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循环系统,一步一步

2 years ago

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在再循环系统中,有必要持续处理水,以清除鱼排出的废物,并添加氧气以保持鱼类的活力和良好。 再循环系统实际上是相当简单的。 从鱼缸的出口处,水流向机械过滤器,进一步流向生物过滤器,然后再加气并剥离二氧化碳,然后返回鱼缸。 这是再循环的基本原则。

根据具体要求,还可以添加多种其他设备,例如纯氧、紫外线或臭氧消毒、自动 pH 值调节、热交换、脱硝等。

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_ 图 2.1 再循环系统的原理图。 基本的水处理系统包括机械过滤、生物处理和曝气/剥离。 可根据要求添加其他装置,例如氧气浓缩或紫外线消毒。 _

养鱼场的鱼需要每天喂几次。 饲料被鱼食用和消化,并用于鱼类新陈代谢,为生长和其他生理过程提供能量和营养。 氧气 (O 2 ) 通过鳃进入,需要产生能量和分解蛋白质,二氧化碳 (CO 2 ) 和氨 (NH 3 ) 作为废物产品生产。 未消化的饲料作为粪便排泄到水中,称为悬浮固体(SS)和有机物。 二氧化碳和氨从鳃排出到水中。 因此鱼消耗氧气和饲料,并因此系统中的水被污染的粪便,二氧化碳和氨。

_ 图 2.2 食用饲料和使用氧气会导致鱼类生长和废物排泄,例如二氧化碳、氨和粪便。 _

只能建议在再循环系统中使用干饲料。 必须避免以任何形式使用垃圾鱼,因为它会严重污染系统,而且很可能感染疾病。 干饲料的使用是安全的,而且还具有设计能够满足鱼类的确切生物需求的优点。 干饲料提供不同尺寸的颗粒,适用于任何鱼类阶段,干鱼饲料中的成分可以组合起来,为鱼苗、育苗、饲养等开发特殊饲料。

在再循环系统中,饲料的高利用率是有益的,因为这将最大限度地减少排泄产品的数量,从而降低对水处理系统的影响。 在专业管理的系统中,添加的所有饲料都将被食用,将未吃掉的饲料量保持在最低水平。 饲料转换率 (FCR) 描述了您每生产一公斤鱼类使用多少公斤饲料,并且农民获得更高的产量,对过滤系统的影响较小。 不吃的饲料是浪费金钱,导致过滤系统不必要的负荷。 应当指出,现有特别适合用于再循环系统的饲料。 这种饲料的组成旨在最大限度地提高鱼类中蛋白质的吸收率,从而最大限度地减少氨渗入水中的排泄。

| 托盘尺寸 | 鱼尺寸,克 | 蛋白质 | 脂肪 | | — | — | — | | 3 毫米 | 40-125 | 43% | 27% | 4.5 毫米 | 100-500 | 6.5 毫米

| 成分,百分比 | 3.0 毫米 | 4.5 毫米 | — | — | — | 鱼粉 | 22 | 21 | 20 | 鱼油 | 9 | 10 | | 油菜籽油 | 血红蛋白膳食 | 11 | 11 | 11 | | 豌豆 | 5 | 5 | | 大豆 | 10 | 11 | | 小麦 | 12 | 11 | | 小麦面筋 | 5 | 5 | | 其他蛋白浓缩物 | 维生素,矿物质等 | 1 | 1 | 1

_ 图 2.3 适用于再循环系统的鳟鱼饲料的成分和含量。 资料来源:BioMar。 _

** 再循环系统中的组件 **

鱼缸

| 罐体性能 | 圆槽 | D 端滚道 | 滚道类型 | | — | — | — | | 自清洁效果 | 5 | 4 | 3 | | 颗粒滞留时间较短 | 5 | 4 | 3 | 氧气控制和调节 | 5 | 5 | 4 | | 空间利用 | 2 | 4 | 5

_ 图 2.4 不同的罐体设计具有不同的性能和优势。 评分 1-5,其中 5 是最好的。 _

养鱼槽中的环境必须满足鱼类的需求,无论是在水质还是水槽设计方面。 选择合适的罐体设计,例如尺寸和形状、水深、自清洁能力等,可以对饲养物种的性能产生相当大的影响。

如果鱼是海底栖息的,对水槽表面积的需求是最重要的,水深和水流的速度可以降低(海螺鱼、鱼尾鱼或其他比目鱼),而鲑鱼等中上层生物物种将受益于较大的水量,并在更高的水速。

