CN105010215A - 基于流量控制的循环水养殖***设计装置及方法 - Google Patents

Abstract

提供一种基于流量控制的循环水养殖***设计装置和方法，首先要根据养殖品种设定基本参数，通过计算养殖生物***耗氧量，再根据进、出水溶氧浓度，计算出***总流量，再计算机械过滤器参数进行选型，再计算气浮池体积和效率进行选型，再次计算生物过滤器的参数选型，生物过滤器氧气消耗量根据总氨氮产生量得出，再根据这一数值计算空气充入量，本发明将循环水养殖***进行模块化分解，用户可以根据养殖生物特点和当地环境特点，确定各模块的参数，由工业企业设计生产相应模块，用户组装的方法构建循环水养殖***，方便其操作和维护。

Description

基于流量控制的循环水养殖***设计装置及方法

技术领域

本发明涉及水产养殖工程技术领域，特别是涉及一种基于流量控制的循环水养殖***设计装置及方法。

背景技术

循环水养殖的核心是循环水养殖***(Recirculation aquaculture systems，RAS)，RAS是具有养殖用水净化处理功能并能够进行循环利用的式厂化水产养殖***，其特征是通过物理、化学、生物等方法对养殖过程中产生的各代谢废物进行去除或降解，并循环利用。RAS是一种高密度养殖***，通过***各构成组件对养殖用水的分别处理，最多可以使养殖用水的90-99％被回收利用，这使精确控制养殖环境和水质参数成为可能，从而达到最佳养殖条件。

但是，循环水养殖***也存在设计复杂、造价高、运营成本高、运营管理难度大等制约因素。此外，水循环也导致较高的电力成本，并且的水再利用率越高，相应成本增加也越多。

一般来说，RAS包括养殖池、机械过滤器、生物过滤器、水泵***以及控制病原生物的消毒设施等组成部分。由于RAS设计极其复杂，目前只有少数国内外科研单位及企业可以提供全套循环水养殖***设计。但是由于养殖单位人员缺少***的循环水养殖理论知识，用户难以了解各种设备和设施的功能特点，操作维护难度大，且由于循环水养殖是高密度集约化养殖，一旦出现设备运行故障，造成的损失极大。

发明内容

针对目前RAS运营成本高的问题，本发明提出基于流量控制的方法进行***设计，最大程度减少水循环能耗，降低运营成本；针对***设计不易掌握，操作困难，现有设计方法繁琐等问题，提供一种基于流量控制的循环水养殖***设计装置及方法，其具有模块化设计，参数设计简便，运算过程简洁，便于操作。将循环水养殖***进行模块化分解，用户可以根据养殖生物特点和当地环境特点，确定各模块的参数，由工业企业设计生产相应模块，用户组装的方法构建循环水养殖***。由于用户明确各组成部分功能、特点，也方便其操作和维护。

循环水养殖***设计装置采用基于流量控制的选型设计方法，计算装置包括***供氧及流量参数计算装置，机械过滤器参数计算装置，气浮池参数计算装置，生物过滤器参数计算装置；首先根据养殖特性确定养殖基本参数，在装置上输入基本参数值，先通过***供氧及流量参数计算装置，再通过机械过滤器装置，再通过气浮池参数计算装置，最后通过生物过滤器参数计算装置，分别计算出各自的相关参数。

选型装置工作程序为：

步骤一、确定基本参数，首先要根据养殖品种和能力设定RAS控制温度、最大养殖密度、养殖鱼平均体重、养殖池水深，养殖池总面积，然后计算出养殖水体总体积、最大生物量，最大生物数量，最后根据养殖品种和拟投喂的饵料情况设定投喂率，计算出日最大投喂量；

步骤二、计算***供氧及流量参数，通过最大生物量和养殖生物单位呼吸速率参数计算出养殖生物***耗氧量，再根据进、出水溶氧浓度，计算出***总流量；

步骤三、计算机械过滤器参数，根据养殖生物消化率和最大日投喂量可以估算出日固体废物产量(P_SS)，再根据***总流量及日固体废物产量计算出固体废物平均日浓度，估算出机械过滤器浓度指标及合适的机械过滤效率，从而对机械过滤器进行选型；

