南宁市动物园海洋馆水处理系统改造前后水质状况分析对比

(整期优先)网络出版时间:2020-01-14
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南宁市动物园海洋馆水处理系统改造前后水质状况分析对比

覃筱琦 陈月妃 潘海洋 王正钊 林尤银

广西南宁市动物园 530003

摘要:南宁市动物园海洋馆水处理体系主要由过滤系统、温控系统、生化系统、消毒系统等四大部分组成。自2002年建馆至今,经过多年来不断的实践与摸索,通过对水处理系统进行大大小小的整改及水调配方式的改进,海洋动物赖以生存的水环境得到了显著改善,发病率显著降低。本文通过对水处理系统改造和水调配方式改变前后的水质状况进行对比分析,总结经验,将继续探索利于海洋动物生存活动的水环境。

关键词:水处理;水质

1 南宁市动物园海洋馆基本概况

1.1 海洋馆水处理总量:1800吨海水

1.2 海洋馆循环处理频率:1次/3.5小时

1.3 饲养动物种类:中华白海豚、宽吻海豚、点斑原海豚、糙齿海豚、毛皮海狮、加州海狮、海龟、海牛等

1.4 水处理流程图

温控系统(板式热交换器+温控设备)

加氯机供给次氯酸钠

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处理水

过滤系统(砂罐)

生化系统(蛋白分离器)

臭氧发生器供给臭氧

挥发池(蛋白分离器出水冲击性的流经生化球)

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2 历年来水处理设备的改造及水调配方式的改变

1水处理系统改造前后对比

项目

2002年-2010年

2013年7月至今

海水调配方式

由海盐或海水素按比例计算调配而成

浓缩海水加入地下水稀释而成

过滤系统

3台D3000mm中速石英砂过滤罐、2台小过滤罐

3台D3000mm中速石英砂过滤罐、5台小过滤罐

生化系统

3台蛋白分离器

9台蛋白分离器+挥发池内增设生化球

温控系统

1台板式热交换器

1台板式热交换器+温控设备

杀菌

消毒

系统

余氯控制范围

0.1-0.2mg/l

0.2mg/l

臭氧发生器供给量

100克/h

200克/h

主要

水质

指标

水温范围

18-30℃

19-28℃

盐度范围

27-33‰

28-30‰

氨氮

<0.05-10.92mg/l

<0.05mg/l

亚硝酸盐氮

<0.001-7.49mg/l

<0.001mg/l

PH值

7.6-8.1

7.8-8.3

细菌学检测

10-200CFU/ml,偶尔能检出绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等致病菌

<100CFU/ml,绿脓杆菌、大肠杆菌及金黄色葡萄球菌未能检出

氧化还原点位

200-400mv

>400mv

溶解氧

 -

≥8mg/l

水质状况

经常出现水体浑浊及水体富营养化现象

极少出现水体浑浊、变绿现象

饲养动物品种

中华白海豚、宽吻海豚、点斑原海豚、糙齿海豚、毛皮海狮、加州海狮、海龟、海牛等

中华白海豚、宽吻海豚、点斑原海豚、糙齿海豚、毛皮海狮、加州海狮、海龟、海牛等

动物健康状况

呼吸道、消化道疾病发病率高。

发病率显著下降,精神状态佳、较活跃。

2.1水处理系统改造原因:改造前,海水经常出现水体浑浊度高、经常性富营养化,人用手触摸海水感到瘙痒粘滑等现象,水温不在适宜范围内,PH值偏低(多在7.5-7.8左右),氨氮、细菌总数易超标;海洋动物出现浮休、眼睛半闭或全闭、精神状态差、皮肤粘滑、爆发性呼吸、排水样粪便等异常情况,伴有呼吸道、消化道疾病。

