物理處理法

    物理處理法在水產養殖用水處理方法中是常被使用之方法;其中包括機械過濾、紫外光照射及沸石粉或活性碳處理等方法。

 

1.機械過濾法
  機械過濾法是利用過濾網或過濾袋將水中之懸浮物過濾掉,以減少水中固形物之污染,此法主要目的是去除廢水中之顆粒物質,而對溶存於水中之有機物、硫化氫、亞硝酸、氨以及病原菌是無法去除。
  目前在台灣所見到的過濾機有過濾袋式及圓筒形篩網式兩種,前者是自美國引進機組,而後者是自丹麥引進機組。

(1)機械過濾法之原理
  利用過濾網或過濾袋在機械操作下,僵持水中之大型藻類或其屍骸、殘 餌、糞便以及雜物去除掉,以減少水中污染性物質之存在,利於水質淨化。
1/圓筒型篩網過濾機
    本機係由過濾機體及高壓沖水馬達二部份所組成,過濾網目60微米,濾網阻塞時,水位逐漸上升,於是觸動液為開關,同時驅動圓筒轉動裝置和高壓沖水馬達清洗濾網,直到濾網洗淨後,液位開關降至定位,沖洗下來之顆粒物質立即由廢棄物收集管排出系統外,本機每2~3週須以高壓水槍(7kg/cm )作經常性自動清洗。

圖22    圓筒型篩網過濾機之過濾流程

2/過濾袋機
  過濾袋機組構造較為簡單,在一個鐵製的圓筒中裝入特製非織濾袋,其濾網目微米,由馬達自養殖池中把池水抽入濾袋中,同時以其水壓將池水過濾,再流回養殖池,經過濾一小時後須逆洗一次把阻塞的物質洗掉,當過濾袋使用一段時間後,須取出清洗再連續使用。

圖22    過濾袋機之過濾流程
  
(2)機械過濾法在水產養殖用處理上之利用
    機械過濾法係由國外引進的養殖用水處理技術,其中最常見的是自丹麥引進的超集約循環水養鰻系統。

1/超集約循環水養鰻系統之基本流程與配置

 
 
  從上面超集約循環水養鰻系統中,整個水質處理是屬於一種綜合性水質處理方法,包括物理處理法(篩網過濾、紫外光殺菌)及生物處理(生物濾槽、滴濾塔) 之合併處理。

2/超集約循環水養鰻系統中各部功能與維護
  篩網過濾機
   功能:去除養殖用水中之懸浮顆粒。
   維護:每2~3週須以高壓水槍清洗濾網以保持其暢通性。
 生物濾槽
   功能:將水中可溶性有機物分解成低分子NH3、NO2、NO3、CO2等。
   維護:每6週清洗一次,以維護正常生物處理功能。
 滴濾塔
   功能:使處理水能充分與空氣進行氣體交換,將水中有毒的NH3、N02
          氧化成為毒性較低的硝酸根 (NO3)。
   維護:散水盤上之洞孔遇有雜物或石灰質堵塞時,一定期清除之,以利           處理水能平均散水於濾材上。
  紫外線殺菌箱
    功能:消滅懸浮於水中之微生物,以防止病原菌侵入養殖槽。
    維護:使用8~10個月後,須更換燈管,並防手觸摸,以保持正常透光
          率。
  集水槽1
    功能:篩網過濾機後之水,以做調整pH之處。
    維護:隨時注意鼓風機及石灰投與機故障排除。
  集水槽2
    功能:滴濾塔處理後之集水槽,經殺菌加氧後可注入養鰻槽使用。
    維護:防止搖尾蠅孳生且池底沉積污泥宜視狀況清除。

2.紫外光處理法
    紫外光處理法係利用紫外線之高能量光粒子對於污染物質之光分解及氣化作用,而使水質達到淨化的效果。紫光的用途甚廣,如寶石的鑑定,礦物的探查,警察科學的鑑測,實驗室的滅菌以及食品螢光劑添加的檢測等用途,近年來,紫外光也被利用到環保業及養殖業的水質淨化。
    紫外光線的波長在100~365nm之間,其光粒子的能量隨著紫外光的波長增長,而逐漸減少。

圖23  紫外光線之波長
(1)紫外光燈之特性
    紫外光燈由於使用目的不同,有各種不同的紫外光波長,而通常低壓水銀燈的發光皮長自紫外光線到可視光線均有分佈,其中在紫外光線範圍內具有184.9nm及253.7nm二個光譜線存在,所以只要使用低壓水銀燈即可同時誘起兩種不同的光化學反應,184.9nm即波長的紫外光可使氧氣臭氧化,而253.7nm波長者可分解臭氧變為氧化性強的氧原子及氧分子,因此,此種低壓水銀燈可與臭氧機併用。
    又有專用波長的紫外光燈,分別為253.6nm及365nm,前者專用於殺菌用,而後者則用於鑑識用。