步骤四、计算气浮池参数，根据***总流量和估算水在气浮池停留的时间可计算出气浮池体积，根据日固体废物产量以及机械过滤器的日去除固体废物产量得到需气浮池去除的固体量，得到气浮池效率参数，从而对气浮池体积和效率进行选型；

步骤五、计算生物过滤器参数，根据饵料日投喂量减去气浮池和机械过滤器去除的固体量再结合饵料中蛋白质含量、蛋白质中的氮含量计算出总氨氮(TAN)的产生量(P_TAN)，再根据估算日最大硝酸氮浓度计算出日补充水量，再结合出水总氨氮的浓度得出每日生物过滤器需要转化的TAN的量，再根据预期硝化速率R_N计算出所需的硝化作用面积S_N，再根据选用的生物滤料比表面积得出生物滤料体积V_Biofilm，而生物过滤器氧气消耗量根据总氨氮产生量得出，再可根据这一数值计算空气充入量。

循环水养殖***设计装置，在装置界面手动输入基本参数以及行业经验值参数：养殖品种、养殖水温、最高养殖密度、养殖鱼平均体重、养殖池水深、养殖池总面积、最大养殖数量、投喂率、养殖池进水溶氧、养殖池出水溶氧、固体废物估计百分比、机械过滤器效率、气浮处理时间、气浮固体物去除率、饲料中蛋白质含量、养殖水TAN浓度、养殖水最大硝酸氮浓度、预计硝化速率、滤料比表面积、滤料深度，输入装置后，装置内设有公式运算单元，经运算输出结果为养殖池水体积、最大生物量、最大养殖数量、日最大投喂量、养殖生物耗氧量、***流量、固体废物产生量、机械过滤器过滤能力、总固体物平均流入浓度、总固体物最高流入浓度、总固体物出水浓度、总固体物机械过滤器去除量、气浮池体积、气浮固体物去除量、TAN产生量、***补充水量、TAN生物过滤去除量、所需的硝化面积、滤料体积、滤料所占面积、生物过滤器耗氧量，根据这些结果可对循环水养殖***完成机械过滤器、气浮池、生物过滤器的选型设计。

采用基于流量控制的选型方法，即先通过基本参数来先计算***供氧及流量参数，通过最大生物量和养殖生物单位呼吸速率参数计算出养殖生物***耗氧量，再根据进、出水溶氧浓度，机算出***总流量，之后根据***总流量计算机械过滤器、气浮池、生物过滤器的参数而选型。

其理论计算方法如下：

基本参数确定，首先要根据养殖品种设定RAS控制温度、最大养殖密度、养殖鱼平均体重、养殖池水深等参数，根据养殖能力确定养殖池总面积，然后计算出养殖水体总体积、最大生物量(BM)，最大生物数量等参数，最后根据养殖品种和拟投喂的饵料情况设定投喂率，计算出日最大投喂量。

***供氧及流量参数确定，养殖池内的耗氧主要为养殖生物耗氧和水中自发性硝化作用耗氧，在忽略养殖池内的硝化作用耗氧前提下，为了保证水中溶氧供应，***流量可以由下式计算：

$Q_s=\frac{R_{D\·\mathrm{Ofish}}}{(C_{\mathrm{DOin}}-C_{\mathrm{DOout}})\×{10}^{-6}}---\left(1\right)$

式中：Q_S——***流量，L/day；R_DOfsih——养殖生物氧气总消耗量，kg/day；C_DOin进水溶氧浓度，mg/L；C_DOout——出水溶氧浓度，mg/L。

进水口溶氧高低决定了养殖池溶氧供应能力，一般情况下，该值设定在14mg/L(28℃，200％饱和度)，如需要更高的氧气供应量，需要使用纯氧作为氧气供应源。C_DOout为养殖鱼类呼吸后水中溶氧浓度，理论上，可以设置成养殖鱼类最低要求溶氧浓度，但是为了保证鱼类快速生长，该值不能设置太低，一般设在5mg/L(28℃，70％饱和度)以上。

养殖生物耗氧量可以简单通过单位呼吸速率和养殖生物量计算得出：

R_Dofish＝R_fish×BM×24×10^-6   (2)