2.2设备的改造

2.2.1改造方面的变化:2013年7月增设了3台过滤砂罐;更换臭氧发生器型号,臭氧供给量由原来的100克产量增至200克产量每小时;更换新型水泵;新增6台蛋白分离器(共有9台蛋白分离器);在挥发池内增设了圆形生化球,让过蛋白分离器后流动的出水大力冲击生化球,增氧后使其达到更好的生化处理效果;同时加大氯的投放量,余氯含量由原先的0.1 mg/l升至0.1-0.2mg/l;此外还增设了一套板式热交换器。

2.2.2改造后的成效:表1中氨氮含量的减少说明含氮有机物得到有效去除;增氧显著,体现在氧化还原电位值>400mv,溶解氧含量>8mg/l;PH值常年稳定在8.00左右,不需添加任何酸碱类物质进行PH值的调节,PH值的稳定,更利于氯的消毒效果;细菌学检测出的细菌菌落总数均<100CFU/ml,绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等致病菌未能检出,说明该水处理系统的杀菌消毒效果理想。水温方面,冬季最低水温为18-19℃,夏季最高水温为28℃,是海洋动物理想的水温范围[1]

2.3海水调配方式的对比及改变

2.3.1海盐的调配

2.3.1.1调配方法:将氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、硫酸镁等五种海盐通过计算按比例添加,调配水源为地下水,同时结合臭氧、次氯酸钠循环处理,处理时间一般在7天左右。

2.3.1.2该法的弊端:海盐不易完全溶解,产生大量结块,且调配出来的海水成分很难接近天然海水,经常出现比例失调。而且处理时间长,若处理不干净就投入使用会出现水体富营养化的情况。引起海洋动物出现异常情况。

2.3.2海水素的调配

2.3.2.1调配方法:海水素与地下水按1:30的比例进行调配,同样也加入臭氧和氯进行循环处理,处理时间一般在4-5天左右。

2.3.2.2该法的弊端:无法补充海水中缺失较多的离子成分,还需单独添加海盐进行调节。

2.3.3浓缩海水的调配

2.3.3.1调配方法:按比例将浓缩海水和地下水进行混合配制,达到所需浓度(30‰左右),同时结合臭氧和氯循环处理2-3天左右投入使用。处理周期较其他方法短,且极易调节到所需盐度,成分稳定且更接近天然海水。

2.3.3.2该法的弊端:本馆浓缩海水采自北部湾钦州、北海等海域,工农业、海水养殖业、城镇生活等污水的排放,导致浓缩海水作为水源受到一定程度的污染,污染指标多为重金属(铅)、无机氮、浮游动植物等[2]

本馆案例:2010-2011年期间,使用浓缩海水调配使用后的海水底部发现很多白色游动的小虫卵,导致海洋动物出现了精神活动差、消化道疾病等异常状况,考虑这些虫卵可能是浓缩海水自带的浮游生物,当时采取的措施是调配时加大氯的投放量(余量含量>1.0mg/l)和臭氧产量,效果显著。

其他方面的改造:加大了水面溢流口面积,使面水污物更易被带走。增设过滤预处理(过滤网),避免使用硫酸铜等除藻剂进而影响水质和海洋动物健康。

3 结语

经过水处理系统改造和海水调配方式改变前后水质的对比分析,可以看到本馆多年来为改善海洋动物的水环境所做出的不懈努力,取得了显著的成效。但仍存在一些亟待解决的问题:

更换目前老式的机械过滤罐,罐内的石英砂易出现板结现象进而降低过滤效果;

露天场馆存在一定弊端,降雨易影响水质,且强烈的日照利于藻类的迅速繁衍,为菌类繁殖提供营养物质,同时消耗水中的溶解氧。

参考文献

[1]姜新发. 海豚饲养池水质标准. 海洋湖沼通报,1998,03(014):73-76

[2]于学颖,王京真,许尤厚,彭重威,吴海萍. 三娘湾海域水体石油类及重金属污染状况评估. 轻工科技,2017, 04-11:119-120