一种高效调控循环水养殖水体pH的石灰石用量估算方法技术

本发明专利技术提供一种高效调控循环水养殖水体pH的石灰石用量估算方法，其特征在于：通过控制石灰石投放量总重量来调控循环水养殖系统水体中的pH的波动稳定在中性1.0个单位范围内，所述石灰石投放总重量的计算经验公式如下：G＝2×(70V/1000+0.7272F×P‑W×D×C/1000)/A；式中，G：石灰石投放总重量，kg；V：循环水养殖系统总水体，m

【技术实现步骤摘要】
一种高效调控循环水养殖水体pH的石灰石用量估算方法
本专利技术涉及一种高效调控循环水养殖水体pH的石灰石用量估算方法。
技术介绍
在工厂化循环水养殖系统中，由于水处理系统中通常配置生物滤池或生物膜反应池处理单元，通过发生硝化反应从而降低氨氮和亚硝酸盐氮的浓度，由于该反应需要消耗碱度，每克氨氮氧化成硝态氮需消耗7.14g碱度(以CaC03计，下同)，此外，通过发生反硝化反应从而降低硝酸盐氮的浓度，发生反硝化反应时,还原1g硝态氮成氮气,理论上可回收3.57g碱度，显然，综合反应的结果总体上仍然是消耗水体中的碱度较大量；另一方面，由于工厂化循环水养殖的高密度，养殖动物如鱼类呼吸产生的大量CO2气体在水中的积累，也导致水体pH值的下降。上述的结果都导致养殖系统水体中的pH值，随着养殖过程的持续，pH值逐渐下降，如果不采取一定的pH调控措施，甚至可发生水体pH值降低至4.5以下的情况，将使养殖动物发生强烈应激，严重影响生长和成活率。因此，一般当前采用的应对措施是使用溶药桶和蠕动泵等设备设施，每天往工厂化循环水养殖系统中投入碱性化学试剂(如NaHCO3、Na2CO3、CaO、Ca(OH)2等)的方式进行调节水体pH值或同时再设置CO2去除装置(如CO2滴滤塔)，然而，上述做法，不仅增加了设施投资和较大的运行成本，并且由于循环水养殖水体及水处理单元水体，具有一定的pH缓冲作用，能够一定程度上缓冲外来酸碱物质对水体pH值的影响，导致pH值的化学试剂调控具有一定的滞后性，难以根据水体pH值的实时变化而及时精确调整碱性化学试剂投加量，影响了调控的效果和增加了操作的难度。应用石灰石投置于循环水养殖系统的养殖出水汇集池中或水处理系统单元中，利用石灰石释放碱度可中和酸度，稳定水体pH值，但如何较准确地估算养殖周期内石灰石的需要用量，实现一次性精准投入系统中运行，对高效应用和发挥石灰石调控稳定水体pH值，降低生产成本，具有重要意义。
技术实现思路
针对当前工厂化循环水养殖系统中存在的水体pH值调控成本较高、操作较复杂、使用石灰石调控但缺乏石灰石投放量估算方法，未能实现精准估算和投放的问题。本专利技术提供了一种高效调控循环水养殖水体pH的石灰石用量估算方法，通过建立的石灰石用量计算经验公式，估算出需要的石灰石投放量，精准调控循环水养殖期间养殖水体pH值的稳定，具有用量计算结果精准，节省投资，自动调控水体pH，运行不耗费能源，以及操作简便，运行成本低的优点。本专利技术是这样实现的：一种高效调控循环水养殖水体pH的石灰石用量估算方法，通过控制石灰石投放量总重量来调控循环水养殖系统水体中的pH的波动稳定在中性1.0个单位范围内，所述石灰石投放总重量的计算经验公式如下：G＝2×(70V/1000+0.7272F×P-W×D×C/1000)/A；式中，G：石灰石投放总重量，kg；V：循环水养殖系统总水体，m3；F:养殖期间计划的总投饲料量，kg；P：饲料的粗蛋白含量；W：循环水养殖系统日均补充水量，m3；D：养殖天数，d；C：补充水的碱度，以CaCO3计，mg/L；A：石灰石中CaCO3的含量。进一步地，所述循环水养殖系统包括依次相连的集水池、水处理系统以及养殖池，所述养殖池还连接至集水池上部，所述养殖池排出水汇入的集水池侧部竖向堆放有石灰石。进一步地，所述石灰石的直径为1-8cm，密度为2.0～3.0g/cm3。本专利技术具有如下优点：本专利技术采用石灰石直接设置在养殖池排出水汇集处的集水池中，利用系统的原有设置单元，开展对系统水体pH值的自动调节，而不需要增加建设一个专门的水处理单元，简化了水处理单元设置和工艺流程，节约了投资成本。本专利技术在集水池侧面竖向堆积石灰石，不覆盖全部底部，仅占部分的底部面积。由于采用的天然石灰石块粒形不规则且粒径在1.0～8.0cm，因此石块之间具有一定的间隙，不影响水流流经石灰石块后的出水，无需设置支撑石灰石的承托层，节约了建设成本；同时，竖向堆积设置使水流直接接触的面积占整个设置层石灰石横截面积较大，提高了传质速度和传质均匀扩散，废水(养殖池的出水)与石灰石的直接接触面积和酸碱度中和反应速率较大，总体提高了石灰石对系统水体pH值的自动缓冲调控速率和效果，效率较高。