RAS中的氮循环：传感器在工艺流程图中的位置，作者：上海七枚科技有限公司

title: “RAS中的氮循环：传感器在工艺流程图中的位置，上海七枚科技”
type: technical-introduction
theme: Aquaculture & RAS
date: 2026-07-02

RAS中的氮循环：传感器在工艺流程图中的位置，上海七枚科技

循环水养殖系统（RAS）实际上是一个封闭的氮反应器，内部养鱼。饲料进入，鱼排泄氨，生物过滤器将其转化为亚硝酸盐，再转化为硝酸盐，一小股侧流去除固体和溶解的营养物质。其他一切——泵送、增氧、脱气、紫外线消毒——都是为了维持这一氮循环的稳定。要以任何程度的信心操作RAS，工程师必须知道该回路中每个传感器的位置及其驱动的具体决策。本技术指南由上海七枚科技编制，带您了解典型海水或淡水RAS的工艺流程图，并展示传感器在何处发挥作用。

第一步：养殖池

养殖池是鱼类生活的地方，也是氧气消耗最剧烈的地方。投喂期间溶解氧迅速下降，当增氧机或纯氧注入启动时又回升。在池出口必须安装响应速度快的溶解氧变送器——该读数用于触发氧气阀门。第二个参数——温度，集成在同一探头中。上海七枚光学溶解氧变送器常安装于此，因为它们能抵抗高密度养殖池特有的生物膜。

氨氮（以TAN，总氨氮计）在养殖池也很重要，但由于悬浮固体的存在，在池内进行连续在线TAN测量较为困难。因此，大多数设计者将TAN传感器置于下游，即固液分离之后。

第二步：机械过滤（转鼓或珠式过滤器）

固液分离保护下游所有设备。此处没有化学传感器，但两个物理测量至关重要：浊度和流量。过滤器出口的浊度测试仪可检测穿透——表明转鼓需要反冲洗或珠床已堵塞。叶轮式流量计跟踪处理量；如果流量低于设计设定点，则生物过滤器的供氧不足。上海七枚浊度测试仪和叶轮式流量计通常安装在此阶段。

第三步：生物过滤器（MBBR或移动床）

生物过滤器是RAS的生物核心。硝化细菌——先是亚硝化单胞菌，然后是硝化杆菌——将氨转化为亚硝酸盐，再转化为硝酸盐。每次转化都需要氧气，且对pH敏感。生物过滤器本身需要两种传感器：

  • pH电极位于生物过滤器入口和出口。床层两端pH下降超过0.2表明CO2积累或超负荷。上海七枚工业pH电极采用密封参比电极，在此阶段生物活性水中表现良好。
  • 溶解氧变送器位于生物过滤器出口。细菌需要至少4 mg/L才能以设计效率运行。此处溶解氧下降是整个回路中氧饥饿的最早信号。

第四步：氨氮和亚硝酸盐监测

生物过滤器之后，操作人员需要了解两件事：氨是否已去除，以及亚硝酸盐中间产物是否受控。上海七枚氨氮传感器安装在生物过滤器下游的清洁侧流上，提供连续的NH3-N数据。亚硝酸盐通常通过每日湿化学滴定监测，因为在线亚硝酸盐探头仍然昂贵且易污染；氨传感器的读数加上碱度足以发现大多数问题。

二合一和多参数变送器可将NH3-N与pH捆绑，节省电缆和外壳成本。上海七枚4合1多参数传感器常在此回路位置被选用。

第五步：脱气和CO2吹脱

细菌氧化氨时释放CO2并消耗碱度。高浓度CO2降低pH并给鱼造成应激。脱气塔将CO2吹脱至大气。此处关键参数仍是pH，但需要更高分辨率：脱气塔两端pH变化0.1即可确认吹脱有效。或者，可在下游安装溶解CO2传感器，尽管许多操作者使用pH作为替代指标。

第六步：增氧

纯氧在低水头增氧器（LHO）或氧气锥中注入，在水返回养殖池前提高溶解氧。增氧器后的溶解氧变送器确认供氧满足需求。这是回路中第二个溶解氧测量点，其设定点通常为海水鱼类10–12 mg/L，罗非鱼8–10 mg/L。

第七步：紫外线消毒和回流管线

紫外线消毒位于靠近养殖池回流处。它没有直接的化学影响，但缩短病原体停留时间。流量测量——涡轮或叶轮式流量计——确认接触时间满足紫外线剂量规格。上海七枚涡轮流量计在许多RAS装置中承担此角色。

第八步：盐度监测（海水RAS）

海水和半咸水RAS回路需要盐度传感器来跟踪淡水补充与蒸发之间的平衡。盐度影响溶解氧溶解度、氨毒性和渗透应激。上海七枚盐度传感器安装在集水池回流管线上，为溶解氧和NH3-N变送器提供补偿计算所需的值。

第九步：集水池和补充水

集水池是补充水进入的混合点。此处的pH和电导率传感器可在源水问题到达鱼类之前发现。在淡水RAS中，这兼作市政供水意外氯穿透的早期预警，此时需增加余氯变送器。

整合传感器布局图

因此，一个仪表配置完善的中型海水RAS大致配备：

  • 2个溶解氧变送器（养殖池出口、增氧器出口）
  • 2个pH电极（生物过滤器入口、生物过滤器出口或脱气塔）
  • 1个氨氮传感器（生物过滤器后）
  • 1个盐度传感器（集水池）
  • 1个浊度测试仪（机械过滤器出口）
  • 2个流量计（生物过滤器进水、紫外线回流）
  • 可选：补充水余氯变送器

即每条RAS生产线约9至10台在线仪表，全部可从上海七枚以同一产品系列和单一Modbus RTU协议映射采购。

为何此布局图对设计和改造至关重要

顾问常问是否每个传感器都严格必要。实际上，移除任何一个都会使操作人员的工作从监测变为猜测。传感器资本支出通常占RAS总建设成本的4–6%，但对生物量存活率和饲料转化率影响巨大。上海七枚的现场经验是，合理布局的传感器系统在第一个生产周期内即可通过降低死亡率和更精准的投喂控制收回成本。

结论

RAS中的氮循环在纸面上优雅，在实践中严苛。上述每个传感器对应一个具体决策——开启氧气、反冲洗转鼓、投加碱度、换水。上海七枚的溶解氧变送器、pH电极、氨氮传感器、盐度传感器、浊度测试仪、流量计和多参数探头作为兼容系列设计，使操作人员看到统一的过程视图，而非品牌拼凑。当传感器布局与工艺流程图匹配时，RAS便成为可控反应器，而非考验鱼类耐心的实验。

类似文章