论文部分内容阅读
摘 要：本文主要围绕着高密度型水产养殖的生态工程整体设计与循环水的流转机理开展深入研究，望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。
关键词：高密度;水产养殖;生态工程;设计;循环水;流转机理
前言：
通过密度型水产养殖的生态工程整体设计及循环水的流转机理巧妙运用，可实现废水无害化、稳定化，高效利用水资源，属于一种效率高、能耗低的一种废水净化途径[1]。对此，深入研究高密度型水产养殖的生态工程整体设计与循环水的流转机理，有着一定现实意义及价值。
1、鱼池设计
1.1设计高密度型循环水的养殖池
池体形状确定期间，应当着重考虑到的标准具体如下：①内壁应当平滑，避免鱼类的体表被其内壁磨坏，并实行自行排污;②水质好，所养殖的品种，各项水质治疗均应在合理范围内;不易被腐蚀;造价低;易于清洗与消毒处理;可应用在建造池体方面材料包括木料、玻璃纤维、混凝土等，玻璃纤维牢固且轻，应用于海水与淡水当中病不会有化学反应发生，但是该种玻璃纤维的单位造价相对较高，是混凝土20%;木料，价格低廉，但有着较差的防腐性，混凝土耐用，造价低，极易制作成所要求形状，水池的内表面光滑。池体材料可选择混凝土。常用水池形状包含着椭圆形、矩形、圆形。圆形水槽水流速高于矩形槽，鱼儿生长速度较快，圆形槽饵料分布好于长条水池，对自行排污十分有利。所用水流量小，土地的利用率低;矩形水槽，因便于后期建造，故应用的较为广泛。但是，该水槽内部养殖的鱼类，鱼儿往往会聚到一起，氧气耗损量大。矩形槽内循环存在着死水区及短环流，局部可能会存在着缺氧或者死水区域情况。对此，椭圆形的水槽应由隔水屏予以分离，并由两个平行的直段所构成。两端头18°转向弯段连接着两个直段，水绕着该椭圆形的水池持续循环。初步深期间，经反复的考虑与分析后决定采用八角形的水池，该八角形的水池有着圆形池优势，有着较高土地的利用率。因该水池建造于旧工业厂房当中，厂房的宽度尺寸即为9940mm，其长度一幢即为47040mm，而另外一幢则是43440mm。室内建造一排池，面积为60㎡、长度为8500mm。为方便管理，临墙处修建两排池，其中间走道相对较宽一些。中间修建两排池，将一边的池壁修建减少，供排水可实现共用。散热器应安置于四周墙体部位，且每开间均一个。南侧墙体均各开一扇窗户，其尺寸即为1200*1500mm，其北侧墙体的窗户尺寸即为1200*1200mm，屋顶部位平铺厚度为0.12mm无滴保温的塑料薄膜。该池体1.2m厚，有效蓄水1.0m深度，池体净水的面积为17.6㎡。排污管设计在池底部中心位置，循环水管设置在临近排污管位置。池中立式的循环水类集水管的长度应设计成1.2m[2]。
1.2设计鱼池的排污管与循环水管
通过分析池内循环水的流转机理，池内可划分成为四个循环的区域，即为A、B、C、D。A区为湍流区域，该区域内消耗掉多数喷射能量;B区为低速区域，内部水通常不与其余水域交换，属于死水区域，此区域含氧量相对较低，在饵料分布上处于不均匀状态，水质参数差;C区为湍流区域，由于喷嘴处于水面上，表层水朝向外部径向水流，在池底部周边未向心径向水流，表层水流方向不明确。从A区至排除口所有水流均流经至D区域。D区域径向水流促使池实现自行排污。D区径向流通常会在滤管位置产生向上垂直水流，促使污物伴伴随着水向上部分流动。那么，为防止这一情况出现，控制水位立式管道安置于池外部。池底部排污沿着宽度方向位置相邻两池设排污管一条，65mm管径，U—PVC塑料材质的管材，该排污管应安置好闸阀，接入到排污总管。排污口应设置可获得滤网，依据鱼体大小设置网眼不同密度滤网。立式的循环水内部滤管所在汇水管高度即为1.2m，中=110mm管径，U—PVC材料，呈几字形，池外部控制水位管底部的标高设定为1.0m，管高位置水平段应开设20mm直径圆孔，避免管内有虹吸情况出现。相邻的四个池滤水管应汇入至相同排水支管，在排水管中应安置好闸阀，并接入到排水总管。
