吸入的空气撕裂、粉碎、剪切成微气泡( 直径约80 μm) ,在叶轮周围形成比重较低的水气混合物,使叶轮旋转阻力降低,产生大量的微细气泡; 通过气泡的粘附、上升作用将有机物粘附在气泡上; 气泡在浮力、重力与水流搅拌的综合力作用下,取得向上的升速,上升过程中不断吸附有机悬浮物,不断上浮至液面形成大量泡沫,泡沫不断堆积最终和粘附有机物一并排出。

1.电动机2.电动机底座3.梅花联轴器4.轴承端盖5.传动管轴6.叶轮7.机械密封8.密封端盖9.轴承10.套筒

3 结果与讨论

3. 1 叶轮气浮装置对总悬浮颗粒物的去除效果

由图4 可知,总悬浮颗粒物( TSS) 去除率随着HRT的延长而提高,当HRT为25 min时,TSS处理效果最好; 5 m3/ h进气量时TSS去除率最低,这是由于进气量不足使得微气泡产生量太少,导致TSS处理效果最差。自然进气与15 m3/ h进气量时的TSS去除率相近,略低于10 m3/ h进气量的去除率。这可能是由于过量进气会导致气泡过大或气泡上升水平过快,使得携带的有机物数量降低。

在试验范围工况下,TSS平均去除率保持在27. 82% ~ 42. 13% ,中值为34. 97% 。在压力进气阀控制进气量为10 m3/ h、HRT为25 min条件下处理效果最好,平均去除率达42. 13%。以下的水质参数的检测以及数据处理均在这种最优条件下进行。

相关研究表明,通过曝气式泡沫分离器对海水养殖废水( 盐度31) 的TSS进行处理,其去除率为36. 24% ~ 67. 05%[7],与此相比,本试验的TSS去除效果略差。原因主要是本试验中待处理水的盐度仅为15,气水混合体在被叶轮切割形成大量密集的微气泡后,气泡的表面张力不够大,表面能下降,使得气泡强度不够; 另外,盐度低也导致电解质浓度变低,仅仅形成少量气泡,从而让去除效果略微变差。

3. 2 叶轮气浮装置对总氨氮、亚硝酸盐氮的去除效果

叶轮气浮装置对总氨氮( TAN) 、亚硝酸盐氮( NO2-N ) 的去除效果不明显,8 d试验期间的TAN平均去除率为10. 27% ,NO2-- N平均去除率为7. 64% ( 表1) 。叶轮气浮净化法属于物理过滤方法,对溶解到水中的TAN和NO2-- N等无机氮无明显去除效果。

3. 3 叶轮气浮装置对总氮的去除效果

在压力进气阀控制进气量为10 m3/ h、HRT为25 min条件下,进行总氮( TN) 去除率的数据采集试验。结果表明,叶轮气浮装置进水、出水的TN平均浓度分别为107. 19 mg / L、73. 62 mg / L,平均去除率为32. 64% ,最高去除率达40%( 图5) 。TN包括有机氮和无机氮,大量的有机氮存在于残饵粪便等有机物中,气浮装置通过去除有机物来降低总氮水平。

3. 4 叶轮气浮装置对COD的去除效果

叶轮气浮净化处理对COD的去除效果较为显著,平均去除率约为35% ,波动较小( 图6) 。COD是反映水体有机污染的一项重要指标,能够反应出水样中需要被氧化的还原性物质的量。本试验结果说明气浮净化处理能够达到通过去除有机物来降低水体中COD的目的。

4 结论

叶轮式气浮装置在海水循环水养殖系统中可以承担主要物理过滤功能。该装置能通过泡沫分离去除有机物,同时降低水体中的COD和TN水平,而对溶解于水中的TAN和NO2-- N去除效果较差。结果表明,进气量为10 m3/ h、HRT为25 min是本气浮装置的最佳运行工况; 在最佳运行工况下,TSS、TN、COD、TAN和NO2-- N平均去除率分别为42. 13% 、35% 、32. 69% 、10. 27% 和7. 64% ,最高去除率分别为46. 76% 、40% 、38. 31% 、14. 04% 和13. 87% 。本实验研制的叶轮气浮装置应用在海水循环水养殖系统中,其去除颗粒有机物效果比较显著,还有一定的增氧效果,具有适应性好、性能优良、应用前景广等优点,值得推广应用。