式中：R_fish——养殖生物单位呼吸速率，mg/(kg·h)；BM——***最大生物量，kg；

其中养殖生物单位耗氧率可根据养殖生物的生物学特点确定。

机械过滤器参数确定，机械过滤器可以去除RAS中由残饵和粪便构成的固体废物，高质量的配饲料仅会留下极少的残饵，而粪便的数量由养殖生物消化率决定，一般配合饲料，可以形成20％～40％的固体废物，根据这一比例和最大日投喂量可以计算出日固体废物产量(P_SS)。进入机械过滤器的总固体物浓度为：

$C_{\mathrm{SSin}}=\frac{P_{\mathrm{SS}}}{Q_S}\×{10}^{6---\left(3\right)}$

式中：C_SSin——机械过滤器入水平均固体物浓度，mg/L；P_SS——固体物总产量，kg/day；Q_S——***流量。

由于RAS养殖特点，固体物主要在投饵时和消化后集中产生，可以认为固体物集中产生时间为4h，因此在确定机械过滤器参数时，最大进水SS浓度不能低于平均浓度的6倍。根据上述流量等参数，进行机械过滤器选型，并根据机械过滤器的过滤效率，可以计算机械过滤器的固体物去除量：

R_MSS＝P_SS×E_MSS   (4)

式中：R_MSS——机械过滤器固体物去除量，kg/day；E_MSS——机械过滤器效率，％。

气浮池参数确定，机械过滤器不能去除的细小固体物可以通过蛋白质分离器、气浮池等设备进一步去除，本文主要讨论气浮池。气浮的效果主要依赖于气泡的直径、固气液比，固体表面活性物质等因素。根据气浮池设计要求，气浮池的有效水深一般取2.0～2.5m，池中水流停留时间一般为10～20min；可以计算出气浮池所需要的体积：

$V_{\mathrm{Foam}}=\frac{t_{\mathrm{Foam}}\×Q_S}{1.44\×{10}^6}---\left(5\right)$

式中：V_Foam——气浮池体积，m³；t_Foam——水在气浮停留时间，min。

气浮池一般可以去除30％～80％的固体物，可以根据气浮池的效率，计算出气浮池去除固体物的量：

R_FSS＝(P_SS-R_MSS)×E_PSS   (6)

式中：R_FSS——气浮固体物去除量，kg/day；E_FSS——气浮池去除效率，％。

生物过滤器参数确定，生物过滤器是RAS的核心部分，其功能是将养殖过程中产生的总氨氮(TAN)分解，从生物过滤器流出的水中氨氮含量达到养殖用水要求。在忽略鱼类氮同化的前提下，总氨氮的产生量可以由饲料中蛋白质百分比来表示：

P_TAN＝(FA-R_MSS-R_FSS)×PC×6.5％   (7)

式中：FA——饵料日投喂量，kg/day；PC——饵料中蛋白质含量，％；6.5％——蛋白质中氮含量。

生物过滤器通过硝化作用，将水中的TAN转化为硝酸盐，为了补充水量可以由下式计算：

$Q=\frac{P_{\mathrm{TAN}}\×{10}^6}{N_{\mathrm{Max}}}---\left(8\right)$

式中：Q——补充水量，L/day；N_Max——最大硝酸氮浓度，mg/L。

补充水要升温到养殖***设定温度，因而补充水的量决定了升温所消耗的能量，补充要求尽量低，一般不能超过***总水量的10％。最大硝酸氮浓度为***中硝酸氮上限，可以根据鱼类生对硝酸氮的耐受程度设置，一般可以设置为150～200mg/L。出水总氨氮浓度由养殖鱼类耐受度决定，大多数鱼类设置到1.8～2.0mg/L都是安全的，生物过滤器每天需要转化的TAN的量可以由下式计算：

R_TAN＝P_TAN-C_out×Q×10^-6   (9)

式中：R_TAN——每天去除的总氨氮量，kg/day；C_out——出水总氨氮的浓度，mg/L。

生物过滤器由多孔的生物滤料构成，生物滤料上的孔为硝化作用场所，硝化作用面积可以用下面的公式计算：

$S_N=\frac{R_{\mathrm{TAN}}\×{10}^8}{R_N}---\left(10\right)$

式中：S_N——所需硝化作用面积，m²；R_N——预期硝化速率，g/(m²·day)。

硝化速率和***水温成正比，范围从0.15到1g/(m²·day)，大多数RAS可以达到0.5g/(m²·day)。各种不同的生物滤料的比表面积数值不同，范围在100～300m²/m³之间，生物过滤器的体积可以通过下式计算：

