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谁逼格(bigger)高就先搞谁,这种水处理方法就是这么任性

循环水黑匣子 2022-07-31 06:52:33



物理过滤就像一群人吃一盘水果,先吃掉西瓜,接着吃掉苹果,然后吃掉草莓,最后吃掉樱桃。谁逼格(bigger)高先搞谁。


颗粒物根据粒径从小到大,习惯上分为可溶性颗粒物、胶体颗粒物、超胶体颗粒物和可沉淀性颗粒物。分别对应的是樱桃、草莓、苹果和西瓜。



可溶性颗粒物无法被现有的机械手段过滤,只能通过反渗透技术,或者等待被分解和转化。因此留给生物过滤来搞定。


粒径在1纳米至100纳米之间的颗粒物定义为胶体颗粒物(colloidal particle),是一类不大不小,在水中不沉不浮的颗粒物。相互看着顺眼的胶体聚集成团,成为超胶体(supra-colloidal),粒径在1微米至100微米之间。胶体可以被过滤,需要孔径极其细小的滤膜以及施加额外的压力来实现,被称为微滤(microfiltration,0.1-1微米)和超滤(ultrafiltration,0.001-0.1微米)。小于1纳米的被称为纳滤。


由于工程用微滤机过滤精度的限制,可捕捉颗粒物的大小在超胶体范围内。然而过滤小于40纳米的颗粒物,机械过滤的效率直线下降,能耗增加。为了平衡能耗和效能,现有的设计大多采取过滤精度在40纳米(约300目)以上的微滤机,同时配合其他的手段尽可能多的去除掉颗粒物。


由于颗粒物粒径的各自特点,去除手段遵循一个原则:颗粒物的去除越早越好,以减少颗粒物分解的数量。


比如,在靠近养殖池的一端增加大颗粒物的采集装置,以减少颗粒物随水流冲击碰撞而消散的数量,最大限度的减少胶体以及可溶性物质的数量。


下图就是两种应用非常广泛的固体捕捉器(solid catcher),用于捕捉可沉淀颗粒物。


旋涡分离器


竖流沉淀器


这两种装置还有个很重要的作用就是可以用来观察残饵和粪便,用以判断摄食状况。


当然如果你家空间大的用不了,修个沉淀池也可以。让水流以近乎静止的速度缓慢通过,以达到沉淀的目的。设计原则就是越长越好。缺点是需要定期排污,废水费力。



那么40微米以下的部分怎么去除呢?我们还有个二当家,蛋白质分离器。蛋兄长得挺魁梧。



蛋兄有个绝招,吐泡泡,水里面的杂质越多,泡泡吐的越多,所以经常可以看到它口吐白沫,累的像条狗。



原理就是表面张力,这是个很有趣的现象。看我手绘图。



一帮水分子兄弟成天挤在一间屋里,人多了闲挤,跑远了还想得慌。最终在水和气体接触的表面形成一股向内的拉力,使水可以保持一定的形状。颗粒物在碰触到气泡瞬间就被绑架在了这个表面。蛋蛋兄吐的泡泡向上浮起,将颗粒物带出了水体。这就是蛋白质分离器的工作原理。


但是注意了,蛋白质分离器在淡水中效果不佳,因为淡水内含物少,粘度不够。如果你玩过吹泡泡,肥皂水里加点洗洁精,又黏又滑,效果才好。当然淡水里的设计有另外一套思路。


咱们吃完了西瓜、苹果和草莓,还有樱桃咋办呢?


可溶性微颗粒我们过滤不掉,就想办法加速它的降解,让它被异养微生物分解成氨氮、二氧化碳和水,从而快速进入生物过滤阶段。这是下下策,能少则少。关于异养微生物的特点和危害可参考刀客特金上一篇关于生物过滤的帖子。


我们在设计时会综合考虑水力流速、管道布局等因素,让颗粒物尽早尽快的被清除出系统,以减少后续处理步骤的负担,增强系统整体的稳定性。


本原创文章由已循环水黑匣子授权水产前沿独家同步发布


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作者:循环水黑匣子  刀客特金

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