養(yǎng)殖廢水處理方法初探

陶吉鴻

(廣州利洋水產(chǎn)科技股份有限公司 廣東 廣州 510000)

養(yǎng)殖廢水處理方法初探

陶吉鴻

(廣州利洋水產(chǎn)科技股份有限公司 廣東 廣州 510000)

據(jù)農(nóng)業(yè)部相關(guān)資料顯示:2016年我國水產(chǎn)養(yǎng)殖總產(chǎn)量達(dá)5000萬噸,是名副其實的水產(chǎn)養(yǎng)殖大國.但近年來,隨著水資源短缺,水環(huán)境污染加劇,養(yǎng)殖風(fēng)險逐漸加大,養(yǎng)殖戶經(jīng)濟效益下降.水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,機械化、現(xiàn)代化程度低,養(yǎng)殖廢水多未經(jīng)處理后排放,在一定程度上也限制了自身的發(fā)展.隨著國家對環(huán)保問題重視程度越來越高,水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)者環(huán)保意識進一步增強,循環(huán)水養(yǎng)殖技術(shù)、養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)逐漸得到了完善及推廣.

從水處理專業(yè)的角度來講,養(yǎng)殖廢水多為有機質(zhì)污染的水體,不存在化工污染或重金屬污染,并不難處理.使用水處理設(shè)備輔助水處理劑就能處理.像水族缸一樣,養(yǎng)殖廢水經(jīng)過沙缸,泡沫分離器簡單處理后就能循環(huán)利用.但對于大多數(shù)養(yǎng)殖戶來講,連購買及使用增氧機的成本都要考慮.動輒幾萬甚至上百萬的水處理設(shè)備,日常運行消耗的電費,后期維護費用等成本都是很高的.對于普通養(yǎng)殖戶,一般養(yǎng)殖品種來講是投入不起的.那么養(yǎng)殖廢水究竟如何處理,采用什么工藝,效果如何,成本怎樣,可否復(fù)制推廣等等都是亟待解決的問題.2016年年底,筆者在公司海南蝦苗基地設(shè)計建造了兩套水處理系統(tǒng),將養(yǎng)殖廢水集中起來處理,處理后再利用,多余廢水排放.該系統(tǒng)經(jīng)過半年多運行,比較穩(wěn)定,處理效果較好,簡單總結(jié)一下,希望對養(yǎng)殖業(yè)者有一些借鑒.

一、公司海南基地情況

基地占地面積約4百余畝,生產(chǎn)南美白對蝦蝦苗.已建成投產(chǎn)親蝦、育苗、培藻車間十余幢,生態(tài)育苗溫棚二十余座,高位池二十余口.年總產(chǎn)量40億尾蝦苗以上,生產(chǎn)高峰期日排水量可達(dá)千噸.近岸海域水質(zhì)總體為優(yōu),多數(shù)近岸海域為國家I、II類海水.

二、水處理系統(tǒng)設(shè)計總體思路和建設(shè)目標(biāo)

(一)總體思路

1.設(shè)計依據(jù)

監(jiān)測本公司海水養(yǎng)殖廢水水質(zhì),并根據(jù)國家相應(yīng)法律、法規(guī)要求,設(shè)計處理水質(zhì)達(dá)到國家海水養(yǎng)殖水排放要求.土建、電氣、給排水、污水處理工程建設(shè)按國家相應(yīng)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)操作.

2.處理標(biāo)準(zhǔn)及注意事項

遵守國家和地方環(huán)保的有關(guān)法律、法規(guī)及排放標(biāo)準(zhǔn);選用先進、合理、可靠的處理工藝;避免和減少二次污染;采用水產(chǎn)物流網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)全程監(jiān)控;合理選用優(yōu)質(zhì)配件,降低系統(tǒng)運行成本;水處理工藝要適應(yīng)不同季節(jié),不同養(yǎng)殖階段,不同養(yǎng)殖品種的水量、水質(zhì)的周期變化;土建工程要因地制宜,合理布局,有效地利用空間和場地.