在圆形水槽中,或者在带有切角的方形水槽中,水以圆形图案移动,使水槽的整个水柱在中心周围移动。 由于这种液压模式能够产生自清洁效果,因此有机颗粒的停留时间相对较短,取决于罐体的大小。 具有水平调节功能的垂直入口是控制此类储罐中电流的一种有效方式。

在滚道中,液压系统对去除颗粒没有积极的影响。 另一方面,如果鱼缸有效地放入鱼类,鱼缸设计的自清洁效果将更多地取决于鱼类活动,而不是水箱设计。 罐底倾斜对自清洁效果的影响很小或根本没有影响,但当罐体清空时,它会使完全排水更容易。

_ 图 2.5 再循环系统中的八角形罐体设计示例,节省空间,同时实现了圆形罐的良好液压效果。 资料来源:AKVA 集团。 _

与滚道相比,圆形坦克占用更多的空间,这增加了建造建筑物的成本。 通过切断方形罐的角落,出现了八角形罐体设计,这将提供比圆形罐更好的空间利用率,同时实现圆形罐体的积极液压效果(见图 2.5)。 重要的是要注意的是,建造大型坦克总是有利于圆形罐,因为这是最强大的设计和最便宜的制造方式。

圆形槽和滚道之间的混合型槽型,称为 “D 端滚道”,还将圆形槽的自清洁效果与滚道的高效空间利用结合在一起。 然而,在实践中,这种类型的罐很少使用,大概是因为罐的安装需要额外的工作和新的例行管理。

鱼类养殖中有足够的氧气水平对鱼类养殖至关重要,通常通过增加进入水箱的进水中的氧气水平来保持较高水平。

也可以使用扩散器直接将纯氧注入罐中,但效率较低,成本更高。

控制和调节圆形罐或类似水箱中的氧含量比较容易,因为水柱不断混合,使得罐内的氧含量几乎相同。 这意味着,它是相当容易保持所需的氧气水平在罐。 放置在储罐出口附近的氧气探头可以很好地显示可用的氧气。 探针记录加入圆形罐中的氧气效应所需的时间相对较短。 探头不得放置在纯氧注射位置或供给富氧水的地方。

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_ 图 2.6 圆形罐、D 端滚道和滚道类型 _

然而,在滚道中,进口处的氧气含量始终较高,出口处较低,这也会根据每条鱼的游泳位置提供不同的环境。 用于测量水的氧气含量的氧探头应始终放置在氧含量最低的区域,这是靠近出口的地方。 这种下游氧气梯度会使氧气的调节变得更加困难,因为从进气口向上或向下调节氧气到出口处测量时间的滞后可能长达一个小时。 这种情况可能会导致氧气一直上下升,而不是围绕选定水平波动。 然而,安装使用算法和时间常数的现代氧气控制系统可以防止这些不必要的波动。

储罐出口必须为最佳去除废物颗粒而建造,并安装具有适当网格尺寸的筛网。 此外,它必须很容易在日常工作中收集死鱼。

储罐通常配备水位、氧气含量和温度传感器,以完全控制农场。 还应考虑安装扩散器,以便在紧急情况下直接向每个罐体供氧。

_ 图 2.7 鼓鼓器。 资料来源:CM 水族。 _

机械过滤器

机械过滤鱼槽出水已被证明是去除有机废物产品的唯一实用解决方案。 今天,几乎所有再循环的养鱼场都在所谓的显微屏幕上过滤水槽的出水,并配有通常为 40 至 100 微米的过滤布。 鼓筒过滤器是迄今为止最常用的显微屏幕类型,设计确保轻柔地去除颗粒。

鼓筒过滤器的功能:

  1. 要过滤的水进入鼓。

  2. 水通过鼓的过滤器元件过滤。 滚筒内部/外部水位的差异是过滤的驱动力。

  3. 固体被困在过滤器元件上,并通过滚筒的旋转提升到反洗区域。

  4. 冲洗喷嘴中的水从过滤器元件的外部喷洒。 废弃的有机材料从过滤器元件中冲洗到污泥托盘中。

  5. 污泥与水一起流出过滤器,逃离养鱼场进行外部废水处理(见第 6 章)。

显微屏过滤具有以下优点:

-减少生物过滤器的有机负荷。

-从水中去除有机颗粒,使水更清晰。

-改善硝化条件,因为生物过滤器不堵塞。

-对生物滤过程的稳定作用。

生物处理

并非所有的有机物都在机械过滤器中去除,最细微的颗粒将与溶解化合物(如磷酸盐和氮)一起通过。 磷酸盐是一种惰性物质,没有毒性作用,但游离氨(NH 3 )形式的氮是有毒的,需要在生物过滤器中转化为无害的硝酸盐。 有机物和氨的分解是由生物过滤器中的细菌进行的生物过程。 异养细菌通过消耗氧气和产生二氧化碳、氨和污泥来氧化有机物。 硝化细菌将氨转化为亚硝酸盐,最后转化为硝酸盐。

生物滤过的效率主要取决于:

-系统中的水温。

-系统中的 pH 值。

为达到可接受的硝化速率,水温应保持在 10 至 35 °C(最佳约 30 °C)以内,pH 值在 7 至 8 之间。 水温通常取决于饲养的物种,因此不调整以达到最佳硝化速率,而是为了给鱼类生长最佳水平。 然而,pH 值相对于生物过滤器效率的调节非常重要,因为较低的 pH 值会降低生物过滤器的效率。 因此,pH 值应保持在 7 以上,以便达到较高的细菌硝化率。 另一方面,pH 值的增加将导致游离氨(NH 3 )量的增加,这将增强毒性作用。 因此,目的是在调整 pH 值这两个相反的目标之间找到平衡。 推荐的调整点介于 pH 7.0 和 pH 7.5 之间。

影响水循环系统 pH 值的两个主要因素:

-生产 CO~2~ 从鱼和生物过滤器的生物活性。

-硝化过程中产生的酸。

硝化的结果:

NH~4~ (铵) + 1.5 O~2~ → 没有 ~ 2 ~ (亚硝酸盐) + H~2~O + 2 H ^ ++2e

不〜 2 〜(亚硝酸盐)+ 0.5 O~2 〜 → 不〜 3 〜(硝酸盐)+ 电子

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非小时〜 4 〜 + 2 O~2 ~ ↔ 没有 ~ 3 ~ + 小时 ~ 2~O + 2 小时 ^+^

通过对水进行曝气去除 CO~2~,从而进行脱气。 这个过程可以通过多种方式完成,如本章后面所述。

硝化过程产生酸(H + ),pH 值下降。 为了稳定 pH 值,必须添加一个碱值。 为此目的,石灰或氢氧化钠(NaOH)或其他碱需要添加到水中。

鱼排出氨和铵的混合物(总硝酸氨(TAN)= 铵(NH 4 +)+ 氨(NH 3 )),其中氨是排泄的主要部分。 然而,水中的氨量取决于 pH 水平,如图 2.8 所示,这表明氨(NH 3 )和铵(NH 4 + )之间的平衡。

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_ 图 2.8 20°C 时氨(NH 3 )和铵(NH 4 + )之间的平衡,在 pH 值低于 7 时不存在毒性氨,但随着 pH 值的增加而迅速上升。 _

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_ 图 2.9 根据毒性氨浓度 0.02 毫克/L._ 计算的测定 pH 值与生物过滤器中可分解的 TAN 量之间的关系

一般来说,氨对鱼类具有毒性,水平高于 0.02 毫克/升。图 2.9 显示,如果要确保氨水平低于 0.02 毫克/升,则在不同 pH 值下允许的最大 TAN 浓度。 较低的 pH 值最大限度地减少了超过 0.02 mg/L 这一有毒氨限值的风险,但建议养鱼者达到最低 pH 值 7,以便达到前面所述的更高的生物过滤效率。 遗憾的是,允许 TAN 的总浓度因此大大降低,如图 2.9 所示。 因此,鱼类农民在调整生物过滤器时必须考虑到两个相反的 pH 值工作载体。

亚硝酸盐(NO 2 -)是在硝化过程中的中间阶段形成的,对鱼类的毒性在 2.0 mg/L 以上,如果再循环系统中的鱼类喘气,尽管氧浓度很好,可能会导致亚硝酸盐浓度高。 在高浓度的情况下,亚硝酸盐被运送到鱼血中,从而阻碍氧气的吸收。 通过在水中加入盐,达到 0.3‰,亚硝酸盐的摄取就会受到抑制。