摘要：为使气浮分离技术在工厂化循环水养殖水处理中的应用更加优化与规范化,改善气浮分离法的集成应用效果,通过优化设计适于循环水养殖水处理需求的各零部件,组装成叶轮气浮装置,集成应用于石斑鱼海水(盐度15)循环水养殖系统中。水质检测结果显示,进气量10 m3/h、水力停留时间(HRT)25 min是本实验叶轮气浮装置的最佳运行工况;最佳工况下,本叶轮气浮装置对总悬浮颗粒物(TSS)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)、总氨氮(TAN)和亚硝酸盐氮(NO2--N)的平均去除率分别为42.13%、35%、32.69%、10.27%和7.64%,最高去除率分别为46.76%、40%、38.31%、14.04%和13.87%。研究表明,叶轮气浮装置能通过泡沫分离去除有机物,同时降低水体中的COD和TN水平,而对溶解性的TAN和NO2--N去除效果较差。

关键词：气浮分离法,叶轮气浮装置,海水循环水养殖,水质净化

参考文献

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[11]陈翼孙.气浮分离技术的研究和应用[M].上海:上海科技出版社,1985:56-57.

净化循环 第9篇

1 材料与方法

1.1 系统设计

池塘高密度养殖易造成水体内源性污染, 池塘养殖尾水经Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级湿地多级净化, 通过生物、生物与物理等相结合的技术手段, 使养殖尾水达标排放与循环利用。潜流湿地是由砂砾层组成的浅床湿地植物系统, 被处理废水经配水系统分布从填料床的一端均匀平缓流过填料床植物根区, 是一个由土壤、湿地植物和微生物组成的生态处理系统, 是池塘养殖尾水处理的有机组成部分。池塘循环水养殖是通过开挖渠道、排设管道、建设泵站等一系列配套工程, 建立实验区与对照区的两套尾水循环利用系统。实验区为“潜流湿地+生态池”系统, Ⅰ级与Ⅲ级净化区为生物净化池, Ⅱ级净化区为由1 200m2的小水池和5 m×20 m的潜流湿地。对照区为常规的生态池生物净化系统, 净化面积占整个养殖区的18.8% (表1) 。实验区的净化面积占整个养殖区的7.9%, 是对照区净化面积占比的42.02%。

1.2 养殖区与净化区的管理

养殖区统一采用“主养青鱼, 搭养鲫鱼”的养殖模式, 投喂相同的混养鱼配合饲料, 定期投放相同重量的螺蛳。净化区出现水草疯长的现象时, 采用人工打捞的方式定期对其进行清理, 确保植物覆盖率保持在60%左右。

1.3 样品采集处理

试验待系统运行一年后进行, 于7—10月每月采集实验区和对照区的养殖池、Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级净化区以及外河水源的水样。参采样时间均为9:00—11:00。

定性样品的采集, 在池塘四周和中央各选1个采样点, 25号浮游生物网在池塘在表层至深处以20~30 cm/s的速度作“∞”形循回缓慢拖动1~3min。收集体样品100 m L, 用1.5%鲁哥氏液和3.0%甲醛固定。浮游植物的鉴定参考胡鸿钧[1]和周凤霞[2]文献。

定量分析水样用采水器分别采集上、中、下层水, 等量混合, 再将每个池塘5个点的水样混合后取500 m L, 加7.5 m L鲁哥氏液和1.5 m L甲醛固定, 实验室静置沉淀48 h后浓缩至50 m L。

1.4 计数与生物量计算

分析时将定量样本充分摇匀, 吸取0.1 m L置浮游植物计数框 (表面积为20 mm×20 mm) , 显微镜 (10×40) 计数。每个样本重复计数2次, 2次误差小于15%为有效, 每次观察计数个数为300~500个。其中小型个体和个体较大的种类分别计数, 以减小误差。用细胞体积法推算浮游植物的生物量, 浮游植物体积主要依据文献计算[3]。每个水样计数2片, 取平均值, 得出1.0 L水样中的浮游植物个数, 乘以各自的平均重量, 得出浮游植物的生物量。