$V_{\mathrm{Biofilm}}=\frac{S_N}{S}---\left(11\right)$

式中，V_Biofilm——生物滤料体积，m³；S——滤料比表面积，m²/m³。

在生物过滤器中进行的硝化反应过程耗氧量很大，根据基础生化反应方程式，每1g的TAN氧化成硝酸盐需要耗氧4.57g的氧气。因而生物过滤器氧气消耗量可以由下式计算：

R_BNOD＝R_TAN×4.57   (12)

生物过滤器—般使用鼓风机利用空气充氧，同时进行曝气，可根据这一数值计算空气充入量。

根据上述的理论计算方法，按相应公式设计电子软件，比如在电子表格界面中按养殖和设计经验确定部分参数，最终确定***参数。在电子表格中，将标示为手动输入的指标相关参数输入后，即可计算得出其他相应参数，并且当输入参数变动时，相关参数自动计算变化。在***中设计机械过滤器、综合气浮池、生物过滤器、消毒增氧池等构成部分，根据工艺流程图最终确定设计方案。

表1循环水养殖***参数设计表

注：*括号中的字母代表该列在电子表格中的列号；

**表头占用了第一和第二行；

***括号中的数字代表文中涉及的公式。

附图说明

图1：循环水养殖***设计装置示意图

图2：循环水养殖***工艺流程图

具体实施方式

以具体实施例来说明如何进行一个完整的循环水***的设计：

资料收集及基本参数确定：

以设计一套半滑舌鳎循环水养殖***为例，设计最大养殖密度为60kg/m³，上市规格确定为平均每尾1500g。相关参数输入表1所示的电子表格，自动计算其他参数。

根据半滑舌鳎生物学特点，养殖池水深设计为0.5m。***的养殖水体可以根据建设场地情况设计，也可以用预期产量和最大养殖密度计算得出。本例中根据建设场地，设为1280m²，因此***的养殖水体量为640m³。

循环水养殖***最大养殖密度可以达到100kg/m³以上，考虑到半滑舌鳎不能充分利用水体空间，最大养殖密度设计为60kg/m²，***最大养殖量为38400kg。该***拟计划养殖500g以上大规格成鱼，出池规格计划为1500g/尾，整个***可以养殖约25600尾。

根据半滑舌鳎养殖特点，拟定日投喂率为0.8％，最大日投喂量为307.20kg/day。

计算循环水养殖***流量：

根据半滑舌鳎的耗氧率设为55mg/(kg·h)，根据公式(2)计算得出鱼类的氧气消耗量为50.69kg/day。设进水溶氧为16mg/L，出水溶氧为7mg/L，根据公式(1)计算出为满足供氧需求，最小水流量为6532000L/day，即3911.11L/min。

最终设计运行参数4000L/min，最高可以达到6000L/min。

机械过滤器参数计算：

饲料成为固体废物估计百分比设为25％，根据饲料投喂量，将产生固体废物76.80kg/day，根据公式(3)，计算出水体固体物平均流入为13.64mg/L，高峰浓度可以达到81.82mg/L。假定机械过滤器效率为60％，根据公式(4)可计算出机械过滤器可去除30.72kg/day，出水总体物浓度为8.18mg/L。

按水流量等指标，最终确定机械过滤器按最大处理能力360m³/h、最大进水固体物浓度100mg/L、最高出水固体物浓度8mg/L、处理效率不低于60％进行设计选型。

综合气浮池参数计算：

本例采用散气式气浮池，按气浮池设计要求，气浮处理时间不能低于10min，气浮处理高程不低于2.5m。按公式(5)，可以计算出气浮池最小体积。假定气浮池处理效率为30％，可根据公式(6)计算出气浮去除固体物的量为13.82kg/day。