3.設(shè)計水量

基地生產(chǎn)高峰期大約半年以上,日用水量變化很大,用水高峰期日排水量可達(dá)2000～3000t/d,生產(chǎn)淡季僅有親蝦車間正常運行.日排水量主要包括親蝦車間、育苗車間、生態(tài)育苗池及生物餌料培育池所排放的養(yǎng)殖廢水.養(yǎng)殖廢水日處理能力要求達(dá)到2000～3000t/d.

4.設(shè)計出水水質(zhì)

排水口末端水質(zhì)情況:CODm≤25毫克/升;BODm≤15毫克/升;pH值8.17;總堿度204;氨氮5毫克/升;亞硝酸氮0.15 毫克/升;氯消耗量1.8273;鈣離子583;鹽度15～20‰.

國家I級海水排放標(biāo)準(zhǔn)(海洋漁業(yè)水域):懸浮物≤40毫克/升;pH值7.0～8.5;DO≥6毫克/升;COD≤10毫克/升;BOD≤6毫克/升;無機氮≤0.50毫克/升(銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮);非離子氨≤0.02毫克/升;活性磷(以磷計)≤0.05毫克/升);硫化物(以硫計)≤0.02毫克/升;總余氯≤0.10毫克/升.

(二)建設(shè)目標(biāo)

要求處理后水質(zhì)達(dá)到國家Ⅰ級海水排放標(biāo)準(zhǔn).

三、工藝流程及原理

1.工藝流程

養(yǎng)殖廢水在集水井匯集后泵入調(diào)節(jié)池混合,此為第一級;混合水再經(jīng)過兩級生物濾池處理,達(dá)標(biāo)后再進入第四級消毒池;消毒池水可隨時調(diào)用,富余水達(dá)標(biāo)排放.調(diào)節(jié)池及生物濾池定期吸污至污泥沉淀池統(tǒng)一處理.

2.技術(shù)原理

育苗場養(yǎng)殖廢水沒有油污,沒有粒徑較大的顆粒懸浮物和漂浮物,也沒有藥物或化學(xué)試劑殘留,相對比較清潔.培育蝦苗的廢水甚至可以直接給養(yǎng)殖商品魚蝦池塘使用.因此,有機質(zhì)污染的水,生物處理較為簡便可行.

調(diào)節(jié)池功能是將各種養(yǎng)殖廢水集中混合,通過靜置、絮凝、沉降處理.生物濾池功能主要是生物脫氮、除磷.生物濾池有兩種,一種是兼性氧化池,一種是曝氣生物凈化池.

兼性氧化池為鋪膜高位池,水深在3米以上,底鋪曝氣管.池塘表層引種大型藻類,海藻生長起來后,表層溶氧充足,呈好氧狀態(tài);池塘底層彈性毛刷上會形成生物膜,由細(xì)菌、真菌、有機碎屑組成,處于厭氧狀態(tài);介于好氧層和厭氧層之間為兼性區(qū),存在大量兼性微生物.養(yǎng)殖廢水由好氧、兼氧及厭氧微生物共同處理完成.彈性毛刷阻流效果好,加上溢流水本身流動緩慢,顆粒懸浮物會逐漸絮凝沉淀.彈性毛刷比表面積大,加上水的流動,水處理能力很強.為加快生物膜成熟,可適當(dāng)投入有益菌,補充有機碳源,這樣在毛刷表面會迅速形成生物膜.彈性毛刷上附著的生物膜,可將回流的混合液中帶入的硝酸鹽和進水中的有機氮源進行反硝化,使進水中NO2-、NO3-還原成N2達(dá)到脫氮作用,在去除有機物的同時降解氨氮值.一旦彈性毛刷生物膜過厚,可通過曝氣,利用氣泡的剪切力剝離老化生物膜,起到?jīng)_洗的作用.每一級處理過后的養(yǎng)殖廢水通過池塘之間預(yù)埋的溢流管,自然溢流到下一級.

