浅谈池塘养殖尾水净化处理技术
高子惠
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高子惠,. 浅谈池塘养殖尾水净化处理技术[J]. 水资源研究进展,2023.6. DOI:10.12721/ccn.2023.157055.
摘要: 淡水水产养殖是中国水产养殖的最重要模式,在中国,人们对水产品的需求和对健康环境的渴望都在增加,水产养殖的集约化导致养殖密度高、养鱼量过大、养鱼量不断增加 由于山区环境、水资源有限和产业政策的要求,池塘养殖也是主要的养殖方式。池塘养殖废水排放会给周围环境带来风险,伫列水污染问题亟待解决。
关键词: 池塘养殖;尾水净化;处理技术
DOI:10.12721/ccn.2023.157055
基金资助:

随着水产绿色健康养殖技术推广“五大行动”的实施,相关从业人员环保理念增强,开展了养殖尾水治理的探索。结合当前水产养殖池塘尾水污染现状,养殖尾水的特性,提出养殖尾水的净化处理技术,有效减少尾水排放、促进尾水重复利用,减少水生动物疫病暴发概率,降低疾病传播风险,助力渔业经济健康、可持续发展。

1养殖尾水的危害

淡水养殖在养殖过程的各个阶段都会产生相关的污染物。畜牧终点水域的污染物类型较为复杂,可分为固体污染物和可溶解污染物。主要的固体污染物是牲畜粪便、组织残馀物和碎片以及尸体;主要的可溶解污染物是氮、磷、硫化物和重金属。这些污染物主要来自三个来源,首先是养殖水生动物,它们的新陈代谢、排水和死亡造成氨污染物和有机废物,其水受到动物饲料溶解和过量喂养所产生的残留物的污染;第二,化学品的不当使用也可能是处理渔业药品和调节水质的污染来源;第三,畜牧环境本身可能造成污染,例如管理不善和运作不良导致化学品开采,例如因畜牧设施老化导致化学品开采,以及使用与畜牧业有关的设备在池塘养殖过程中,由此产生的固体污染物除了占据生活空间外,还可能在分解过程中产生大量可溶解的污染物,例如氮和磷的营养盐,这些污染物的积累会导致养殖水体中的生态失衡可溶性污染物中含磷和氮的营养盐可导致畜牧水域及其周围自然水生态系统中总氮和总磷增加、水体富营养化、微生物扩散、水中溶解氧减少,从而造成压力甚至此外,水产养殖中使用的化学品可能会影响水体的物理化学因素,如消毒中使用的氯化化合物和氧化物,这些因素可能会改变水体中溶解的ph值和氧,水质的波动可能会影响动物的呼吸与此同时,日常使用的渔类药物和杀虫剂可能对水柱中的有益细菌产生影响,并造成生态失衡。如果不定期使用这些化学品,它们很容易产生残留物,进一步污染畜牧环境和畜牧机构。

2尾水净化处理设施

尾水处理设施主要包括池塘进水管管网系统、沉淀过滤区、生物曝气池、增氧曝气池、生态净化曝气池和潜流湿地六部分。完善池塘进排水系统,用直径200mm的PVC管道建设一条约200m进水管,使池塘进、排水管道独立分开,避免相互影响。沉淀过滤区为长13m、宽2.3m、高2m沉淀过滤池,内铺设各种滤料,滤料选择碎石、牡蛎壳等填充物介质。生物曝气池规格为长4.7m、宽2.3m、高2m,水流经过此区域可充分曝气、吸附分解悬浮物。增氧曝气池水面大小为12m×8.2m,内放置30套曝气头。在曝气池的水面隔出三个生态净化曝气池,两个12m×3m,一个12m×2.2m。周边放置曝气头,中间设置复合浮岛、浮水植物等吸附系统。潜流湿地规格为长40m×宽1.5m×高0.5m,配有进水渠、出水渠、填料、布水系统、植物系统等。养殖尾水经污水提升泵由池塘抽到沉淀过滤曝气池或生态净化曝气池,之后悬浮物、排泄物、残饵等物质发生沉积、曝气分解、微生物分解、滤料或植物吸附吸收等,从而减少有机物、氨氮、亚硝酸盐氮等营养物质含量,抑制有害藻类,稳定水体pH值。后将处理过的池塘水抽到潜流湿地,填料、植物系统等吸附和分解作用相互协同,使得整个湿地生态系统平衡运转,去除水体总磷和氨氮、亚硝酸盐氮等,达到降磷、脱氮,降低COD等目的,从而使养殖尾水净化后达标排放或循环使用。