最终综合气浮池按流入水总固体物10mg/L、处理时间10min、处理效率不低于30％进行行设计。

生物过滤器参数计算：

半滑舌鳎成鱼养殖需投喂50％以上蛋白质含量的配合饲料，按公式(7)计算出***TAN总产量为8.54kg/day。养殖池内总氨氮控制在1.00mg/L以内，在保持***硝酸态氮含量不高于150mg/L以下，根据公式(8)计算***的补水量为56908.80L/day，即约57m³/day。

按公式(9)，计算出生物过滤器TAN去除量为8.48kg/day。生物过滤器硝化速率约为0.1～1.0g/(m²·day)，本方案定为0.4g/(m²·day)，生物滤料材质决定比表面积，本方案拟用比表面积为200m²/m³滤料，可自动计算出生物过滤所需面积为21198.53m²(公式10)、体积为105.99m³(公式11)。如果生物过滤器高程设为2.5m，则生物过滤器的面积需占用42.40m²。

根据公式(12)计算生物过滤器的总耗氧量为38.75kg/day。

最终确定生物过滤器参数：生物滤料体积不少于120m³、比表面积不低于200m²/m³、处理水流量达到***流量要求、溶解氧量不低于40kg/day。

其他参数计算：

循环水泵参数：用2备1，满足运行不低于4000L/min，最高不低于6000L/min循环流量要求。

消毒池参数：达到消毒效果。

增氧参数：不低于纯氧50.69kg/day溶解能力要求。

控温参数：***水温19±2℃。

最终根据上述参数进行方案的总体设计和设备选型，完成整体循环水养殖养殖***的建设。***经过运行试验，可以达到设计标准。

尽管对照上述优选实施例，对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述具体实施方案和应用领域，上述实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的技术人员在说明书的的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多简单的变化，这些均属于本发明保护之列。

Claims (6)

1.一种循环水养殖***设计装置，其特征在于，其采用基于流量控制的选型设计方法，计算装置包括***供氧及流量参数计算装置，机械过滤器参数计算装置，气浮池参数计算装置，生物过滤器参数计算装置；首先根据养殖特性确定养殖基本参数，在装置上输入基本参数值，先通过***供氧及流量参数计算装置，再通过机械过滤器装置进行计算参数，再通过气浮池参数计算装置，最后通过生物过滤器参数计算装置。

2.根据权利要求1所述的循环水养殖***设计装置，其特征在于，选型装置工作程序为：步骤一、确定基本参数，首先要根据养殖品种和能力设定RAS控制温度、最大养殖密度、养殖鱼平均体重、养殖池水深，养殖池总面积，然后计算出养殖水体总体积、最大生物量，最大生物数量，最后根据养殖品种和拟投喂的饵料情况设定投喂率，计算出日最大投喂量；步骤二、计算***供氧及流量参数，通过最大生物量和养殖生物单位呼吸速率参数计算出养殖生物***耗氧量，再根据进、出水溶氧浓度，计算出***总流量；步骤三、计算机械过滤器参数，根据养殖生物消化率和最大日投喂量可以估算出日固体废物产量，再根据***总流量及日固体废物产量计算出固体废物平均日浓度，估算出机械过滤器浓度指标及合适的机械过滤效率，从而对机械过滤器进行选型；步骤四、计算气浮池参数，根据***总流量和估算水在气浮池停留的时间可计算出气浮池体积，根据日固体废物产量以及机械过滤器的日去除固体废物产量得到需气浮池去除的固体量，得到气浮池效率参数，从而对气浮池体积和效率进行选型；步骤五、计算生物过滤器的参数，根据饵料日投喂量减去气浮池和机械过滤器去除的固体量再结合饵料中蛋白质含量、蛋白质中的氮含量计算出总氨氮的产生量Ptan，再根据估算日最大硝酸氮浓度计算出日补充水量，再结合出水总氨氮的浓度得出每日生物过滤器需要转化的TAN的量，再根据预期硝化速率R_N计算出所需的硝化作用面积S_N，再根据选用的生物滤料比表面积得出生物滤料体积V_Biofilm，而生物过滤器氧气消耗量根据总氨氮产生量得出，再可根据这一数值计算空气充入量。

