臭氧总残留氧化物对海水封闭循环水养殖系统的影响研究

发布时间：2020-07-15 01:20

【摘要】：臭氧(O3)作为强氧化剂应用在海水循环水养殖系统的消毒杀菌水处理工艺中,可以有效降低系统内污染物含量。由于臭氧具有高效、无二次污染等特点使其在循环水养殖系统中的应用日益广泛。同时,循环水养殖系统中添加适量臭氧可以控制水体微生物数量,有助于维持系统水环境微生物群落结构的稳定性,从而减少病原微生物进入系统水体,减少疾病发生。然而,随着臭氧进入海水循环养殖系统后,产生的一系列臭氧总残留氧化物(Total Residual Oxidants,TRO)将在系统内积累,若不及时处理,会给养殖生物造成毒害作用,这也是海水养殖企业在选购和使用臭氧发生装置时的顾虑所在。因此养殖池TRO的浓度检测与控制变得尤为重要。目前关于臭氧的研究更多侧重于探究臭氧对养殖生物(主要为鱼类)生长、生理形态的影响以及臭氧残留去除技术,鲜少关注TRO在海水循环水养殖系统中的浓度检测、衰减规律以及对生物滤池运行效果的影响。因此,掌握TRO衰减规律及其对生物滤池的影响,对于臭氧在海水循环水养殖系统水质优化调控中具有重大意义。本文通过系统研究TRO对海水循环水养殖系统的影响,结果如下:(1)关于海水养殖水体的TRO检测,在0~0.5 mg/L的TRO浓度范围内,KI-DPD分光光度法与H3BO3-KI比色法线性关系良好,检出限分别为0.040 mg/L和0.034 mg/L,且该两种测定方法准确性及重复性较佳,相对标准偏差(Relative Standard Deviation,RSD)均小于5.0%,低于传统碘量法;而IDS分光光度法只有在高浓度臭氧海水样品(0.6~1.2 mg/L)检测时,RSD才小于5.0%,且测定值显著低于上述两种方法(p0.01)。故对于海水养殖水体中的TRO检测,KI-DPD分光光度法和H3BO3-KI比色法均准确有效。(2)通过研究不同温度下TRO的衰减规律,构建了不同温度下TRO衰减动力学模型(其中:x--TRO初始浓度,t--时间):13℃:y=(0.8223x-0.0229)-(0.0822x+0.0013)ln(t);18℃:y=(0.8028x-0.0306)-(0.0877x+0.0008)ln(t);23℃:y=(0.8324x-0.0322)-(0.0889x+0.0012)ln(t);28℃:y=(0.6659x+0.0022)-(0.0969x-0.0004)ln(t)。通过生产实践验证,28℃时,TRO衰减动力学模型在4种不同臭氧量条件下,只有在0.25 mg/L浓度下具有较好的预测能力,在0.50、0.75、1.00 mg/L条件下,处理30min后的测量值偏离度较大,预测能力较差。(3)不同臭氧量条件下,TRO对养殖池水环境的影响研究表明:臭氧量为0.5 g/h时,TRO对养殖池内水环境有较好的改善。与对照组相比,CODMn、NO2--N、SS浓度显著降低(p0.05);总细菌和弧菌数量极显著降低(p0.01),总氨氮(Total Ammionia-N,TAN)浓度变化不显著(p0.05)。臭氧量为1.0 g/h时,TRO对养殖池内水环境有极好的改善。与对照组相比,CODMn、TAN、NO2--N、SS浓度极显著降低(p0.01);总细菌和弧菌数量极显著减少(p0.01)。因此,在臭氧量为1.0 g/h时,TRO对养殖池水环境改善效果更好。(4)不同臭氧量条件下,TRO对流动床生物滤池(Moving-bed Biofilter,MBBF)处理性能的影响研究表明:臭氧量为0.5g/h时,TRO对MBBF处理性能有抑制作用,但与对照组相比,MBBF进水CODMn、TAN、NO2--N浓度显著降低(p0.05)。TRO抑制作用主要表现对NO2--N去除率显著(p0.01),但对CODMn、TAN去除率不显著(p0.05)。臭氧量为1.0g/h时,TRO对MBBF处理性能抑制作用极显著。其主要表现对CODMn、TAN、NO2--N去除效果抑制作用极显著(p0.01)。同时,与对照组相比,MBBF进水CODMn、TAN、NO2--N浓度极显著降低(p0.01)。因此,臭氧量为1.0g/h时,虽然TRO对MBBF处理性能抑制作用更显著,但TRO大幅降低了MBBF进水CODMn、TAN、NO2--N浓度,从而改善了整个循环水系统的水质,并与养殖池内水质变化保持一致。
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S967

【参考文献】