[发明专利]一种用于去除高密度养殖水体中CO2的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于高密度或超高密度养殖用水或水处理领域，具体涉及一种用于去除高密度养殖水体中CO₂的方法及装置。

背景技术

养殖水体中CO₂大多由动物呼吸代谢和有机物分解过程产生，仅很小一部分由大气扩散产生。周围环境较高的CO₂浓度会使鱼鳃难以排出CO₂，导致CO₂在鱼血液中的积累，降低血浆pH，最终导致呼吸性酸中毒。这种条件下血红蛋白载氧能力下降，即使在高溶解氧条件也会导致呼吸困难。鱼类每消耗1摩尔氧气就产生1摩尔CO₂。不同鱼类的CO₂的安全浓度与种类、发育阶段以及水质等相关。暴露于高CO₂浓度条件下，鱼类的呼吸效率和对低溶解氧的耐受度都会降低。

在高密度或超高密度养殖中，由于纯氧在养殖中的应用，CO₂浓度积累问题变得非常严重，CO₂浓度积累成为决定水体循环速率的重要影响因素。随着养殖密度的提高，养殖动物呼吸排出的二氧化碳浓度不断累积，一方面即使在高溶解氧条件下也导致养殖动物的呼吸困难，同时二氧化碳会通过水体气体分压的改变影响氧气的溶解效率，这使得养殖池二氧化碳的去除问题显得非常重要。不同于氧气、氮气等其他气体，水中CO₂浓度取决于气液平衡以及酸碱平衡关系。

CO₂高度溶于水，但由于大气中CO₂含量较低（约0.035%），导致纯水中浓度含量却较低（20℃时仅0.54mg/L）。这使得清新空气非常适于为CO₂去除提供充足的驱动力。常见的脱气塔利用填料产生水滴破碎，同时向填充柱通入大量空气以实现CO₂去除。CO₂被填充柱中的清新空气带走以实现水体中CO₂脱气。与纯氧装置的气液比约0.3-5%相比，CO₂脱气塔气液比为500-2000%，但是这种形式去除CO₂具有占地大、布水不均匀等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种完全不同于传统脱气塔形式的CO₂脱气方法，可省去脱气塔设备，具有安装使用方便、水头损失小、经济、节能、高效等特点。

本发明的技术方案为：

一种用于去除高密度养殖水体中CO₂的装置，包括高位供水池和供水管路，所述供水管路由相连的气水对流管路和气水混流管路组成，气水对流管路底部设置有微孔曝气装置，气水对流管路顶部为通气孔，在通气孔以下的气水对流管路的侧面开有通孔并通过管路与高位供水池联通，气水混流管路包括一段水平管路，高位共水池内水位的高度高于该段水平管路，气水混流管路出水一端通入养殖水体底部。

高位供水池一般高于养殖水体2-4m。

一种用于去除高密度养殖水体中CO₂的方法，高位供水池内的水通过管路进入气水对流管路，气水对流管路底部的微孔曝气装置将空气通入气水对流管路，形成微细空气气泡实现气水对流，空气气泡通过上升对流运动，将水体中携带的高浓度的CO₂溶进含低浓度的CO₂的气泡，从而通过上部通气孔实现一级脱气；另一部分空气气泡溶解或被水流携带，进入气水混流管路，在供水管路中形成气水混流，气流随着水流一起进入养殖水体底部，气泡通过上升和旋流作用实现鱼池水体中的二级脱气，降低鱼池CO₂浓度。以此可以改善水质生态环境，降低系统所需的水体循环速率。

针对现有的脱气塔去除CO₂装置能耗高、水头损失大等缺点，本方面在通过利用微孔曝气装置在供水管路中形成大量微细空气气泡，通过部分微细空气气泡的上升运动可实现CO₂的一级脱气；另一部分空气气泡通过溶解或被水流携带形成气水混流，一同进入供水管路，通过在鱼池中的气泡释放实现鱼池中的CO₂的二级脱气，改善鱼类水质生态环境。本发明是无动力、结构简单、成本低廉的无能耗新型CO₂脱气方法及装置。该装置主要应用于工厂化高密度或超高密度循环水养殖系统中的二氧化碳的去除，也可以用于相关水处理领域的CO₂脱气处理，相对于现有技术，其具有以下优点：

（1）本方法完全不同于传统的脱气塔设备，集供水与脱气功能于一体；