3尾水处理净化工艺及方法

养殖经营中的养殖业端水净化采用三池、两坝的养殖业端水净化工艺,符合DB33/T2288淡水养殖池淡水处理技术规范要求的养殖业端水净化工艺池塘排水通道与尾水处理厂的决策池相连,后者用提升水泵进入池内。根据养殖池的水量,每天在不同季节监测残馀物的排放。航空设备开放时间由季节和排出的水决定,一般开放时间为2时至6时至12时。定期维护污水处理厂的水生植物,以保持良好的生长状态,水生植物的面积保持在设施总面积的8%至15%,在生长过度时及时清除,并在冬季组织起来。保持鲟鱼和鳗鱼的正常生长,达到1kg/queue以上贮藏池的规格,保持青虾的良好生长,自然饲养一定数量的池塘螺。1.png4养殖尾水治理系统

4.1生态净化曝气区

主要功能:降解水体中有机物、降磷、脱氮,降低COD等。工艺方式:水面用软围隔间隔生态净化曝气池,周边放置曝气头,中间设置复合浮岛、浮水植物(美人蕉、鸢尾、千屈菜、狐尾藻等)等吸附系统,双重作用增强治理效果。

4.2曝气生物滤池

沉淀池净化的水进入曝气生物滤池。曝气面积约占整个复合湿地系统的10%,总体工程水深不少于3m。降水后水中溶解氧浓度低的情况下,水中污染物自我降解能力低的一个特点是在池底构筑通风系统,悬浮水中三维弹性生物容器可以提高水中溶解氧浓度。

4.3尾水收集沉淀池

一级沉淀池中间设集污口,配备水车式增氧机沿池角同方向搅水排布,水过滤完进入沉淀池后可利用增氧机搅动向中间集污,后静水沉淀,把沉淀物集中、晒干后可作有机肥等再利用。池中可种植水生植物以吸收水中的无机氮、磷等;混养少量(按正常养殖量的10%以下,不投饵)杂食性、滤食性的鱼虾贝类等摄食水中没有沉淀的悬浮有机物。(2)二级沉淀池,配备微孔增氧,强化曝气、增氧。池中同样种植水生植物、混养少量杂食性、滤食性的鱼虾贝类等进行处理。水中可以培养优良藻类,以进一步吸收无机氮、磷等。

5养殖尾水治理技术

5.1微生物净化

微生物净化室的目的是通过降解水柱中的氨氮、亚硝酸盐和有机物并将其转化为吸收物来净化水,从而减少水柱中有害物质的浓度。池塘尾水微生物净化方法主要分为三类:第一类,通过人工添加有益微生物、调整水体中的微生物群落、形成有益的微生物群落,抑制了致病微生物的生长目前,市场上常用的微生态制剂主要是光和细菌、硝化细菌、种子细菌、乳酸菌等微生物。并通过水体中氨氮和有机物的降解提高水质;其次,微生物固定技术通过人工培养和筛选获得高密度的微生物混合液,并将微生物固定在凝胶材料中,如海藻酸钠,用于生长和封装繁殖;第三,生物膜方法是在固体环境中过滤或运输微生物,它是一种生态系统,含有高密度的空气、厌氧、无性、原生生物和藻类,从而有效地净化水。

