CN111924939A - 一种微电极去除水产养殖水体中氨氮及亚硝酸盐的方法 - Google Patents

一种微电极去除水产养殖水体中氨氮及亚硝酸盐的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种微电极去除水产养殖水体中氨氮及亚硝酸盐的方法，在养殖水体中投入与稳压电源连接的一组或一组以上并联的阳极与阴极电极，所述电极的底部设置用于翻动水体的水泵、或周围设置曝气装置，所述养殖水体的盐度为0.1‰以上，所述阳极采用Ti/RuO2‑IrO2电极，所述阴极采用石墨板，电极的面积为8cm×6cm，电极板的间距为1.5mm，所述稳压电源的电压为0～24V，电流为0～50A。本发明采用微电极电解方法，能有效去除水产养殖水体或养殖尾水中的氨氮及亚硝酸盐，具有去除速率快、能耗低、设备投资少、操作方便等优点，同时对水体中病毒、真菌和细菌接触时能快速杀菌且效果显著，促使水体转变为“活水”，对水生动物具有消毒预防疾病功效。

Description

一种微电极去除水产养殖水体中氨氮及亚硝酸盐的方法
技术领域
本发明涉及水体净化技术领域，具体涉及一种微电极去除水产养殖水体中氨氮及亚硝酸盐的方法。
背景技术
水产品深受广大消费者的喜爱，市场需求量巨大，因此，水产养殖在国内外都十分普遍。然而，在水产养殖过程中，养殖水体或养殖尾水往往受到不同程度的污染，不利于水产品的养殖，需要对水体或尾水进行不断的净化。目前已开发了多种针对水产养殖水体的处理技术，例如机械过滤、紫外线和臭氧杀菌、水体增氧、人工培育有益藻类或投放生物制剂等方法。但是，这些水体净化技术也都存在一些技术缺陷，例如机械过滤、紫外线和臭氧杀菌等技术无法除掉溶解性有害物质氨氮、亚硝酸盐等，也无法提高水中溶解氧，而且水循环装置导致高成本、高能耗；化学试剂处理法则易对水体造成破坏性影响，伤害水体生物，如鱼虾，的生存；采用单一生物制剂处理法，效果有限且短暂，需不断投入制剂维持；采用生物膜或活性污泥法，则对污染物组成复杂的养殖水处理效率不高，等等。因此，有必要针对水产养殖水体及养殖尾水的特点，提供一种能克服上述缺点、符合国家环保绿色理念要求、对水体进行原位处理的新型处理技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种微电极去除水产养殖水体中氨氮及亚硝酸盐的方法，采用微电极电解方法，能有效去除水产养殖水体或养殖尾水中的氨氮及亚硝酸盐，具有去除速率快、能耗低、设备投资少、操作方便等优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种微电极去除水产养殖水体中氨氮及亚硝酸盐的方法，在养殖水体中投入与稳压电源连接的一组或一组以上并联的阳极与阴极电极，所述电极的底部设置用于翻动水体的水泵、或周围设置曝气装置。
根据以上方案，所述养殖水体的盐度为0.1‰以上。
根据以上方案，所述曝气装置设置有开孔的气管或微曝气管，通过鼓风设备在所述养殖水体中产生汽泡，使得所述电极能够充分进行微电解反应。
根据以上方案，所述阳极采用Ti/RuO2-IrO2电极，所述阴极采用石墨板，电极的面积为8cm×6cm，电极板的间距为1.5mm，所述稳压电源的电压为0～24V，电流为0～50A。
本发明采用一组或多组正极和负极并联置于具有盐度0.1‰以上的养殖水体，使得微电极能够对水中所含有的物质进行氧化还原微电解处理，产生氯气和次氯酸的间接氧化作用。在阳极表面，氯离子转化成氯气，与水反应进而生成有效余氯，水中的氨氮、亚硝酸盐与有效余氯接触被氧化得以去除。本发明采用了让水有微流动的设备(如电压220伏低功率水泵类，纳米曝气管及增氧用的扒水车等)，能让电解出来含次氯酸成份的水流动，快速与其它含氨氮、亚硝酸盐成份的水混合，快速去除氨氮和亚硝酸盐，因而可以大幅降低能耗、节省设备工程投资。
本发明的电极在电解氧化过程电源输出电压和电流随着水体的酸碱值(水产养殖水体的pH在7.8～8.6)、盐度(水产养殖水体的盐度在0.5‰～15‰)和水温(16℃～33℃)不同而自动调节电压和电流的输出值，使得电解去除氨氮和亚硝酸盐最大化和耗能最小化。
本发明的有益效果是：
1)本发明通过电极的微电解反应，能有效去除养殖水体或养殖尾水中的氨氮、亚硝酸盐；
2)本发明采用了让水有微流动的设备，能加速去除氨氮和亚硝酸盐，从而可以大幅降低能耗、节省设备工程投资、操作方便；
3)经本发明方法处理后的水体，COD、氨氮、亚硝酸盐等大幅度降低，而溶解氧增加，对人类及水生动物安全无毒，对水体中病毒、真菌和细菌接触时能快速杀菌且效果显著，促使水体转变为“活水”，对水生动物具有消毒预防疾病功效。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行说明。
