CN116724933A - 船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的装置系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的装置系统;船载移动羟基自由基溶液产生设备产生高浓度氧活性粒子溶液,经液/液混溶水力空化器、三级混溶罐高效生成·OH溶液,水泵增压管路送至·OH溶液微射流喷射装置;海上浮床滑轨吊装设备将·OH溶液微射流喷射装置吊装于海上网箱内,杀灭养殖动物寄生虫,再吊装于下一个网箱,直至完成整个鱼排寄生虫的杀灭;在网箱内落下隔离网衣,将养殖鱼隔离在网箱底部,避免·OH溶液直接喷射损伤;网箱内·OH溶液杀灭浓度大于0.5mg/L,100%杀灭养殖动物寄生虫及弧菌等致病微生物;杀灭后,·OH溶液浓度1分钟后衰减为0;高效杀灭寄生虫保证海洋生态环境安全。
Description
技术领域
本发明属于海水养殖动物寄生虫疾病防控技术、高级氧化技术及海洋生态工程等领域,尤其是涉及一种船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的方法与装置系统。
背景技术
随着中国经济的持续高质量发展,人民生活水平日益提高,对优质蛋白质—海水鱼类的需求旺盛。海上网箱养殖相较于工厂化水产养殖,具有经济成本低、养殖成活率高、节约土地资源、养殖鱼类品质高、管理简单、效益高等特点。病害频发不仅影响养殖的总体经济效益,还会增加产品质量安全风险。因此,如何有效防控网箱养殖病害,降低养殖水产品死亡率,切断病源传播途径对海上网箱养殖至关重要。
网箱养殖的高密度会导致养殖鱼爆发养殖病害而引起批量死亡。如果不能及时打捞病死鱼并进行无害化处理,则可能引起疾病扩散。养殖网箱主要病害是寄生虫(刺激隐核虫、指环虫、瓣体虫、车轮虫等)病害和微生物病害(弧菌等)。网箱常规病害防治方法有投加化学药剂法、饲料添加抗生素喂养法、物理浸泡法、悬挂化学物质释放法等方法。
杜涛授权了(授权号CN101779603B)一种提高广盐性海水鱼类品质的养殖方法,该方法需要在网箱内按照5~10kg/亩生石灰或0.5~1ppm的漂白粉泼洒,消毒剂消耗量且残余药剂会危害海洋安全。贾友宏公开了(公开号CN104412925A)海养鱼类白点病的防治方法,该方法通过投喂含有3-5%阿莫西林的饲料,并在网箱吊挂敌百虫并泼洒1-1.25mL/m3阿维菌素防治养殖病害,该方法会影响养殖鱼的新陈代谢且需要休药期,残余化学药剂对海洋环境造成重大威胁,需要完备的使用手续。蔡泽平公开了(公开号CN104885976A)一种金钱鱼刺激隐核虫病的防治方法,该方法将网箱内的病鱼集中于含有25g/m3的醋酸铜或10ml/m3克藻灵的淡水水袋中浸洗,添加20~25g/m3呋喃西林抗菌素浸泡60min,24小时后再20~25g/m3的醋酸铜淡水溶液浸浴病鱼60min。该方法处理效果不明显,并且操作繁琐且会对鱼造成二次伤害,不能适用于网箱养殖的大规模防治。张丽莉公开了(公开号CN106508754A)一种刺激隐核虫病的生物防治方法,该方法使用湿重为20-50g的海绵、双壳类、苔藓虫、藤壶和海鞘等滤食性动物可在6h内将20L水体中的刺激隐核虫纤毛幼虫密度由100个/mL降至30个/mL以下。该方法不能完全杀灭且处理时间长、处理效率低。张颖公开了(公开号CN111587822A)一种刺激隐核虫病的物理防治装置及其使用方法,该方法需要在养殖网箱底部铺设网眼直径为200-400μm的铜合金材金属网,使用铜合金网箱或悬挂铜离子释放剂会导致养殖鱼体和养殖水环境中铜离子超标风险,且铜合金网箱制作成本、使用便捷性差,更换成本高。
综上可知,网箱开放式养殖模式治疗相对困难,主要以“以防为主”的综合防治理念,一旦到病害爆发期,其防治措施往往收效甚微。现有防控养殖病害的方法不仅存在投放药物不便且投放剂量大,而且会导致养殖鱼体产生慢性毒型,且会导致有害微生物产生抗药性,并且会污染海洋生态环境。
基于大气压强电离放电高效生成的羟基自由基(·OH)溶液,可在数秒内完成生物化学反应,破坏细胞的基础结构物质和功能结构物质而杀灭细胞和生物体,已被广泛应用于抗生素降解矿化(专利号:CN108423883A、CN108585285A、CN108585285A)、水华微藻及矿化有机污染物(专利号:CN108585283A)、高藻水(专利号:CN104310663A)、海洋赤潮(专利号:CN106915844A)、刺激隐核虫包囊(专利号:CN107027667A)以及防控海洋外来生物入侵(专利号:CN106946325A)。本发明旨在研发一种船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的方法和装置系统,在海上网箱养殖中实现可移动、自动化、动态防控病害,对推动羟基自由基技术应用与海水养殖产业绿色发展意义重大。
发明内容
针对海水网箱开放式养殖模式难以有效防治病害爆发,现有防控养殖病害的方法存在药物投放不便且投放剂量大,以及会导致养殖鱼体产生慢性毒型并使有害微生物产生抗药性,进而污染海洋生态环境等问题。本发明提供了一种船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的方法与装置系统,基于船载·OH溶液产生设备实现海水网箱内·OH溶液喷射微射流杀灭养殖鱼寄生虫及病原微生物,从源头阻断了海水养殖动物病原性疾病的发生,同时净化养殖海水、保障海洋环境安全。
一种船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的装置系统,其特征在于船载移动羟基自由基溶液产生设备,·OH溶液微射流喷射装置、电驱动海上浮床滑轨吊装设备、海水水质及网箱·OH杀灭检测系统、智能化控制系统,实现羟基自由基网箱内高效杀灭寄生虫保证养殖鱼生长健康及海洋环境安全。