1.3设计鱼池的进水管与喷嘴
养殖池自洗特性与底部的排污管水流速存在着关联性。固体的颗粒物去除，与鱼儿游动所致沉淀物重新悬浮密切关联。养鱼生产期间颗粒物的密度与水接近，池底部朝向池中心斜坡无法改善该养殖池自洗特性，只是便于后期维修处理。旋转速度，能借助出/入口设计予以有效控制。入口的冲力能力被旋转区域所产生紊流及旋转消耗，该池内水流旋转的速度可借助水流速度与入口数量的调节来实现有效控制。本次设计选用的是水平浸没型进水管，其管沿着池轴向进行布置，距离池壁的55cm、25cm位置分别开θ32圆孔，也就是各个池中有设进水口4个，55cm位置两个孔位常闭状态，以备紧急状况下使用。在出水口位置应安置自制旋流型喷头。此外，应考虑到水流能量沿程损伤与局部损失，为确保各个喷嘴的出流量相同，供水管路应接入到池体前面，并安置好闸阀，以对流量实现有效调节[3]。
2、水处理的系统设计
2.1 设计沉淀池与过滤器
2.1.1 设计沉淀池
选择TSS为控制过程，是为获取良好水质，减少投资运行的费用。针对TSS去除工艺流程，选用平流型沉淀池与布袋型机械过滤装置。平流型沉淀池的沉淀效果，会受到反应效果所影响，且還会受池中的水平流速、原水凝聚的颗粒沉降速度、沉淀时间、排泥效果、进出口的布置型式等，设计参数包括长深比、长宽比、池宽度、池深度、沉淀的时间等等。对于该系统，排水水量最大设计成500m3/h，为能够将出水口冲力减少，排水管的出口位置应建设小池，便于排水流至池中水头，并溢流至沉淀池内，促使沉淀池中水流处于平直及良好流态。Q=500m3/h-0.139m3/s情况下，沉淀池的时间设定为T1=0.15h，反应的时间即为T2=2min，该沉淀池水平平均流速即为V=20mm/s，该反应池变流速的反应即为V2=0.5-0.2m/s。所设计池包含着四个部分，即为入口区域、沉淀区域、出口区域及淤泥区域。入口区域可促使湍流能够减少，让入口速度能够与沉降区域需求相适应。层流条件之下，液体需经过入口区域流入至沉淀区域，并均匀分布于沉淀区域横截面上。那么，为获取最佳的沉降条件，该沉淀区域流速务必较低，且为塞状层流。该状态之下流入到进口区域左端颗粒，沿着垂直的沉降速度与水平流速直线方向、矢量流动。依据鱼体的大小情况，该池内污泥应当确保每3日到15日借助污泥泵将池外部污水抽出去，经沉淀后，对上层水进行排放处理，污泥可当成堆肥，栽培蔬菜或者花卉[4]。 2.1.2 设计布袋式的过滤器
布袋式的过滤器，由内外部两个圆桶所构成，外部桶为碳钢材料，直径约为800mm、1100mm高，其底部面向于中心的坡度即为1：7，距离底部120mm位置水平焊θ20*1.8左右8根镀锌钢管，用于内桶的支架。沿着池壁位置350mm高度焊接呈T形的支架，用于支撑主内桶。该内桶是由不锈钢所致，920mm高，内桶的直径约为540mm。内桶内部放置θ550mm，1050mm高度土工布袋。桶顶部设卡紧与压盖装置，进水口位置安置压力表。实际生产应用期间，布袋阻塞促使管道内部的水压增加，压力表的指针参数已超出预定的参数值，经阀门将水导入到另外个过滤器，将过滤器的进水阀门关闭，将压盖打开，并把布袋去除，经反复冲洗后放置内桶内留以备用.景观机械过滤装置过滤处理后，水自流入至石英砂的过滤池内，自底部上流经石英砂，逐步溢流至蓄水池，并泵送至生物的过滤池内。
2.2 设计生物滤池
采用生物接触的氧化技术，将填料浸没于被处理的污水当中，在填料的下方位置设人工曝气，基于生物膜状态将微生物固着于填料上面，处于溶解氧与有机物的充足条件之下，微生物实现快速繁殖，且生物膜逐渐增厚。在污水当中溶解氧与有机物逐渐扩散至生物膜内部，便于气菌利用。生物膜在长到了一定的厚度条件下，溶解氧难以向着生物膜实现扩散，促使气均死亡或者融化。为方便后期管理及节省土地，该生物滤池应当做成六个，池属于上下层的结构，各层三个池，其池长度、宽度、高度即为6.0m、3.0m、2.0m。该池中水位为1.6m，各池容积即为28.8m3，容积共为172.8m3，各池每日均轮换使用为4次，可处理的水量即为691.2m3。