优势度计算公式:D=Nmax/N

采用Shannon-Wiener多样性指数 (H) 、Margalef种类丰富度指数 (D) 和Pielou均匀度指数 (J) 指数对浮游植物多样性进行分析。

Pielou均匀度指数:J=H/log2N

Margalef种类丰富度指数:d= (S-1) /log2N

式中:Nmax为群落中数量最大物种的个体数;Pi为第i种个体数量在总个体数量中的比例;S为总种数;N为所有种个体总数。

2 结果

2.1 浮游植物种类组成及优势种群动态变化

9个采样点4次样品分析, 共检出浮游植物74种属, 隶属于6个门类, 分别为绿藻门34种, 占45.95%;裸藻门15种, 占20.27%;硅藻门12种, 占16.22%;蓝藻门11种, 占14.86%;黄藻门1种, 占1.35%;金藻门1种, 占1.35%。

常见种 (属) 有:具尾裸藻 (Euglena gasterosteus) 、变形棕鞭藻 (Ochromonas nodnbilis Klebs) 、变异直链藻 (Melosira varians) 、长尾扁裸藻 (Phacus longicauda) 、尺骨针杆藻 (Stauroneis anceps) 、点状平裂藻 (Merismopedia punctata) 、惠氏微囊藻 (M.wesenbergii) 、镰形纤维藻 (Ankistrodesmus falcatus) 、尖尾裸藻 (Euglena gasterosteus) 、尖细栅裂藻 (Scenedesmus acuminatus) 、美丽星杆藻 (Asterianella formosa) 、少刺多芒藻 (Golenkinia paucispina) 、双突盘星藻 (Pediastrum biradiatum) 、四角十字藻 (Crucigeniaquadrata Morr) 、四尾栅裂藻 (Scenedesmus quadricanda) 、弯尾扁裸藻 (Phacus curvicauda Swir) 、王氏裸藻 (Euglena wangi Chu.Ⅴ.) 、小黄丝藻 (Tribonema minus) 、小新月鼓藻 (Closterium venus) 、斜生栅裂藻 (Scenedesmus obliquus) 、圆形鼓藻 (Cosmarium circulare) 、针状蓝纤维藻 (Dactylococcopsis aciculari) 。

各个区域的水体浮游植物优势种群动态变化, 7、8、9月中随着水温的上升呈现递增趋势, 进入10月以后, 水温下降, 浮游植物种类也有所回落, 而且, 各个水体的优势种在不同月份存在交替变化现象 (表2) 。由此可见, 浮游植物的生长繁殖跟水温的联系密切。

实验区、对照区养殖池塘与外河的浮游植物物种数量与优势种群结构对比发现, 实验区的浮游植物种类均比对照区要略少。在循环水养殖实施初期 (7月) , 养殖池塘中浮游植物种数均少于外河水源, 但随着时间的推移, 浮游植物种数从多到少的排列顺序为实验区池塘>对照区池塘>外河水源。随着循环水养殖的实施, 养殖水体的水质趋于稳定, 更加适合浮游植物的生长, 水体中生物多样性增加, 采用“潜流湿地+生态池”的净化模式更优于纯生态池生物净化的模式。

实验区采用潜流湿地和生态池相结合的净化模式后, 池塘中的优势种以裸藻门与绿藻门的浮游植物为主。对照区池塘的优势种则以绿藻门植物为主。外河水体以裸藻门植物为主。在净化区中, 实验区的Ⅰ级净化塘中的优势种属为裸藻, 其次为绿藻, 但经潜流湿地净化后, 裸藻为绝对优势种群。但对照区的Ⅰ级净化塘中的优势种属为绿藻, 裸藻相对较少, Ⅱ级净化区后的水体裸藻优势度增大, 到Ⅲ级净化塘也以裸藻为优势种 (表2) 。

实验区养殖池塘7—10月浮游植物种类数分别为31种、42种、51种和43种, 其中Ⅰ级净化塘浮游植物种类数分别为25种、28种、35种、24种;Ⅱ级净化塘浮游植物种类数分别为15种、14种、16种、14种;Ⅲ级净化塘浮游植物种类数分别为15种、17种、15种、17种。对照区养殖池塘7—10月浮游植物种类数分别为32种、43种、48种和38种, Ⅰ级净化塘分别为27种、29种、37种、26种;Ⅱ级净化塘分别为25种、24种、26种、24种;Ⅲ级净化塘分别为18种、21种、31种、25种。外河7—10月浮游植物种类数分别为40种、42种、45种和34种。