硝酸盐(NO 3 -)是硝化过程的最终产品,虽然它被认为是无害的,但高浓度(超过 100 毫克/升)似乎对生长和饲料转化产生负面影响。 如果系统中新水的交换保持非常低,硝酸盐就会积累,达到不可接受的水平。 避免积累的一种方法是增加新水的交换,从而将高浓度稀释到较低的无故障水平。

另一方面,再循环的整个想法是节约用水,在某些情况下,节水是一个主要目标。 在这种情况下,硝酸盐的浓度可以通过脱硝来降低。 在正常情况下,每公斤饲料的耗水量超过 300 升,足以稀释硝酸盐浓度。 每公斤饲料使用的水量少于 300 升,因此值得考虑使用脱硝化。

最主要的脱硝细菌称为假单胞菌 _。 这是一种厌氧(无氧)工艺,将硝酸盐减少为大气氮。 事实上,这一过程将氮从水中移入大气中,从而减少氮进入周围环境的负荷。 该工艺需要一种有机来源(碳),例如木醇(甲醇),可以添加到脱硝化室。 实际上,每公斤脱硝硝酸盐(NO 3 -N)需要 2.5 公斤甲醇。

大多数情况下,脱硝室装有生物过滤介质,设计的停留时间为 2-4 小时。 1 毫克/升,如果氧气完全耗尽,将大量生产硫化氢(H 2 S),这对鱼类毒性极大,并且臭味不好(烂蛋)。 由此产生的污泥相当高,并且该单元必须进行反冲洗,通常每周一次。

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_ 图 2.10 移动床介质位于左侧,固定床介质位于右侧。 _

生物过滤器通常使用塑料介质制造,每 m^3^ 的生物过滤器具有较高的表面积。 细菌将作为介质上的薄膜生长,从而占据极大的表面积。 一个精心设计的生物过滤器的目的是达到每 m^3^ 尽可能高的表面积,而不需要将生物过滤器包装得如此紧密,因此它会被操作中的有机物堵塞。 因此,重要的是要有较高比例的自由空间供水通过,并且要有良好的整体流通过生物过滤器,同时还要有足够的反洗程序。 此类反洗程序必须每周或每月按足够的时间间隔进行一次,具体取决于过滤器上的负荷。 压缩空气用于在过滤器中产生湍流,从而剥离有机物。 在清洗过程中,生物过滤器被分流,过滤器中的脏水在生物过滤器再次连接到系统之前被排出并排出。

再循环系统中使用的生物过滤器可以设计为固定床过滤器或移动床过滤器。 今天用于再循环的所有生物过滤器都作为水下的浸没装置工作。 在固定床过滤器中,塑料介质固定且不移动。 水作为层流通过介质,与细菌薄膜接触。 在移动床过滤器中,塑料介质在生物过滤器内部的水中通过泵送产生的电流在空气中移动。 由于介质不断移动,移动床过滤器可以比固定床过滤器更难包装,因此每平方米生物滤清器达到更高的周转率。 然而,每平方米计算的周转率(过滤器表面积)没有显著差异,因为两种过滤器中的细菌薄膜的效率或多或少相同。 然而,在固定床过滤器中,细微的有机颗粒也会被去除,因为这些物质粘附在细菌薄膜上。 因此,固定床过滤器也可作为一个精细的机械过滤装置,去除微观的有机材料,并使水非常清晰。 移动床过滤器不会产生同样的效果,因为水的不断湍流会导致任何粘附不可能。

_ 图 2.11 移动床(顶部)和固定床生物过滤器(底部) 。 _

两种过滤系统可以在同一个系统中使用,也可以组合使用;使用移动床节省空间,使用固定床可以从粘附效果中获益。 生物过滤系统的最终设计有几种解决方案,具体取决于农场规模、待养殖的种类、鱼类大小等。

# 脱气、曝气和剥离

在水运行回到鱼缸积累的气体,这是不利于鱼,必须删除。 这种脱气过程是通过对水进行曝气进行的,这种方法通常被称为剥离。 水中含有鱼类呼吸和生物过滤器中的细菌所产生的二氧化碳 (CO 2 ),但也存在游离氮 (N 2 )。 二氧化碳和氮气含量的积累将对鱼类福利和生长产生不利影响。 在厌氧条件下可以产生硫化氢 (H 2 S),特别是在盐水系统中。 这种气体对鱼类具有极大的毒性,即使在低浓度的情况下,如果系统中产生硫化氢,鱼类将被杀死。

