水产养殖脱气塔如何工作?

水产养殖脱气塔如何工作?

脱气塔通过形成较大的气液界面,并持续排出塔内释放的气体,去除循环养殖水中的过量溶解气体。

在填料式水产养殖脱气塔中,RAS 水从上部进入并分配至填料。填料将水分散成薄膜、水滴和分流路径,显著扩大传质表面积。

二氧化碳(CO₂)等溶解气体离开水体进入气相后,抽气系统持续通过顶部出口将其排出。脱气后的水在下部汇集,经出水口流出。

配水+填料+气液界面+连续抽气 → 去除溶解气体

什么是水产养殖脱气?

水产养殖脱气是从循环水中去除过量溶解气体的气体传质过程。

机械过滤通过物理方式截留悬浮固体;脱气则依靠液相与气相之间的传质。

填料脱气塔内:

  • 水分配至填料表面;
  • 填料形成薄水膜、水滴和分流路径;
  • 可用气液界面增加;
  • 溶解气体由水体传入气相;
  • 抽气系统持续排出释放的气体;
  • 脱气水通过下部出水口流出。

RAS 中,CO₂ 通常是主要气体管理目标。根据水质及传质特性,该过程也可能帮助去除硫化氢、过量溶解氮气及其他挥发性溶解气体。

脱气塔分步工作过程

脱气塔的分步工作过程是什么?

工作原理可分为五个相互衔接的阶段。

1. 水进入上部

循环养殖水通过进水口进入塔体上部。

进水口位于塔体顶部附近的侧面。

配水装置使进水均匀分布于填料层,避免水流只经过塔内局部区域。

均匀配水很重要,因为有效脱气需要尽可能利用可用填料表面。

2. 填料分散水流

水沿填料向下流动。

水不再保持为单一大股水流,而是分散成:

  • 薄膜;
  • 水滴;
  • 细小分流路径。

这形成的气液界面比普通管道或开放水渠大得多。

填料不会吸收 CO₂。

其主要作用是创造高效气体传质所需的物理条件。

3. 持续抽出气体

连接塔顶的抽气系统持续排出内部气相空间中释放的气体。

顶部出气口连接抽气系统。

上部附近的自然进气口,让环境空气按运行气流路径所需进入塔体。

这种布置不从塔底强制向上送风,而是帮助更新气相,排出循环水释放的气体。

4. 溶解气体传入气相

水在填料表面展开时,溶解气体可由液相进入气相。

去除 CO₂ 时,填料提供较大的气液界面,持续抽气将富含 CO₂ 的气体排出塔体。

这有助于维持溶解 CO₂ 在水流经填料段时持续离开水体的条件。

5. 抽出气体与脱气水分别排出

通过填料后:

  • 释放的气体经顶部出气口和抽气系统排出;
  • 处理水在下部汇集,经出水口流出。

RAS 水进入
↓
配水
↓
填料表面的薄水膜
↓
气液传质
↓
连续抽气
↓
气体排出+脱气水流出

脱气塔填料的作用

填料实际起什么作用?

填料改变塔内水流分布,是填料脱气塔的重要组成。

没有填料时,大股水流用于气体传质的表面积相对有限。

填料将水流分开并铺展到许多表面。

这提供三项重要功能:

填料功能塔内发生的过程
增加气液界面更多水表面可用于溶解气体传质
形成薄水膜缩短溶解气体到达气液界面的路径
在塔内分配水流更多可用填料表面参与脱气过程

填料的价值并非仅仅填满塔体。

它形成较大且可接触的气液界面,同时允许水与释放气体通过塔体。

工程提示

填料更多不等于脱气更好。

填料必须与配水、水力负荷、抽气和塔体几何配合。这些关系应纳入完整设计评估,不能简化为“填料越多,去除量越大”。

持续抽气的作用

为何持续抽出气体?

溶解气体离开水后,进入塔内气相。

若气体在塔内积累,水体溶解气体状态与周围气相的差异减小,进一步传质的驱动力随之降低。

因此,抽气系统有两项重要作用:

  • 将释放的气体排出塔体;
  • 帮助排出释放气体并维持适宜的塔内气相环境。

YUTANK 脱气塔上部附近还设有自然进气口。抽气时环境空气可进入,无需鼓风机从填料段底部强制送入新鲜空气。

工程提示

连续抽气通过排出释放气体支持传质;最终性能仍取决于完整的配水、填料、水力及气体管理设计。

溶解气体如何从水进入气相?

脱气塔不会像微滤机截留悬浮固体那样“机械过滤”CO₂。

它依靠传质。

可简化理解为:

水中较高的溶解气体水平
↓
气液界面
↓
由液相传入气相
↓
抽气排出释放的气体

含溶解二氧化碳的水流经填料时,CO₂ 可跨过气液界面传递。

填料形成并扩大这一界面。

水体运动使新的水不断接触界面。

抽气系统持续排出塔内释放的气体。

这些过程共同让过量 CO₂ 离开循环水。

因此,水产养殖脱气塔主要是气体传质设备,而非机械过滤器。

哪些因素影响脱气性能?

理解机理也说明,不能仅凭塔径或标称水流量比较两座脱气塔。

以下条件影响气体传质:

因素对工作过程的影响
配水决定可用填料表面利用程度
填料决定可用气液界面与水流路径
填料高度影响可用传质接触区域
抽气排出释放气体并帮助更新气相
自然进气口状态确保设计空气交换路径畅通
水流量改变水力负荷与配水条件
进水溶解气体水平影响可用传质驱动力
水化学与温度影响溶解气体行为及平衡条件

列出这些变量是为解释不同运行条件下脱气性能为何变化。

不能将其视为简化选型公式。

已记录的 RAS 应用:沙县脱气

已记录的 RAS 应用:日本项目脱气

该 240 m³ 鳗鱼 RAS 项目 位于日本,记录的系统水量为 240 m³,包含 11 个养殖池。公开设备清单包括:

已确认设备数量
脱气塔2

两座脱气塔是所供 RAS 水处理设备的一部分。

常见问题

脱气塔的工作原理是什么?

脱气塔扩大气液界面,使溶解气体由水进入气相。填料塔将水分配到填料上,同时通过抽气系统持续排出释放的气体。

为何在脱气塔中使用填料?

填料将水铺展到更大的表面,形成薄膜、水滴和分流路径,增加可用于溶解气体传质的气液界面。

为何持续从塔内抽气?

连续抽气排出从水进入气相的气体,避免其在塔内积累,并支持持续传质。

自然进气口有什么作用?

抽气时,自然进气口允许环境空气进入塔体,支持设计气体交换路径,无需鼓风机从塔底强制送入新鲜空气。

填料会吸收 CO₂ 吗?

并非如此。

填料主要是接触介质,而非 CO₂ 吸收剂。它扩大气液界面,使溶解 CO₂ 从液相传入气相。

脱气塔能去除哪些气体?

CO₂ 通常是 RAS 脱气的主要目标。根据水质和传质特性,也可能帮助去除硫化氢、过量溶解氮气和其他挥发性溶解气体。

脱气与增氧相同吗?

并非如此。

脱气去除不需要的溶解气体,增氧主要向水中添加 O₂。

它们是高强度 RAS 中相互补充的两种气体管理过程。

正在规划商业 RAS 脱气?

理解脱气机理只是第一步。

实际脱气系统应根据项目处理流量、生物量、饲料负荷、水温、进水 CO₂、目标 CO₂ 和整体 RAS 工艺配置评估。

查看设备规格与项目集成方式,请访问我们的 水产养殖脱气塔 页面。

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