(2)紫外光的作用原理
  紫外光由於紫外光燈放出之光波長不同,其作用對象物質各有不同,如下所示:
a.對於氧分子之作用
    由於真空水銀燈放出之高能量光粒子(波長184.9nm)能使氧分子呈激起能狀態氧分子進而裂解呈反應性強的氧原子,而起了如下的化學反應:
1)對空氣中氧氣的作用

2)對水中溶存氧氣的作用

b.對於臭氧分子之作用
    紫外光線波長在253.7nm時,能對臭氧分子分解成氧分子及反應性強之氧原子,把有機物分解。

c.滅菌作用
    紫外光在波長260nm,其光粒子能穿透細胞壁將細菌細胞內之核酸分子切斷分解,使細菌喪失生活機能而死亡。

(3)紫外光處理法在水產養殖用水處理上之利用
    利用紫外光處理繁養殖用水較其他方法簡便而且效果佳,若能與其他方法合併使用更有相乘之效果。
a.繁殖場用水處理之利用
    繁殖場用水要求較為嚴格,在下卵前得須先行處理,將用水中之微生物及污染有機物,利用紫外光照射給予殺滅及分解,若能與臭氧合併使用更能發揮最大的效果,如此可避免自水中帶來的病毒、病原菌,感染幼生的水產動物,而提高活存率。利用紫外光照射法或紫外光、臭氧合併法處理繁殖場用水甚為簡便而且效果佳無副作用。

茲將珍珠鮑魚(九孔)繁殖用水處理為例說明之。
圖24  珍珠鮑魚(九孔)之孵化流程

  珍珠鮑魚(九孔)繁殖用水係直接汲取海水使用,常因海水水質久佳而影響到孵化存活率,所以繁殖用水先行以紫外光處理,不但可以防止病原菌污染,而且海水中元素可吸取光粒子能量,之後在親貝桶中放出,有刺淚親貝產卵精之功用。
b.養殖場用水處理之利用
    一般水產養殖場面積大且用水量多,不易使用本法,但超集約養殖場用水處理上卻派上用場,如超集約養鰻用水處理即是,其基本流程如下:

紫外光燈的裝設目的是將懸浮於水中之微生物殺滅,以防止病原菌再度進入養殖槽中,其紫外光燈約有8~10個月之壽命,所以需定時更換,並保持其正常的透光率及固定的殺菌效率。

(4)紫外光燈使用時注意事項
    紫外光線具有殺菌能力,所以對於人體皮膚也有傷害,長時間曝曬在紫外光下易起皮膚癌,所以最近電視台也常有紫外光指數的預報,以提醒大家的注意,因此在養殖上使用紫外燈時應注意下列事項:
  1.紫外光燈照射區需用普通玻璃遮著,以防止透視。
  2.在紫外光燈照射區工作,需戴普通玻璃眼鏡或墨鏡,以防止傷害眼睛,工作服需穿長袖以防止傷害皮膚。
  3.紫外光燈須防止污損或手觸摸,以保持正常的透光率及殺菌效率。

3.沸石粉處理法
    天然沸石粉(natural zeolite)又稱為活性粉,是屬於Mordenite係天然礦石,其具有卓越的離子交換能力160~180meg/100g,可以有效地調節水中之酸鹼度,並能迅速的吸收水中的氨氣、亞硝酸、硫化氫及消除惡臭,而使水質淨化,防止泛池之功效,所以廣受水產養殖業者採用。
(1)天然沸石粉之成份
    沸石粉是由一些氧化礦物質及礦物微量元素所組成,其各成份百分比如下表所示:

(2)沸石粉處理法在水產養殖用水處理上之利用
    魚蝦類在池塘中經飼養一段時間以後,池水水質也逐漸惡化,為了改善水質最輕便的方法就是使用沸石粉,使用頻度隨養殖時間之延長而縮短,如下列所示:
  放養後:第一個月內:每分地使用1~2包(每包20公斤)
          第二個月內:每20天每分地使用1~2包
          第三個月內:每15天每分地使用2包
          第四個月內:每週每分地使用2包
使用前先將池水排放到水深30~50公分程度,然後撒佈沸石粉,經過5~6小時再注水,使用時間以黃昏時段為佳。