DJ系列電解式臭氧技術在水產養殖中的應用簡介
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- 發布時間:2023-03-09 21:23
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【概要描述】水產養殖一直是我國一個比較穩定的行業,近年國內人均魚肉消耗還有很大的上升空間。但是隨著國家和百姓對食品安全的高度關注,水產品現代工業化養殖,尤其是飼養魚生產已到了從普及發展轉為提高生產效率和產品質量的重要階段。隨著水產養殖業的發展,水產品因病原微生物引起疾病時有發生,對養殖業危害極大。各養殖設施除加強管理外,在飼育水及使用的各類器具上消除病原微生物已成為一個重要課題。在此轉型期常規的養殖技術已暴露出明顯的弱點。就以水產品生產最關鍵的預防瘟疫和病害的措施來說,必須在技術上找到新的突破口,才能提高生產效益和產品質量。臭氧消毒技術因其廣譜、高效、綠色、安全的消毒特性走進了養殖行業。
DJ系列電解式臭氧技術在水產養殖中的應用簡介
【概要描述】水產養殖一直是我國一個比較穩定的行業,近年國內人均魚肉消耗還有很大的上升空間。但是隨著國家和百姓對食品安全的高度關注,水產品現代工業化養殖,尤其是飼養魚生產已到了從普及發展轉為提高生產效率和產品質量的重要階段。隨著水產養殖業的發展,水產品因病原微生物引起疾病時有發生,對養殖業危害極大。各養殖設施除加強管理外,在飼育水及使用的各類器具上消除病原微生物已成為一個重要課題。在此轉型期常規的養殖技術已暴露出明顯的弱點。就以水產品生產最關鍵的預防瘟疫和病害的措施來說,必須在技術上找到新的突破口,才能提高生產效益和產品質量。臭氧消毒技術因其廣譜、高效、綠色、安全的消毒特性走進了養殖行業。
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前言
水產養殖一直是我國一個比較穩定的行業,近年國內人均魚肉消耗還有很大的上升空間。但是隨著國家和百姓對食品安全的高度關注,水產品現代工業化養殖,尤其是飼養魚生產已到了從普及發展轉為提高生產效率和產品質量的重要階段。隨著水產養殖業的發展,水產品因病原微生物引起疾病時有發生,對養殖業危害極大。各養殖設施除加強管理外,在飼育水及使用的各類器具上消除病原微生物已成為一個重要課題。在此轉型期常規的養殖技術已暴露出明顯的弱點。就以水產品生產最關鍵的預防瘟疫和病害的措施來說,必須在技術上找到新的突破口,才能提高生產效益和產品質量。臭氧消毒技術因其廣譜、高效、綠色、安全的消毒特性走進了養殖行業。
從預防疫苗的措施來說,在常規飼養中給魚類喂抗生素和注射疫苗似乎無可非議。但是,忽視了對飼養環境進行殺菌、消毒、凈化,而使受細菌病毒等污染的飼養水隨時會引發病害。另外,喂藥不但增加生產成本,而且不斷積累的抗生素反過來危害飼養魚的健康,過多地使用化學藥物會損害魚類的生理機能,影響飼養魚的生長。就食品衛生方面來看,攜帶生長素和抗生素的魚肉制品易給人類健康造成危害。臭氧作為一種強氧化劑、消毒劑、催化劑不僅在水消毒、改善水質、防止水產養殖系統內的疾病及赤潮解毒等得到了成功的應用,而且因為其自身的特性綠色環保更加引起人們的重視。
二、臭氧殺菌消毒機理
臭氧又稱活氧,是世界上公認的廣譜高效殺菌消毒劑。其殺菌機理是它作用于細菌的細胞膜使其損傷,導致新陳代謝障礙直至死亡,其殺滅病毒的機理是直接破壞核糖核酸或脫氧核糖核酸。通過臭氧殺菌裝置可對生物卵消毒、養殖水殺菌、設施消毒,可以防止病原體的侵入。臭氧具有強烈的殺菌消毒和水質凈化作用,而且無毒無害,是水產養殖和育苗生產中最理想的殺菌凈化劑,對防治魚、蝦、海膽、河蟹、甲魚等生物病害,改善水產養殖的生態環境有著重要的意義。
