CN103444618B - 一种去除悬浮颗粒、降解有机物的臭氧添加装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种去除悬浮颗粒、降解有机物的臭氧添加装置及其方法，属于水处理技术领域，尤其适用于鱼、虾工厂化高密度循环水养殖系统。本发明包括多级离心泵、连接管道、文丘里射流器、喷嘴和调节阀门。调节阀门安装于臭氧罐与文丘里射流器之间的连接管道上，喷嘴安装于离心泵出水管道的末端。本发明并联于养殖池排水主管道与机械过滤机之间，利用臭氧强氧化性分解有机物、凝聚悬浮颗粒，通过过滤机去除，可减轻蛋白质分离器和生物滤池的运行负荷，且剩余的少量臭氧会被紫外线分解，不会对鱼类产生毒副作用。本发明有利于悬浮颗粒的去除，效果好，成本低，且无危害性，是工厂化循环水养殖系统的一项关键技术。

Description

一种去除悬浮颗粒、降解有机物的臭氧添加装置及其方法

技术领域

本发明涉及到水处理技术领域，具体涉及一种去除悬浮颗粒、降解有机物的臭氧添加装置，尤其适用于鱼、虾工厂化高密度循环水养殖系统。

背景技术

随着工业化封闭式循环水养殖设备在实际生产中的推广应用，高密度、小水体的生产条件对水质的要求也更加严格。因此，应用具有高效、快速特点的臭氧进行水质处理的技术也就应运而生。臭氧易溶于水，在水中即刻发生还原反应，产生中间物质单原子氧和羟基(0H)，单原子氧氧化能力极强，羟基也是强氧化剂、催化剂，利用这些高度活性的特点，在养殖水体的处理中被用于杀菌消毒、降解有机物、氧化氨氮等等，并且臭氧不稳定，反应过后易生成氧和水，从而不会造成二次污染，有着许多其它氧化剂无法比拟的优点。因此，开发臭氧在养殖水体上的应用技术，对于工厂化水产养殖具有重要意义。

臭氧属于溶菌性消毒剂，用于杀菌消毒可以达到彻底、永久的消灭物体内部所有微生物。其原理是利用臭氧能破坏或溶解微生物的细胞壁，迅速扩散到细胞内部，氧化破坏细胞内酶，使细胞发生通透性畸变，导致其溶解死亡。其消毒是瞬时的、彻底的，与传统的Cl₂相比，臭氧杀菌能力是其600-3000倍。臭氧在环境中可自然分解为氧，这是臭氧作为消毒灭菌剂的独特优点。在授权的发明专利（授权号：CN100579366C，2010.01），正在申请过程中的发明专利（公开号：CN102120641A，2011.07；CN103130366A，2013.06）和发明专利（授权号：CN202269277U，2012.06）都将臭氧作为消毒剂在水产养殖系统中应用。

但是，水体中残余臭氧对水生生物有非常强烈的毒副作用。研究表明，当残余臭氧浓度为0.2-0.4mg/L时，经过12h牙鲆存活65%；24h为47%；48h时为23%；当浓度增加至0.5-0.8mg/L时，任何时段无一存活；1-5mg/L臭氧浓度为对虾的致死浓度。虽然臭氧可显著净化水质，增加鱼虾产量，然而对鱼虾等水生生物的毒性作用也不可忽视。

因此，利用臭氧的氧化作用，能破坏发色基团的不饱和键，打破发色基团和助色基团的共轭体系，将其氧化成小分子的有机物或无机物，使其失去发色能力，达到减少养殖水体浑浊度；臭氧氧化能将无机金属离子氧化成高价离子沉淀出来，使养殖水体悬浮物不断凝聚、沉淀，达到净化的能力。

