水产养殖环境工程学 7-8章.ppt

七、气体扩散速度生物过滤器的滤材表面附着一层生物膜。而细菌就生长在其中，因此氧气、氨以及亚硝酸盐必须能渗透进去，亚硝酸盐、硝酸盐和碳氧化物还必须能穿出这层薄膜。在生物膜外面还有一层附着水层，也是这些元素必须穿越的。因此更增加了气体扩散的难度。在一定情况下，气体扩散也就成了限制硝化速率的因素。氧气和氨在生物膜和界面水层扩散速率随温度升高而升高。八、其它化学无机物的影响无机盐等化学物质对硝化过程影响的报道非常模糊、笼统，甚至互相矛盾，但公认影响确实存在。有报道，高浓度的钙对亚硝化细菌（Nitrosomonas）的新陈代谢是必不可少的，而高含量的镁对硝化细菌（Nitrobacter）同样必不可少。对硝化过程起积极作用的元素：磷酸盐、Mg、Mn、Fe、Ca、Na。起消极作用的元素：Ca(浓度超过0.5mg/L)、铬、镍，以及有机化合物包括维生素、氨基酸及其它元素。养殖水处理系统中像福尔马林（甲醛溶液），CuSO4溶液，KMnO4溶液，以及NaCl溶液对硝化过程没有影响。九、生物量密度生物量密度指单位体积生物膜内所含细菌细胞的数量。影响生物量密度的因素：营养利用率、水流速度、细胞性质等。同一个过滤器中不同的位置其生物量密度各不相同，不同的过滤器之间的生物量密度差距更大。十、细胞产量定义：平均每单位数量的氨转化成硝酸盐所产生的细胞量。每克氨被氧化成硝酸盐产生0.17克的细胞。生长速度慢，硝化滤池不易阻塞，生长周期长，过滤器作用效果缓慢；生长速度快作用效果好，滤器易堵塞。总结综上所述，氨转化为亚硝酸盐进而转化为硝酸盐。硝化过程复杂、影响因素众多，在对硝化滤池进行设计时将所有因素都考虑进去非常困难。如何才能把所有的因素都考虑周到并设计出有效的合理的硝化生物滤池，最有效的方法就是利用数学模型。对复杂的硝化过程及生物滤池的运作性能等进行量化。数学模型的建立需要大量的基础数据，由于消化过程复杂、影响因素众多，许多数据很难获得或不十分准确，对设计的准确度产生影响。模型存在不足，有待进一步研究。第八章硝化反应生物滤池的设计氨氮是鱼类排泄物中的一个重要成分，它对鱼的毒性很大。一般鱼类养殖水体中要求总氨氮量不高于1?mg／L，或非离子态氨小于0．02mg／L。生物过滤器主要用于去除氨氮，是循环水工厂化养殖系统的重要装置，其主要功能是通过细菌的作用，将氨氮转化为一般不具毒性的硝态氮。同时也有分解有机物的作用。目前水产养殖系统生物滤池的设计还没有非常严格科学的方法，因为水体中的氨氮浓度常常低于1mg/L。本章节主要讲述硝化反应生物滤池的一般设计步骤以及设计中常遇到的一些问题。第一节生物过滤装置的设计水处理的生物过滤器主要分为两大类：有机物硝化菌类和氨氮转化菌类。按细菌生长的形式，生物过滤器又可分为：悬浮生长式与固定膜式两类。养殖系统中常用的是固定膜式氨氮转化菌类过滤器。特点:氨氮转化菌群依附在某种固体表面上生长，氨氮通过扩散的方式传递到固定生物膜内并被转化掉。因此，可以通过对固定膜面积的估算，对生物过滤器进行设计与评估。设计关键点生物过滤器的设计涉及到与鱼类和硝化菌的代谢有关的物理、生物化学参数，其设计目的是使所设计的过滤器有足够的硝化菌量来去除鱼类排泄的氨氮，维持养殖系统中的氨氮浓度在预定范围以内，确保鱼类的安全与有效生长。氨氮是鱼类生物代谢活动的产物。氨氮的转化去除则是硝化菌生命活动的结果。确定氨氮排泄量与生物过滤器的氨氮去除率是设计的最大难点，因为这两个生物过程受到许多因素的影响。不同的养殖品种、饵料和生物滤池类型差别很大。设计步骤Ⅰ.确定污染物的数量Ⅱ.确定鱼类耐受水平：氨氮；亚硝酸盐；硝酸盐；固体颗粒Ⅲ.计算鱼类的氧气消耗量Ⅳ.计算系统的承载能力Ⅴ.计算系统的水流量Ⅵ.计算一次循环的氨氮浓度Ⅶ.计算循环利用时的氨氮浓度变化系数Ⅷ.计算生物滤池的氨氮去除率Ⅸ.确定生物滤池的总的氨氮负荷Ⅹ.计算生物滤池的水力停留时间Ⅺ.确定过滤装置的容量特别是比表面积Ⅻ.确定装置的尺寸城市污水处理系统的生物滤池的设计方法很多，但养殖污水与城市污水的处理差别很大，城市污水氨的浓度一般在10mg/L以上，而鱼类养殖氨的浓度一般在1mg/L。设计参数①鱼类代谢参数：代谢参数是养殖生物滤器设计的基础。鲑鳟鱼新陈代谢过程方程。NA