臭氧水处理技术与水产养殖

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欧全云陈永胜
(东方希望集团无锡希望饲料有限公司)
1臭氧(03)水处理技术发展概况
臭氧水处理技术是利用臭氧的强氧化性,清除水中的微生物和有毒有害物质。由于臭氧处理后的分解产物是氧气,不会给环境带来任何不良影响,良好的环境接触特性,使得臭氧的应用十分广泛。
早在1905年,法国率先使用臭氧来处理饮用水,到了上世纪70年代,全世界用于水处理的大型臭氧设备共有1000多套。其中,加拿大有80多套,以魁北克自来水厂的规模最大,日处理能力达27x10
(6)m3,。我国于70年代后期开始进行臭氧水处理技术研究,目前主要用于高科技领域用水的处理,在国防科研、航空航天环境保护、医疗卫生、食品加工、微电子技术等领域,发挥着越来越重要的作用。特别是对市场崇尚的无公害、绿色食品的生产具有十分重要的意义。
2臭氧的性质及作用机理
2.1臭氧的性质
臭氧(03)是一种低分子量(M.W=48)、呈淡蓝色、具有强烈氧化性的气体。它由3个氧原子组成,分子结构呈三角形,键角116。。它的氧化还原电位(EO3=2.07V),仅次于氟(EF=2.57V)高于氯(ECI=l.36V)和二氧化氯(ECIO2=l.50V)。一般用316L以上标号的不锈钢罐贮存、运输。
臭氧密度比空气大,易溶于水,在水中的溶解度K=49g/mL。为了更方便地使用臭氧,一般先将臭氧溶于水中,即为双氧水(H2O2)。双氧水中臭氧的含量可达42%,一般为30%左右,具有腐蚀性,使用稳定的高分子有机聚合物或不锈钢罐来贮存、运输。为确保使用的安全性,在使用双氧水(H2O2)时,先将其浓度稀释到3%。
2.2臭氧的作用机理
臭氧是不稳定气体,溶于水后生成氧化能力很强的单原子氧轻基(O.OH),它的灭菌能力极强,能破坏分解细胞壁,很快的扩散、渗透进细胞,氧化破坏细胞内的生物酶系统,致死病原体。由于致死的病原体细胞膜破裂,所以细菌无法再生繁殖。同时单原子氧轻基(O.OH)对有机物、无机物的氧化作用也十分强烈。其原理表示如下:

式中:
R:表示微生物及活性大分子有机物等。
R':表示被杀灭的微生物、及被灭活的大分子有机物等。
3臭氧水处理应用于水产养殖业的优越性和可行性
3.1运用臭氧进行养殖水体消毒的优越性
水产养殖中常说“养鱼先养水"。但是,随着工业化程度的日益发展,城市规模扩大,工业“三废"及城市生活污水大量排放;农业生产中农药、化肥的大量使用;集约化养殖的粪便污水排放等导致严重的环境污染水体污染表现在富营养化,生物耗氧量、化学耗氧量增加,重金属盐、有机农药等有毒有害物质的含量增大,远远超过水体的自净能力。水体中有益生物减少,有害生物大量繁殖,鱼虾等水生食品动物的生存受到严重威胁。同时,由于水体污染,水产食品动物体内的有毒有害物质残留、富集,水产食品的安全性受到严重威胁。内河河道等天然水体中的野生鱼类资源近于枯绝,幸存的少数鱼类也因其体内污染物残留,肌肉产生异味而丧失食用价值。天然水域水体污染,可供养殖使用的水源越来越少,养殖注水越来越困难。特别是在我国的华北地区,基本上是一坑水,一池鱼。传统的通过注排水调节水质的方法基本无法实施,水产养殖更多地依赖于池塘生物链的自我净化。而养殖池塘因连续多年饲养,自身排泻物污染,底泥淤积,池塘老化。氨氮,硫化氢,亚硝酸盐等有害物质增加;蓝、绿藻类、病原性细菌、病毒、真菌、寄生虫等大量繁殖,病害严重。水产品的产量和品质受到严重影响,养殖效益下降。
目前,养殖水体消毒多用卤素类水处理剂处理养殖水体,然而,卤素化合物会与水中的有机烷烃产生化学反应,生成卤代烷(THM),这是一类有长期残留、蓄积的致癌物质,长期使用卤素类化合物,将造成水体污染加重。并且,由于卤素族化合物在水中残留,抑制水体微生态环境的恢复,使用后常造成水体环境剧变,养殖鱼类生长受到严重影响。经臭氧处理的水体,反应的副产物是氧气,可以迅速增加水中的溶解氧含量,这对水产养殖极为有利。并且反应极快,在经臭氧处理后的较短时间内,即可使用微生态制剂调节水质。可以确保水产养殖对水环境的需要。
3.2运用臭氧进行养殖水体消毒的可行性
据研究显示,当水中臭氧的含量在10~30mg/kg时(即每耐水体投入30%的双氧水30-10OmL),只需0.5-lmin就可以杀死细菌,除菌达99%,在相同的灭菌作用和条件下,臭氧的用量仅为氯的0.0048%。臭氧水处理特点主要表现为用量少,使用范围广,作用时间快,处理后的产物是氧气,对养殖环境无任何不良的影响。不仅能够有效防治由病毒、细菌、真菌、寄生性原虫引起的各种疾病,并能有效地防制“泛塘";延缓水产养殖水体的老化,加快老塘的再生、复苏等,这是其它水处理剂所不能比的。
总之,将臭氧水处理技术应用于水产养殖,具有非常重要的现实意义。臭氧高效的水体净化能力、绿色安全的环保特性,随着无公害养殖技术的发展,将在水产养殖生产中发挥重要的作用。臭氧水处理技术在水产养殖的应用,具有良好的经济效益和十分广阔的市场前景。

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