臭氧水處理在水產養(yǎng)殖中的應用研究

臭氧水處理在水產養(yǎng)殖中的應用研究摘要：實驗檢測了海水經臭氧處理后 COD的變化：隨時間的加長，海水的COD逐漸下降，從2.82mg幾降到0.8mg/L約20小時;不同臭氧濃度在海水中的衰減速度不同，且與海水質量有關，水質較好時，臭氧濃度減少速度相對較慢 ；用兩組不同濃度的臭氧處理水培養(yǎng)三種甲殼類幼苗，對幼苗生長、變態(tài)有不同的影響，當 [031=0.82mg/L時放入苗種培養(yǎng)，實驗的第二、三組有70%的苗蛻皮、變態(tài)，當【031=0.47mg/L時放入苗種，則實驗結果與對照組一樣無變態(tài)現象。關鍵詞臭氧水處理COD隨著我國設施漁業(yè)的發(fā)展，各種先進的水處理技術得到了廣泛應用， 如砂濾、微生物凈化、紫外線消毒、泡沫分離等方法。 臭氧水處理技術的應用雖較晚，但和其它水處理設施相比，不管從作用效果還是操作手段、運作成本方面，臭氧 (03)因其使用特性，在養(yǎng)殖水的處理方面具有很大的優(yōu)勢。 臭氧又名活性氧，易分解為氧， 有極強的氧化能力，其氧化還原電位為2.07V，高于氯(1.36V)和H2O:(1.98V),臭氧能快速分解水中有機質、無機物，殺滅水中的病菌、病毒和微藻，具有作用快、 無二次污染等特點。 國外及臺灣等地區(qū)已廣泛應用于水產養(yǎng)殖等方面，國內是最近幾年才開始采用，主要應用于水族館飼養(yǎng)用水。處理、工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)中的原水殺菌消毒。 孫廣明等(1998,2000)對臭氧的特性及其對水質的凈化作用了多方面的研究，并采用臭氧處理水進行海膽育苗及單胞藻培育等試驗， 取得明顯效果。A2 6濃廈總卑同受化晴況0.5 2 3 5 10 13 260,詼度(噸4) 0.4?0.360,2S0+18G150.H第二組取41時何th)0.5 I J 5 7 9 11OjffifKmp/L)0.450.220.\50J20.090.060*06本文通過監(jiān)測被處理海水的臭氧濃度與化學耗氧量 (COD)指標變化的關系，及臭氧在處理海水中的衰減情況，對臭氧技術在海水養(yǎng)殖水處理方面的應用作初步的探討 ；通過實驗，初步了解不同濃度的臭氧水對幾種海產甲殼類苗種的影響情況， 以期為臭氧在水產養(yǎng)殖業(yè)的進一步應用提供參考。1材料與方法1.1實施地點與主要設備、材料本實驗使用江蘇省海水技術和種苗繁育中心的臭氧處理系統(tǒng)。 臭氧發(fā)生器的產臭氧量為100g/h，總功率為巧千瓦。海水先經過一級、二級沉淀后，再進行臭氧處理。實驗用苗種為該中心培育或購進， 第一組為中華絨鰲蟹Z期幼體，第二組為第10天的三沈梭子蟹大眼幼體， 第三組為體長1.2cm的南美白對蝦苗。1.2化學指標測定化學耗氧量用堿性 KMn04法，臭氧測定采用碘量滴定法，檢測下限為0.06mg/Lo1.3實驗設計每個實驗組取苗20個，放于500ml瓷碗中，不投餌，不充氣，設相應對照組，按設定時間段記錄結果。實驗開始時間為 2000年5月17日。**3用6濃濕為0,82mg/L處理水圮養(yǎng)苗種的結果0,灌度(mg/L)時間中華2我幼悴（H）三疣檢了瀝M期幼怵（只）南矣白對蝦仔蝦（試驗組対照組試購ta試臉組0.S2020202020202iQ?