所述船载移动羟基自由基溶液产生设备是通过鱼排法兰与·OH溶液微射流喷射装置连接;所述电驱动海上浮床滑轨吊装设备将·OH溶液微射流喷射装置逐个吊放于不同网箱,杀灭网箱内的寄生虫;所述船载检测系统实时监测生成·OH溶液浓度、网箱内·OH微射流喷射、扩散衰减浓度、海水水质参数,传输至智能化控制中心;各装置、阀门和检测器通过有线或无线连接至智能化控制中心;整套装备设置有内置多种智能化模型算法的智能化控制中心,协调控制自主运行。
所述船载移动·OH溶液产生设备具有船载可移动至待处理网箱区的特性,与鱼排法兰卡接·OH溶液微射流喷射装置,在网箱内·OH微射流喷射杀灭养殖鱼寄生虫;该技术装置包括羟基自由基溶液产生装置、液/液混溶水力空化器、三级混溶罐。液/液混溶水力空化器进出口直径相一致、采用上下口进水,根据处理水量并联使用;液/液混溶水力空化器进出口直径(d)为6~70mm,液液混溶器总长为4~7d,上下进水口为0.4~0.7d,收缩段为1~2d,扩散段为2~6d,水通量为20~500吨/小时。液液混溶水力空化器结构使用计算流体软件(CFD)以空化区域大小、水通量、空化强度为选择标准,调控液液混溶器的收缩管角度、相对喉管长度、扩散段角度等,获得所述的最佳控制参数。
在船载的液/液混溶水力空化器中高效生成·OH,建立高浓度氧活性粒子溶液注入水力空化液/液混溶数值模型,氧活性粒子溶液进水量/管路水流量比为0.17~0.39,混溶时间为0.1~10s,混溶效率~100%。在管路中高浓度氧活性粒子溶液注入水力空化形成数目巨多的微气泡(μm),其“爆炸”瞬间的高温T>3000K,高压P>1kMPa,压力冲击波达300m/s,高效生成·OH及其它氧化自由基如HO2ˉ、O2·ˉ、O3·ˉ、HO3·和O2 +H2O等,总氧化剂浓度为10~50mg/L。
所述电驱动海上浮床滑轨吊装设备包括·OH溶液输送管网、网箱浮床滑轨、吊装悬臂梁;其中电驱动海上浮床吊装滑轨为316不锈钢“凹”型滑轨,安装有控制驱动电机;电驱动海上浮床滑轨吊装设备通过吊装悬臂梁安装的升降机,将·OH溶液微射流喷射装置及隔离网吊放于网箱内,养殖鱼被隔离在网箱下部;·OH溶液微射流装置高H,隔离网间隔距离L1≥1.0H,外围网衣距离隔离网衣距离L2≥0.5H。
船载移动·OH溶液产生设备产生的·OH溶液通过管路输送至网箱内·OH溶液微射流喷射装置,装置包括矩形框架、双层·OH溶液微射流喷射管,双层之间由立管相连,微射流口方向依次上、下、左、右、间歇排布;·OH溶液微射流口直径为1~4mm,扩张角度为20~30°,收缩角度为12~15°,喉管长度为1~8mm,扩散段长度为2~24mm;收缩管内壁有均匀分布的5~15条向喉管中心聚焦整流道,扩散段内壁有15~45°螺旋流道,自扩散段到出口段设置了外壁带15~45°螺旋流道的实心圆锥。·OH溶液从微射流喷射装置的矩形分布微射流管中喷射出时产生巨多的微气泡,微气泡的射流和爆破瞬间杀灭养殖动物寄生虫,矩形分布微射流管中·OH溶液浓度为10~50mg/L,喷射出空化微泡数量大于4.1×109,喷射速度为20~30m/s,雷诺数大于3.0×105。·OH溶液自微射流喷射管入口进入后,经过整流道和喉管,·OH溶液在喉管处流向更稳定且具有更高的速度。喷射管出口设置实心圆锥,使·OH溶液呈更容易碎裂扩散的圆环状,并具有更高的喷出速度。扩散段与出口段内壁以及实心圆锥外壁的螺旋流道使流体喷出后能立即分散并产生大量具有较高喷射速度的微气泡。·OH溶液容易在网箱内扩散,降低了射流体使网箱内局部区域·OH溶液浓度过高的风险。·OH杀灭养殖鱼寄生虫,并保证养殖鱼生长健康。
所述智能化控制系统采用PLCLM系列编程控制器、GCS系列PLC控制器、以及动力系统集成和变频电控设备等一种或多种权威船级社认证的控制元件和智能化板卡。运用模糊预测自适应控制等智能化算法,解决船载移动羟基自由基溶液产生设备生成·OH溶液,·OH溶液微射流喷射装置吊放,电驱动海上浮床滑轨吊装设备的运行,海水水质参数及·OH溶液生成、网箱内·OH微射流喷射、扩散和衰减浓度实时监测值的多输入、多输出、多回路、多限制和多目标优化控制问题,通过人工智能技术对整个大时滞强干扰系统实施信息检测融合、智能态势感知、智能能效、智能运维、并开放全息实时输入、输出信息,提供物联网+接口,供远程辅助决策、综合远程监管和云服务;系统指示精度小于0.1%,控制反映时间小于0.1秒,LCD数字显示屏幕,可以实时查看系统运行状况,具有完备的报警功能。
利用所述装置系统进行船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的方法,其特征在于船载移动羟基自由基溶液产生设备产生的高浓度氧活性粒子溶液,经液/液混溶水力空化器、三级混溶罐高效生成·OH溶液,水泵增压管路输送至·OH溶液微射流喷射装置;电驱动海上浮床滑轨吊装设备将·OH溶液微射流喷射装置吊装于海上网箱内,杀灭网箱内的养殖动物寄生虫,再吊装于下一个网箱,直至完成整个鱼排寄生虫的杀灭;在网箱内落下隔离网衣,将养殖鱼隔离在网箱底部,避免·OH溶液直接喷射损伤;在网箱内·OH溶液喷射管喷射出·OH微射流气泡,·OH溶液杀灭浓度大于0.5mg/L,100%杀灭养殖动物寄生虫及弧菌等致病微生物;寄生虫杀灭后,·OH溶液浓度1分钟后衰减为0,对海洋环境无负面效应,海洋生态环境安全。
在大规模海水网箱养殖海域,利用一维水质迁移转化方程,建立了·OH杀灭养殖鱼寄生虫(浓度,0.5mg/L)有效海域网箱面积的预测模型;利用EFDC-Explorer模拟软件,结合海域气象水文特征数据,建立了·OH杀灭寄生虫的浓度扩散模型,停止注入扩散1min,·OH溶液浓度衰减至0mg/L;预测消毒副产物的海洋环境风险R值(R=PEC/PNEC)<1,·OH杀灭养殖动物寄生虫对海域海洋环境无潜在风险,海洋生态环境安全。
所述建立的·OH杀灭养殖鱼寄生虫有效海域网箱面积的预测模型为:
其中,S为网箱处理表面积,m2;CTRO为微射流口喷出的·OH溶液浓度,mg/L;Q为网箱内注入·OH溶液流量,m3/h;C为网箱内·OH溶液平衡浓度,mg/L;t为混溶处理时间,min;H为网箱处理深度,m。
