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本文聚焦水产养殖中饲料和粪便固体沉降速度测量。阐述了沉降速度对养殖系统设计的重要性，分析了现有测量方法的优劣，指出传统方法应用于水产养殖固体存在困难，还强调需制定标准化流程，对相关研究有重要参考价值。
引言
在众多集约化水产养殖生产系统的设计与运行中，固体物质的产生、去除以及处置是关键环节。养殖系统中固体的来源广泛，主要包括补充水、饲料生产和运输过程产生的细小颗粒（“饲料粉尘”）、未被食用的饲料、粪便固体、鱼类分泌的黏液、鱼鳞，以及来自管道、养殖池表面和生物滤池的藻类 / 细菌固体 。在陆基集约化养殖系统里，粪便固体占固体的大部分，细小颗粒和未被食用的饲料占比相对较小。而在网箱养殖系统中，尤其是在其发展早期，未被食用的饲料可能在总固体负荷中占比显著。为简化表述，本文将这些固体统称为 “粪便固体”。
在陆基养殖单元中，沉淀池的设计目的是去除固体，以减轻对鱼类、后续生物滤池和气体转移单元过程的潜在负面影响。沉淀效果取决于粪便 / 饲料颗粒的大小、密度和沉降速度。饲料成分会对粪便的黏聚性、沉降速率以及沉淀池的整体去除效率产生重要影响 。适用于网箱养殖的饲料与陆基养殖饲料可能差异很大。在网箱养殖中，粪便固体和未被食用饲料的堆积是个大问题，特别是在潮汐冲刷速度较低的区域。较小尺寸和较低沉降速度的饲料或粪便固体，可能会使固体分布更广泛，从而减少网箱下方的环境影响。由此可见，准确掌握饲料和粪便固体的沉降特性十分必要。
粪便固体的物理和沉降特性受多种因素影响，比如饲料的生产方式、成分以及特定粘合剂的添加；鱼类的投喂方式和饲料浪费率；所养殖的具体鱼类品种，在一定程度上也受鱼体大小影响；固体的收集地点和方式；在沉降测试前对固体样本的处理；所使用的特定沉降柱及其操作方式。这些因素会对用于去除这些固体的沉淀池的沉降速度和去除效率产生影响。
本文旨在提高沉降速度测量的准确性，提升去除效率，并降低整个系统的成本。为此，有必要介绍固体分析、固体收集、固体处理、沉降速度分析以及离散沉降分析方法等方面的背景知识。近十年来，饲料制备和成分变化迅速，一些已发表的沉降速度和特性数据可能不再适用于当前的饲料。
固体分析
为确定水生系统中颗粒的沉降速度，有必要先了解水生系统中出现的沉降现象类型以及待测定速度颗粒的特性，相关内容将在本节探讨。具有代表性的固体样本的收集将在后续章节讨论。
固体收集
固体收集对于沉降速度分析至关重要。本节将讨论粪便固体的收集、固体收集系统的去除效率以及饲料的选择。
固体处理
在水和废水处理应用中，根据监管要求，固体样本的推荐采样和保存方式是冷藏 2 至 7 天。但这种保存时间对水生物种颗粒大小分布（PSD）的潜在影响在很大程度上尚不明确，不过很可能会导致单个颗粒聚集，形成更大的颗粒。为减少保存带来的潜在影响，应尽快完成速度测量。
沉降速度分析
沉降速度分析方法有沉降柱法、单颗粒速度直接测量法、粒子跟踪测速法和体积定量法。下面将对这些方法逐一进行回顾。
离散沉降（类型 1）的分析方法
本节将探讨确定设计沉降速度的三种分析方法。
固体沉降速度的测量方法
粪便固体的去除和处置是集约化水产养殖生产系统设施设计和运行的关键部分。标准废水参考文献中给出的传统设计方法，虽然在理论上正确，但由于水产养殖固体在颗粒形状、密度、大小和质量方面存在问题，实际上几乎无法应用于水产养殖固体。使用传统方法估算水产养殖固体的去除效率和溢流率存在很大困难。