帕720202020202i死靈活全活?變憲幾遠込"?全ffi.W全#0Z19死2廊1B全活投變態(tài)1514皮14ati2結果與分析2.1臭氧處理水的COD變化海水經臭氧處理后，由表 1可見:水中的COD隨著時間加長逐漸下降，臭氧濃度大時，COD下降也相對較快，第一組COD降至1.25mg/L時間為3小時，第二組則需4.5小時。臭氧處理降低養(yǎng)殖用水的 COD效果明顯，且作用時間短；處理水經7小時后，水中臭氧量也降至0.09mg/L左右。幾次實驗結果表明，臭氧含量降至最低值0.06mg/L,24小時內未再下降。2.2臭氧濃度在不同海水中隨時間變化情況處理用海水比重為1.020,水溫為2390,pH值為8.2，當海水有機質含量較高時，大量的臭氧與其反應，則臭氧的衰減更快。由表2可見臭氧濃度隨時間變化的關系，同時也反映出臭氧變化情況與水質有關。第一組所用的海水為3天前用臭氧處理過的，海水的有機質含量較低，則臭氧衰減時間長，26小時后才降為0.06mg/L;第二組處理用水為原海水，在9小時后臭氧濃度約為0.06mg/L2.3臭氧處理水暫養(yǎng)苗種的影響從表 3結果看出，直接用0.82mg/L的臭氧處理水，對培養(yǎng)苗種未產生毒副作用，與對照組比較，結果表明有利于實驗苗種的脫殼變態(tài)， 促進其快速生長，第二組和第三組變態(tài)率均為70%，對照組則完全沒發(fā)生變態(tài)。第一組在取樣時，未區(qū)別計數其中的乙,Z:數量，未能統(tǒng)計出其變態(tài)比例。表4是用較低濃度的臭氧水暫養(yǎng)苗種的結果，試驗組與對照組無明顯區(qū)別。Ift4琨用0,起1&濃鷹為0.47^/L時暫養(yǎng)的站時佃 中華拔整簷z耿幼井（貝）三踐槪子講幼體｛只） 時蝦苗（只）(nm/L)o對關iR試購粗対腌ill0,47Q202020202020aii6,5死3死22020200+06o 243t75E6全活全活3討論3.1臭氧處理可迅速降低海水COD值評價水質狀況的主要化學指標 COD，在經臭氧處理后可快速下降，而且當水中有機質含量高時， 下降速度更快。這是因為臭氧在水中分解產生的OH氫氧基具有很強的氧化能力，其氧化還原電位達 2.8V，能瞬間轉化、分解有機物。因此在生產中，可根據水質狀況，結合處理時間的控制， 既經濟又有效改善水質，滿足用水要求。有關資料表明，臭氧處理能大幅度降低水中的主要毒害因子氨態(tài)氮和亞硝氮的含量。臭氧應用于水產養(yǎng)殖具有廣闊的前景。3.2所用臭氧濃度與水處理結果有明顯關系臭氧的減少有自然分解以及與其它物質反應的化合消亡。臭氧在水中的半衰期為 20一25分鐘，本實驗結果與此一致；當臭氧濃度大時，臭氧分解更快，水中COD可短時間被更快速除去。相對的，當臭氧濃度小時，其下降及分解速度也慢，處理水中COD需更長時間。因此，根據實際情況，適當提高臭氧 2.3臭氧處理水暫養(yǎng)苗種的影響從表結果看出，直接用 0.82mg/L的臭氧處理水，對培養(yǎng)苗種未產生毒副作用，與對照組比較，結果表明有利于實驗苗種的脫殼變態(tài)， 促進其快速生長，第二組和第三組變態(tài)率均為70%，對照組則完全沒發(fā)生變態(tài)。第一組在取樣時，未區(qū)別計數其中的乙,Z:數量，未能統(tǒng)計出其變態(tài)比例。表 4是用較低濃度的臭氧水暫養(yǎng)苗種的結果，試驗組與對照組無明顯區(qū)別。