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水产养殖尾水处理模式及发展建议

刘志鑫 蒲云峰

富顺县农业农村局,四川自贡,643200

摘要: 随着《水污染防治行动计划》(“水十条”)的颁布,养殖行业面临新一轮高标准的挑战。“水十条”对养殖水质调控提出了新的更高的要求。现养殖产量占全国海水鱼养殖总产量的三分之一以上,控制养殖污染对于落实“十九大”关于促进生态文明建设、加快水产养殖业绿色发展目标的实现具有重大意义。
关键词: 水产养殖;废水处理;循环利用
DOI:10.12721/ccn.2023.157036
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引言

2020年,农业农村部在全国实施水产健康养殖“五大行动”,其中包括生态健康养殖模式推广行动、养殖尾水治理模式推广行动、水产养殖用药减量行动、配合饲料替代幼杂鱼行动、水产种业质量提升行动等,在全国范围内推广生态健康养殖模式,稳步推进水产养殖尾水治理措施的实施。现介绍几种典型的养殖尾水治理模式,指出存在问题,提出发展建议。

1水产养殖尾水中的污染物和主要来源

水产养殖尾水中的主要污染物有氨氮、亚硝酸盐、有机污染物、磷以及污损生物等。研究证实,在养殖过程中,以饲料方式进入到养殖水体的磷、氮只有1/4~1/2能被养殖动物吸收利用,其余部分则溶解于水中。养殖品种、饲料种类、投饲方式和管理水平等均会影响水产养殖尾水的水质状况。不适当的投喂会造成养殖水体中污染物严重超标,养殖尾水如得不到及时、有效的处理,排放后会污染周边的水域环境,引发一系列鱼类疾病和生态环境问题。此外,为预防疾病或降低管理难度,一些养殖户在养殖过程中使用大量的抗生素、抗菌素等药物,也会急剧地破坏水产养殖的水域环境,减少养殖水域中有益微生物群落的比例。残留的药物还可能诱导细菌产生抗药性,从而威胁人体健康。这不但会限制水产养殖业的快速发展,还可能导致附近水域生态系统的失衡

2水产养殖废水处理与循环利用技术重要性

近年来,基于水产养殖行业发展速度的加快,高密度集约化池塘的规模逐渐扩大,而在养殖中会将不同类型的饵料、抗生素以及化学药品等投放至池塘内,直接影响了吸收与利用率,大部分和水产动物排泄物共同积淀后会形成污染物。加之大量排放养殖废水,使得生态环境被污染程度加重,蓝藻水华发生率明显增加,更容易引发病害。通过对水产养殖废水处理与循环利用技术的运用,实现对养殖废水的综合性处理,在全面优化养殖生态系统结构的基础上,亦可规避水体内养殖废弃物的累积,可更有效地净化处理养殖水质,通过科学处理实现废弃物的循环利。此外,该技术与国内节能环保绿色发展的理念有效契合,不仅节能、简便且具有良好经济性特征,节水效果显著,利于水产养殖经济与社会效益的增加。

3水产养殖废水处理及循环利用技术的具体应用

3.1生物膜处理法

生物膜处理法发展于20世纪60年代,原理是利用微生物附着在一些固体物表层,繁殖增生而形成生物膜,生物膜利用这些生物群落来吸附、降解养殖尾水中的有机污染物。生物膜处理水产养殖尾水具备适应冲击能力强、生物量丰富、操作简单、容易管理、剩余污泥产量少等优点。其中,生物滤池抗冲击性较强,不会产生污泥膨胀,养殖尾水净化后较稳定,是最常见的生物膜法处理技术之一。研究发现,生物膜低碳养殖技术对养殖凡纳滨对虾的3种水体中的总氮、总磷、亚硝酸盐均有良好的降解效果,对淡水和海水池塘中总氮和亚硝酸盐的处理效果显著优于半咸水池塘,而对半咸水池塘中总磷和氨氮的处理效果优于淡水和海水池塘。采用以竹丝为填料的生物滤池,结合内循环曝气生物滤池处理养殖尾水,结果表明,此改良技术对脱氮具有显著的效果,可去除88.86%的氨氮和84.67%的总氮,对抗生素磺胺甲恶唑的去除率在93%以上。使用添加有组合填料的序批式生物膜反应系统,对参照养殖池塘的水质配置的尾水进行研究,发现该系统可减少水体中89.5%的磷和75.8%的氮,经处理后的水可循环用于养殖。养殖尾水经生物膜处理后,不仅能够达到污水排放要求,还具有良好的稳定性。