实施例1：
本发明提供一种微电极去除水产养殖水体中氨氮及亚硝酸盐的方法，阳极采用Ti/RuO2-IrO2，阴极采用石墨板，电极的面积为8cm×6cm，采用4阴3阳的组合，电极板的间距为1.5mm，稳压电源采用电压在0～24V，电流在0～50A，电极底部设有一台80W220V的潜水泵，水流量为10m3/h。
本实施在广东省珠海市平沙镇永宝水产养殖合作社的平沙镇大海环五队水产养殖区进行，该养殖区养殖南美白对虾，池的水体面积为800立方米。
试验前的数据：检测水体水质时间为中午2点钟，水温28℃、水体酸碱度：pH＝8.5、氨氮4mg/L、亚硝酸盐0.3mg/L、盐度3‰、溶解氧5.4mg/L。
试验结果如下：
1)试验经过24小时后(翌日中午2点)测得：水温28℃、水体酸碱度：pH＝8.5、氨氮2mg/L、亚硝酸盐0.1mg/L、盐度3‰、溶解氧6mg/L。
小结：氨氮去除率50％、亚硝酸盐去除率66.67％、溶解氧增加11％。
2)试验经过48小时后(中午2点)测得：水温28℃、水体酸碱度：pH＝8.5、氨氮0.2mg/L、亚硝酸盐0.05mg/L、盐度3‰、溶解氧6.2mg/L。
小结：氨氮去除率95％、亚硝酸盐去除率83.33％、溶解氧增加14.8％。
3)试验经过72小时后(中午2点)测得：水温28℃、水体酸碱度：pH＝8.4、氨氮0.01mg/L、亚硝酸盐0.002mg/L、盐度3‰、溶解氧7.0mg/L。
小结：氨氮去除率99.75％、亚硝酸盐去除率99.33％、溶解氧增加29.6％。
试验总结：经过72小时氨氮去除率99.75％、亚硝酸盐去除率99.33％、溶解氧增加29.6％，也符合水产养殖过程中遇到水质变化时应采取逐渐处理的方法，不能急速处理，否则会造成应激伤害更大。
本发明的处理方法有利于养殖水体或尾水的修复保护与水产安全高产，主要表面在如下方面：其主要作用表现在以下几个方面：
第一：改善水质，增加溶解氧量，降低氨氮和亚硝酸盐含量，提高鱼虾存活率。
采用本发明处理方法处理后，水质得到明显改善，水体可见度达到35公分左右，氨氮和亚硝酸盐含量下降明显，鱼虾浮头现象得到极大改善，基本不存在浮头的现象，白天都不需要开增氧机。
第二：增强苗种的抗应激反应能力，并减少鱼虾苗因缺氧导致的死亡率。
在未采用本发明处理方法之前，鱼虾苗种死亡率很高，特别是鱼虾苗投苗一周时，有时候会出现整塘鱼虾苗全部死亡的情况，特别是下雨或者白桩雨(突然由晴天转为下雨)时，鱼虾苗死亡率更高。同时因夜间缺氧死亡率也较高。本发明处理方法处理后，鱼虾苗成活率大大提高。在高密度养殖条件下，通过在进出水口采用本发明的处理方法，并增加水车式增氧机后，鱼虾苗死亡情况得到极大改善，基本很少死亡，同时鱼虾苗的存活率也大大提高，再没出现过夜间因为缺氧大规模死亡现象。
第三：使鱼虾的生态养殖进入更高的水平。
目前，我们在鱼虾养殖鱼塘采用本发明的处理方法后，整个鱼虾塘水质得到极大改善，氨氮和亚硝酸盐浓度大大降低，与未采用本发明处理方法的塘相比，整个养殖生产过程中，发病率也大大降低，生长速度也有一定的提高，真正做到了少用药甚至不用药的鱼虾生态化养殖新模式。
本发明对于水体处理氨氮和亚硝酸盐的方法能够造福于更多的水产养殖户，有利于水体修复保护与水产安全高产。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解：可以对本发明进行修改或者同等替换，但不脱离本发明精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (4)

1.一种微电极去除水产养殖水体中氨氮及亚硝酸盐的方法，其特征在于，在养殖水体中投入与稳压电源连接的一组或一组以上并联的阳极与阴极电极，所述电极的底部设置用于翻动水体的水泵、或周围设置曝气装置。
2.根据权利要求1所述的微电极去除水产养殖水体中氨氮及亚硝酸盐的方法，其特征在于，所述养殖水体的盐度为0.1‰以上。
3.根据权利要求1所述的微电极去除水产养殖水体中氨氮及亚硝酸盐的方法，其特征在于，所述曝气装置设置有开孔的气管或微曝气管，通过鼓风设备在所述养殖水体中产生汽泡。
4.根据权利要求1所述的微电极去除水产养殖水体中氨氮及亚硝酸盐的方法，其特征在于，所述阳极采用Ti/RuO2-IrO2电极，所述阴极采用石墨板，电极的面积为8cm×6cm，电极板的间距为1.5mm，所述稳压电源的电压为0～24V，电流为0～50A。
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