作用量有利于快速改善水質。 目前一些先進的臭氧處理系統(tǒng)中還采用了配套的臭氧自動檢測和控制設備，保證處理水中臭氧量在一定的范圍內。3.3海水的其他理化指標也對臭氧處理結果有影響臭氧的溶解度，在水溫為 30C時為22%，在水溫為10C時為54%，低溫有利于臭氧的穩(wěn)定；水的pH值、渾濁度等也影響臭氧的氧化能力。生產中還應根據具體的養(yǎng)殖種類和系統(tǒng)運行方式等，來確定正確的臭氧投加量。一般可將海水先進行初步過濾等處理后，再經臭氧作用，能達到更好改善水質的目的。3.4臭氧處理水在養(yǎng)殖及苗種培育上的應用由于臭氧的不穩(wěn)定性，處理后的水經適當放置曝氣一段時間，應用于養(yǎng)殖、培苗中是安全的。孫廣明等 （1998）研究得出，每天用臭氧水換掉總水量的1/4左右，可大幅度提高鹵蟲的孵化率 ；應用臭氧水培育妒魚苗，使成活率從一般的43.8%提高到78.6%。部分添加本實驗中臭氧濃度為0.06mg/L的海水，可使整個水體的臭氧進一步減少達到相對的安全水平。本實驗中幾種苗種的臭氧水暫養(yǎng)時間較短， 在應用臭氧濃度較高的水暫養(yǎng)時，能促進甲殼類的變態(tài)。朱福慶等（1999）利用臭氧水進行河蟹育苗，證明能有效地改善水體的生態(tài)環(huán)境，提高出苗量。隨著各種水產高效模式的開發(fā)應用， 臭氧技術在水處理的應用受到越來越多的關注，與傳統(tǒng)的水凈化方法相比，其操作方便，占地少，無污染，高效率，適合工廠化養(yǎng)殖的發(fā)展趨勢。一、臭氧用于水產養(yǎng)殖的意義：歐美克斯臭氧機的利用可以從根本上改善養(yǎng)殖育苗水質、可防治病害，控制赤潮及滅菌消毒等。經臭氧處理后的水可以改善細胞呼吸條件，促進生物生長。用其進行水產育苗和幼魚培育，可以大幅度降低幼苗死亡率，魚的食物轉化率可

以顯著提高這些研究和試驗工作將對促進水產健康、節(jié)水養(yǎng)殖技術和工廠化養(yǎng)殖及育苗業(yè)的發(fā)展有著重要意義。二、產品簡介：、高濃度臭氧發(fā)生器水處理問題系統(tǒng)包括：臭氧用制氧機臭氧發(fā)生器臭氧專用混合泵，臭氧尾氣分離罐等單體設備組成?每個單體設備獨立和高濃度臭氧水一體機相比，每個部件可以獨立運輸，需要現場安裝。總體積較大?主要適合處理水產量要求較高的場合?接上水即可輸出1 -20mg/L臭氧消毒水。、臭氧殺菌消毒沒有殘留，沒有消耗材料，殺菌消毒成本低，綠色環(huán)保殺菌?濃度高，殺菌效果好，1~2分鐘時間即可完成殺菌消毒工作.隨著水產養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，養(yǎng)殖業(yè)因病原微生物引起疾病時有發(fā)生，對養(yǎng)殖業(yè)危害極大。各養(yǎng)殖設施除加強管理外，在飼育水及使用的各類器具上消除病原微生物已成為一個重要課題。臭氧作為一種強氧化劑、消毒劑、催化劑不僅在工業(yè)上得到廣泛的應用，實踐證明臭氧亦在水消毒、改善水質、防止水產養(yǎng)殖系統(tǒng)內的疾病及赤潮解毒等領域得到了成功的應用。通過臭氧殺菌裝置可對生物卵消毒、養(yǎng)殖水殺菌、設施消毒，可以防止病原體的侵入。