所述消毒副产物的预测海洋环境风险R值的公式模型为:
RTCM=10(0.623*TRO+0.05*T-0.001*Ta-3.498)
RDCBM=10(0.54*TRO+0.03*T+0.003*Ta+0.1*Tu-3*S+0.24*DO+0.04*pH+86.8)
RDBCM=10(0.28*TRO-0.005*Ta+0.08*Tu+0.07*DO-2.7)
RTBM=10(0.35*TRO+0.02*T+0.001*Ta-0.7*S+0.12*DO-0.4*pH+20.05)
其中,TRO为·OH溶液浓度,mg/L;T为海水温度,℃;pH为海水氢离子浓度指数;S为海水盐度,psu;DO为海水溶解氧,mg/L;Ta为海水中的总藻,μg/L;Tu为海水浊度,NTU。
所述智能化控制中心使用内置消毒副产物公式模式计算相关副产物的环境风险R值。在杀灭结束1分钟后取样,若·OH杀灭养殖水消毒副产物的海洋环境风险R值小于1,判定·OH杀灭海上网箱养殖病害对海洋环境无潜在风险,海洋生态环境安全。
本发明的技术效果和优点如下:
1)本发明提供的船载式大气压强电离放电高效生成·OH溶液的技术装置,依托智能化控制中心控制·OH溶液产生装置、液/液混溶水力空化器、三级混溶罐、增压系统,获得大产量的高浓度(10~50mg/L)、流量可调控(20~500吨/小时)·OH溶液。基于海水水质及网箱·OH杀灭检测系统获得的基础数据控制液/液混溶水力空化器、三级混溶罐和输入到网箱内的微射流装置的·OH溶液流动参数,可高效和灵活处理不同养殖网箱内的养殖病害。结合流体计算软件和灭杀海上养殖网箱养殖鱼寄生虫试验结果,设计并调控液/液混溶水力空化器、·OH溶液微射流喷射装置和管路增压系统的结构与参数,降低系统控制难度和对养殖鱼寄生虫杀灭过程的波动影响,实现船载·OH杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的装置系统高效协调运行。
2)本发明提供的电驱动海上浮床滑轨吊装设备集合了·OH溶液输送管网、网箱浮床滑轨、吊装悬臂梁、升降机等,电驱动海上浮床滑轨吊装设备和微射流喷射装置可灵活地移动至不同的海水养殖网箱。船载移动·OH溶液产生设备与鱼排法兰卡接·OH溶液微射流喷射装置,联合电驱动海上浮床滑轨吊装设备,使整个船载·OH杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的装置系统高度适应不同海水养殖网箱的处理,具有高机动性、短处理周期和无负面影响的特点。
3)本发明所提供的装置系统与方法可基于寄生虫病害(如刺激隐核虫)生活习性(4:00~8:00)或平潮时期进行定时灭杀。灭杀养殖鱼寄生虫时,将装载了微射流喷射装置的框架通过电驱动海上浮床滑轨吊装设备吊放于预先释放了隔离网的待处理网箱内。微射流喷射装置使输入·OH溶液在扩散段出口处形成数目众多空化微泡,并在出口处的强湍流场中脱离微射流器进入网箱。空化微泡在网箱内溃灭会产生瞬时高压(104MPa),·OH溶液将以压力微射流的形式向周围液体快速穿透扩散,并立即向周围海水分散并形成巨多的微气泡。高效杀灭寄生虫后,·OH溶液浓度1分钟后衰减为0,对养殖鱼无负面影响,海洋生态环境安全。
4)本发明所使用智能化控制系统采用控制元件和智能化板卡结合,并运用模糊预测自适应控制等智能化算法,解决了船载移动羟基自由基溶液产生设备生成·OH溶液,·OH溶液微射流喷射装置吊放,电驱动海上浮床滑轨吊装设备的运行,海水水质参数及·OH溶液生成、网箱内·OH微射流喷射、扩散和衰减浓度实时监测值的多输入、多输出、多回路、多限制和多目标优化控制问题。通过人工智能技术对整个大时滞强干扰系统实施信息检测融合、智能态势感知、智能能效、智能运维、并开放全息实时输入、输出信息,提供物联网+接口,供远程辅助决策、综合远程监管和云服务。系统指示精度高,控制反映时间短,实时运行参数与处理效果可视化,具有完备的报警功能。
5)本发明建立了·OH杀灭养殖鱼寄生虫(浓度,0.5mg/L)有效海域网箱面积的预测模型,该模型可揭示注入·OH溶液浓度在网箱中扩散杀灭寄生虫时间的函数关系,并用于·OH溶液防控网箱养殖病害的应用预测。消毒副产物的预测环境浓度PEC/预测无影响浓度PNEC<1。控制网箱内·OH溶液动态扩散杀灭为浓度0.5mg/L,网箱内残余氧化剂及生成消毒副产物符合《GB5749-2006-生活饮用水卫生标准》;处理后各水质指标得以改善且符合《海水水质标准》第二类标准要求。船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的装置系统和方法灭杀海水网箱养殖鱼寄生虫的同时保证了鱼的健康,并对海域海洋环境无潜在风险,海洋生态环境安全,为网箱养殖病害杀灭提供了崭新的思路和可行的技术手段。
附图说明
图1.船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的装置系统的组合关系图
图2.船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的流程图
图3.电驱动海上浮床滑轨吊装设备与·OH溶液微射流喷射装置图
图4.·OH溶液微射流喷射装置分布与在网箱内喷射的示意图
图5.·OH溶液微射流喷射管及内部结构图
图6·OH杀灭刺激隐核虫荧光染色照片((a)、(b)为明场照片、(c)~(d)为荧光染色照片;(a)、(c)为对照组;(b)、(d)为·OH(0.52mg/L);放大倍数100倍)
图7·OH溶液在液/液混溶水力空化器横截面随时间变化的分布