充气可以通过将空气抽入水中,从而实现

气泡和水之间的湍流接触驱出气体。 这种水下曝气可以同时移动水,例如,如果使用曝气井系统(见图 2.12)。

_ 图 2.12 曝气井系统。 _

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_ 图 2.13 包裹在蓝色塑料衬垫的涓流过滤器的照片和绘图,以消除溅在地板上 (比隆 Akvakulturservice, 丹麦). 曝气/剥离过程也称为 CO 2 剥离。 滴流过滤器中的介质通常由固定床生物过滤器中使用的相同类型的介质组成 — 见图 2.10。 _

然而,曝气井系统对于去除气体的效率不如滴流过滤系统(也称为脱气器)那么高效。 在滴流系统中,气体通过堆放在柱中的水和塑料介质之间的物理接触去除。 水通过带有孔的分配板将过滤器顶部,然后通过塑料介质向下冲洗,以最大限度地提高湍流和接触,即所谓的剥离过程。

氧合

水的曝气过程是与脱气或剥离相同的物理过程,根据水中氧气的饱和程度,水中的气体和空气中的气体之间的简单交换,将给水增加一些氧气。 水中氧气的平衡是 100% 饱和。 当水通过鱼缸时,氧含量已经降低,通常降低到 70%,并且生物过滤器中的含量进一步减少。 这种水的曝气通常会使饱和度达到约 90%,在某些系统中可以达到 100%。 然而,为了获得足够的氧气可用于高稳定的鱼类生长,通常会首选鱼缸的入口水中的氧饱和度高于 100%。 饱和度高于 100%,需要使用纯氧的系统。

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_ 图 2.14 用于在高压下溶解纯氧的氧锥和用于测量水的氧饱和度的传感器(探头)。 资料来源:AKVA 集团/防火卫国际。 _

纯氧通常以液氧的形式在罐中输送,但也可以在农场中生产的氧气发生器。 有几种方法可以制造含氧量达到 200-300% 的超饱和水。 通常使用高压氧锥体系统或低头氧气系统,例如氧气平台。 原则是一样的。 水和纯氧气在压力下混合,从而将氧气强制进入水中。 在氧锥中,通过泵来实现压力,在锥体中形成通常约 1.4 bar 的高压。 在压力下抽水进入氧锥会消耗大量的电力。 在氧气平台中,压力要低得多,通常降至约 0.1 bar,并且只需通过混合水和氧气的箱子抽水即可。 这两种系统的不同之处在于氧锥溶液仅使用部分循环水进行氧浓缩,而氧平台则用于主循环流通常与系统中水圆的整体抽水结合使用。

_ 图 2.15 用于在农场内抽水时在低压下溶解纯氧的氧气平台。 根据流速和农场设计,该系统通常会将溶解氧水平提高到 100% 以上。 资料来源:FREA 水产养殖解决方案 _

无论使用何种方法,都应在氧气测量的帮助下控制过程。 这样做的最佳方法是在氧气系统之后在正常大气压力下测量氧气探针,例如在供应商交付的测量室内进行测量。 这使得测量比在压力下测量更容易,因为探头需要擦拭干净并经过校准。

紫外线

紫外线消毒工作通过在波长中应用光,破坏生物生物中的 DNA。 在水产养殖中,致病细菌和单细胞生物成为目标。 该处理已用于医疗目的已有数十年,不会影响鱼类,因为紫外线处理水是在鱼类生产区以外应用的。 重要的是要了解,细菌在有机物中生长如此迅速,以至于控制传统养鱼场细菌数量的效果有限。 如果将有效的机械过滤与彻底的生物过滤相结合,从而有效地去除工艺水中的有机物质,从而使紫外线辐射有效地工作,就可以实现最佳控制。

紫外线剂量可以用几个不同的单位表示。 其中一个最广泛使用的是微瓦-秒每厘米 ^ 2 ^(微瓦/厘米 2 )。 效率取决于目标生物的大小和种类以及水的浊度。 为了控制细菌和病毒,需要用大约 2 000 至 10 000 微处理器/立方米 ^2 ^ 处理水才能杀死 90% 的生物,真菌将需要 10 万至 10 万和小寄生虫 50 000 至 20 万微处理/厘米 2 。

