EDIR-MDF新技术，能够极大的稳定水质，提高循环水养虾的产量！

长期以来，保持稳定的水质一直是水产养殖业中的重中之重。

为此，养殖户们选择了更为先进的养殖系统，或者先进的水体处理技术。比如：循环水产养殖系统（RAS），该养殖系统处理水体的能力强，产量高，深得养殖户的喜爱。然而，总悬浮固体 (TSS) 是水体中悬浮颗粒的干重，它也是循环水产养殖系统（RAS）水质恶化的主要原因。





一、循环水产养殖系统的水体处理技术


大多数情况下，水产养殖池的废水，经过固液分离器的预处理，这一过程有助于减少设备在随后阶段的功耗负荷，微过滤器（MDF）是RAS系统中，最有效和使用广泛的固液分离器之一。



该设备占地面积小，加工效率高，操作简单，但MDF的过滤效率取决于过滤网格的大小，如果减小过滤网目尺寸，这是不可能的。相反，增加TSS的颗粒大小是另一种方法来改进MDF的过滤器。


如今，使用化学絮凝剂是一种通用的方法，可以来增加悬浮粒子的大小。这些颗粒通常包括虾壳、残饵和虾粪等成分。但电凝法（电凝，EC）具有更突出的优点，如：减少处理过程中产生的额外废物、污染少、易于使用和方便控制等。



电凝 (EC) 在具有两个正极和负极的电解质电池上进行，这两个电极都浸入电解质中。首先，在电凝过程中会产生气泡，之后，絮状物形成并以相对较小的尺寸漂浮在水面上，并随着时间的推移而增加，直到达到一定的尺寸。电凝 (EC) 技术在污水处理中的得到广泛的应用，并且在汽车服务废水处理等领域也得到应用。该技术可以有效去除TSS、化学需氧量（COD）、亚硝酸盐、氨和微生物。





二、电凝 (EC) 在南美白对虾循环水养殖当中的应用



目的是增加悬浮在水中的粒子的大小，从而提高MDF的废物处理能力。徐建平教授课题组提出了电凝技术与微过滤技术（EDIR-MDF）相结合的想法。并且，第一项试验是在南美白对虾的循环系统（RAS）中进行的。



在水产养殖系统中，水体的TSS成分和水质通常会随着养殖种类、投喂频率和池塘的环境因素而变化。因此，研究团队利用EDIR系统的电流强度，根据池塘内的水质进行适当的改变，既能保证良好的废物处理能力，又能节省电力。为此，作者使用传感装置 (TMDF) ，来调整适当的电流强度。



系统图

图A：EDIR-MDF系统，包括设备，如：电源（DC电源）、编程时间（Programmable time replay）、电极板（Electrode plate）、液体流量计（Lipid flowmeter）、泵（Air pump）、储热器、微过滤器。



图B：实验中的RAS系统：养殖池、紫外线灯、泡沫分离器、移动床生物过滤器、液体流量计（脂质流量计）、电凝增径反应器、电极板、缓冲罐、液位开关、微过滤器、集水箱、循环泵。





三、研究的设计和主要目的


1、本研究中，使用的两个系统是实验室规模的EDIR-MDF系统。即增加颗粒大小的电凝 (EC)系统，结合过滤器系统，在循环水养殖系统当中应用。




2、循环水养殖系统 (RAS) 池塘中的水样，用于评估E 对TSS大小的影响。用于实验水体的盐度约15‰，pH值6.92，溶解氧6.93-7.25 mg/L，温度26.8摄氏度。在评估之前，通过网眼大小为300μm的筛子过滤的养殖水，用于收集水中的悬浮颗粒，如：虾壳和残饵。EDIR的电流强度为50 A/平方米 。

图A：第7天未经过EC处理的水池，水呈浅黄色，表面有泡沫。然而，在图B中，在 DIR-MDF系统的影响下，养殖水体变得更清澈，没有泡沫（第 11 天）。



3、实验进行了21天。在前7天（无EC处理阶段），水产根本没有使用EDIR-MDF系统对水体进行处理，从第8天到第21天，EDIR-MDF系统投入使用（也称为EC阶段）。然后评估使用期间和未使用系统养殖水体之间的水质参数细节。



4、每天测量养殖池、MDF和输入废水中的TSS、COD、氨和亚硝酸盐浓度。实验结束前后虾的长度和重量分别为6cm；3.23g和9.0cm；8.43克。养殖密度度为1100尾/立方米 。



5、采用自动投料机，投喂频率为1-4次/小时，采食量为15.2-27.5公斤/天。



6、设备的废物去除性能（RE，%）计算公式为：RE=（C1-C2）/C1×100%。其中 C1 (mg/L) 是废物的初始浓度，C2 (mg/L) 是处理后的废物浓度。


四、研究结论


实验结果表明，无EC处理阶段，水体当中TSS、COD、氨、亚硝酸盐和RAS系统的平均RE值，分别为61.24%、50.87%、27.27%和33.33%。而在在使用EC阶段，这些指标的RE值分别为85.31%、75.17%、8.94%和1.39%。



因此，研究证明在RAS系统中，应用EC技术增加TSS尺寸，在不减小滤网尺寸的情况下提高了MDF的过滤效率，从而提高了养殖池的水质，并始终保持在稳定的水平。这将非常有利于循环水养虾水质的稳定，也是该养殖模式虾产量增加的新方法。

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