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1、-项目维生系统专项施工方案目录1. 维生系统设计综述 11.1. 维生系统介绍 11.2. 维生系统设计概况 12. 维生系统设计重点分析 13. 主要维生设备功能简介及安装施工要点 33.1. 化学过滤系统 33.2. 生物过滤系统 53.3. 循环系统 63.4. 温控系统 103.5. 消毒杀菌系统 12臭氧系统 12充氧系统 143.6. 照明系统 151. 维生系统设计综述1.1. 维生系统介绍能否为海洋生物营造一个适于生存和健康的生命维护系统 （简称维生系统）， 是极地海洋馆能否成功运营的关键技术之一。维生系统顾名思义指的是维持生物生存、延续生命的一套设备， 该系统要提 供足够的氧
2、气、 适宜的温度和水质。 维生技术是海洋馆的核心技术之一， 它集海 洋生物学、海洋化学、物理学、材料学和水处理技术于一身，是多学科综合交叉 集成的一项专门技术。1.2. 维生系统设计概况海洋馆维生系统（life Support SystemLSS）的建造依据海水来源，可分为沿海型（使用天然海水）和内陆型（使用人工海盐）两类，三亚海棠湾项目 的海洋馆的维生系统为沿海型维生系统。沿海型海洋馆只需抽取远无污染的当地海水， 做简单的过滤、 控温、杀菌处 理后即可满足要求。2. 维生系统设计重点分析维生系统一般包括过滤槽、热交换设备、杀菌系统及其连接的管路等。 维生 系统的设计成功与否，关系到水族馆展示
3、的成败及未来整个馆维护和管理的大 局。在硬件设计方面，应注意以下六项。1 展示池聚污和排污的收集和排放系统 不论是一般家庭的小水族箱或大型水族馆， 在设计或装配阶段一定要注意重 的悬浮物、粪便、残饵等的排除。绝不可将这些物质累积在展示水体的某个角 落，造成部份的缺氧并产生还原作用生成硫化氢等有害物质。设计重点有三：1）注水管的设计：大型水族馆应注意如何利用水流造成聚污的效果；小型 水族箱则是利用水流排污；2）溢流口的设计：在大型水族馆其目的是用来除沫、排除轻的悬浮物及水 面油层，更具有曝气之效果；3）排污管的设计：排污管的设计位置必须是污物聚集的场所，以利于污物 的排出。该点正是设计上成功与否
4、的关键， 关系到未来的维持管理， 甚至连维生 系统的效率及生物容量问题都与此息息相关。2 管路设计管路设计的优劣关系到日后维修和管理的方便与否， 甚至与日后的经营成本 息息相关。一般设计上采用的方式有：上悬式、上蔽式和下蔽式三种，早期设计 强调美观，以上蔽式设计为主，近年的设计强调以实用为主，维修容易，节省成 本及满足人类的好奇心， 同时让人们了解幕后区维生系统的庞大， 亦是展示一景 的理念下， 产生了上悬式的设计， 不刻意掩蔽管路。 管路在维生系统上的设计原 则一般而言是越短越好， 稍微粗一些会更好， 然而在实际应用中有困难， 因此必 须考虑空间、施工与操作成本等因素。3 过滤设备的选择、配
5、置及设计一个维生系统会采用几种过滤方式， 如：机械式过滤、生物过滤、物理过滤 及化学过滤等， 再由其中选择必须的方式进行设计。 机械式过滤及物理过滤的方 式有：砂过滤、滤网式过滤、活性碳过滤。 生物过滤的方式有： 砂过滤、滴流式 过滤、生物网法过滤、活性污泥法过滤、去氮过滤等。 其中设备变化较大者为砂 过滤：其设备可分为直立式砂过滤槽及横卧式砂过滤槽。 通常直立式砂过滤槽具 有两种以上尺寸的砂粒， 兼具机械式过滤及生物过滤之功能， 砂的材质种类繁多， 设计者及使手者应对其特性有相当了解后才能应用。 而一般用横卧式砂过滤槽的 直径较小，所用砂的尺寸只有一种，其机械式过滤的功能大于生物过滤。过滤系