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_ 图 2.16 封闭式和开放式紫外线处理系统:分别安装在封闭管道系统和开放式通道系统中。 资料来源:Ultraqua。 _

水产养殖中使用的紫外线照明必须在水下工作,以提供最大的效率,安装在水外的灯具会有很小或根本没有效果,因为水面反射。

臭氧

在鱼类养殖中使用臭氧 (O 3 ) 受到批评,因为过量服用会对鱼类造成严重伤害。 在建筑物内的农场中,臭氧也可能对在该地区工作的人员造成有害,因为他们可能吸入太多的臭氧。 因此,正确的给药和监测装载以及适当的通风对于达到积极和安全的结果至关重要。

臭氧处理是通过对有机物和生物生物进行大量氧化来破坏不需要的生物的有效方法。 在臭氧处理技术中,微粒被分解成分子结构,再次结合在一起,形成更大的颗粒。 通过这种形式的絮凝,现在可以从系统中去除太小的微观悬浮固体,而不是通过再循环系统中的不同类型的过滤器。 这种技术也被称为水抛光,因为它使水更清晰,没有任何悬浮固体和附着这些物质的可能细菌。 这尤其适用于种植小型鱼类的孵化场和鱼苗系统,这些鱼类对水中的微粒和细菌敏感。

当进入再循环系统的水需要消毒时,也可以使用臭氧处理。

值得一提的是,在许多情况下,紫外线处理是臭氧的一个良好和安全的替代品。

pH 值调节

生物过滤器中的硝化过程会产生酸性,因此 pH 值会下降。 为了保持稳定的 pH 值,必须将碱添加到水中。 在某些系统中,安装了石灰混合站,将石灰水滴入系统,从而稳定 pH 值。 另一种选择是一种由 pH 计调节的自动剂量系统,并向剂量泵发出反馈脉冲。 使用该系统,最好使用氢氧化钠 (NaOH),因为它易于操作,并使系统更易于维护。 氢氧化钠是一种强碱性,可以严重烧伤眼睛和皮肤。 必须采取安全预防措施,并且在处理此等强酸和碱基时必须佩戴眼镜和手套。

_ 图 2.17 用于通过预设定定量 NaOH 来调节 pH 的剂量泵。 泵可以连接到 pH 传感器,以实现 pH 值全自动调节。 _

#水温调节

在养殖系统中保持最佳水温是最重要的,因为鱼的生长速度与水温直接相关。 使用进气水是一个相当简单的方法来调节温度从一天到一天。 在室内再循环系统中,热量将缓慢积聚在水中,因为能量以热的形式从鱼的新陈代谢和生物过滤器中的细菌活性释放出来。 泵内摩擦和使用其他装置的热量也会累积。 因此,系统中的高温通常是密集型再循环系统中的一个问题。 通过调整系统中冷却的新鲜水量,可以简单地调节温度。

如果使用进水冷却受到限制,可以使用热泵。 热泵将利用排放水或离开农场的空气中通常损失的能量。 然后将能源用于冷却农场内的循环水。 通过使用热交换器回收能量,可以实现降低加热/冷却成本的类似方法。 能源在排放水从农场被转移到冷进入水,反之亦然。 这是通过将两条河流传入热交换器来完成的,在那里温热的出水将失去能量并加热冷的进水,而不会混合两条流。 此外,在通风系统上,还可以安装空气热交换器,利用传出空气的能量,并将其转移到进入空气中,从而大大减少了对加热的需求。

在寒冷的气候下,水的加热是必要的。 热量可以来自任何来源,如石油或天然气锅炉,并且与能源无关,连接到热交换器以加热再循环的水。 热泵是一种环境友好的加热解决方案,可以利用能源从海洋、河流、井或空气中加热。 它甚至可以用来将能量从一个再循环系统转移到另一个系统,从而加热一个系统并冷却另一个系统。 通常它利用海洋中的能量,例如使用钛热交换器,将能量移动到需要加热的再循环,并通过另一个热交换器释放热量。

不同类型的泵用于在系统中循环过程水。 泵送通常需要大量电力,而低起重高度和高效且安装正确的泵对于将运行成本降至最低至关重要。

水的提升最好只能在系统中发生一次,即水通过重力运行一直穿过系统返回泵池。 随着水制备过程的开始,泵通常位于生物过滤系统和脱气器的前面。 在任何情况下,泵应放置在机械过滤之后,以避免破坏来自鱼缸的固体。