3.2机械化过滤

该技术被广泛用于传统水产养殖过程中,属于水体净化技术的一种,主要是通过对物质吸附、阻隔作用的运用,在短时间内过滤水体内大颗粒杂质。虽然此技术可将水体内固体颗粒物过滤掉,但在小分子物质过滤方面的效果不佳,一般会将沸石用于此过滤系统内。除此之外,可将部分植物种植于水体内,借助植物根系过滤与渗透作用,将水体内富含磷去除。

3.3活性污泥法

活性污泥处理工艺本质上和水体自净过程相似,利用微生物处理水中的有机物。具体方法是向废水中充入空气,使废水中的好氧微生物更好地生存,好氧微生物得以繁殖,形成污泥状物质。污泥自身要具有氧化分解水中有机物的能力,还要具备将混合液和活性污泥净水分离的混凝沉降性能。莫志华等人研究零价铁活化过一硫酸盐与单宁酸联合应用可提高活性污泥的脱水效果,经调理结合高压过滤系统处理后,污泥饼含水率由89.75%降低至45.17%,显著提高污泥脱水性。将厌氧和好氧相结合处理养殖废水,结果表明ABR+SBR组合工艺对养殖废水中污染物的去除率均达到了90%以上。针对奶牛场畜牧废水的特点,以连续回分式活性污泥处理工艺对废水进行处理和资源利用,出水水质达到污染物排放标准。使用活性污泥系统处理虾养殖废水,系统中产生大量的生物絮凝物可降低水中氨氮浓度,其微生物的数量和多样性对养殖有利。

3.4化学

化学处理技术,是通过向养殖水体中加入化学物质,发生絮凝、氧化还原、络合作用等化学反应,将水体中的污染物变成无害的化合物。其中絮凝是最常见的化学处理技术。该技术一般使用铝、铁等盐类物质,增加沉淀物离子之间的引力,使污染物离子絮凝,沉淀到沉淀池内,降低水体中一部分污染物的浓度。氧化还原技术是通过向养殖水体中加入某些物质,经过一系列氧化还原反应,从而降低、去除养殖水体中的污染物。臭氧是常用的氧化剂,一般用来氧化亚硝酸盐氮和氨气,将这些化合物通过氧化反应转化为氧气,增加养殖水体溶氧量,降低生化需氧量和化学需氧量(COD),同时臭氧可分解破坏细菌的细胞壁(膜),随后进入其细胞内部,进而影响细菌内酶的活性,最终导致病原菌死亡。化学处理技术虽然具有见效快、处理效果明显等优点,但是其同样有成本高的缺点,同时化学药剂的使用,容易产生二次污染。

结束语

养殖尾水中的主要污染物质有氮素(氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮)、悬浮物、总磷和部分重金属。水产养殖中氮素主要包括无机氮和有机氮,来源主要有人工投饵、水产动物代谢、底泥和沉积物释放等。常规氮素污染需要通过生物工艺去除,目前主要靠微生物硝化和反硝化实现,需要将养殖尾水引入生物反应池进行脱氮处理,存在以上问题。从长远来看,如何从源头减少尾水中氮素的排放,即开展水产养殖氮素的原位控制、推行养殖水质微生物调控具有深远的意义。有利于推动阳江地区水产养殖业可持续健康发展,对加快水产行业绿色发展,建设富美阳江有重要意义。

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