图中:0-船载设备取水口;1-大气压强电离放电高效生成羟基自由基溶液的船载技术设备;2-·OH溶液处理网箱;3-吊装悬臂梁;4-·OH溶液微射流喷射装置:5-·OH溶液输入管路;6-检测反馈管路;7-智能化检测装置;8-智能化控制中心;11-第一阀门;12-第二阀门;13-第三阀门;14-第四阀门;15-第五阀门;16-第六阀门;17-网箱预留连接阀门;21-第一水泵;22-第二水泵;23-第三水泵;24第四水泵;31-第一流量计;32-第二流量计;41-氧活性粒子浓度检测;42-第一余氯检测仪;43-第二余氯检测仪;44-第三余氯检测仪;45流式细胞分析仪;46-多功能水质检测仪;50-氧活性粒子发生源;51-反冲洗机械过滤器;52-·OH溶液产生装置;53-液/液混溶水力空化器;54-鱼排法兰;55-网箱悬臂梁升降机;56驱动滑轮电机运动装置;57网箱悬臂梁和网箱悬臂梁凹槽轨道;58-网箱浮床滑轨;59-气液混溶器;60-混溶罐;61-双层矩形框架;62-双层·OH溶液输送管网;63-隔离网衣;71-·OH溶液微射流喷射管;72-喷射管入口段;73-喷射管收缩段;74-喷射管吸液口;75-圆环狭缝;76-喷射管喉管段;77-喷射管扩散段;78-喷射管出口段;79-整流道;710-内壁螺旋流道;711-外壁设螺旋流道的实心圆锥。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例所使用船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的装置系统如图1~5所示,设有依次连接的大气压强电离放电高效生成·OH溶液的船载技术设备1、·OH溶液处理网箱2、电驱动海上浮床滑轨吊装设备、·OH溶液微射流喷射装置4、·OH溶液输入管路5、检测反馈管路6、海水水质及网箱·OH杀灭检测系统7、智能化控制中心8。
大气压强电离放电高效生成羟基自由基溶液的船载技术设备1包括高浓度·OH溶液产生装置52、液/液混溶水力空化器53、三级混溶罐60、取水管路与·OH溶液输入管路。与液/液混溶水力空化器53进水口连接的取水管路自取水口依次设有第一阀门11、第一水泵21、第二阀门12、反冲洗机械过滤器51,高浓度羟基自由基溶液产生装置1进水管路依次设有第二水泵22、第二流量计32、第三阀门13,高浓度·OH溶液出口管路连接至液/液混溶水力空化器53,并沿线设有第一余氯检测仪42。液/液混溶水力空化器53出水连接至三级混溶罐60,连接混溶罐60出口的·OH溶液输入管路5设有第二余氯检测仪44、第三水泵23、第四阀门14。大气压强电离放电高效生成羟基自由基溶液的船载技术设备1,其功能在于产生大产量(10~100吨/小时)、适宜浓度(10~50mg/L)的·OH溶液,并且实现在不同网箱2鱼排间的自由移动。·OH溶液产生装置52运行时,氧气经氧活性粒子发生源50产生高浓度氧活性粒子气体,船舱洁净海水经水泵加压与高浓度氧活性粒子气体在气液混溶装置59混合,经水力空化作用生成高浓度(10~50mg/L)的·OH溶液。6个液/液混溶水力空化器53并联组成实现液液混溶。高浓度·OH溶液经液/液混溶水力空化器53上下注液口注入,在混溶器53内经浓度扩散、对流运动、湍流运动以及空化效应,高浓度·OH溶液与洁净海水在液/液混溶水力空化器53中混合均匀,产出大产量(50~200吨/小时)、适宜浓度(4~15mg/L)的·OH溶液,运行使用时由智能化控制中心8根据实际处理情况决定是否启用。液/液混溶水力空化器53的液液混溶比例(吸水口进水量/混溶器进水量)范围为0.17~0.39;液/液混溶水力空化器53进出口直径均为65mm;射流器总长402mm,收缩段100mm,扩散段262mm,上下进水口40mm;进水流量范围20~500吨/小时,运行使用时由智能化控制中心8根据实际处理情况组合使用;液/液混溶水力空化器53混溶时间为3~6s。使用三级混溶罐60释放液/液混溶水力空化器53后端压力,提高液/液混溶水力空化器53前后压差比,增强空化效应,延长混溶反应时间(60~180s)以提升混溶效果。混溶罐60进/出水口为DN200抗压高密度聚乙烯(PE)管;单个混溶罐水力停留时间为20~60s;混溶罐高1.5m,直径1.0m。
网箱2尺寸为4.0m*4.0m,并安放有4.0m*4.0m*4.0m的隔离网衣63,用于海水动物的养殖,养殖鱼隔离网底部距离养殖网衣底部约0.5m。电驱动海上浮床滑轨吊装设备包括·OH溶液输送管网62、网箱浮床滑轨58、吊装悬臂梁57。电驱动海上浮床滑轨吊装设备可在网箱浮床滑轨58自由移动至不同待处理网箱2,电驱动海上浮床吊装滑轨为316不锈钢“凹”型滑轨。电驱动海上浮床滑轨吊装设备通过吊装悬臂梁安装的升降机55将·OH溶液微射流喷射装置4逐个吊放于不同网箱2。
大气压强电离放电高效生成·OH溶液的船载技术设备1与·OH溶液微射流喷射装置4通过·OH溶液输入管路5以鱼排法兰54连接。其中网箱2的·OH溶液输送管网由DN100抗压高密度聚乙烯(PE)管构成。液/液混溶水力空化器53尾端和网箱·OH溶液输送管网接头均使用耐高压柔性PVC钢丝管(DN100)。
电驱动海上浮床滑轨吊装设备将船载技术设备1产生的·OH溶液,通过网箱·OH溶液输送管网输送至鱼排内的不同网箱2;吊装悬臂梁带动·OH溶液微射流喷射装置2在网箱浮床滑轨58上移动,实现网箱2养殖鱼寄生虫的逐一杀灭。网箱浮床滑轨58为“凹”型设计,上端带有卡槽以防止滑轮脱出,材料选用耐腐蚀316不锈钢。吊装悬臂梁57用于控制·OH溶液网箱微射流喷射装置4在网箱2内的运动位置,并实现平稳将·OH溶液微射流喷射装置置于待处理网箱和脱离处理完成网箱。养殖鱼隔离网衣63预先在下放·OH溶液微射流喷射装置4前释放,隔离网衣63与·OH溶液微射流喷射装置4间隔有1.0m,外围网衣距离隔离网衣距离大于0.5m,以防止氧化剂伤害养殖鱼。