水產養殖中使用臭氧育苗,可節約各種消毒劑,抗菌素,還可以減少換水量,節約燃料煤,應用臭氧育苗,其成活率至少可提高一倍以上而且一套設備可使用數年,從而既可大大節省養殖成本,又可培育出綠色環保食品,從各個方面講是比較經濟的。目前日本及歐美等大部分國家已廣泛采用臭氧進行養殖,并禁止采用氯化物等化學消毒劑進行養殖而造成含氯素過高的產品進入其市場,各大報刊時有報道。
消毒是家水產養殖的重要環節,如果消毒措施跟不上,對水產品的健康將帶來嚴重的不良后果。將臭氧直接運用到水產養殖生產中去,它是目前國內改善水產品生產環境和水產生產消毒最有效的途徑和方法。
經浙江省疾病預防控制中心檢測。DJ系列電解式臭氧消毒機的殺菌效果如下:
白色葡萄球菌飛平均殺滅率均為99.98%
自然菌的消亡率分別為99.09%、98.94%、98.55%
作用時間 測試序號 消毒前對照菌群落數(cfu/m³)消毒后對照菌群落數(cfu/m³) 消忘率%
臭氧在水中時刻發生還原反應,產生氧化能力極強的單原子氧(O)和羥基(OH),瞬間分解水中的有機物,細菌和微生物。羥基(OH)是強氧化劑、催化劑,使有機物發生連鎖反應。反應十分迅速,單原子氧(O)和羥基(OH),對各種致病微生物均有極強的殺滅作用,羥基的氧化還原電位為2.80V,與氟的氧化能力相當。
臭氧可對水中的硫化物、氨、氰化物進行降解,有毒的硫化物、氨、氰化物通過與臭氧反應后,產生了無毒的H2SO4、CO2、N2等物質,從而達到凈化水是目的。一般的消毒劑氯、次氯酸(HCLO)、二氧化氯(CLO2)的滅菌、消毒是進行性積累性的,需要較長的作用時間。而臭氧水消毒滅菌是急速的,消毒作用瞬間發生。清水中的臭氧濃度一旦達0.2~2,在0.5~1內就可以殺死細菌。在臭氧濃度達4,在1分鐘內乙肝病毒滅活率為100%。
傳統的殺菌消毒方法都有其無法克服的局限性,而且費用高,易產生二次污染,造成藥物殘留,而臭氧與之相比O3自然還原成O2。特別是DJ系列低壓電解臭氧設備所產生的臭氧成分為:20%臭氧80%氧氣不含有任何有害物質,更有利于綠色有機環保的需要。
1.廣譜性:適合多種致病微生物,對大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌及甲乙肝炎病毒、真菌等多種微生物均有很好的殺滅作用。能快速徹底殺滅空氣、飼料、飲水中的各類病原微生物,并能有效去除糞便產生的氨氣、硫化氫等有害物質,凈化飼養環境立竿見影。
2.殺菌能力強:殺菌能力是紫外線燈的1.5-5倍,比氯的2倍,在水中殺菌速度比氯快600-3000倍。
3.消毒無死角:臭氧易溶于水,和水混合后容易嵌入死角、濃度分布均勻,對不規則物品的表面和隱蔽的死角都可以取得滿意的消毒效果,特別是對高密度養殖非常有利。
4.綠色環保:臭氧能快速分解成氧氣和單原子氧,單原子氧又可自身結合成氧分子,臭氧消毒無任何有毒物質殘留,沒有二次污染。被公認為是綠色消毒劑,這是其它任何消毒劑無法做到的。
5.改善飼養環境:電解式臭氧消毒機是將純凈水(H2O)中的氧分子通過低壓電解質子交換的技術分離出來,組合成多種形態的氧,它們是負氧離子、純氧和臭氧,以不同的濃度的模式定時定量地混合于水中,不僅具有超強的殺菌消毒,除去水體中氨、苯等有害物質的能力,還具有改善水質增加飼養水含氧量的功效。
6.原料豐富:臭氧是利用少量的純水制取,不需要原料儲存設施節省儲備所需的空間。
7.降低投資成本:使用臭氧技術可大大減少人力投入和化學藥物抗生素的使用,提高養殖自動化的程度,降低飼養魚的疾病產生。