3.根据权利要求2所述的循环水养殖***设计装置，其中***水流量Q_S可以由下式计算：Q_S＝R_DOfish/[(C_DOin-C_DOout)×10^-6]，R_DOfish为氧气总消耗量，C_DOin为进水溶氧浓度，C_Doout为出水溶氧浓度；养殖生物耗氧量可以简单通过养殖生物单位呼吸速率和养殖生物量计算得出：R_DOfish＝R_fish×BM×24h/day×10^-6，R_fish为养殖生物单位呼吸速率，BM为***最大生物量；机械过滤器的总固体物浓度为：C_SSin＝P_SS×10⁶/Q_S，C_SSin为机械过滤器入水平均固体物浓度，P_SS为固体物总产量；R_MSS＝P_SS×E_MSS，R_MSS为机械过滤器固体物去除量，E_MSS为机械过滤器效率；根据气浮池设计要求，气浮池的有效水深一般取2.0～2.5m，池中水流停留时间(t_Foam)一般为10～20min；可以计算出气浮池所需要的体积：V_Foam＝t_Foam×Q_S/(1.44×10^-6)，V_Foam为气浮池体积；气浮池一般可以去除30％～80％的固体物，可以根据气浮池的效率，计算出气浮池去除固体物的量：R_FSS＝(P_SS-R_MSS)×E_FSS，R_FSS为气浮固体物去除量，E_FSS为气浮池去除效率；生物过滤器参数确定总氨氮的产生量可以由饲料中蛋白质百分比来表示：P_TAN＝(FA-R_MSS-R_FSS)×PC×6.5％，P_TAN为***总氨氮产量，FA为饵料日投喂量，PC为饵料中蛋白质含量，6.5％为蛋白质中氮含量；生物过滤器通过硝化作用，将水中的TAN转化为硝酸盐，为了降低***中的硝酸氮需向***补充水，补充水量(Q)可以由下式计算：Q＝P_TAN×10⁶/N_Max，N_Max为最大硝酸氮浓度；最大硝酸氮浓度可以设置为150～200mg/L，出水总氨氮浓度C_out可设置到1.0～2.0mg/L，生物过滤器每天需要转化的TAN的量可以由下式计算：R_TAN＝P_TAN-C_out×Q×10^-6；硝化作用面积(S_N)可以用下面的公式计算：S_N＝R_TAN×10³/R_N，R_N为预期硝化速率，范围从0.15～1g/(m²·day)，大多数RAS可以达到0.5g/(m²·day)；各种不同的生物滤料的比表面积(S)数值不同，范围在100～300m²/m³之间；生物过滤器的体积(V_Biofilm)可以通过下式计算：V_Biofilm＝S_N/S；在生物过滤器中进行的硝化反应过程耗氧量很大，根据基础生化反应方程式，每1g的TAN氧化成硝酸盐需要耗氧4.57g的氧气，因而生物过滤器氧气消耗量可以由下式计算：R_BNOD＝R_TAN×4.57，R_BNOD为生物过滤器耗氧量，生物过滤器一般利用空气充氧，同时进行曝气，可根据这一数值计算空气充入量。

4.一种循环水养殖***设计方法，其特征在于，其采用基于流量控制的选型方法，即先通过基本参数来先计算***供氧及流量参数，通过最大生物量和养殖生物单位呼吸速率参数计算出养殖生物***耗氧量，再根据进、出水溶氧浓度，计算出***总流量，之后根据***总流量计算机械过滤器、气浮池、生物过滤器的参数而选型。