臭氧具有強烈的殺菌消毒和水質凈化作用，而且無毒無害，是水產養(yǎng)殖和育苗生產中最理想的殺菌凈化劑，對防治魚、蝦、海膽、河蟹、甲魚等生物病害，改善水產養(yǎng)殖的生態(tài)環(huán)境，有著重要的意義?？傊a養(yǎng)殖中使用臭氧育苗，現在成套的設備價格并不高，一次性投資也不大，而且可節(jié)約各種消毒劑，抗菌素，還可以減少換水量，節(jié)約燃料煤，應用臭氧育苗，其成活率至少可提高一倍以上而且一套設備可使用數年， 從而既可大大節(jié)省養(yǎng)殖成本，又可培育出綠色環(huán)保食品，從各個方面講是比較經濟的。目前日本及歐美等大部分國家已廣泛采用臭氧進行養(yǎng)殖， 并禁止采用氯化物等化學消毒劑進行養(yǎng)殖而造成含氯素過高的產品進入其市場，各大報刊時有報道。三、臭氧技術在水產品加工業(yè)的應用、臭氧在水產食品加工的應用水產品加工同其他食品加工一樣，從原料的采集、加工、儲存、運輸等各個環(huán)節(jié)，都有其嚴格的衛(wèi)生標準，否則產品質量則無法得到保證。在水產品加工中，應用臭氧消毒技術，則有可能使產品質量提高到一個新的水平。、生產用水的殺菌凈化水產品加工生產需要大量的潔凈水，這是生產成本中一項較大的開支。目前，由于工、農業(yè)從原料的采集、加工、儲存、運輸等各個環(huán)節(jié)，都有其嚴格的衛(wèi)污染日益嚴重，許多水產加工廠家的水源達不到衛(wèi)生指標， 而使用其他的消毒方法又存在有害殘留，符合出口標準。因此一些水產品加工企業(yè)，使用臭氧消毒技術有效的解決這個問題。在生產中，操作工的手經常會被魚刺破或被劃傷，受傷后很快化膿，久不愈合。在使用臭氧水加工后，操作工普遍反應，受傷后傷口不化膿容易愈合，因此很受操作工的歡迎。、臭氧化水在魚貝儲存和凈化中應用國外有很多資料報道了臭氧在魚、蝦、貝凈化與儲存的研究和應用實例。1936年SalonandLeGall研究發(fā)現儲存在臭氧化冰中的新鮮魚類12?16天后仍可食用，而儲存在（次氯酸）消毒了的冰中的魚類12天后，很可能8天后，即不宜食用。他們還發(fā)現，新鮮的魚類置于臭氧處理的冰中，其儲存時間幾乎延長2倍。一般認為臭氧在00C相當穩(wěn)定，不易自然分解。含有臭氧的冰在融化時，冰水混合物中會有臭氧存在，對微生物生長有抑制作用，從而延長了魚的保鮮期。4、氣相臭氧的應用氣相臭氧作為高效、廣譜、無殘余污染的氣體消毒劑，比食品行業(yè)常用的化學消毒劑如：過氧乙酸、高錳酸鉀、甲醛（福爾馬林）、二氧化硫（硫磺熏蒸）等相比，其效果具有特殊的優(yōu)越性。臭氧會自行分解成氧氣而不產生殘余污染，消毒后不需要通風換氣。臭氧與紫外線照射殺菌相比較，具有擴散性好、濃度均勻、無死角等特點，而紫外線對不能照射的地方無殺菌效果。在相對濕度 60%以上時，紫外線殺菌效果急劇下降，80%濕度以上時反可誘使細菌復活。一般的情況下，水產品加工車間及冷藏庫內的濕度都比較大，而使用臭氧則濕度越大殺菌效果越好，對食品加工行業(yè)80%一90%高濕度環(huán)境特別適合。冷庫消毒，冷庫的生物污染源主要是霉菌，因其在低溫條件下存活對消毒劑有較強的耐受力。在臭氧12ppm作用下3-4小時，包括抵抗力極強的未萌動抱子皆被殺死。冷庫除味應用臭氧效果極好，短時間內即可奏效。食品加工車間的殺菌凈化，速凍食品，水產品加工及包裝車間，都有比較高的衛(wèi)生要求，生產車間的微生物污染是影響產品質量的極重要因素。