曝氣生物凈化池為鋪膜高位池,水深在3米以上,能對養(yǎng)殖廢水進行快速生物凈化.池塘表層種植大型海藻,中下層密布彈性毛刷,底鋪曝氣管并持續(xù)曝氣.該池具備高過濾速度、截留懸浮物、需曝氣、需定期清洗等特點.其工藝原理為,在池中裝填大量彈性毛刷,表面生長著高活性的生物膜,底部持續(xù)曝氣.利用毛刷的高比表面積帶來的高濃度生物膜的氧化降解能力對廢水進行快速凈化,此為生物氧化降解過程;同時,廢水流經(jīng)時,利用毛刷阻流效果好的特點及生物膜的生物絮凝作用,截留廢水中的懸浮物,且保證脫落的生物膜不會隨水漂出;運行一定時間后,因水頭損失的增加,需對凈化池進行吸污,以釋放截留的懸浮物以及更新生物膜.

3.使用的幾種凈水生物

江蘺、滸苔、石莼:為大型固著類藻類.特點是來源廣,易接種,易成活,吸收營養(yǎng)鹽、增加溶解氧、阻流、遮光效果好.缺點是生長過剩的藻類需定期撈除,否則季節(jié)性死亡后也會影響水質(zhì).

牡蠣、花蛤:為濾食性經(jīng)濟型貝類.以細(xì)小的浮游動物、硅藻和有機碎屑等為主要食物.特點是凈水效果好,并有一定的經(jīng)濟價值.缺點是購買貝類吊籠需要一定的成本,同時也要在人力上增加投入.

鯔魚、梭魚:為底層魚類,雜食性,喜刮食彈性毛刷上生物膜及池底生長的底棲藻類,清除老化生物膜、死亡藻類效果好.特點是鹽度適應(yīng)范圍廣,易成活,生長速度快,有一定的經(jīng)濟價值.

南美白對蝦:為苗場所排廢水中自帶,抽入水處理系統(tǒng)后自然增殖.肉食性,攝食浮游動物、昆蟲幼蟲、底棲藻類及蝦苗等.優(yōu)點是系統(tǒng)自帶,沒有成本,不用引種,自然增殖即可,成長起來后既可以銷售,也可留做當(dāng)肉食性魚類餌料.

鱸魚、石斑魚、黃鰭鯛:為肉食性魚類.魚苗階段能攝食浮游動物、蝦苗、小型魚類.成魚階段可攝食池中自然增殖的白蝦,除雜效果好.優(yōu)點是經(jīng)濟價值高,生長速度快,引種便利.

四、水處理系統(tǒng)工程實例

1.基地養(yǎng)殖廢水處理區(qū)介紹

水處理區(qū)一區(qū)在基地西北角,共設(shè)4口池塘,池底鋪膜,面積為3.4畝、4.6畝、3.4畝、3.8畝,合計:15.2畝.設(shè)置調(diào)節(jié)池、兼性氧化池、曝氣生物凈化池及消毒池等.具體方法就是在生態(tài)育苗區(qū)排水井配置自吸泵及上水管路2套,一備一用,采用高、中、低液位開關(guān)控制自動運行.當(dāng)排水量達(dá)到高液位時,可同時啟用兩臺水泵運行;當(dāng)水位降至中液位時,停運一臺水泵;排水井位于低液位時,水泵停止運行.此系統(tǒng)采用現(xiàn)場自動控制,不需要遠(yuǎn)程反饋和控制功能.當(dāng)出苗時可將養(yǎng)殖廢水導(dǎo)入水處理區(qū)一區(qū)進行處理.這樣既結(jié)合生產(chǎn)實際(將出苗排水和水處理區(qū)進水操作合一),又可利用自然高程差(苗池水位較高時能形成虹吸)排水.同時,生態(tài)育苗池水截留至水處理區(qū)一區(qū)處理還可以減輕排水末端,即水處理區(qū)二區(qū)的處理壓力.另外生態(tài)育苗區(qū)所排養(yǎng)殖廢水水質(zhì)相對穩(wěn)定,變化小,利于廢水生物處理.