吊装于电驱动海上浮床滑轨吊装设备的·OH溶液微射流喷射装置4由双层矩形框架61、双层·OH溶液输送管网62和·OH溶液微射流喷射管71组成。由双层矩形框架61的长宽均为3.0m,高度1.0m,依靠升降机55控制位于网箱2内的位置,上下两层安装有·OH溶液输送管网62。双层·OH溶液输送管网62为上下双层结构且安装有微射流喷射管71,双层间距0.94m,双层之间由1根立管相连,每层布置三根横管,相邻间距1.0m,双层矩形框架61距离水面下约1.5m。微射流喷射管71每间隔30cm布置一根,总共安装有60根微射流喷射管71,每根布水横管均安装有10根微射流喷射管71,按照射流方向依次为上、下、左、右间歇排布,以实现对网箱周围全方位的喷射;单根微射流喷射管71流量为0.70~3.0L/min,微孔射流喷射速度为1.0~3.9m/s;微射流喷射管71自入口到出口依次为入口段72、收缩段73、吸液口74、圆环狭缝75、喉管段76、扩散段77和出口段78,入口段72和收缩段73内部设计了12条整流道79。自扩散段77到出口段78内壁设置了30°的螺旋流道710,也设置实心圆锥711,实心圆锥711外壁也布置了30°的螺旋流道。·OH溶液微射流口直径为1~4mm,扩张角度β为20~30°,收缩角度α为12~15°,喉管76长度为1~8mm,扩散段77长度为2~24mm。微射流喷射管71控制进出口压差比(Pr=(Pin-Pout)/Pin)为0.7~0.9,由·OH溶液微射流喷射装置4安装的水深传感器测得出口压力(Pout),由增压泵加压提供进口压力(Pin),射流器喉管76处射流速度为20~30m/s,空化微泡数量大于4.1×109,雷诺数大于3.0×105。收缩管73内壁有均匀分布的5-15条向喉管76中心聚焦整流道,扩散段77内壁有15~45°螺旋流道79,自扩散段77到出口段78设置了外壁带15~45°螺旋流道710的实心圆锥711;输入·OH溶液在微射流喷射管71收缩段73整流,经扩散段77螺旋流道增强湍流强度以及实心圆锥的圆环液膜破碎形成数目众多空化微泡,·OH溶液以螺旋射流的强湍流场中穿透性脱离微射流喷射管71进入网箱2,大量高速喷射向前的空化微泡在网箱2内溃灭会产生瞬时高压,杀灭养殖网箱病害。
海水水质及网箱·OH杀灭检测系统7所获得的数据由检测反馈管路6反馈至智能化处理中心8。检测反馈管路6通过水泵24将养殖鱼排网箱的海水0、·OH溶液处理网箱2内海水输送至智能化检测装置7用以检测水质、氧化剂(TRO)浓度和养殖病害情况。检测反馈管路6上的第五阀门15和第四水泵24与智能化检测装置7相连;·OH溶液处理网箱2内水样通过检测反馈管路6上的第六阀门16和第四水泵24与智能化检测装置7相连;智能化检测装置7通过无线或有线与智能化控制中心8相连。智能化检测装置7使用仪器动态检测来自检测反馈管路6抽取的近岸海水0和·OH溶液处理网箱2内的水质、氧化剂(TRO)浓度和养殖病害情况,并将数据传输至智能化控制中心8。智能化检测装置7安装有余氯检测仪44、流式细胞分析仪45和多功能水质检测仪46。其中余氯检测仪是基于美国EPA标准的N,N-二乙基对苯二胺(DPD)分光光度法检测(以Cl计);流式细胞分析仪45使用荧光检测器对进入分析仪内的养殖病害(如:刺激隐核虫、弧菌、大肠杆菌等)染色,通过预设模型定性和定量分析砂滤海水和·OH溶液处理养殖池的养殖病害状态。多功能水质检测仪46安装有温度(-5~50℃)、盐度(0~70ppt)、浊度(0~400NTU)、溶解氧(0~50mg/L)、氨氮(0~20mg/L)、亚硝酸盐氮(0~20mg/L)、fDOM溶解有机质(0~300ppb)、总藻传感器(0-400μg/L)。
智能化控制中心8的系统采用权威船级社认可的控制元件和智能化板卡,运用模糊预测自适应控制等智能化算法,实现船载移动羟基自由基溶液产生设备52生成·OH溶液,·OH溶液微射流喷射装置4吊放,电驱动海上浮床滑轨吊装设备的运行,海水水质参数及·OH溶液生成、网箱2内·OH微射流喷射、扩散和衰减浓度实时监测值的多输入、多输出、多回路、多限制和多目标优化控制,通过人工智能技术对整个大时滞强干扰系统实施信息检测融合、智能态势感知、智能能效、智能运维、并开放全息实时输入、输出信息,提供物联网+接口,供远程辅助决策、综合远程监管和云服务;系统指示精度小于0.1%,控制反映时间小于0.1秒,LCD数字显示屏幕,可以实时查看系统运行状况,具有完备的报警功能。
使用上述以及图1-5所示的装置系统杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫。基于寄生虫病害(如刺激隐核虫)生活习性(4:00~8:00)或平潮时期进行定时杀灭。船载移动羟基自由基溶液产生设备1产生的高浓度氧活性粒子溶液,经液/液混溶水力空化器53、三级混溶罐60高效生成·OH溶液,水泵增压管路5输送至·OH溶液微射流喷射装置4;电驱动海上浮床滑轨吊装设备将·OH溶液微射流喷射装置4吊装于海上网箱2内,杀灭网箱2内的养殖动物寄生虫,再吊装于下一个网箱,直至完成整个鱼排寄生虫的杀灭;在网箱2内落下隔离网衣,将养殖鱼隔离在网箱底部,避免·OH溶液直接喷射损伤;在网箱2内·OH溶液喷射管71喷射出·OH微射流气泡,100%杀灭养殖动物寄生虫及弧菌等致病微生物,·OH溶液杀灭浓度大于0.5mg/L;寄生虫杀灭后,·OH溶液浓度1分钟后衰减为0,对海洋环境无负面效应,海洋生态环境安全。
基于上述装置系统以及杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的方法,以下给出处理网箱杀灭养殖病害的具体实施例:
实施例1
1)基于寄生虫病害(如刺激隐核虫)生活习性(4:00~8:00)或平潮时期进行定时杀灭。
2)将装有基于大气压强电离放电高效生成羟基自由基溶液的船载技术设备的船1停靠在待处理鱼排网箱A1,使用鱼排法兰快速卡扣54将·OH溶液输入管路5的主干管与第三增压泵23出水口相连接后,开启第四阀门14。
3)智能化控制中心8通过控制吊装悬臂梁57启动升降机55带动·OH溶液微射流喷射装置4,驱动滑轮电机运动装置56在网箱浮床滑轨58上滑动至待处理网箱A1,吊装悬臂梁57通过升降电机55将·OH溶液微射流喷射装置4下放至网箱A1。
