水質(zhì)凈化裝置

水質(zhì)凈化裝置指水產(chǎn)養(yǎng)殖中凈化水質(zhì)的裝置。主要用于封閉式循環(huán)養(yǎng)魚(yú)水體中，減少水中氨氮和亞硝酸鹽等有害物質(zhì)以及致病菌，提高養(yǎng)殖對(duì)象的成活率和生長(zhǎng)率。

水質(zhì)凈化技術(shù)主要有生物膜法、活性污泥法和臭氧、紫外線滅菌法等。在生物膜法中，第一套試驗(yàn)性生物轉(zhuǎn)盤(pán)裝置，于1954年裝在聯(lián)邦德國(guó)的海爾布隆污水處理廠；1971年，美國(guó)開(kāi)始應(yīng)用于養(yǎng)魚(yú)業(yè)；20世紀(jì)70年代中期，丹麥的歐羅邁蒂克公司（Euro-ma-ticA/S）研制成功了單筒型生物轉(zhuǎn)筒，80年代初聯(lián)邦德國(guó)又發(fā)展了多筒型生物轉(zhuǎn)筒與活性污泥相結(jié)合的綜合性的凈化技術(shù)。臭氧殺菌裝置和紫外線流水殺菌裝置或兩者結(jié)合使用的殺菌裝置，80年代以來(lái)，日本、美國(guó)等應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖用水的滅菌。中國(guó)于1978年開(kāi)始研制生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物轉(zhuǎn)筒，相繼應(yīng)用于閉式循環(huán)海淡水養(yǎng)魚(yú)池、魚(yú)種培育池、親蝦培育池等。80年代以來(lái)，封閉式循環(huán)養(yǎng)魚(yú)水質(zhì)凈化處理技術(shù)由單一凈化處理向多級(jí)處理發(fā)展；對(duì)生物凈化難于降解的物質(zhì)，采用斜發(fā)沸石作濾料；在生物凈化裝置中，盡量采用輕型材料，增大裝置的接觸表面積，提高凈化能力；采用臭氧和紫外線相組合的殺菌裝置，減少孵化池、育苗池中的致病菌。

主要有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物轉(zhuǎn)筒等。它是通過(guò)生物凈化裝置的表層生物膜對(duì)水中有機(jī)物的吸附作用和生物膜中微生物的氧化分解，降低水中氨氮和亞硝酸鹽含量，改善養(yǎng)魚(yú)水質(zhì)。

主要由濾料、排水系統(tǒng)和布水系統(tǒng)組成。其中濾料對(duì)生物濾池的凈化功能影響最大。要選用單位表面積和空隙率較大，能承受一定壓力，耐腐蝕，不含影響微生物生長(zhǎng)的雜質(zhì)，并能就地取材的碎石、卵石、爐渣、焦炭等為濾料。80年代開(kāi)始采用聚丙烯、維尼綸等作濾料，其特點(diǎn)是質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕，單位表面積可達(dá)100～200平方米/立方米，空隙率高達(dá)80%～95%，使濾池的通風(fēng)情況和處理能力大大提高。池底呈斜坡形，使濾后水排泄至排水渠。布水系統(tǒng)有固定式和旋轉(zhuǎn)式兩種，要求布水均勻，以充分發(fā)揮每一部分濾料的作用。生物濾池的型式有普通式、塔式。在普通式中又分平淌式、升流式和降流式。塔式生物濾池由塔體、濾床、布水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)組成，以增加濾層高度提高處理能力。塔體內(nèi)的濾床有3～4級(jí)。養(yǎng)魚(yú)污水可先經(jīng)過(guò)預(yù)處理，除去固體污物，然后用泵將水輸至塔頂，用噴水器均勻噴灑，污水在向下流動(dòng)過(guò)程中，可溶性污物通過(guò)濾料的生物膜將有機(jī)物消化分解。

主要由盤(pán)片、轉(zhuǎn)軸、電機(jī)、減速裝置和浮體等組成（圖1）。其中盤(pán)片是生物轉(zhuǎn)盤(pán)的主要部件，也是生物膜的載體。盤(pán)片的形狀有箱形、網(wǎng)管形、八角形、梯形等多種。盤(pán)面有波紋狀或波紋與平板相間組合。平板形盤(pán)片的材料以聚丙烯、玻璃鋼板為主，每組的盤(pán)片數(shù)量不等。盤(pán)片的間距為20～25毫米，使污水能在盤(pán)片間順利通過(guò)，盤(pán)片上的生物膜與水體及空氣接觸良好。轉(zhuǎn)軸一般為鋼質(zhì)，由電動(dòng)機(jī)、減速裝置使轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)盤(pán)片緩慢旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速一般為4～8轉(zhuǎn)/分。轉(zhuǎn)速太快，生物膜容易剝落。盤(pán)片的浸水深度一般為盤(pán)片直徑的40%～50%。盤(pán)片在水中旋轉(zhuǎn)7～15天后，盤(pán)片表面就長(zhǎng)出一層由細(xì)菌和原生動(dòng)物組成的生物膜。轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，使盤(pán)片上的生物膜與大氣和水交替接觸。當(dāng)盤(pán)片夾帶水體離開(kāi)液面時(shí)，水沿著生物膜表面下流，空氣中的氧不斷供給生物膜，生物膜中的微生物吸收溶解氧，在生物酶的催化作用下，對(duì)有機(jī)物氧化分解，并排出代謝物，成為無(wú)機(jī)物。微生物又以有機(jī)物為養(yǎng)料，轉(zhuǎn)化為細(xì)胞原生質(zhì)，進(jìn)行自身繁殖。