水處理區(qū)二區(qū)在基地東北角,共設(shè)7口池塘,2畝6口,4畝1口,合計:16畝.設(shè)置集水井一個,分水管路2套(上水、用水),調(diào)節(jié)池、曝氣生物凈化池、兼性氧化池、消毒池、污泥沉淀池等.集水井為全場最低點,所有養(yǎng)殖廢水通過下水管網(wǎng)匯集至此.集水井內(nèi)設(shè)置2套自吸泵,采用高中低液位開關(guān)控制自動運行.養(yǎng)殖廢水從集水井泵入調(diào)節(jié)池,混合后溢流各級做相應(yīng)處理.此處水質(zhì)相對復(fù)雜,存在一定的變化,需增加水處理區(qū)面積及延長處理時間,如配合使用水處理設(shè)備和水處理劑,效果更佳,但運行成本較高.

2.水處理系統(tǒng)處理效果

水處理區(qū)二區(qū)從2016年年底投入運行,最大日進水量可達(dá)2千噸以上,進水水質(zhì)氨氮0.2～0.9mg/l,亞硝酸鹽0.01～0.05mg/l,經(jīng)過水處理系統(tǒng)后,排水口氨氮、亞硝酸鹽均為0.

水處理區(qū)一區(qū)從2017年3月中旬投入運行,最大日進水量可達(dá)1千噸以上,進水水質(zhì)氨氮0.1～0.3mg/l,亞硝酸鹽0.01～0.03mg/l,經(jīng)過水處理系統(tǒng)后,排水口氨氮、亞硝酸鹽均為0.

五、水處理系統(tǒng)存在的問題及解決方案

1.占地面積

兩個水處理區(qū)合計使用30畝高位池,占地面積較大,租金較高.為保障水處理效果,暫時不能考慮減少水處理池面積.但從近半年的監(jiān)測數(shù)據(jù)上來看,很多時候,三級池的處理效果就已經(jīng)達(dá)標(biāo),因此還有很大的壓縮空間.

2.系統(tǒng)穩(wěn)定性

養(yǎng)殖廢水是生物處理的,存在不穩(wěn)定性.如彈性毛刷上附著的大型藻類及生物膜存在自然更替現(xiàn)象,當(dāng)藻類季節(jié)性死亡時或生物膜老化時也會影響水質(zhì).因此日常觀察及維護很重要,需要定期補菌、補碳源,及時排污,套養(yǎng)鯔魚、梭魚也有一定的效果.

3.水處理成本

水處理系統(tǒng)需要占用土地,需要設(shè)施、設(shè)備保障水處理效果,需要能源維持系統(tǒng)的運行,需要人工去日常維護和保障.這些都需要成本,當(dāng)處理成本遠(yuǎn)高于取水成本時,是不合適的.因此,如何在處理水的同時降低成本就很關(guān)鍵.套養(yǎng)高附加值的魚類、貝類是有效途徑,尤其是經(jīng)濟價值較高的石斑魚、牡蠣尤為適合.

六、總結(jié)

養(yǎng)殖廢水處理屬于新興事物,在發(fā)展的過程中還存在很多問題.從環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的角度來說,養(yǎng)殖廢水必須要處理,符合國家、公司和個人的根本利益,只有可持續(xù)發(fā)展的模式才能實現(xiàn)真正的盈利,基地養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)也在不斷改造和完善的過程中,尚有很多不足之處.這些工作如能為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)者提供一些解決養(yǎng)殖廢水處理的思路,已經(jīng)很欣慰了.