2.3 设计臭氧的消毒池
臭氧水的处理系统设计是让被消灭的生物直接接触到臭氧。在设计水池内部扩散气泡的装置期间，应当考虑到加气液界面方法，促使臭氧与水的交换增加。选用球面一体微孔的曝气器，微孔直径约为150μm，布气的均匀性即为60%，气孔率即为57%。消毒池属于混凝土的结构，池底部设置微孔的曝气器以9个为宜。臭氧自发生器的产生之后经θ25U-VC管可进入至消毒池内的曝气器当中。臭氧的发生量即为50g/h，臭氧的处理时间即为1-5min，实际剂量即为0.56-1.0ng/L。景观臭氧处理之后的水，经管道自石英砂的滤池底部逐漸上流，经溢流后进入到缓冲池中，砂滤作用即为：再过滤的水中杂质可确保水质处于清澈状态;借助石英砂比表面积，把残余臭氧充分融入至水中予以吸附分解，防止参残余臭氧影响到养殖生物。
3、结语
综上所述，通过以上分析论述之后我们对于高密度型水产养殖的生态工程整体设计与循环水的流转机理，均能够有了更加深入地认识及了解。从总体上来说，该系统设计方案有着投资小、较高自动化程度、无污染等优势，且养殖不会受到季节、时空与地域等限制，全天候的生产即可实现。但是，若沉淀池相对较小，沉淀效果往往不够理想化，布袋式的滤器负担会加重。对此，今后还需增加对这一方面的深入研究，以便于更好地优化及改善该设计方案，保证系统整体设计的有效性、可靠性。
[参考文献]
[1]崔云峰. 循环水的电化学除硬机理研究[J]. 山西化工， 2019， 39（03）：198-199.
[2]常雅军， 陈婷， 周庆，等. 多功能生态塘对高密度水产养殖尾水的净化效果[J]. 江苏农业学报， 2018， 34（02）：105-111.
[3]徐云. 浅谈高密度水产养殖技术[J]. 小作家选刊：教学交流， 2015，23（04）：122-123.
[4]王武刚， 米海峰， 潘化祥，等. 华北地区鲤鱼高密度养殖试验[J]. 当代水产， 2017，31（04）：860-861.
关键词：高密度;水产养殖;生态工程;设计;循环水;流转机理
前言：
通过密度型水产养殖的生态工程整体设计及循环水的流转机理巧妙运用，可实现废水无害化、稳定化，高效利用水资源，属于一种效率高、能耗低的一种废水净化途径[1]。对此，深入研究高密度型水产养殖的生态工程整体设计与循环水的流转机理，有着一定现实意义及价值。
1、鱼池设计
1.1设计高密度型循环水的养殖池
池体形状确定期间，应当着重考虑到的标准具体如下：①内壁应当平滑，避免鱼类的体表被其内壁磨坏，并实行自行排污;②水质好，所养殖的品种，各项水质治疗均应在合理范围内;不易被腐蚀;造价低;易于清洗与消毒处理;可应用在建造池体方面材料包括木料、玻璃纤维、混凝土等，玻璃纤维牢固且轻，应用于海水与淡水当中病不会有化学反应发生，但是该种玻璃纤维的单位造价相对较高，是混凝土20%;木料，价格低廉，但有着较差的防腐性，混凝土耐用，造价低，极易制作成所要求形状，水池的内表面光滑。池体材料可选择混凝土。常用水池形状包含着椭圆形、矩形、圆形。圆形水槽水流速高于矩形槽，鱼儿生长速度较快，圆形槽饵料分布好于长条水池，对自行排污十分有利。所用水流量小，土地的利用率低;矩形水槽，因便于后期建造，故应用的较为广泛。但是，该水槽内部养殖的鱼类，鱼儿往往会聚到一起，氧气耗损量大。矩形槽内循环存在着死水区及短环流，局部可能会存在着缺氧或者死水区域情况。对此，椭圆形的水槽应由隔水屏予以分离，并由两个平行的直段所构成。两端头18°转向弯段连接着两个直段，水绕着该椭圆形的水池持续循环。初步深期间，经反复的考虑与分析后决定采用八角形的水池，该八角形的水池有着圆形池优势，有着较高土地的利用率。因该水池建造于旧工业厂房当中，厂房的宽度尺寸即为9940mm，其长度一幢即为47040mm，而另外一幢则是43440mm。