一、簡述 隨著我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，各種先進的水處理技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，如砂濾、微生物凈化、紫外線殺菌消毒、泡沫分離等。但隨著工業(yè)化封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖設(shè)備在實際生產(chǎn)中的推廣的應(yīng)用，高密度、小水體的生產(chǎn)條件對水質(zhì)的要求也更加嚴(yán)格。因此，應(yīng)用具有高效、快速特點的臭氧進行水質(zhì)處理的技術(shù)也就應(yīng)運而生。 1.臭氧的特性 臭氧(O3 )又名活性氧，是氧氣的同素異構(gòu)體，易溶于水，在水中即刻發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生中間物質(zhì)單原子氧和羥基(0H) 單原子氧氧化能力極強，羥基也是強氧化劑、催化劑，因此，臭氧具有較強的消毒效果，并可以分解一般氧化劑難以破壞的有機物單原子氧和 羥基消毒作用的機理為：(1)臭氧可以分解細(xì)菌的細(xì)胞壁，擴散進人細(xì)胞內(nèi)，氧化破壞細(xì)胞室內(nèi)的酶而殺死病菌；(2)臭氧可與細(xì)菌細(xì)胞壁 脂類艤鍵反應(yīng)，進人細(xì)菌體內(nèi)部，作用于脂蛋削白和脂多糖，改變細(xì)胞的通透性，從而導(dǎo)致細(xì)胞溶解。臭氧殺菌消毒、分解水中有機質(zhì)及無機物的能力比常用的氯高出幾百倍。而且由于臭氧不穩(wěn)定，反應(yīng)過后易生成氧和水，從而 不會造成二次污染。 2 臭氧可以凈化水質(zhì)的依據(jù)由于臭氧的強氧化性，使得它對水中的各種微生物均具有較好的殺滅效果。 3 臭氧用于海水消毒數(shù)據(jù) 3.1臭氧平衡濃度 不同負(fù)荷率的臭氧處理導(dǎo)致海水中臭氧平衡濃度不同。1L/min處理產(chǎn)生0.04 ppm，而2、3、4和5 L/min臭氧負(fù)荷處理分別產(chǎn)生0.11、0.15、0.19和0.23 ppm的臭氧平衡濃度。 3.2氨氧化 海水中5ppm的氨被臭氧完全氧化的時間不超過12小時（圖1）。在本實驗中，臭氧對氨氮的去除在前3h較快，在后9h內(nèi)緩慢進行，直至氨氮濃度全部被氧化。將臭氧對氨氮的去除分為兩組，即較低的組和較高的組。低濃度臭氧處理（1、2、3L/min臭氧）的去除率為0.55±0.21ppm/h，平均去除加速度y=1.2873ln（x）+1.141。另一種是較高的臭氧處理（4和5L/min臭氧），去除率為0.75±0.20ppm/h，去除加速度y=1.2108ln（x）+1.3005。 臭氧還與亞硝酸鹽發(fā)生反應(yīng)，將其氧化成硝酸鹽和其他水中多余的氣體。在所有臭氧處理濃度下，海水中5ppm的亞硝酸鹽在90min內(nèi)被完全氧化，平均去除率為4.45±0.21mg/L/h（y=1.3022ln（x）0.993）。在最初30分鐘后，亞硝酸鹽濃度從5 ppm下降到1 ppm，然后在90分鐘內(nèi)連續(xù)下降到接近零（圖2）。
3.4硝酸鹽氧化 硝酸鹽在12小時后從5-3.95 ppm的初始濃度被氧化，此后保持在該水平（圖3）。硝酸鹽去除率平均為0.36 ppm/h（y=0.0851 ln（x）+4.1748）。臭氧對硝酸鹽的氧化作用在12h內(nèi)完成，12h后硝酸鹽濃度無明顯變化（p>0.05）。
3.5TOC氧化 在臭氧氧化過程中，TOC濃度一直下降，12小時后所有處理的濃度達(dá)到2.98±0.77 ppm時趨于穩(wěn)定，但24小時后最低臭氧處理的濃度為4.06±0.46 ppm時趨于穩(wěn)定（圖4）。這意味著總有機碳達(dá)到平衡濃度，并保持在那里之后。TOC氧化速率可分為最低臭氧處理、中等臭氧處理和最高臭氧處理三組，氧化速率分別為1.65、2.22和2.25ppm/h。實驗表明，最低臭氧處理濃度（1L/min）對水中TOC的去除率顯著降低（p<0.05），而其它濃度對TOC的去除率差異不顯著（p>0.05）。
3.6溴酸鹽形成 溴酸鹽的形成隨著臭氧暴露時間的延長而增加（圖5）。在臭氧氧化24小時內(nèi)，溴酸鹽濃度急劇上升至79.28ppm。在氨的氧化過程中，只要水中仍有氨存在，溴酸鹽的生成就受到抑制。溴酸鹽濃度在前6小時保持在0.33 ppm，在接下來的6小時增加到8.3 ppm，然后急劇增加（圖6）.在TOC的氧化過程中，水中的有機碳也抑制了溴酸鹽的生成。在最初的12小時內(nèi)，除5L/min的臭氧處理外，所有溴酸鹽濃度均低于10 ppm（圖7）。12h后，TOC也消耗殆盡，溴酸鹽生成量急劇增加。
二、重要結(jié)論 在水產(chǎn)養(yǎng)殖中應(yīng)用臭氧強化水質(zhì)，可以完全去除水中的氨氮和亞硝酸鹽。雖然硝酸鹽濃度可能累積，但在常規(guī)條件下，硝酸鹽對生物體并沒有真正的毒性。臭氧氧化對海水中溴酸根離子的生成有補償作用，但由于水中存在氨氮和有機碳，氨氮和TOC濃度的不同可以抑制溴酸根離子的生成。 啟示 使用臭氧對養(yǎng)殖尾水進行處理，不僅可以減少細(xì)菌和寄生蟲還可以對NH4+-N、NO2--N等水質(zhì)參數(shù)起到調(diào)控作用。 想要了解更多有關(guān)臭氧的知識可聯(lián)系：18316980324（VX同步）
|