随着工业化循环水养殖设施装备在实际生产中的推广应用，实现了海水、淡水优质养殖品种的高密度健康养殖。但是现在国内的循环水系统中，鱼虾养殖池设计不够合理，使饲料残饵和鱼类粪便不能及时分离出养殖池，分解成小颗粒（0-30μm）溶解在水体当中，使机械过滤机不能发挥有效作用将其去除，使蛋白质分离器和生物滤池运行负荷大大增加，同时减弱紫外线杀菌能力，不能及时去除对鱼类有毒害细菌，将影响鱼类的健康养殖。在循环水系统长期运行过程中，残饵和粪便会附着在水管道的管壁上，随着时间的延长，厌氧发酵，释放出来大量的氨氮等有毒物质，影响循环水系统鱼类的健康养殖。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种用于鱼、虾工厂化高密度循环水养殖系统中去除悬浮颗粒、降解有机物的臭氧添加装置，既可以降低水体的浊度，降解有机物，又可以提高循环水体中悬浮颗粒的去除，增强紫外线透过率，提高紫外线杀菌能力，减轻蛋白质分离器、生物滤池的运行负荷，改善鱼类的生长环境。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种去除悬浮颗粒、降解有机物的臭氧添加装置，特征在于包括：

臭氧添加装置，并联接入养殖池与机械过滤机之间的主排水管道上，靠近养殖池一端；

优选的，所述臭氧添加装置包括：

多级离心水泵、水泵进水管道、水泵出水管道，所述水泵进水管道连接养殖池主排水管道，水泵进水管道上设置有多级离心水泵，所述主排水管道，水泵进水管道和水泵出水管道形成一回路；

还包括一臭氧罐，所述臭氧罐通过连接管道与文丘里射流器连接，文丘里射流器安装于水泵出水管道上。

优选的，所述水泵出水管道端部设置一喷嘴，所述喷嘴喷射水流方向与主排水管水流方向相反。

优选的，所述水泵进水管道管径是主排水管道管径的2%-10%。

优选的，所述臭氧罐与文丘里射流器之间的连接管道上设置有调节阀门。

一种利用臭氧去除悬浮颗粒、降解有机物的方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：分流，养殖池内的水体通过侧壁管道和底部中央管道汇集到主排水管道，通过主排水管道分流入水泵管道；

第二步：加压，将水泵进水管道内的水通过水泵加压后送入泵出水管道内。

第三步；臭氧加入，臭氧通过文丘里射流器加入泵出水管道内，并与第二步中加压后的水在泵出水管道内混合，通过调节阀门来调节控制臭氧添加量。

第四步：均匀混合，第三步中添加的臭氧和水混合后，通过水泵出水管道经过喷嘴重新汇合到主排水管道中。

第五步：降解有机物，凝聚悬浮颗粒，臭氧进入主排水管道中与里面水体均匀混合，通过臭氧降解主管道内壁上的有机物、凝聚悬浮颗粒，形成大分子颗粒，进一步到后置的机械过滤机中得到去除。

第六步：臭氧分解，剩余少量臭氧会通过循环水养殖系统中的紫外线消毒器分解和生物滤池中的曝气降解。

优选的，所述第三步臭氧加入过程中臭氧加入量为每1kg投喂饲料添加0.02kg-0.025kg臭氧。

优选的，所述循环水养殖系统中的悬浮颗粒粒径为0-30μm。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、应用此臭氧添加装置，可以使臭氧快速溶于养殖排放水体，混合均匀，发生作用。

2、相对于臭氧消毒的使用，此装置中的臭氧使用量大大减少，节约成本，并且不会有剩余臭氧对鱼类产生毒副作用。

3、可以增加水体的透明度，降解管道管壁上的有机物。

4、使悬浮颗粒不断凝聚，通过机械过滤机去除，减轻生物滤池的运行负荷，加强紫外线的透过率，提高其杀菌能力。

附图说明

图1本发明臭氧添加位置示意图

图2本发明臭氧的使用方法示意图

图中：1、主排水管道；2、水泵进水管道；3、多级离心水泵；4、文丘里射流器；5.调节阀门；6、连接管道；7、臭氧罐；8、水泵出水管道；9、喷嘴；10、养殖池；11、臭氧添加装置；12、集污器；13、机械过滤机；14、紫外线消毒器；15、生物滤池。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的内容进一步描述，但是本发明并不限于本实施例。