室内建造一排池，面积为60㎡、长度为8500mm。为方便管理，临墙处修建两排池，其中间走道相对较宽一些。中间修建两排池，将一边的池壁修建减少，供排水可实现共用。散热器应安置于四周墙体部位，且每开间均一个。南侧墙体均各开一扇窗户，其尺寸即为1200*1500mm，其北侧墙体的窗户尺寸即为1200*1200mm，屋顶部位平铺厚度为0.12mm无滴保温的塑料薄膜。该池体1.2m厚，有效蓄水1.0m深度，池体净水的面积为17.6㎡。排污管设计在池底部中心位置，循环水管设置在临近排污管位置。池中立式的循环水类集水管的长度应设计成1.2m[2]。
1.2设计鱼池的排污管与循环水管
通过分析池内循环水的流转机理，池内可划分成为四个循环的区域，即为A、B、C、D。A区为湍流区域，该区域内消耗掉多数喷射能量;B区为低速区域，内部水通常不与其余水域交换，属于死水区域，此区域含氧量相对较低，在饵料分布上处于不均匀状态，水质参数差;C区为湍流区域，由于喷嘴处于水面上，表层水朝向外部径向水流，在池底部周边未向心径向水流，表层水流方向不明确。从A区至排除口所有水流均流经至D区域。D区域径向水流促使池实现自行排污。D区径向流通常会在滤管位置产生向上垂直水流，促使污物伴伴随着水向上部分流动。那么，为防止这一情况出现，控制水位立式管道安置于池外部。池底部排污沿着宽度方向位置相邻两池设排污管一条，65mm管径，U—PVC塑料材质的管材，该排污管应安置好闸阀，接入到排污总管。排污口应设置可获得滤网，依据鱼体大小设置网眼不同密度滤网。立式的循环水内部滤管所在汇水管高度即为1.2m，中=110mm管径，U—PVC材料，呈几字形，池外部控制水位管底部的标高设定为1.0m，管高位置水平段应开设20mm直径圆孔，避免管内有虹吸情况出现。相邻的四个池滤水管应汇入至相同排水支管，在排水管中应安置好闸阀，并接入到排水总管。
1.3设计鱼池的进水管与喷嘴
养殖池自洗特性与底部的排污管水流速存在着关联性。固体的颗粒物去除，与鱼儿游动所致沉淀物重新悬浮密切关联。养鱼生产期间颗粒物的密度与水接近，池底部朝向池中心斜坡无法改善该养殖池自洗特性，只是便于后期维修处理。旋转速度，能借助出/入口设计予以有效控制。入口的冲力能力被旋转区域所产生紊流及旋转消耗，该池内水流旋转的速度可借助水流速度与入口数量的调节来实现有效控制。本次设计选用的是水平浸没型进水管，其管沿着池轴向进行布置，距离池壁的55cm、25cm位置分别开θ32圆孔，也就是各个池中有设进水口4个，55cm位置两个孔位常闭状态，以备紧急状况下使用。在出水口位置应安置自制旋流型喷头。此外，应考虑到水流能量沿程损伤与局部损失，为确保各个喷嘴的出流量相同，供水管路应接入到池体前面，并安置好闸阀，以对流量实现有效调节[3]。
2、水处理的系统设计
2.1 设计沉淀池与过滤器
2.1.1 设计沉淀池
选择TSS为控制过程，是为获取良好水质，减少投资运行的费用。针对TSS去除工艺流程，选用平流型沉淀池与布袋型机械过滤装置。平流型沉淀池的沉淀效果，会受到反应效果所影响，且還会受池中的水平流速、原水凝聚的颗粒沉降速度、沉淀时间、排泥效果、进出口的布置型式等，设计参数包括长深比、长宽比、池宽度、池深度、沉淀的时间等等。对于该系统，排水水量最大设计成500m3/h，为能够将出水口冲力减少，排水管的出口位置应建设小池，便于排水流至池中水头，并溢流至沉淀池内，促使沉淀池中水流处于平直及良好流态。Q=500m3/h-0.139m3/s情况下，沉淀池的时间设定为T1=0.15h，反应的时间即为T2=2min，该沉淀池水平平均流速即为V=20mm/s，该反应池变流速的反应即为V2=0.5-0.2m/s。所设计池包含着四个部分，即为入口区域、沉淀区域、出口区域及淤泥区域。入口区域可促使湍流能够减少，让入口速度能够与沉降区域需求相适应。层流条件之下，液体需经过入口区域流入至沉淀区域，并均匀分布于沉淀区域横截面上。那么，为获取最佳的沉降条件，该沉淀区域流速务必较低，且为塞状层流。该状态之下流入到进口区域左端颗粒，沿着垂直的沉降速度与水平流速直线方向、矢量流动。依据鱼体的大小情况，该池内污泥应当确保每3日到15日借助污泥泵将池外部污水抽出去，经沉淀后，对上层水进行排放处理，污泥可当成堆肥，栽培蔬菜或者花卉[4]。 2.1.2 设计布袋式的过滤器