8.降解水中有害物質:由于臭氧的強氧化性,養殖用淡水或海水中對魚類危害較大的亞硝酸鹽、硫化氫、氨態氰等均可被氧化為無毒的NO 、SO 、N,等有機物,同時無機物也可被降解生成對生物無毒的物質, 從而降低水中的生物耗氧量(BOD) 和化學耗氧量(COD)
9.提高成活率:有效防治多種疾病,減少飼養魚發病率、降低死亡率,提高成活率,促進飼養魚健康快速生長發育。激活機體免疫細胞,提高魚類自身抗病能力3倍以上,有效控制重大疾病的發生。
四、PEM電解式臭氧與普通高壓臭氧的區別及優勢
人類研制提取臭氧的方法主要有兩種:一種是低壓臭氧(又稱PEM電解法),另一種是高壓臭氧(又稱電暈法)。電解法低壓臭氧生成是以純水為原料,以質子交換膜為隔膜,在低壓支流電場的作用下使水在特制陽極界面上水(H2O)失去電子氫氧分離生成臭氧,不需要任何輔助材料和添加劑,生成的臭氧濃度高達20%,產生的臭氧伴隨物為氧氣(O3+O2),沒有任何的二次污染。而傳統的高壓放電臭氧是以空氣或氧氣為原料,需要經過多道預處理,并通過15000V左右的高頻高壓放電場才能獲得臭氧,生成的臭氧濃度低最高不大于6%(氧氣源),產出的臭氧伴隨物為氮、氯、氮氧化合物和其他雜質(N2+O2+O3+NOX),因空氣中含有78%以上的氮氣,經過高壓放電后會產生氮氧化合物其中一氧化氮、二氧化氮為不可分解的有毒致癌物質。故過去人們常常說臭氧有害,多指于電暈法的生成技術的副作用。
新型低壓電解臭氧應用在飼養水消毒處理上更明顯的特點是;1、因從純水中提取臭氧故所產生的臭氧中,不含有氮氧化合物等其他雜質(特別是不含有一氧化氮、二氧化氮等致癌物質),不會影響水質。2、抗濕度能力高達90%。模塊電解水原理不易受潮,不會擊穿。3、電極3-5V低耗,可連續性工作,安全性能好,有超長的使用壽命。4、所產生的臭氧濃度高(低壓臭氧18-20%,高壓臭氧1-3%)投入水中同等值的臭氧量,采用本方式可達到更高的水中臭氧濃度。5、綜合使用成本低,同等水流量達到相同的臭氧濃度使用成本不到高壓設備的一半。6、在進行消毒的同時具有增氧功能。
2、DJ-Q型電解法臭氧發生器與空氣(氧氣)放電式臭氧發生器的各項指標比較
性能指標 |
DJ-Q型電解法 |
電暈放電法 |
|
板式 |
管式 |
||
氣源 |
去離子水 |
空氣 |
空氣或氧氣 |
氣源露點/oC |
0-35 oC |
-60 |
-60 |
冷卻方式 |
__ |
水冷或氣冷 |
水冷 |
工作電壓 |
3-5V |
7.6~20/kV |
15~19/kV |
電源頻率/Hz |
50-60 |
50-500 |
60 |
電耗/kW.h/kgO3 |
50 |
20-30 |
15-19 9-15 |
介電體 |
去離子水 |
陶瓷片(板) |
玻璃管 |
氣室壓力/kPa |
__ |
7-86 |
20-100 |
臭氧濃度/%(重量比) |
18-20 |
1-3 |
1-3空氣源) 2-6(氧氣源) |
工作環境濕度/% |
≤90 |
≤40 |
≤50 |
發生器電極壽命/h |
≥10000 |
≤1000 |
≤3000 |
產出氣體成份 |
氧氣+臭氧 |
氮氣+臭氧+氧氣+氮氧化合物 |
氮氣+臭氧+氧氣+氮氧化合物 |
污染狀況 |
無 |
氮氧化物和電磁波 |
氮氧化物和電磁波 |
使用中相關 設備 |
無需 |
循環冷卻塔、空氣除濕器、無油氣泵 |
循環冷卻塔、空氣除濕器(氧氣瓶或制氧機)、無油氣泵 |
運行成本 /h (臭氧產出量g/h) |
0.08元 |
0.13元 |
0.115元(空氣)0.16元(氧氣源) |
五、高壓電暈式臭氧在水產養殖中的危害
氮氧化物是高壓電暈空氣源臭氧發生器常見的伴生副產物,是由空氣中的氮與氧在高壓電暈的情況下結合生成的NOx,NOx作為伴生副產物通常是指一氧化氮NO和二氧化氮NO2,而NO一般與臭氧發生反應生成二氧化氮,所以在高壓電暈式空氣源臭氧發生器NOx 主分為NO2。