总之，本专利技术针对当前工厂化循环水养殖系统中存在的水体pH值调控成本较高、操作较复杂、使用石灰石调控但缺乏石灰石投放量估算方法，未能实现精准估算和投放的问题，提供了一种高效调控循环水养殖水体pH的石灰石用量估算方法，其通过建立的石灰石用量计算经验公式，估算出需要的石灰石投放量，从而实现在工厂化循环水养殖的一个生产周期(一般4～12个月)内，仅需按计算出的石灰石用量，一次性投置于循环水养殖系统集水池中，可自动调控养殖期间循环水养殖系统水体pH值的稳定，具有用量精准，节省投资，调控运行不耗费能源，操作简便，运行成本低的优点。【附图说明】下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术的循环水养殖系统工艺流程图。图2为本专利技术的集水池侧视结构图。【具体实施方式】参阅图1-2，本专利技术涉及一种高效调控循环水养殖水体pH的石灰石用量估算方法，其特征在于：通过控制石灰石投放量总重量来调控循环水养殖系统水体中的pH的波动稳定在中性1.0个单位范围内，所述石灰石投放总重量的计算经验公式如下：G＝2×(70V/1000+0.7272F×P-W×D×C/1000)/A；式中，G：石灰石投放总重量，kg；V：循环水养殖系统总水体，m3；F:养殖期间计划的总投饲料量，kg；P：饲料的粗蛋白含量；W：循环水养殖系统日均补充水量，m3；D：养殖天数，d；C：补充水的碱度，以CaCO3计，mg/L；A：石灰石中CaCO3的含量。重点参阅图1-2，所述循环水养殖系统包括依次相连的集水池1、水处理系统2以及养殖池3，所述养殖池3还连接至集水池1上部，所述养殖池3排出水汇入的集水池1侧部竖向堆放有石灰石4，所述集水池1的另一侧底部通过一潜水泵11连接至水处理系统2。所述石灰石4的直径为1-8cm，密度为2.0～3.0g/cm3。本专利技术公式的构建原理如下：1、系数70：经验值，由于水处理系统中的生物滤池处理单元，其降解氮营养盐所依赖的硝化细菌和反硝化菌生长的最佳pH值在中性或弱碱性范围,当pH值偏离最佳值时,硝化和反硝化反应速度均逐渐下降,碱度起着缓冲作用。循环水养殖水处理实践表明,为使系统水体的pH值维持在中性附近,池中剩余总碱度宜大于70g/m3。因此，为维持pH稳定在中性附近，循环水养殖系统水中剩余总碱度(以CaCO3计)必须保持70g/m3以上；系数1000：单位换算一致，g换算为kg；70V/1000：指为维持pH稳定在中性附近，循环水养殖系统水中需要的剩余总碱度(以CaCO3计)，kg；2、系数0.7272＝(7.14-1.08)×75％×16％；其中，系数7.14，指每克氨氮被氧化成硝态氮需消耗7.14g碱度；系数1.08＝3×90％×40％；其中，3为美国EPA(美国环境保护署)推荐的还原1g硝态氮实际可增加3g碱度；90％，经验值，指约90％的硝态氮参与作为反硝化反应的底物；40％，经验值，指硝态氮底物中仅约40％的硝态氮经反硝化作用被还原。系数16％，指蛋白本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效调控循环水养殖水体pH的石灰石用量估算方法，其特征在于：通过控制石灰石投放量总重量来调控循环水养殖系统水体中的pH的波动稳定在中性1.0个单位范围内，所述石灰石投放总重量的计算经验公式如下：G＝2×(70V/1000+0.7272F×P‑W×D×C/1000)/A；式中，G：石灰石投放总重量，kg；V：循环水养殖系统总水体，m

【技术特征摘要】
1.一种高效调控循环水养殖水体pH的石灰石用量估算方法，其特征在于：通过控制石灰石投放量总重量来调控循环水养殖系统水体中的pH的波动稳定在中性1.0个单位范围内，所述石灰石投放总重量的计算经验公式如下：G＝2×(70V/1000+0.7272F×P-W×D×C/1000)/A；式中，G：石灰石投放总重量，kg；V：循环水养殖系统总水体，m3；F:养殖期间计划的总投饲料量，kg；P：饲料的粗蛋白含量；W：循环水养殖系统日均补充水量，m3；D：养殖天数，d；...

【专利技术属性】
技术研发人员：江兴龙，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：福建,35