實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中使用的主要設(shè)備與儀器見表1:
序號 設(shè)備 說明 1 養(yǎng)殖水槽 4m3水泥池 2 微濾機(jī) 青島藍(lán)科生物技術(shù)工程有限公司自制 3 泡沫分離器 青島藍(lán)科生物技術(shù)工程有限公司自制 4 臭氧機(jī) 青島中通臭氧科技有限公司生產(chǎn) 5 臭氧接觸器 青島藍(lán)科生物技術(shù)工程有限公司自制 6 生化處理器 青島藍(lán)科生物技術(shù)工程有限公司自制 7 溶氧器 青島藍(lán)科生物技術(shù)工程有限公司自制 8 富氧機(jī) 青島中通臭氧科技有限公司生產(chǎn) 9 水泵 浙江西山泵業(yè)公司,MP-55R 10 氧化還原電位計(jì) 上海雷磁生產(chǎn) |
1.2 分析方法
氨氮濃度的測定為次溴酸鈉氧化法:亞硝酸氮濃度的測定為偶氮染料法:水中溶解氧使用WTW溶解氧測試儀;色度分析使用比色法;臭氧濃度測定使用碘量法:氧化還原電位使用電位計(jì)直接測定:殘余臭氧分析采用三碘離子法。
1.3 養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)材料
選擇真碉為實(shí)驗(yàn)材料,購自黃海水產(chǎn)研究所麥島養(yǎng)殖基地,幼魚平均體重1.97g,2001/08/02投入835尾。選用升索系列真碉飼料。海水為人工海水,使用青島海大通用海水素廠生產(chǎn)的速得牌經(jīng)濟(jì)魚類海水素配制。循環(huán)量3.0m3/hour,日換水量保持在10%以內(nèi)。
2 結(jié)果與討論
2.1 魚的生長情況
自2001/08/02到2002/06/06,真碉從1.97g增重到174.5g,開始投放真碉835尾,成活732尾,成活率為87.7%,養(yǎng)殖過程中未投入任何藥物。養(yǎng)殖密度最終達(dá)到31.1kg/m3。真碉死亡率在開始投放后1個月內(nèi)較高,主要原因是魚苗個體差異,存在部分較弱小的個體,在養(yǎng)殖過程中被殘食,之后真碉的死亡率很低。
2.2 臭氧濃度與吸收
本項(xiàng)目定制的臭氧機(jī)采用電暈放電技術(shù),總產(chǎn)量達(dá)30g/h,分為6檔,每檔可產(chǎn)生臭氧5g/h。臭氧的產(chǎn)量受相當(dāng)多因素的影響,如原料氣的濕度、顆粒物濃度、有機(jī)物濃度、冷卻水溫度、原料氣流量的變化、溫度的變化等,本項(xiàng)目研究了使用不同氣源時,臭氧機(jī)的產(chǎn)量。實(shí)驗(yàn)表明,使用富氧或純氧作為氣源,可提高臭氧濃度,臭氧的濃度可達(dá)90mg/l,一般維持在60-80mg/L。實(shí)驗(yàn)過程中,定期檢測臭氧接觸器尾氣中的臭氧濃度,均未檢出,可認(rèn)為臭氧接觸器中臭氧吸收效率可達(dá)100%。
2.3 臭氧對氨氮和亞硝酸氮的作用
實(shí)驗(yàn)中研究了臭氧對氨氮和亞硝酸氮的作用,臭氧吸收和接觸器進(jìn)口和出口分別取樣,每隔2h取樣一次,進(jìn)行每日分析,其中08:00到20:00通入臭氧進(jìn)行臭氧處理。氨氮和亞硝酸氮的周日變化分別見圖2和圖3。
從圖2可以看出,在臭氧處理前和臭氧處理后,氨氮的濃度沒有明顯的差別,這說明臭氧沒有能直接氧化氨氮。首先,臭氧氧化氨的一個條件是高的PH(特別是高于9),而本系統(tǒng)中pH低于8;其實(shí),養(yǎng)殖水中有較高濃度的亞硝酸鹽和有機(jī)物,亞硝酸鹽和一些有機(jī)物比氨更容易同臭氧反應(yīng),而被氧化。
從圖3可以看出,在臭氧處理時,臭氧處理出口的亞硝酸氮濃度明顯低于臭氧處理進(jìn)口,而停止臭氧處理時,臭氧處理出口的亞硝酸氮濃度明顯高于臭氧處理進(jìn)口,表明臭氧直接氧化了亞硝酸鹽。而停止通氧時,流經(jīng)臭氧吸收和接觸單元的水中亞硝酸氮濃度有所升高,這是因?yàn)?,在其中的填料表面形成了生物膜,發(fā)生了不完全的硝化作用,產(chǎn)生了部分亞硝酸氮。
上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果也與Paller and Lewis(1988)的研究結(jié)論一致。
2.4 臭氧對色度的影響
由于魚類代謝會產(chǎn)生多種有色物質(zhì),在循環(huán)水系統(tǒng)中,有色物質(zhì)的積累會使水體顏色加深,一般呈現(xiàn)茶褐色,而這些有色物質(zhì)往往難以被微生物降解,因此,在封閉系統(tǒng)中,有色物質(zhì)會大量積累,顏色越來越深,在本實(shí)驗(yàn)未通臭氧之前,色度達(dá)到45-50。
圖4 臭氧對色度的影響
當(dāng)臭氧同這些有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng)時,反應(yīng)常常發(fā)生在那些不易被生物降解的價鍵(Bablonet al.1991)。有機(jī)化合物被部分氧化后,由于分子較小,高價共價鍵有所減少,所以能較快的被生物降解(Rice er al.1981)。因此,很快顏色會褪去。