NOX毒性作用:NO2難溶于水,容易進入下呼吸道直至肺的深部,當NO2到達肺泡時,緩慢溶于體液中,形成亞硝酸和硝酸及其鹽類,以亞硝酸根和硝酸根離子的形成通過肺進入血液在全身分布,引起腎、肝、心等臟器損傷。同時NO2本身對肺組織產生強烈的刺激和腐蝕作用,引起肺水腫。
免疫功能損傷:長期接觸NO2不僅可降低肺泡吞噬細胞能力而且能夠抑制血清中抗體的形成,影響機體免疫功能。
促癌作用:動物實驗表明NO2有促癌和致癌作用。
由于目前國內大部分臭氧發生器都采用以空氣為原料高頻高壓電暈的方式來產生臭氧,這種方式的臭氧發生器衍生的氮氧化物超標是一個很嚴重問題。由于空氣中約含78%的氮氣,如果暴露在高壓放電的環境,氮氣分子就會離解成原子,這樣就優先形成毒性大的氮氧化物。而且就目前國內市場上的臭氧設備五花八門、層出不窮,產品質量參差不齊,很多人誤以為只要能出臭氧,只要聞的到臭氧那草腥味就一切OK了,而忽略了氮氧化物這個對人體健康危害巨大的隱型殺手。水產養殖需要不斷地往養殖水中混入臭氧,這樣就等于不斷的地往飼養水內混入臭氧的同時混入NO2, NO2又為世界衛生組織認定的不可分解的致癌物。飼養水中的氮氧化合物就越聚越多,會對水產品造成嚴重的危害。
另外高壓電暈式臭氧機產生大量的氮氧化物,同時與臭氧溶入飼養水中進行水質凈化消毒時,易形成亞硝酸鹽(氮的最重要的礦物是硝酸鹽),從而導致亞硝酸鹽超標,并且與水產品中的激素抗生素等相互作用同時又產生其他的有害物質,不利于水食品的健康生長。
五、臭氧消毒技術在養殖中的應用試驗
1、養殖用臭氧水處理系統的結構一個完整的養殖用臭氧水處理系統應包括水源、水源前處理、臭氧水處理、凈化水后處理、生產用水及循環回收等幾部分組成。產生應用工藝;流程見(圖2)
圖2 養殖用臭氧水循環處理流程
2 、養殖用水增氧消毒工藝
常規的養殖用水消毒或增氧主要以氣曝形式完成的,氣曝主要采用風機泵增氧、制氧機增氧等方法。制氧機消耗大,功率高維護成本和運行成本都比較高,因此風機泵增氧成為主要的處理工藝。健橋公司結合風機泵增氧原理,將臭氧直接導入風機管道中,從水底氣曝與水充分接觸,可快速降解水中的氨氮、致病菌及其他有害物質,同時臭氧分解為氧,以補充水中的氧份。其流程工藝如圖3:
圖3 臭氧化水底氣曝處理流程
臭氧開啟的時間和投加量是增氧消毒的關鍵,根據研究所得,最佳的公式如下:
0.5g O3 / 1m3 水 / 小時 / 4次 / 天
養殖水基本以河道中的水源為主,為防止河道污染水直接應用造成的損失,我們綜合了多地的應用經驗,對水源進行預處理,其工藝流程如圖4:
圖4 臭氧化水質預處理系統流程
3、在海膽育苗中的水處理試驗 在大連碧龍水產養殖公司,應用DJ—W型臭氧水處理器進行試驗,條件為氣溫29℃,濕度85%,水溫20℃,試驗結果見表1
處理水量 |
氨態量 |
亞硝酸鹽 |
COD |
菌數 |
滅菌率 |
|
11.93 |
3.59 |
0.51 |
1420 |
|
5 |
11.62 |
0.56 |
0.50 |
0 |
100 |
4 |
3.58 |
0.56 |
0.50 |
0 |
100 |
3 |
2.02 |
1.95 |
0.50 |
0 |
100 |
2 |
1.92 |
0.84 |
0.50 |
0 |
100 |
試驗結果表明海水經臭氧處理后,氨態氮和亞硝酸鹽得到降解,細菌的殺滅率為100%。水質得到明顯凈化。
將臭氧處理后的海水放入培養池中,接種角刺藻生長明顯。接種密度為10萬個/ml,一周后可迅速增殖到100萬~200萬個/ml,可以投喂海膽幼蟲。