4)智能化控制中心8控制打开检测反馈管路6上的第五阀门15和第四水泵24,智能化检测装置7使用流式细胞仪45和水质检测仪46对检测网箱外的周围海域养殖病害情况和水质情况检测,并反馈至智能化控制中心8。关闭检测反馈管路6上的第五阀门15,开启第六阀门16,智能化检测装置7使用流式细胞仪45和水质检测仪46检测待处理网箱A1的养殖病害和水质情况,并反馈至智能化控制中心8。
5)智能化控制中心8会根据检测器反馈信息和工作海域气象水文特征数据,依据·OH致死网箱养殖病害及净化海水的“剂量-效应”和“时间-效应”模型,确定所需·OH溶液(TRO)浓度;依据氧活性粒子水射流空化生成·OH溶液的数值模型,确定·OH设备产生的氧活性粒子的产量;依据“发生器功率-氧气进气量-·OH设备氧活性粒子产量”的模型,确定开启发生器数量、运行功率和氧气进气量;依据·OH杀灭养殖鱼寄生虫的浓度扩散模型、杀灭有效海域网箱面积的预测模型,确定设备同步处理网箱数量和单个网箱处理时间。
6)将船载设备取水口0深入2m水深以下,以提高进水质量。打开阀门第一阀门11和第二阀门12,启动第一水泵21,经反冲洗机械过滤器51过滤,去除水中粒径>50μm的杂质,通过第一流量计31计量总水量。根据智能化控制中心8指令,经第二流量计32调控,启动第二水泵22将部分海水泵到羟基自由基溶液产生装置52制备·OH溶液。
7)智能化控制中心8根据反馈信息,控制氧气通入羟基自由基溶液产生装置52,通过强电离放电,将氧气离解产生高浓度的氧活性粒子气体;氧活性粒子气体与干净的海水在气液混溶器59中充分混溶,产生高浓度·OH溶液,并根据第一余氯检测器42实时检测出水TRO浓度,并反馈至智能化控制中心8。
8)·OH溶液产生装置52产生的高浓度·OH溶液,在液/液混溶水力空化器53内经湍流作用、空化效应混合均匀,产生大产量的·OH溶液和适宜的·OH溶液浓度。该溶液经过串联三级混溶罐60,未混溶的氧活性粒子进一步充分混溶,实现·OH溶液的充分混匀和·OH溶液浓度的稳定,依据待处理网箱2所需TRO浓度,决定开启液/液混溶水力空化器53的个数(1~10个),并通过第二余氯检测仪43实时监测并反馈至智能化控制中心8。
9)智能化控制中心8依据单个网箱处理时间调节第三增压泵23的运行频率对·OH溶液加压输送至网箱预先铺设的主干管5,开启第七阀门17,通过矩形框架上安装的双层·OH溶液输送管62输送至·OH微射流喷射管71。
10)在通过·OH溶液微射流喷射装置4对网箱2中病虫害杀灭过程中,检测反馈管路6上的第六阀门16开启,第五阀门15关闭,使用智能化检测装置7中的流式细胞分析仪45、多功能水质检测仪46和第三余氯检测仪44实时监控·OH处理的网箱养殖病害、水质和网箱内·OH溶液浓度信息,并将检测信息反馈至智能化控制中心8,优化·OH溶液的制备方案和调控作业时间。在第三余氯检测仪44检测到网箱内·OH溶液浓度扩散为0.5mg/L,并维持网箱内·OH溶液浓度5~10分钟后,智能化控制中心8根据反馈信息对网箱A1停止处理。
11)完成A1网箱处理后,残余·OH溶液1分钟后浓度衰减为0。智能化控制中心8控制吊装悬臂梁57启动升降机55带动·OH溶液微射流喷射装置4,脱离当前网箱。通过驱动滑轮电机运动装置56在网箱浮床滑轨58上滑动至B1网箱。
12)后续依次处理A1~Z1后,装有大产量·OH溶液产生系统的船向前移动至第2行,依次完成Z2~A2,直至完成整个鱼排网箱处理。
实施例2
·OH杀灭网箱内刺激隐核虫试验在宁德三都澳某养殖鱼排进行,海水温度23.6℃,盐度32.10,pH=8.01。将装有1×104cells/mL的虫液注入到取样包内,将取样包放入养殖网箱四边及中间。·OH溶液产生装置52的施加功率为1.8kW,氧气进气量为2.2m3/h,氧气进入等离子体发生源,在大气压强电离放电下生成高浓度氧活性粒子,浓度为93.1mg/,经气液混溶器59和液/液混溶水力空化器53混溶后,在管路内生成的·OH溶液浓度为11.8mg/L,流量为10m3/h。以浓度11.8mg/L、流量10m3/h向·OH溶液微射流喷射装置4内注入,通过微射流喷射管71对网箱2内的刺激隐核虫杀灭。17分钟后,第三余氯检测仪44检测到网箱内·OH溶液浓度扩散为0.52mg/L,维持网箱内·OH溶液浓度5分钟后,将取样包取出并研究刺激隐核虫杀灭效率,试验重复三次。以FDA/PI荧光染色法判断幼虫死活,光学显微镜(Leica,DM3000)下检测幼虫大小、形态、活力。
·OH杀灭网箱内刺激隐核虫FDA/PI荧光染色照片如图6,对照组幼虫在488nm蓝光激发下发出明亮的绿色荧光,表明其活力较强;当·OH溶液浓度0.52mg/L时,刺激隐核虫幼虫杀灭率为100%。这是因为·OH氧化性极强,可进攻幼虫DNA,与之发生亲电加成反应,造成不可修复的DNA链断裂,导致幼虫死亡。从而实现在养殖网箱内低浓度杀灭刺激隐核虫,从源头阻断养殖鱼刺激隐核虫病的爆发。
实施例3
按本发明所述方法及系统,在海上网箱养殖病害频发季节,在宁德三都澳海域某养殖网箱进行了·OH防控海上网箱养殖鱼寄生虫病试验,在试验前后对海水水质检测,其结果如下:1)经海水经·OH溶液处理后pH值、温度、盐度均无显著变化。2)经液/液混溶水力空化器53和三级混溶罐60混溶产生的·OH溶液浓度为4mg/L,其溶解氧由6.82mg/L增加到19.80mg/L。网箱内经扩散5分钟后,网箱内溶解氧9.10mg/L,溶解氧增加了33.4%。3)洁净水箱内细菌总数3.5×105CFU/mL、弧菌数1.8×102CFU/mL、总大肠菌群5.6×102MPN/100mL、粪大肠菌群73MPN/100mL;经·OH溶液消毒后,总菌、弧菌、总大肠菌、耐热大肠菌均未检出,可有效改善网箱养殖病害,防止养殖鱼感染细菌病,出现磨嘴、体表溃疡、烂鳍等现象。4)海水中含有高氯高溴,氧化剂注入海水过程中会产生致癌作用的氯代和溴代消毒副产物,威胁海洋生态安全。经·OH溶液对海上网箱杀灭养殖病害后,消毒副产物溴酸盐、三氯甲烷、二溴一氯甲烷、二氯一溴甲烷均未检出,对海洋环境无潜在风险。水质符合《海水水质标准》第二类标准要求,保障海洋生态安全。
