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氨氮处理迎来技术革新

氨氮处理一直是保持养殖水体稳定的重要环节，近年来，电化学高级氧化技术凭借操作简单、环境友好、易自动化管理且受水温影响小等优势，在海水养殖水处理领域得到研究关注。

浙江大学水产设施养殖与智能装备工程研究团队将电化学与紫外线相结合，作用于水体处理，取得了较好的成效。就此话题，笔者采访了相关研发人员，浙江大学叶章颖教授。

浙江大学水产设施养殖与智能装备工程研发团队

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水产前沿：紫外-电化学耦合协同去除氨氮的原理是什么？和之前行业提到的“电絮凝”技术有何异同？

叶章颖：高盐度海水可为电化学氧化过程提供丰富的电解质，氯离子在不溶性阳极表面通过发生氧化还原反应产生活性氯，进而引发氨氮间接氧化反应。同时，活性氯能够吸收紫外辐射发生光解进一步生成具有强氧化性的氯自由基和羟基自由基。因此，紫外-电化学耦合去除氨氮的原理主要是依靠电化学氧化过程产生的活性氯以及活性氯经紫外光解后产生的活性自由基，把氨氮主要氧化为氮气，达到氨氮高效协同降解的效果。

同样作为电化学技术，电絮凝与电化学氧化有较大区别，电絮凝技术主要采用可溶性阳极，如：铁、铝、镁等金属，在外加电场作用下，阳极会不断发生腐蚀溶解产生具有絮凝特性的金属阳离子，在水中经过水解、聚合形成各种羟基络合物、多核羟基络合物以及氢氧化物，然后通过絮凝、沉淀等物理作用去除污水中的污染物。电絮凝技术对颗粒物及磷的去除效果较好，对氨氮去除效果较差。

水产前沿：相关设备去除氨氮的效果如何？

叶章颖：在模拟试验条件下，紫外-电化学耦合协同技术对氨氮去除率可以达到98%以上，相较于单独的电化学氧化技术，氨氮去除率可提升约20%。

水产前沿：设备投入成本和使用成本怎么样？

叶章颖：根据设备的处理量及应用场景等，设备投入成本从几千到几万不等。设备的使用成本主要是电费，设备的电解功率是比较小的，一般在几百瓦。我们课题组在实验室循环水系统中对氨氮去除的能耗进行了分析，发现最低能耗为25.40kWh／kgN。

水产前沿：适用于哪些养殖场景？适合外塘养殖吗？

叶章颖：紫外-电化学耦合高级氧化技术主要适用于含有一定水体盐度的养殖场景，因此在海水养殖池塘也有一定的应用空间，当然在设施化养殖过程会有更多的应用潜力。此外，该技术对于水体的杀菌消毒效果尤为显著，在养殖原水及养殖过程用于微生物管控具有很好的应用效果。

水产前沿：能否列举一两个使用案例？

叶章颖：目前我们课题组研发的设备在温州、宁波、大连等地都有应用。比如在温州某研究所，采用紫外-电化学耦合设备进行原水消毒，目前已完全替代漂白粉的使用。国外的APRIA Systems公司也在推广电化学氧化水处理设备，其该公司利用电化学氧化水处理设备完全替代滤器用于20 m3水体的循环水养殖系统，养殖对象为海鲷和黑鲈，养殖密度在20-45 kg/m3，养殖周期为25周左右，期间设备应用效果显著：氨氮去除率在90%以上，微生物可减少3个对数以上，与传统技术相比，系统补水量可减少50%，鱼类生长状况良好。

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过流式紫外-电化学耦合高级氧化水处理反应器

水产前沿：该技术的未来前景如何？

叶章颖：紫外-电化学耦合高级氧化技术设备体积小、能耗低、可同步起到氨氮去除和杀菌的效果，且水处理效果不受水温的影响，有望在养殖原水处理和养殖过程水处理中得到广泛应用。不过，目前紫外-电化学耦合高级氧化技术主要用于含一定水体盐度的养殖场景，若处理后的水体应用于养殖过程，还需要进行曝气或活性炭吸附处理，以去除电解过程产生的余氯。

此外，课题组目前正在致力于淡水循环水系统用紫外-电化学耦合高级氧化技术的开发，课题组通过电极材料的创新，利用阴极氧还原反应产生的过氧化氢与紫外线耦合，构建淡水循环水系统水处理技术体系。

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非连续式紫外-电化学耦合高级氧化水处理反应器

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