4、在河蟹育苗生產中的應用
在天津市大港區大華育苗場,應用DJ-W系列臭氧水處理器進行生產性試驗。共使用10個育苗池,合計水體400 m3,其中試驗池8個,水體320 m3,對照池2個,水體80 m3。對照池按常規育苗模式操作,試驗池水源同樣應用育苗場砂濾后的海水泵入儲水池,然后經DJ—20型臭氧處理器處理,在過渡池調溫后泵入育苗池使用。每天換水量見表2
變態階段 |
Z1 |
Z2 |
Z3 |
Z4 |
Z5 |
大眼幼體 |
換水量/總水量 |
1/16 |
1/8 |
1/6 |
1/4 |
1/4 |
1/4 |
用臭氧水進行河蟹育苗,從Z4開始到大眼幼體其變態期一般可縮短2~3d,而且苗體健壯活力強,試驗組大眼幼體的重量是對照組的111.8%,單位水體出苗率比對照組高60%。見表3
項目 |
平均布苗密度 |
育苗池水體 |
產出大眼幼體 |
100尾大眼幼體重量 |
單個大眼幼體重量 |
大眼幼體平均腹長 |
試驗 |
35 |
40 |
28 |
0.46 |
4.63 |
2.07 |
對照 |
35 |
40 |
17.5 |
0.42 |
4.14 |
1.64 |
在湛江永通水產養殖場,應用DJ-Y030型臭氧水處理器,由于該機型處理能力偏小,因此只能進行半封閉式水循環河蟹育苗生產。該育苗場共有育苗水體648 m3,由于育苗場遠離海岸15km,需要用汽車拉海水育苗。通常每天需要拉100t海水,這種開式育苗模式每天拉海水既增加費用,同時大量廢水排放還造成污染。應用臭氧水處理器后,變開式循環為半封閉式,每天海水運量從100t減少到40t。既節省了運水費用又減輕了廢水排放負擔。
5、在羅氏沼蝦育苗中的應用
在海南瓊山蝦母場應用DJ-Q1616型臭氧處理器,進行封閉式水循環羅氏沼蝦育苗生產性試驗。該中心坐落瓊山市區,育苗生產需要的海水要從10km以外的海邊運來,因此育苗生產用水必須循環使用。其結果是試驗組出苗量為3.8萬~4萬尾 /m3,比對照組2.5萬~3萬/m3高出25.0%~34.2%。
6、在培養生物餌料方面的應用 將海水沉淀和砂濾后,在10℃左右的條件下每立方米海水投加1~2g臭氧,完全可以殺滅水中的原生動物、雜藻和細菌。這樣處理后的水直接可以用來培養單胞藻、輪蟲,而不需要再用其它的藥物進行處理,也無需長時間曝氣。以培養三角褐脂藻為例,與常規方法對比試驗結果見表4
分組 |
|
|
時間 |
|
|
|
常規方法 |
100 |
120 |
140 |
165 |
180 |
190 |
用臭氧水 |
98 |
130 |
150 |
190 |
210 |
230 |
用臭氧水 |
110 |
130 |
150 |
190 |
210 |
230 |
用臭氧水 |
110 |
135 |
154 |
225 |
240 |
250 |
|
|
|
|
|
|
|
另外利用臭氧水進行鹵蟲孵化,其孵化率可提高10%以上;利用臭氧水孵化斑點叉尾,可簡化操作工藝。每天只需用臭氧水換掉總水量的1/4左右,其孵化率可達95%以上,而且苗體健壯。省略了用孔雀石綠洗卵的過程:利用臭氧水進行羅非魚幼魚培育,在30d內試驗組生長速度比對照組快1.3倍:應用臭氧水培育加州鱸魚苗,放苗時魚苗規格為0.7cm。出池是試驗組魚苗平均規格為2.65cm,成活率78.6%,而對照組平均規格是2.57cm,成活率43.8%。
注:以上部分設備型號為原金華健橋公司設備
部分技術數據由金華健橋公司提供
制造商:金 華 市 廣 源 儀 器 廠
JINHUA GUANYUAN INSTRUMENT FACTORY
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