布袋式的过滤器，由内外部两个圆桶所构成，外部桶为碳钢材料，直径约为800mm、1100mm高，其底部面向于中心的坡度即为1：7，距离底部120mm位置水平焊θ20*1.8左右8根镀锌钢管，用于内桶的支架。沿着池壁位置350mm高度焊接呈T形的支架，用于支撑主内桶。该内桶是由不锈钢所致，920mm高，内桶的直径约为540mm。内桶内部放置θ550mm，1050mm高度土工布袋。桶顶部设卡紧与压盖装置，进水口位置安置压力表。实际生产应用期间，布袋阻塞促使管道内部的水压增加，压力表的指针参数已超出预定的参数值，经阀门将水导入到另外个过滤器，将过滤器的进水阀门关闭，将压盖打开，并把布袋去除，经反复冲洗后放置内桶内留以备用.景观机械过滤装置过滤处理后，水自流入至石英砂的过滤池内，自底部上流经石英砂，逐步溢流至蓄水池，并泵送至生物的过滤池内。
2.2 设计生物滤池
采用生物接触的氧化技术，将填料浸没于被处理的污水当中，在填料的下方位置设人工曝气，基于生物膜状态将微生物固着于填料上面，处于溶解氧与有机物的充足条件之下，微生物实现快速繁殖，且生物膜逐渐增厚。在污水当中溶解氧与有机物逐渐扩散至生物膜内部，便于气菌利用。生物膜在长到了一定的厚度条件下，溶解氧难以向着生物膜实现扩散，促使气均死亡或者融化。为方便后期管理及节省土地，该生物滤池应当做成六个，池属于上下层的结构，各层三个池，其池长度、宽度、高度即为6.0m、3.0m、2.0m。该池中水位为1.6m，各池容积即为28.8m3，容积共为172.8m3，各池每日均轮换使用为4次，可处理的水量即为691.2m3。
2.3 设计臭氧的消毒池
臭氧水的处理系统设计是让被消灭的生物直接接触到臭氧。在设计水池内部扩散气泡的装置期间，应当考虑到加气液界面方法，促使臭氧与水的交换增加。选用球面一体微孔的曝气器，微孔直径约为150μm，布气的均匀性即为60%，气孔率即为57%。消毒池属于混凝土的结构，池底部设置微孔的曝气器以9个为宜。臭氧自发生器的产生之后经θ25U-VC管可进入至消毒池内的曝气器当中。臭氧的发生量即为50g/h，臭氧的处理时间即为1-5min，实际剂量即为0.56-1.0ng/L。景观臭氧处理之后的水，经管道自石英砂的滤池底部逐漸上流，经溢流后进入到缓冲池中，砂滤作用即为：再过滤的水中杂质可确保水质处于清澈状态;借助石英砂比表面积，把残余臭氧充分融入至水中予以吸附分解，防止参残余臭氧影响到养殖生物。
3、结语
综上所述，通过以上分析论述之后我们对于高密度型水产养殖的生态工程整体设计与循环水的流转机理，均能够有了更加深入地认识及了解。从总体上来说，该系统设计方案有着投资小、较高自动化程度、无污染等优势，且养殖不会受到季节、时空与地域等限制，全天候的生产即可实现。但是，若沉淀池相对较小，沉淀效果往往不够理想化，布袋式的滤器负担会加重。对此，今后还需增加对这一方面的深入研究，以便于更好地优化及改善该设计方案，保证系统整体设计的有效性、可靠性。
[参考文献]
[1]崔云峰. 循环水的电化学除硬机理研究[J]. 山西化工， 2019， 39（03）：198-199.
[2]常雅军， 陈婷， 周庆，等. 多功能生态塘对高密度水产养殖尾水的净化效果[J]. 江苏农业学报， 2018， 34（02）：105-111.
[3]徐云. 浅谈高密度水产养殖技术[J]. 小作家选刊：教学交流， 2015，23（04）：122-123.
[4]王武刚， 米海峰， 潘化祥，等. 华北地区鲤鱼高密度养殖试验[J]. 当代水产， 2017，31（04）：860-861.