5.2吸附法

吸附材料通常是多孔结构,含有大量的孔隙和微孔隙,并且有很大的表面,可以吸附表面上的水污染物并产生分离污染物的效果。吸附法对可溶污染物有一定的处理效果,如改性凹形土载铝盐和改性超声波沸石,可分别有效地吸收水中的磷和氮,去除率高达90%;活性炭也具有良好的吸附作用,可以有效去除水柱中的气味、色素和游离氨等物质。此外,研究表明,沸石可以有效地去除水中的磺胺嘧啶-吡唑和氧氟沙星,这表明某些吸附材料对抗生素具有一定的吸附能力。但是,吸附方法使用规模大,成本高,吸附材料处理不当,容易造成池塘排水堵塞,吸附的可溶性污染物有可能造成二次污染,难以完全清除养殖水体污染物。

5.3化学处理技术

化学处理技术通常用于淡水养殖末端的水处理技术。首先,化学处理技术在净化废水方面是有效的,特别是臭氧,臭氧是一种良好的氧化剂,其在淡水废水处理方面的科学应用可以消除许多无机和有机物质。研究表明,臭氧可能会在养殖废水中降解有害物质,例如微生物病原体和氨氮。臭氧层具有较强的活性水特性,与水产生化学反应,从而产生氧气,并可能在活性水反应中降解危险物质,如硫化氢。类似于臭氧水解的物质是诸如氨之类的化学品,可在废水中用于消除危险物质。养殖队列淡水的另一种化学处理方法是絮凝剂,用于通过减少养殖队列中各地理离子之间的排斥效应、缩合离子并将离子与水柱分离来实现净化废水的目标。絮凝剂可以净化废水,其基本因素是絮凝剂含有各种物质,如铁盐和铝盐,可以刺激离子相互吸引,凝聚离子,去除水中的杂质。

5.4分离法

根据具体的分离方法,可分为底泥分离、泡沫分离和薄膜分离。有传统的挖泥和填土方法。底泥回收方法是用清洁材料回收底泥,将底泥与水体分开,防止底泥污染物扩散到水中。但是填土方法不能阻止新泥的形成,填土材料占据池塘空间,使得填土更加困难;与此同时,使用清洁材料会增加成本,最终难以达到预期效果。泡沫分离是指在将活性物质吸附到表面形成气泡后,在水体中膨胀并产生大量漂浮在水面上的小气泡,从而使泡沫得以分离在生产过程中,泡沫分离适用于海水盐度超过5%的封闭循环水产养殖系统,当水产养殖水的有机浓度较高时会产生预期效果。

5.5人工潜流湿地尾水治理模式

生态沟渠、沉淀池、过滤坝、潜流湿地等设施,可处理水产养殖尾水。池塘养殖尾水排放经过生态沟渠(尾水收集渠道、管道),汇集至沉淀池,经沉淀处理后,通过过滤坝过滤进入一级潜流湿地,经生物初步消解后,再通过一道拦水坝进入二级潜流湿地,经过水生动植物和微生物相互作用,使得养殖尾水最终达标排放或者再利用。潜流湿地是一个由砂砾、微生物、土壤、植物组成的湿地生态系统,通过物理过滤、分解作用、化学吸附等多种方式,对水中的杂质进行清除,以实现对水体的净化目的。池塘养殖尾水从一级潜流湿地,通过一个具有一定斜度的拦水坝,进入二级潜流湿地,拦水坝的斜面能够增加水体与空气中氧气的接触,使得水体中的溶解氧增加,加速水体中有机质的有氧分解。

5.6异位净化模式

与就地净化模式相比,异构净化模式可以采用更多样的方法摆脱畜牧水柱运行空间的限制,净化效果更好。对于高密度养殖池,由于排放密度高、污染量大,现场净化模式下相应技术的净化能力往往要高得多,因此需要采用具有较高净化能力的异构净化模式。近年来,国家对水产养殖的生态发展提出了越来越多的要求,要求将水产养殖的水净化作为主要的效率标准;因此,与限制较多的就地净化方式相比,能够进行较深污水处理的异构净化方式更符合国家要求。异构净化方式更加多样化,除了现场净化中可以使用的所有方法外,还可以结合各种新的处理技术,输送新的饲养方式,实现全面管理。