目前國內的加工車間大都采用紫外燈消毒，由于紫外法殺菌存在的缺點，加工品的微生物指標都很難控制，在夏季尤為嚴重。臭氧用于加工車間消毒效果很好，一般使用0.5-1.0ppm即可達到80%以上的殺菌率，并可有效的去除車間異味。使用臭氧對工作服和加工器具消毒， 非常有效簡便易行。尤其是對工作服消毒，不會產生棉布因高溫高壓蒸汽滅菌后產生的使工作服由白變黃，纖維受到破壞而脫落的現象。不但消毒徹底，而且還會延長使用壽命。、臭氧在水產業(yè)應用中的幾個問題多年的理論研究和實踐證明，臭氧對人的影響在消毒劑中是較小的。由于它的特性在較高的濃度下2-4ppm接觸45min，會引起強烈咳嗽，當離開臭氧回到自然環(huán)境中癥狀很快消失。Grisword等根據臭氧對肺功能毒性試驗結果，提出1.5-2.0ppm為臭氧允許濃度的上限。有研究表明，臭氧即無誘變性也不致癌。同任何消毒劑一樣，臭氧對動物與人也會造成一定的生理反應甚至損害， 但比常用的消毒劑要小的多，防護也容易的多。至今世界上無一例臭氧中毒事件。、臭氧對水生生物的影響水中殘余臭氧的存在對多種水生生物產生影響，R.W.沃德對剩余2的水生生物的影響的有關研究進行分析與評述，不動物種耐受臭氧能力各異。紅？對臭氧返回應敏感，蟹蝦則對臭氧有較強的耐受力。在一般情況下，在臭氧投加15分鐘后剩余臭氧濃度即可降低到0.01mg/l以下。在養(yǎng)殖與育苗水體中，一般情況下臭氧投加量在每立方水體1-2g時，水中殘余臭氧含量極微。因此，在我們進行的各種養(yǎng)殖與育苗試驗和生產中應用臭氧，均未發(fā)現任何不良影響。在臭氧應用中合理控制臭氧投加量，對其安全性和經濟性都是非常重要的。、臭氧對物品和食品的影響臭氧對物品有一定的氧化作用，他對橡膠類的腐蝕性較大，長時間接觸會變硬變脆甚至開裂，而作用于塑料則無明顯變化。臭氧長時間作用于銅可使其表面變成綠色，作用于不銹鋼，鍍？材料與塑料表面色澤均無變化。多年來在生產上應用實踐證明，應用臭氧的加工車間，冷庫均未發(fā)現設備裝置受損的明顯情況臭氧是強氧化劑，一般認為臭氧直接接觸多脂肪食品如：魚，肉等會造成氧化。但是，目前水產品在冷庫中儲藏一般都是良好的包裝，而且在冷庫中應用臭氧濃度較低，因此不會對質量造成影響。3、結語臭氧在水產業(yè)的海，淡水養(yǎng)殖和育苗生產中有著廣泛的用途，目前只在其中的部分領域某些方面的試驗和應用，已經顯示出其重要意義和作用。可以看出，臭氧若在水產業(yè)的各個領域廣泛的推廣應用將會產生巨大的經濟社會效益， 對建立高效水產養(yǎng)殖和育苗將昌盛產生巨大的推動作用。 因此，建議應進一步開展和深入進行臭氧在水產業(yè)各領域的應用研究，為在水產生產中全面的科學的應用臭氧技術奠定堅實基礎。應用臭氧對養(yǎng)殖，育苗水體進行處理，是一個很有發(fā)展優(yōu)勢的水處理方法。在生產中應用可以有效解決水質污染問題，而應用臭氧對水進行處理后無任何殘留及毒副作用，臭氧是世界上最潔凈的消毒凈化劑。建議有關部門進行組織，在水產業(yè)廣泛推廣應用臭氧技術，是對發(fā)展健康、高產、高效漁業(yè)的 -個有力的促進。臭氧在水產加工中的應用是一項相對成熟的技術，科學的利用臭氧會大幅度提高水產加工晶的質量能否廣泛應用臭氧技術，是我國水產加工業(yè)能否走向世界的關鍵環(huán)節(jié)。利用臭氧進行魚類的暫養(yǎng)和貝類的凈化，是目前提高鮮活水產品質量的一個極為有效的措施。因此，在水產品加工領