参照附图1和2，一种去除悬浮颗粒、降解有机物的臭氧添加装置，包括：臭氧添加装置11，并联接入养殖池10与机械过滤器13之间的主排水管道1上，并靠近养殖池10一端。

紫外线消毒器14，养殖池10内的水经臭氧添加装置11处理后，接入紫外线消毒器14中。

上述装置，还连接一生物滤池15，所述生物滤池15连接所述紫外线消毒器14，将水体内的臭氧分解产生O₂和O。

养殖池10内的杂质、有机物、凝聚悬浮颗粒通过集污器12到达机械过滤机13除去。

上述臭氧添加装置包括：水泵进水管道2，连接养殖池主排水管道1；水泵进水管道2上设置有多级离心水泵3，水泵进水管道2内的水进入多级离心水泵3被加压，经由多级离心水泵出水管道8流出；其中主排水管道1，泵进水管道2和水泵出水管道8形成一回路。

为了形成一定的流速和水压，泵进水管道2的管径是主排水管道1的管径的2%-10%最佳。

臭氧添加装置11还包括臭氧罐7，臭氧罐7通过连接管道6与文丘里射流器4连接，文丘里射流器4安装于水泵出水管道上8。

臭氧罐7通过调节阀门5控制加入的臭氧量，调节阀门5安装于臭氧罐7与文丘里射流器4之间的连接管道6上；臭氧罐7通过文丘里射流器4和连接管道6连接于水泵出水管道8，同时用于添加臭氧。

上述水泵出水管道8端部设置喷嘴9，所述喷嘴9喷射水流方向与主排水管道1水流方向相反。

利用本装置去除鱼、虾工厂化高密度循环水养殖系统中的悬浮颗粒、降解有机物时，养殖池10内的养殖水体通过主排水管道1分流进入水泵进水管道2，然后通过水泵3加压，从而改变水流速。加压后的水流入水泵出水管道8。此时，臭氧罐7产生臭氧，通过调节阀门5调节进入的臭氧量，此时臭氧通过文丘里射流器4注入水泵出水管道8中并与其中的水混合，混合后的水与臭氧经过喷嘴9重新汇合到主排水管道1中。由于喷嘴9喷射水流方向与主排水管道1水流方向相反，所以可以加速臭氧与主排水管道内水体混合均匀。通过臭氧的强氧化性，可以降解主排水管道内壁上的有机物、凝聚悬浮颗粒，形成大分子颗粒，进一步到后置的机械过滤机13得到去除。主排水管道1中剩余的少量臭氧通过循环水养殖系统中的紫外线消毒器14分解和生物滤池15中的曝气降解，从而避免了臭氧进入对养殖池11中，对鱼类产生的毒副作用。

一种利用臭氧去除悬浮颗粒、降解有机物的方法，包括以下具体实施步骤：

第一步：分流，养殖池10内的水体汇集到主排水管道1，养殖池10内的水可通过侧壁管道和底部中央管道汇集到主排水管道1内，通过主排水管道1分流入水泵进水管道2。

第二步：加压，将水泵进水管道2内的水通过多级离心水泵3吸入加压后，送入泵出水管道8内。其中，水泵进水管道2管径是主排水管道1的2%-10%。

第三步；臭氧加入，臭氧通过文丘里射流器4加入泵出水管道8内，并与第二步中加压后的水在泵出水管道8内混合，通过调节阀门5来调节控制臭氧添加量。臭氧是通过臭氧罐7产生，经过连接臭氧罐7和文丘里射流器4的连接管道6加入，其中臭氧加入量为每1kg饲料加0.02kg-0.025kg臭氧。