抽水总起重高度的计算是实际提升高度与管道、管道弯曲和其他配件中压力损失的总和。 这也被称为动态头。 如果水是通过淹没的生物过滤器抽取的,然后从脱气器下降,则还必须考虑生物过滤器的反压力。 有关流体力学和泵的详细信息不在本指南的范围之内。

_ 图 2.18 KPL 型升降泵用于高效提升大量水。 升降泵通常用于泵送再循环系统中的主流。 正确选择泵对于降低运行成本至关重要。 频率控制是根据鱼类产量调节所需的精确流量的一种选择。 H 是提升高度,Q 是提升水的体积。 _

资料来源:格伦德福斯

_ 图 2.19 NB 型离心泵用于在需要高压或高提升高度时抽水。 离心泵的范围很广,因此这些泵也可以有效地用于在较低提升高度下泵送。 离心泵通常用于再循环系统,用于泵送二次流,例如通过紫外线系统的流量或在氧锥中达到高压。 H 是提升高度,Q 是提升水的体积。 资料来源:格伦德福斯

如今,大多数密集型再循环系统的总起重高度约为 2-3 米,这使得使用低压泵最有效地泵送主流。 然而,将纯氧溶解到工艺水中的过程需要离心泵,因为这些泵能够在锥体中产生所需的高压。 在某些系统中,主流的升降高度非常低,通过将空气吹入通风井,无需使用泵即可驱动水。 在这些系统中,脱气和水的运动是在一个过程中完成的,从而使起重高度成为可能。 然而,水的脱气和移动效率并不一定比从脱气机上抽水的效率好,因为通气井在能源使用方面的效率和脱气效率要低于使用提升泵和剥离或滴水。

# 监控、控制和警报

密集养鱼需要密切监测和控制生产,以便始终保持鱼类的最佳条件。 技术故障很容易造成巨大损失,警报是确保操作安全的关键装置。

在许多现代农场中,中央控制系统可以监控和控制氧气水平、温度、pH 值、水位和运动功能。 如果任何参数移出预设滞后值,启动/停止过程将尝试解决问题。 如果问题未自动解决,将启动警报。 自动喂料也可以是中央控制系统的一个组成部分。 这样可以随着喂食过程中的氧消耗量的增加而精确地与较高剂量的氧气进行协调。 在不太复杂的系统中,监测和控制不是完全自动的,人员必须进行几次手动调整。

无论如何,没有对农场工作人员的监视,任何系统都无法正常工作。 因此,控制系统必须配备警报系统,如果发生重大故障,该系统将呼叫人员。 建议反应时间少于 20 分钟,即使在安装了自动备份系统的情况下也是如此。

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_ 图 2.20 一个氧气探头(Oxyguard)在降到水中之前在空气中进行校准,以便在线测量水中的氧含量。 监控可以通过大量测量点和报警控制进行计算机化。 _

# 紧急系统

使用纯氧作为备用品是首要的安全预防措施。 安装非常简单,包括一个用于纯氧的保持罐和一个配电系统,在所有储罐中安装了扩散器。 如果电力供应失败,磁阀就会拉回来,加压的氧气流向每个罐子,保持鱼类活着。 发送到扩散器的流量应事先调整,以便在紧急情况下储存罐中的氧气持续时间足够长,以便及时纠正故障。

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_ 图 2.21 氧气罐和紧急发电机 _

为了备份电力供应,需要一个燃料驱动的发电机。 使主泵尽可能快地运行是非常重要的,因为当水不在生物过滤器上循环时,从鱼中排出的氨会积累到毒性水平。 因此,重要的是要在一个小时左右的时间内启动和运行。

# 摄入水

用于再循环的水最好来自无疾病的来源,或者在进入系统之前进行消毒。 在大多数情况下,它是更好地使用水从井,井,或类似的东西比使用水直接来自河流,湖泊或大海。 如果需要安装进水处理系统,通常包括用于微过滤的砂过滤器和用于消毒的紫外线或臭氧系统。

  • 资料来源:联合国粮食及农业组织,2015 年,雅各布·布雷格巴勒,《水产养殖再循环指南》,http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf。 经许可复制。 *

Food and Agriculture Organization of the United Nations

http://www.fao.org/
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