5.根据权利要求4所述的循环水养殖***设计方法，其特征在于，其采用基于流量控制的选型方法，步骤一、确定基本参数，首先要根据养殖品种和能力设定RAS控制温度、最大养殖密度、养殖鱼平均体重、养殖池水深，养殖池总面积，然后计算出养殖水体总体积、最大生物量，最大生物数量，最后根据养殖品种和拟投喂的饵料情况设定投喂率，计算出日最大投喂量；步骤二、计算***供氧及流量参数，通过最大生物量和养殖生物单位呼吸速率参数计算出养殖生物***耗氧量，再根据进、出水溶氧浓度，计算出***总流量；步骤三、计算机械过滤器参数，根据养殖生物消化率和最大日投喂量可以估算出日固体废物产量P_SS，再根据***总流量及日固体废物产量计算出固体废物平均日浓度，估算出机械过滤器浓度指标及合适的机械过滤效率，从而对机械过滤器进行选型；步骤四、计算气浮池参数，根据***总流量和估算水在气浮池停留的时间可计算出气浮池体积，根据日固体废物产量以及机械过滤器的日去除固体废物产量得到需气浮池去除的固体量，得到气浮池效率参数，从而对气浮池体积和效率进行选型；步骤五、计算生物过滤器的参数，根据饵料日投喂量减去气浮池和机械过滤器去除的固体量再结合饵料中蛋白质含量、蛋白质中的氮含量计算出总氨氮的产生量Ptan，再根据估算日最大硝酸氮浓度计算出日补充水量，再结合出水总氨氮的浓度得出每日生物过滤器需要转化的TAN的量，再根据预期硝化速率RN计算出所需的硝化作用面积S_N，再根据选用的生物滤料比表面积得出生物滤料体积V_Biofilm，而生物过滤器氧气消耗量根据总氨氮产生量得出，再可根据这一数值计算空气充入量。

6.根据权利要求5所述的循环水养殖***设计方法，其中***水流量Q_S可以由下式计算：Q_S＝R_DOfish/[(C_DOin-C_DOout)×10^-6]，R_DOfish为氧气总消耗量，C_DOin进水溶氧浓度，C_Doout为出水溶氧浓度；养殖生物耗氧量可以简单通过养殖生物单位呼吸速率和养殖生物量计算得出：R_DOfish＝R_DOfish×BM×24h/day×10^-6，R_fish为养殖生物单位呼吸速率，BM为***最大生物量；机械过滤器的总固体物浓度为：C_SSin＝P_SS×10⁶/Q_S，C_SSin为机械过滤器入水平均固体物浓度，P_SS为固体物总产量；R_MSS＝P_SS×E_MSS，R_MSS为机械过滤器固体物去除量，E_MSS为机械过滤器效率；根据气浮池设计要求，气浮池的有效水深一般取2.0～2.5m，池中水流停留时间(t_Foam)一般为10～20min；可以计算出气浮池所需要的体积：V_Foam＝t_Foam×Q_S/(1.44×10⁶)，V_Foam为气浮池体积；气浮池一般可以去除30％～80％的固体物，可以根据气浮池的效率，计算出气浮池去除固体物的量：R_FSS＝(P_SS-R_MSS)×E_FSS，R_FSS为气浮固体物去除量，E_FSS为气浮池去除效率；生物过滤器参数确定总氨氮的产生量可以由饲料中蛋白质百分比来表示：P_TAN＝(FA-R_MSS-R_FSS)×PC×6.5％，P_TAN为***总氨氮产量，FA为饵料日投喂量，PC为饵料中蛋白质含量，6.5％为蛋白质中氮含量；生物过滤器通过硝化作用，将水中的TAN转化为硝酸盐，为了降低***中的硝酸氮需向***补充水，补充水量(Q)可以由下式计算：Q＝P_TAN×10⁶/N_Max，N_Max为最大硝酸氮浓度；最大硝酸氮浓度可以设置为150～200mg/L，出水总氨氮浓度C_out可设置到1.0～2.0mg/L，生物过滤器每天需要转化的TAN的量可以由下式计算：R_TAN＝P_TAN-C_out×Q×10^-6；硝化作用面积(S_N)可以用下面的公式计算：S_N＝R_TAN×10³/R_N，R_N为预期硝化速率，范围从0.15～1g/(m²·day)，大多数RAS可以达到0.5g/(m²·day)。各种不同的生物滤料的比表面积(S)数值不同，范围在100～300m²/m³之间；生物过滤器的体积(V_Biofilm)可以通过下式计算：V_Biofilm＝S_N/S；在生物过滤器中进行的硝化反应过程耗氧量很大，根据基础生化反应方程式，每1g的TAN氧化成硝酸盐需要耗氧4.57g的氧气，因而生物过滤器氧气消耗量可以由下式计算：R_BNOD＝R_TAN×4.57，R_BNOD为生物过滤器耗氧量，生物过滤器一般利用空气充氧，同时进行曝气，可根据这一数值计算空气充入量。