第四步：均匀混合，第三步中添加的臭氧和水混合后，通过水泵出水管8经过喷嘴9重新汇合到主排水管道1中。

其中，喷嘴9喷射水流方向与主排水管道1水流方向相反，可以加速臭氧与主排水管道内水体快速、混合均匀。

第五步：降解有机物，凝聚悬浮颗粒，臭氧与主排水管道1中与里面水体均匀混合，通过臭氧的强氧化性，降解主管道内壁上的有机物、凝聚悬浮颗粒，形成大分子颗粒，进一步到后置的机械过滤机13得到去除。

第六步：臭氧分解，剩余少量臭氧会通过循环水养殖系统中的紫外线消毒器14分解和生物滤池15中的曝气降解。

本方法主要针对循环水养殖系统中0-30μm的悬浮小颗粒。

尽管结合以上优选实施例对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多简单变化，这些均属于本发明保护之列。

Claims (6)

1.一种去除悬浮颗粒、降解有机物的臭氧添加装置，其特征在于包括：臭氧添加装置(11)，并联连接于养殖池(10)与机械过滤机(13)之间的主排水管道(1)上，靠近养殖池(10)一端，

所述臭氧添加器装置包括：多级离心水泵(3)、水泵进水管道(2)、水泵出水管道(8)，所述水泵进水管道(2)连接养殖池主排水管道(1)，水泵进水管道(2)上设置有多级离心水泵(3)，所述主排水管道(1)，水泵进水管道(2)和水泵出水管道(8)形成一回路；

所述臭氧添加器装置还包括一臭氧罐(7)，所述臭氧罐(7)通过连接管道(6)与文丘里射流器(4)连接，文丘里射流器(4)安装于水泵出水管道(8)上；

所述水泵进水管道(2)管径是主排水管道(1)管径的2％-10％。

2.根据权利要求1所述的一种去除悬浮颗粒、降解有机物的臭氧添加装置，其特征在于所述水泵出水管道(8)端部设置一喷嘴(9)，所述喷嘴喷射水流方向与主排水管水流方向相反。

3.根据权利要求1所述的一种去除悬浮颗粒、降解有机物的臭氧添加装置，其特征在于所述臭氧罐(7)与文丘里射流器(4)之间的连接管道(6)上设置有调节阀门(5)。

4.一种利用臭氧去除悬浮颗粒、降解有机物的方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：分流，养殖池(10)内的水体汇集到主排水管道(1)，通过主排水管道(1)分流入水泵进水管道(2)；

第二步：加压，将水泵进水管道(2)内的水通过水泵(3)加压后送入水泵出水管道(8)内；

第三步：臭氧加入，臭氧通过文丘里射流器(4)加入水泵出水管道(8)内，并与第二步中加压后的水在水泵出水管道(8)内混合，通过调节阀门(5)来调节控制臭氧添加量；

第四步：均匀混合，第三步中添加的臭氧和水混合后，通过水泵出水管道(8)经过喷嘴(9)重新汇合到主排水管道(1)中；

第五步：降解有机物，凝聚悬浮颗粒，臭氧进入主排水管道(1)中与里面水体均匀混合，通过臭氧降解主排水管道内壁上的有机物、凝聚悬浮颗粒，形成大分子颗粒，进一步到后置的机械过滤机(13)中得到去除；

第六步：臭氧分解，少量剩余臭氧会通过循环水养殖系统中的紫外线消毒器(14)分解和生物滤池(15)中的曝气降解。

5.根据权利要求4所述的一种利用臭氧去除悬浮颗粒、降解有机物的方法，其特征在于所述第三步臭氧加入中臭氧加入量为每1kg投喂饲料添加0.02kg-0.025kg臭氧。

6.根据权利要求4所述的一种利用臭氧去除悬浮颗粒、降解有机物的方法，其特征在于所述循环水养殖系统中的悬浮颗粒粒径为0-30μm。