5.7机械过滤处理技术 

机械过滤技术是水产系统分离固体液体的基本方法。机械过滤是指通过机械过滤处理牲畜排出的水,其开口留下微粒。这是去除污水中固体杂质的一种方法,但这一步只能去除杂质,为了达到净化效果,需要用机械设备去除悬浮的小颗粒,尾水中的大部分杂质都可以去除。其他杂质包括氨氮和有机物,采用简单的过滤尾水处理方法很难完全清除。因此,需要使用塑料生物过滤和净化废水。这种办法存在技术复杂性、高成本和大量人力损失等问题,需要不断加以改进,以处理淡水养殖终点的水资源。

5.8水生植物净化法

水生植物和藻类在生长过程中可以富集和吸收大量有机、无机和重金属,同时在代谢上也发生退化。水生植物被移植到养殖水柱中,水柱中的营养盐被植物吸收,从而净化水柱。藻类和一些水生植物还可以在净化水质的同时为家畜提供害虫常用的沉积层植物包括狐狸藻类、眼蔬菜和金鱼藻类;美国的pissenlit、芳香疗法和香蕉等亲水植物;漂浮的叶子植物包括花蜜、花粉草和白菜。最常用的藻类是微藻、淡水螺旋藻、栅藻等。在养殖池种植一定数量的水生植物可以有效减少养殖水中氨氮和有机磷的污染,而藻类则可以形成复合生物系统,利用养殖动物和水中有益的细菌净化养殖水体。

6养殖尾水净化运维管理

这一部分适用于集水区标准化和生态改造工程设施的日常运营和维护管理,主要包括水生植物、设施、设备和其他四个部分的运营规模管理。 (1)管理水生植物的流动性,迅速清理和回收枯叶等废物,集中储存和迅速清理,及时补充水生植物,科学防治病虫害,水生植物的复盖面不得少于水面的三分之一。(2)管理设施的作业规模,主要包括管理诸如集水区、集水区、过滤坝和生态净化池等设施的作业规模。其中,排泄池深>2m,种植较为疏水的水生植物,注入一定数量的过滤水生生物,及时收集动物遗骸,并根据具体情况补充,柠檬定期补充。必须及时清理或更换通风池,及时调整通风系统的氧气量、暴露时间和频率。一般每天开放时间控制在6~24小时。需要对日常操作进行良好的控制、维修和记录。过滤栏应保证水流顺畅,定期检查和维护护砂墙,及时更换新的充填材料。(3)管理设备运行规模,包括严格按照设备运行规范运行,每周至少检查一次机器设备,建立设备维护记录系统和运行记录,定期检查以确保(4)经营管理的其他方面,包括合理安排养殖结束后的排水时间,严格执行水处理、出水量检测系统和标准,保证出水量质量符合排放标准,对过量排放的责任。

7池塘尾水达标排放处理措施

目前,在该国大多数地区,正在通过建造污水池恢复养殖废水处理标准,以达到废水处理标准。池塘末端水处理:养殖业末端的水通过排水渠道流入集水区,可添加絮凝剂加快沉淀速度;沉淀池经过沉淀处理后,水柱中溶解的氧气量可通过空气池增加,空气池中可添加微生态制剂,可培养有益细菌,水柱有机物可悬浮在水中的物质随后被过滤到滤棒中,然后进入生物净化池,水生植物被用来吸收水中氮和磷的营养盐。尾水处理设施主要包括生态通道(进出管道)、沉淀池、通风池、滤水坝和生物净化池,复盖约10%的养殖用水,并可适应实际牲畜饲养模式。为了便于有效回收水体,必须在水源上游建造进水系统入口和下游排水入口。入口和排水管道应与池塘交替布置,池塘的排水入口应称为施工,以确保池内新水的流动混合时间更长。

结束语

尾水处理是关系到水产养殖业可持续发展的重要内容。一方面,合理的养殖密度、适宜的饲料投喂量和科学用药,可从源头上降低池塘养殖尾水的污染程度。各种池塘尾水净化处理技术在应用中各具特色,可根据养殖池塘基本情况、资金预算、所处水域排放要求,选择适宜的工艺处理技术,以提高尾水净化的效率,降低处理成本。

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