6、统是整个维生系统的核心，主要的功能在于保持展示水体的透明度， 给展示生物所在水体提供一个良好的水质环境， 如何设计将是一个因环境仁者见 仁智者见智的专题。4 热交换设计 热交换的设计，必须首先考虑到该水族馆所取水源一年四季的水温上下限及季节变化、换水的方式、生物蓄养量和生物过滤的能力等， 然后决定冷却加温设 备的设计。 一般而言在热带的水族馆， 通常只考虑冷却； 温带的水族馆加温比较 重要，方式由环境决定。 如何取得低成本的冷源及利用废热等变成热交换是重点 考虑的一环。5 杀菌系统在水族槽中考虑到废弃物、 残饵等及其溶出物在生物过滤系统中滋养了一大批的细菌， 随着水体再次进入展示池， 故必须将
7、其中的细菌数予以减少， 以保护 展示生物的安全。一般而言杀菌系统有两种，一种为 UV杀菌系统，另一为03 杀菌系统。大型水族馆考虑到空间及效率问题，近年来都偏向采取03杀菌系统。 而且从早期的多槽式接触演变为今日的双槽式或单槽式接触； 脱气槽也分联接式 及分离式。3. 主要维生设备功能简介及安装施工要点3.1. 化学过滤系统蛋白分离器（Protein Skimmer）：又称蛋分器，化蛋、化氮器，蛋白质除沫 器，蛋白质分馏器和泡沫分馏器。 它是利用水中的气泡表面可以吸附混杂在水中 的各种颗粒状的污垢以及可溶性的有机物的原理， 采用“文丘里器” 等设备或旋 涡泵产生大量的气泡， 使通过蛋白质分离器
8、的海水净化， 这些气泡全部集中在水 面形成泡沫，泡沫堆泡沫最后收集在水面上的容器中（收集杯） ，就会变为黄色 （垃圾多了后变成深色） 的液体被排除。 大水体中， 则是将鱼只排泄废物或残饵 等分解成大分子蛋白眎、蛋白肽，并从水中分离出来。蛋白分离器可以有效地清除水中的有机物颗粒、蛋白质、有害金属离子等， 水质净化效果较好。 减轻水体有害物质的含量。 使用蛋白分离器的副作用是也会 同时将水体中的微量元素分解一部分。蛋白分离器是化学过滤最有效的方式。蛋白分离器的优点：1 完全单独使用，根据水体饲养量增加过滤器数量；2 它能在有机物分解成有毒废物 （氨氮） 前将它分离， 减轻了生化系统的负 担；3 增
9、加水中的溶氧量。蛋白分离器的缺点：1 会氧化水中的微量元素，如铁、钼、锰、碘等重要的微量元素；2 会造成盐分的丧失；3 海水被雾化后会无孔不入，且腐蚀性很强。虽然蛋白分离器有许多优点， 但它最多只能清除水循环中 80%的有机新陈代 谢产物。为了达到更佳的效果，蛋白分离器必须同时配合使用臭氧机使用。水中也含有一些蛋白质分离器所不能分解的物质， 包括血浆蛋白之类的蛋白 质，以及氨基酸中蛋白素的某些成分。通常蛋白质分离器只能清除 30%到 50%的 物质。若要蛋白质分离器愈活跃，它所需要的动力就愈多。有了动力的输入及表面的扩大， 除了蛋白素的结合之外， 还可产生其他的作 用。首先，一个非常有利的因素
10、，就是大量的氧气会注入水中，这些氧气可以促 进细菌分解残渣。 但是，这项作用也会除去水族箱中的二氧化碳， 因为使碳酸盐 硬度下降，pH值升高。由于不同气体，也就是二氧化碳和氧气的密集交换，使 得反应接触点部分的氧气含量极高， 因而导致铁、 钼和锰之类的主要微量元素在 水面之外被氧化掉。 此外，对于单细胞虫黄藻的影响也十分重大， 其用来保存微 量元素的凝胶， 会因为这种反应而解体。 而蛋白质分离器所排放的净水充满了丰 富的氧气， 只含有少量的二氧化碳、 微量元素和维生素， 所以在使用蛋白质分离 器，必须适当地添加这些物质。然而，这也可能会产生特殊的困难，尤其当蛋白 质分离器必须额外地依靠臭氧来工