2.2 浮游植物密度与生物量

各采样点浮游植物密度与生物量统计分析结果, 实施循环水养殖工程后养殖池的浮游植物密度与生物量较大幅度的高于外河, 但经过净化处理后的各级水体的浮游植物密度与生物量均低于外河水体。实验区各采样点浮游植物密度与生物量从高到低的排列顺序为:养殖区>外河>Ⅰ级净化区>Ⅲ级净化区>Ⅱ级净化区 (潜流湿地) 。对照区各采样点浮游植物密度与生物量从高到低的排列顺序为:养殖区>外河>Ⅰ级净化区>Ⅱ级净化区>Ⅲ级净化区 (图1) 。对照实验区与对照区各级净化区浮游生物的密度与生物量发现, 同一级净化区的浮游植物密度与生物量在实验区均低于对照区, 差异最显著的是Ⅱ级净化区, 到Ⅲ级净化区时差异缩小 (图2) 。“潜流湿地+生态池”的净化方式, 净化效果优于纯生态池的生物净化方式。

2.3 浮游植物生物多样性

2.3.1 Shannon-Wiener多样性指数 (H)

各检测点浮游植物Shannon-Wiener多样性指数 (H) 结果显示 (表3) , 项目实施初期的7月份养殖池塘平均H值低于外河, 但随着循环水养殖实施时间的推进, 实施区养殖池塘平均H值高于外河, 且对照区池塘高于实验区, 多样性指数H值从高到低的排列顺序为对照区池塘>实验区>外河。不管是实验区还是对照区, 随着养殖水体经Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级净化池净化, 多样性指数H均有较大幅度的下降, 且低于外河。在同一级净化区, 多样性指数H值表现为实验区低于对照区, 尤其是Ⅱ级净化区, 浮游植物生物多样性经过潜流湿地净化后明显低于对照区Ⅱ级经纯生物净化的水体。随着循环水养殖实施时间的推移, 经过潜流湿地净化后的水再经过Ⅲ级池的纯生物净化, Ⅲ级净化区的生物多样性在实验区与对照区的差异明显减小。经过多级净化后浮游植物生物多样性指数减少直接与净化后水体浮游植物物种数快速下降有关。

2.3.2 Pielou均匀度指数 (J)

各检测点浮游植物Pielou均匀度指数 (J) 显示 (表4) , 循环水养殖实施初期, 养殖池塘浮游植物的J值小于外河水, 但随着实施时间的延长, 这一差异明显缩小。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级净化区的浮游植物J值表现为先增后降的趋势, 产生这一趋势的原因, 前期水温较高的7—9月Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级净化区的浮游植物J值增加是随着循环水养殖工程的实施水质转好引起, 而后期J值下降是10月水温下降, 生物生长繁殖普遍减慢造成。但实验区的Ⅱ级潜流湿地净化区则不同, 随着净化时间的延长, 其浮游植物J值表现为下降的态势, 这与潜流湿地净化原理有关, 开始净化时, 主要靠潜流地基质的过滤等物理净化作用, 过滤后水体浮游生物物种迅速下降, 因而表现为均匀度较高, 随着净化时间的延长, 基质上着生微生物、兼性厌氧的固着类微小植物、裸藻及原生动物等形成生物膜, 随着水流周期性的流出水体, 因而水体的生物种类逐渐增加, 表现为浮游植物J值下降。

2.3.3 Margalef物种丰富度指数 (d)

各检测点浮游植物Margalef物种丰富度指数 (d) (表5) , 7—10月的各测试点的浮游植物丰富度指数 (d) 平均值从大到小的排列顺序为:养殖池塘 (对照区) >Ⅰ级净化区 (对照区) >养殖池塘 (实验区) >外河>Ⅲ级净化区 (对照区) >Ⅰ级净化区 (实验) >Ⅲ级净化区 (实验区) >Ⅱ级净化区 (对照区) >Ⅱ级净化区 (潜流湿地出水的水沟中) 。7—9月的高温季节, 每个区基本上都是随着循环时间的增加d值也增加。说明实施循环水养殖工程, 增加了养殖池塘的浮游植物种群, 有利于稳定养殖水质的稳定。7—9月水温较高的季节, 随着净化养殖实施时间的延长, 3级净化区的浮游植物丰富度指数d值均有增加, 表明循环水养殖工程的运行状况良好。10月随着水温的下降, 多数采样点的浮游植物丰富度指数d值有所下降。