表1处理前后鱼排养殖水水质参数对比
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实施案例3
在宁德三都澳某养殖海域,使用船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的装置系统和方法。选用4m×4m的养殖网箱,其表面积S为16m2,处理深度H为4m;船载可移动羟基自由基溶液产生设备输入网箱的·OH溶液流量Q为50m3/h,达到杀灭剂量时网箱内·OH溶液平衡浓度C为0.5mg/L;设计混溶时间为20min;微射流口喷出的·OH溶液浓度CTRO为20mg/L。根据·OH杀灭养殖鱼寄生虫有效海域网箱面积的预测模型:
可以计算出·OH杀灭养殖鱼寄生虫的有效海域网箱面积为105.263m2,即20分钟内可同时处理6.5个养殖网箱。
实施案例4
根据宁德三都澳海域某养殖网箱开展获得的·OH防控海上网箱养殖鱼寄生虫病试验数据,采用风险熵值法作为风险评价方法。根据化合物的物理化学性质、生态毒性和预期用途识别危害,使用生态毒性数据和评估因子预测无影响浓度(PNEC)。根据现场实验检测相关数据,获得消毒副产物环境浓度(PEC),计算海洋环境风险采用风险表征R值(R=PEC/PNEC)。若R值小于1,则认为该物质在给定情况下对环境没有风险。因此,使用现场采集大量实验数据,构建模型并预测消毒副产物风险表征R值。
使用智能化检测装置7在处理网箱2中实时采集水质指标,并将数据传输至智能化控制中心8。在杀灭结束1分钟后,检测相关数据如下:氧化剂(TRO)=0.001mg/L,温度T=23.8℃、pH=8.0、盐度S=32psu、溶解氧DO=6.45mg/L、总藻Ta=38.6μg/L、浊度Tu=5.3NTU。智能化控制中心使用如下内置模型公式计算消毒副产物的海洋环境风险R值:
RTCM=10(0.623*TRO+0.05*T-0.001*Ta-3.498)
RDCBM=10(0.54*TRO+0.03*T+0.003*Ta+0.1*Tu-3*S+0.24*DO+0.04*pH+86.8)
RDBCM=10(0.28*TRO-0.005*Ta+0.08*Tu+0.07*DO-2.7)
RTBM=10(0.35*TRO+0.02*T+0.001*Ta-0.7*S+0.12*DO-0.4*pH+20.05)
本实验结果如表2所示,·OH杀灭养殖水消毒副产物的海洋环境风险R值均远小于1,表明·OH杀灭海上网箱养殖病害对海洋环境无潜在风险。
表2海洋环境风险评价结果
本发明提供的上述一种船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的装置系统;船载移动羟基自由基溶液产生设备产生的高浓度氧活性粒子溶液,经液/液混溶水力空化器、三级混溶罐高效生成·OH溶液,水泵增压管路输送至·OH溶液微射流喷射装置;电驱动海上浮床滑轨吊装设备将·OH溶液微射流喷射装置吊装于海上网箱内,杀灭网箱内养殖动物寄生虫,再吊装于下一个网箱,直至完成整个鱼排寄生虫的杀灭;在网箱内落下隔离网衣,将养殖鱼隔离在网箱底部,避免·OH溶液直接喷射损伤;网箱内·OH溶液杀灭浓度大于0.5mg/L,100%杀灭养殖动物寄生虫及弧菌等致病微生物;杀灭后,·OH溶液浓度1分钟后衰减为0,实现网箱内·OH高效杀灭寄生虫保证养殖鱼生长健康,海洋生态环境安全。
本发明公开和提出的技术方案,本领域技术人员可通过借鉴本文内容,适当改变条件路线等环节实现,尽管本发明的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述,相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和技术路线进行改动或重新组合,来实现最终的制备技术。特别需要指出的是,所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
Claims (9)
1.船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的装置系统,其特征在于船载移动羟基自由基溶液产生设备,·OH溶液微射流喷射装置、电驱动海上浮床滑轨吊装设备、海水水质及网箱·OH杀灭检测系统、智能化控制系统,实现羟基自由基网箱内高效杀灭寄生虫保证养殖鱼生长健康及海洋环境安全;
所述船载移动羟基自由基溶液产生设备是通过鱼排法兰与·OH溶液微射流喷射装置连接;所述电驱动海上浮床滑轨吊装设备将·OH溶液微射流喷射装置逐个吊放于不同网箱,杀灭网箱内的寄生虫;所述船载检测系统实时监测生成·OH溶液浓度、网箱内·OH微射流喷射、扩散衰减浓度、海水水质参数,传输至智能化控制中心;各装置、阀门和检测器通过有线或无线连接至智能化控制中心;整套装备设置有内置多种智能化模型算法的智能化控制中心,协调控制自主运行。
2.如权利要求1所述的船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的装置系统,其特征在于船载移动羟基自由基溶液产生设备,具有船载移动至待处理网箱区的特性,与鱼排法兰卡接·OH溶液微射流喷射装置,在网箱内·OH微射流喷射杀灭养殖鱼寄生虫;该技术装置包括羟基自由基溶液产生装置、液/液混溶水力空化器、三级混溶罐;液/液混溶水力空化器进出口直径相一致、采用上下口进水,根据处理水量并联使用;液/液混溶水力空化器进出口直径d取6~70mm,液液混溶器总长为4~7d,上下进水口为0.4~0.7d,收缩段为1~2d,扩算段为2~6d,水通量为20~500吨/小时。
3.如权利要求1所述的船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的装置系统,其特征在于电驱动海上浮床滑轨吊装设备包括·OH溶液输送管网、网箱浮床滑轨、吊装悬臂梁;所述电驱动海上浮床吊装滑轨为316不锈钢“凹”型滑轨,安装有控制驱动电机;电驱动海上浮床滑轨吊装设备通过吊装悬臂梁安装的升降机,将·OH溶液微射流喷射装置及隔离网吊放于网箱内,养殖鱼被隔离在网箱下部;·OH溶液微射流装置高H,与隔离网间隔距离L1≥1.0H,外围网衣距离隔离网衣距离L2≥0.5H。