圖1 生物轉(zhuǎn)盤(pán)凈化系統(tǒng)示意圖

主要由筒體、涂膜塑料球、傳動(dòng)裝置等組成。有單轉(zhuǎn)筒型和多轉(zhuǎn)筒型。筒體內(nèi)的塑料球是生物膜的載體。塑料球上鉆有小孔，薄壁空心。當(dāng)筒體的外徑為1000～1500毫米時(shí)，內(nèi)裝塑料球4萬(wàn)多個(gè)，可附著生物膜的總表面積為320平米，功耗0.9千瓦。筒體的45%左右浸入水中，55%左右暴露在空氣中。其凈化機(jī)理與生物轉(zhuǎn)盤(pán)相同。兩者都需要連續(xù)運(yùn)行，在養(yǎng)魚(yú)密度較低的情況下可間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，以便間斷淋水，保持生物膜的活力。如停轉(zhuǎn)過(guò)久，則水面以上的生物膜干化，因上下重量不平衡，啟動(dòng)時(shí)容易發(fā)生故障。

主要由曝氣池和沉淀池組成。在曝氣池內(nèi)使活性污泥與污水充分接觸，經(jīng)凝聚、吸附、氧化、分解，實(shí)現(xiàn)凈化?；钚晕勰嗍怯纱罅课⑸锶后w構(gòu)成的褐色絮狀凝聚物，具有很強(qiáng)的吸附和氧化分解能力。其凈化效率優(yōu)于生物濾池，但管理技術(shù)要求較高，在水產(chǎn)養(yǎng)殖上使用不廣。

在生物濾池法和活性污泥法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型凈化法，也稱固定式活性污泥法。是介于生物濾池法和活性污泥法之間的一種處理方法。由接觸氧化床、填料構(gòu)成。填料作為生物膜載體，利用生物膜的作用或生物膜與懸浮活性污泥的復(fù)合作用凈化水體。氧化床直接安裝在魚(yú)池內(nèi)。填料有蜂窩狀、軟性纖維狀（人造水藻）、板狀、網(wǎng)狀、筒狀、不規(guī)則的粒狀、各種填料各有特色。

為密閉式結(jié)構(gòu)，主要由貯水圓筒、石英玻璃管和殺菌燈組成（圖2）。貯水圓筒用不銹鋼制成，其內(nèi)表面要拋光研磨，以提高圓筒內(nèi)表面對(duì)紫外線的反射率，并可防止微生物的污染。殺菌燈采用低壓水銀燈，燈的外層是石英玻璃管，其作用是為了防止低壓水銀燈受水溫的影響而改變紫外線的照射能力。玻璃管對(duì)紫外線的透過(guò)率要求達(dá)85%，耐壓力要求達(dá)7千克/厘米2。從流入口進(jìn)入的水，一方面在貯水圓筒和石英玻璃管之間回流，一方面受低壓水銀燈的紫外線照射，從而達(dá)到殺菌的目的。

圖2 紫外線流水殺菌裝置示意圖

由臭氧發(fā)生器和使臭氧溶解于水的裝置構(gòu)成（圖3）。臭氧發(fā)生器用無(wú)聲放電或沿面放電的原理制成。用無(wú)聲放電法制取臭氧，臭氧發(fā)生器內(nèi)排有很多放電管，每根放電管由兩根同心圓管組成，外管為金屬管，內(nèi)管為玻璃管，兩管間留有間隙，空氣從環(huán)狀間隙流過(guò)，在高壓電作用下，將部分氧氣轉(zhuǎn)變成為臭氧，臭氧的濃度為1%～30%。此法的電能利用率很低，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較高。沿面放電法是80年代初發(fā)展的新型式。它是在勻薄的高純度氧化鋁陶瓷層的兩面設(shè)置放電極和感應(yīng)電極，對(duì)此施加高頻率高電壓，陶瓷表面產(chǎn)生射光放電，與通過(guò)其表面的空氣起反應(yīng)，生成臭氧。臭氧殺菌裝置的結(jié)構(gòu)如圖3。制取的臭氧，可通過(guò)設(shè)于池底的散氣管，使臭氧化氣體以微細(xì)氣泡吹入水中，或在池內(nèi)設(shè)浸沒(méi)式葉輪，一面將水?dāng)嚢?，一面吹入臭氧化氣體，使水和臭氧混合。

圖3 臭氧殺菌裝置結(jié)構(gòu)示意圖