3 讨论

3.1 潜流湿地对浮游植物种群结构的影响

浮游植物的种类组织和水体中的营养盐含量呈正相关[4,5]。研究采用纯生态池生物3级净化及“潜流湿地+生态池”的3级净化二种方式进行循环水养殖, 系统建立初期, 微生物的种群结构和功能状态以及植物的生长都处在发展阶段, 对污染物的转化率不很高, 随着气温的逐渐升高, 植物快速生长, 内部的结构功能逐步完善, 系统的净化效能得到提高。因此, 随着循环水养殖工程实施时间的推移, 这二个体系中养殖池塘浮游植物的种类从少于外河转变为多于外河。净化系统中浮游植物的种类数均少于外河, 种群结构也发生变化, 其中“潜流湿地+生态池”方式净化的实验区, Ⅰ级净化塘中的优势种属为裸藻, 其次为绿藻, 但经潜流湿地净化后, 裸藻为绝对优势种群;但对照区的Ⅰ级净化塘中的优势种属为绿藻, 裸藻相对较少, Ⅱ级净化区后的水体裸藻优势度增大, 到Ⅲ级净化塘也以裸藻为优势种。这与对照区净化系统基本以绿藻为优势种群的群落结构有明显的区别, 这可能与潜流湿地净化水质的工艺有关。

3.2 潜流湿地对浮游植物密度与生物量的影响

浮游植物的密度与生物量也和水体中的营养盐含量呈正相关[4,5]。养殖池塘通过高密度养殖, 大量的饲料残饵与养殖动物的排泄物, 使水体的有机营养盐十分丰富;同时, 通过循环水养殖的实施, 改变了池塘水体运动状态, 使池塘水体从“封闭静水”变为“循环流水”, 增加了养殖池塘的溶氧, 因而养殖水体的浮游植物的密度与生物量会高于外界河道的自然水体。本项目实施区的养殖水体浮游植物密度与生物量由大到小的的排列顺序为:养殖池 (对照区) >养殖池 (实验区) >外河。但随着系统养殖尾水的不断循环净化, 净化处理后的各级水体的浮游植物密度与生物量均低于外河水体, 从同一级的净化区比较, “潜流湿地+生态池”的实验区浮游植物密度与生物量均小于纯生态池生物净化的对照区。在本研究中, 虽然“潜流湿地+生态池”方式的净化面积只占整个养殖区面积的7.9%, 是对照区净化面积占比18.8%的42.02%, 但潜流湿地中增加了基质填料后比纯生物净化 (微生物+水生动植物) 的净化效率高。

3.3 潜流湿地对生物多样性指数的影响

生物多样性指数能够综合反映出物种丰富性和均匀性[6]。浮游植物多样性是群落研究的重要组成部分, 是反映群落功能的组织特性。物种多样性指数是常用的水质评价指标, 主要依据浮游植物细胞密度和种群结构的变化评价水体的污染程度。在评价湖河等天然水体时, 浮游植物多样性数值越大, 说明更利于增强水体的自净能力, 水质越净[7,8]。本研究循环养殖工程系统运行后, 使养殖池塘的浮游植物的Shannon-Wiener多样性指数 (H) 、Pielou均匀度指数 (J) 和Margalef物种丰富度指数 (d) 逐渐增加, 并高出外河水, 这是实施循环水养殖后使养殖池塘变“封闭静水”为“循环流水”, 水环境稳定的结果。经过多级生物净化后, 虽然水体的营养盐被快速吸收, 水质很瘦, 水体浮游植物的密度与生物量快速下降, 但其生物多样性却随着循环水工程运行时间的延长而增加, 说明水环境越来越稳定, 而这变化趋势在“潜流湿地+生态池”净化系统比纯生态池的生物净化区更明显。

参考文献

[1]胡鸿钧.中国淡水藻类[M].上海:上海科学技术出版社, 1980

[2]周凤霞, 陈剑虹.淡水微型生物图谱[M].北京:北学工业出版社, 2005

[3]章宗涉, 黄祥飞.淡水浮游生物研究方法[M].北京:科学出版社, 1991

[4]刘元生, 孟庆红, 何腾兵, 等.稻田生态养鱼水质动态与水稻生长及经济效益研究[J].耕作与栽培, 2003, 5:5-7

[5]Mccormick P V, Shu ford III R B E, Rawlik P S.Changes in macro inverteb rate community structure and function along a phosphorus gradient in the Florida Everglades[J].Hydrobiologia, 2004, 529:113-132

[6]孙濡泳.动物生态学原理 (第三版) [M].北京:北京师范大学出版社, 2001

[7]王玉彬.茅莲湖水产养殖池塘中浮游生物的研究[D].南昌大学, 2007:44