4.如权利要求1所述的船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的装置系统,其特征在于产生的·OH溶液通过管路输送至网箱内·OH溶液微射流喷射装置,装置包括矩形框架、双层·OH溶液微射流喷射管,双层之间由立管相连,微射流口方向依次上、下、左、右、间歇排布;·OH溶液微射流口直径为1~4mm,扩张角度为20~30°,收缩角度为12~15°,喉管长度为1~8mm,扩散段长度为2~24mm;收缩管内壁有均匀分布的5~15条向喉管中心聚焦整流道,扩散段内壁有15~45°螺旋流道,自扩散段到出口段设置了外壁带15~45°螺旋流道的实心圆锥,·OH溶液射流后立即分散并向出口的前方具有较高的初速度;·OH溶液微射流为0.70~3.0L/min,喷射速度为1.0~5.0m/s。
5.如权利要求1所述的船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的装置系统,其特征在于智能化控制系统采用PLCLM系列编程控制器、GCS系列PLC控制器,以及动力系统集成或变频电控设备的一种或多种权威船级社认证的控制元件和智能化板卡;智能化控制系统运用模糊预测自适应控制的智能化算法,系统指示精度小于0.1%,控制反映时间小于0.1秒,LCD数字显示屏幕,实时查看系统运行状况,具有完备的报警功能。
6.利用权利要求1装置系统进行的船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的方法,其特征在于船载移动羟基自由基溶液产生设备产生的高浓度氧活性粒子溶液,经液/液混溶水力空化器、三级混溶罐高效生成·OH溶液,水泵增压管路输送至·OH溶液微射流喷射装置;电驱动海上浮床滑轨吊装设备将·OH溶液微射流喷射装置吊装于海上网箱内,杀灭网箱内的养殖动物寄生虫,再吊装于下一个网箱,直至完成整个鱼排寄生虫的杀灭;在网箱内落下隔离网衣,将养殖鱼隔离在网箱底部,避免·OH溶液直接喷射损伤;在网箱内·OH溶液喷射管喷射出·OH微射流气泡,·OH溶液杀灭浓度大于0.5mg/L,100%杀灭养殖动物寄生虫及弧菌的致病微生物。
7.如权利要求6所述的船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的方法,在船载的液/液混溶水力空化器中高效生成·OH,建立高浓度氧活性粒子溶液注入水力空化液/液混溶数值模型,氧活性粒子溶液进水量/管路水流量比为0.17~0.39,混溶时间为0.1~10s,混溶效率~100%;在管路中高浓度氧活性粒子溶液注入水力空化形成数目巨多的微气泡(μm),其“爆炸”瞬间的高温T>3000K,高压P>1kMPa,压力冲击波达300m/s,高效生成·OH及其它氧化自由基如HO2 -,O2·-,O3·-,HO3·,and O2 +H2O,总氧化剂浓度为10~50mg/L。
8.如权利要求6所述的船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的方法,其特征在于·OH溶液从微射流喷射装置的矩形分布微射流管中喷射出巨多的微气泡,微气泡的射流和爆破瞬间杀灭养殖动物寄生虫,·OH溶液浓度大于0.5mg/L;矩形分布微射流管中·OH溶液浓度为10~50mg/L,喷射出空化微泡数量大于4.1×109,喷射速度为20~30m/s,雷诺数大于3.0×105;·OH杀灭养殖鱼寄生虫,保证养殖鱼生长健康。
9.如权利要求6所述的船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的方法,其特征在于在大规模海水网箱养殖海域,利用一维水质迁移转化方程,建立了·OH杀灭养殖鱼寄生虫有效海域网箱面积的预测模型:
其中,S为网箱处理表面积,m2;CTRO为微射流口喷出的·OH溶液浓度,mg/L;Q为网箱内注入·OH溶液流量,m3/h;C为网箱内·OH溶液平衡浓度,mg/L;t为混溶处理时间,min;H为网箱处理深度,m;
利用EFDC-Explorer模拟软件,结合海域气象水文特征数据,建立了·OH杀灭寄生虫后预测消毒副产物的海洋环境风险R值的公式模型:
RTCM=10(0.623*TRO+0.05*T-0.001*Ta-3.498)
RDCBM=10(0.54*TRO+0.03*T+0.003*Ta+0.1*Tu-3*S+0.24*DO+0.04*pH+86.8)
RDBCM=10(0.28*TRO-0.005*Ta+0.08*Tu+0.07*DO-2.7)
RTBM=10(0.35*TRO+0.02*T+0.001*Ta-0.7*S+0.12*DO-0.4*pH+20.05)
停止注入扩散1min,·OH溶液浓度衰减至0mg/L;预测消毒副产物的海洋环境风险R值<1,·OH杀灭养殖动物寄生虫对海域海洋环境无潜在风险,海洋生态环境安全。
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CN202310593311.2A Pending CN116724933A (zh) | 2023-05-24 | 2023-05-24 | 船载羟基自由基杀灭海水网箱养殖鱼寄生虫的装置系统 |
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2023
- 2023-05-24 CN CN202310593311.2A patent/CN116724933A/zh active Pending
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