11、作时，则上述反应都会更加增强。1 蛋白分离器安装及操作要点： 安装蛋白质分离器安装仅仅需要简单的工具 （ 螺丝起子和扳手 ） ，塑料胶加 管道密封剂。1）蛋白质分离器选位应考虑管系连接， 操作方便和可维护性， 并水平放置， 选位后放置在混凝土板上，或非常坚固的地上，相对高度应高于池水水面；2）安装前应检查各部分有无松动、脱落；3）连接抽水机管道到标志“进水口”的法兰，并在管道中设置阀门，前端 推荐使用“海水专用砂滤罐”作为物理过滤，或设置微滤机等过滤设备，以提高 蛋白质分离器的工作效率；4）连接水池管道到标志“出水口”的法兰，并使管道保持畅通；5）连接排水管道到标志“排污口”的开口；6）如果有
12、臭氧机，将臭氧机的出气口连接在本机的进气口；7）确认所有管道连接是否紧密；8） 连接水泵的电源及开关，但不要开启水泵！（注意：水泵使用AC220V电 源，应可靠接地；建议把开关安装在便于操作的位置） 。2 安装并启动蛋白质分离器1）确认所有管道及电源连接已经安装牢固；2）打开进水阀门，让蛋白质分离器内部充满水；3）打开水泵电源开关，水泵开始工作；4）如果有臭氧机，打开臭氧机的开关；5）一段时间后，蛋白质分离器顶部的透明部分可见到泡沫堆积（视乎水体 所含蛋白质的多少，时间一般为 30 分钟左右，新的设备由于本身内部需要一个 自洁过程，时间会相应延长） ，待泡沫高度稳定后，调节出水口的调节阀门，使
13、 泡沫高度在蛋白质顶部透明部分的一半高度偏上位置， 不久就可以看到有黄色或 黑色的脏水被分离出来。3 注意事项1）确认所有管道连接是否紧密；2）平时排水阀门保持关闭，排污阀门保持开启；3）水泵不可空转，必须使蛋白分离器内部注满水后，再开启水泵电源。4 关于保养1）定期检查水泵的工作状况，其工作效率直接影响到整个蛋白分离器的效 率。2）定期清理透明管里的污迹，观察泡沫高度；3）消音器内定期补充淡水；3.2. 生物过滤系统过滤系统中负责生物过滤的部分，包括：1 重力过滤池如果缺少前置过滤， 将增加生物过滤的负担。 生物过滤的滤材要求表面积尽 量大，内部多孔的 25m小规格珊瑚砂是最佳材料，其次 1
14、2mm勺小规格石 英砂也是常用的滤材。另外常用的生物过滤的材料还有： 多孔的陶瓷环、 多孔的生物过滤球 （塑料 材质）、多孔的沸石，表面粗糙的多层尼龙面。正常的生物过滤是耗氧反应，只 有重力池能满足条件。砂缸由于是密闭容器，不会产生生物过滤。2 滴流式过滤器通常在小水体中使用， 是将塑料割成的多页片式的生化球置于上端开口的容 器内，在底部有一个水泵。污水淋入容器内，生化球并非浸泡在水中，而是裸露 在空气中， 当污水由上面进入容器内， 沿着生化球表面流至容器底部然后由水泵 抽走。由于生化球是裸露在窄气中的， 故氧气的供应不成问题。 污水沿生化球表 面流过源源不断的为附着在其表面上的硝化细菌提供丰
15、富的营养盐 （污垢中含有 的氮化合物）。因此硝化细菌十分活跃，硝化反应十分的强烈。一旦发生动力停 止运转，水流停止，因为生化球是裸露于空气中，氧气仍然是相当的充足，既使 暂时缺少了硝化细菌生长所必须的营养盐，硝化细菌也仍然可以存活2天3天。 当动力恢复水流又重新流经生化球， 硝化细菌又立即吸收营养盐硝化工作又正常 进行了。 只要生化球表面保持一定的湿度， 硝化细菌就不会死亡， 这是滴流式过 滤器的最大优点。 流水不断流经生化球并不断的冲刷生化球表面， 将已老化死亡 的菌冲到容器的底层， 使新的菌层迅速生长， 使硝化作用一直保持着很高的效率。3 海藻过滤器通常使用鹿角藻等大型藻， 它们直接以硝酸盐和磷酸盐为营养盐， 可以减少 换水量，降低海盐成本。但是海藻的饲养难度比较大，对光照、水流、温度、微 量元素的要求比较高，不易控制，不易大面积推广。3.3. 循环系统 循环系统是维生系统的重要组成部分，主要有水泵、连接管材、阀门、砂缸 组成，占地面积较大，管口的预留预埋、管路的安装顺序、选用水泵的流量、扬 程、吸程、进出口
