水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的尾水處理方法

宋紅橋 顧川川 張宇雷

摘 要：水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)逐漸發(fā)展壯大，隨之出現(xiàn)了眾多問(wèn)題，尾水處理方式逐漸得到人們的關(guān)注。該文分析了水產(chǎn)養(yǎng)殖中尾水的危害、特點(diǎn)和現(xiàn)狀，介紹了水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理的技術(shù)手段以及尾水處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，以期為水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水;養(yǎng)殖系統(tǒng);尾水處理

中圖分類號(hào) S95文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）22-0085-03

Tail Water Treatment of Aquaculture System

Song Hongqiao et al

（Institute of Fishery Machinery and Instruments，Chinese Academy of Aquatic Sciences/ Key Laboratory of Fishery Equipment and Engineering Technology，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Shanghai 200092，China）

Abstract：Aquaculture industry has gradually developed and expanded，with which many problems have arisen，and the way of tail water treatment has gradually attracted people′s attention. In this paper，the hazards，characteristics and current situation of tail water treatment in aquaculture are described firstly. Then the technical means of tail water treatment in aquaculture are introduced in detail. Finally，the development and application of tail water treatment technology are analyzed to provide reference for the development of aquaculture industry.

Key words：Recycling water;Aquaculture system;Tail water treatment

我國(guó)是全球水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模最大的國(guó)家，海淡水總產(chǎn)量占世界比例的60%以上，養(yǎng)殖總產(chǎn)量超過(guò)捕撈的數(shù)量。近年來(lái)，水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，養(yǎng)殖尾水污染嚴(yán)重，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中出現(xiàn)的尾水問(wèn)題就逐漸得到大家的關(guān)注。不少專家學(xué)者針對(duì)尾水處理技術(shù)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)出多種尾水處理技術(shù)，來(lái)有效促進(jìn)水體凈化。但綜合當(dāng)前的水產(chǎn)養(yǎng)殖現(xiàn)狀，尾水處理方面仍存在較多問(wèn)題，需要不斷創(chuàng)新改革促進(jìn)技術(shù)更新，完善尾水處理技術(shù)體系。

1 水產(chǎn)養(yǎng)殖的尾水

1.1 尾水處理現(xiàn)狀 目前，水產(chǎn)養(yǎng)殖占全國(guó)水產(chǎn)總量的70%以上，產(chǎn)量將近5000萬(wàn)t，在食品安全方面發(fā)揮著重要的作用。當(dāng)前，池塘高密度養(yǎng)殖方式最為普遍。在傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式中，喂養(yǎng)的餌料和養(yǎng)殖生物的糞便會(huì)直接排入水體，導(dǎo)致養(yǎng)殖尾水污染情況日益嚴(yán)峻。因此，養(yǎng)殖尾水的處理方式與如何做好養(yǎng)殖尾水的重復(fù)利用是水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題。隨著人們觀念的更新，水產(chǎn)養(yǎng)殖的尾水處理方式逐漸得到重視，水產(chǎn)養(yǎng)殖的尾水處理得到新的發(fā)展機(jī)會(huì)。

1.2 尾水的危害 水中存在著大量的死亡有機(jī)體、魚(yú)類的排泄物以及殘存餌料的分解物，這些有機(jī)物分解會(huì)產(chǎn)生氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽等不利于魚(yú)類健康生存的物質(zhì)。另外，池塘中的大部分可溶解有機(jī)物是細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)物，有機(jī)物的增加為細(xì)菌繁殖提供了良好的環(huán)境條件。有機(jī)物的分解還需要消耗池塘中的氧氣，長(zhǎng)期缺氧導(dǎo)致水質(zhì)惡化，不利于魚(yú)類的生存和健康生長(zhǎng)。一些沉積營(yíng)養(yǎng)的積累，屬于資源的浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)水產(chǎn)環(huán)境造成不同程度的的污染，影響生物生存。

1.3 尾水處理的意義 要實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展，就要從觀念到行動(dòng)都進(jìn)行轉(zhuǎn)變，促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的尾水處理。循環(huán)水系統(tǒng)的引進(jìn)，不僅可以有效保護(hù)原本使用的自然水域，而且能避免水源污染的進(jìn)一步擴(kuò)大。水質(zhì)的提高為魚(yú)類生存提供了良好的環(huán)境，進(jìn)而有效提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益。

2 水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水的特點(diǎn)和處理途徑

2.1 特點(diǎn) 水產(chǎn)養(yǎng)殖污水中的主要污染物有：氨氮、亞硝酸鹽、有機(jī)物、磷以及污損生物。國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的水產(chǎn)養(yǎng)殖方式是池塘養(yǎng)殖，在池塘養(yǎng)殖中投喂的魚(yú)類飼料中，有5%到10%未被魚(yú)類食用，食用的部分約有35%左右被魚(yú)類排出體外，飼料的沉積和分解會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)物，加上平時(shí)投放的有機(jī)肥料和生物排泄物，導(dǎo)致水質(zhì)環(huán)境惡化，影響魚(yú)類的生長(zhǎng)速度，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致泛池或者死亡。

2.2 現(xiàn)狀

2.2.1 池塘凈化 池塘凈化是水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理的主要形式之一，主要包括降解、沉淀、氧化、吸附、過(guò)濾等基本原理，常用的處理方式是過(guò)濾。過(guò)濾池的清潔效果會(huì)明顯受到過(guò)濾填料的影響，在水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘凈化的時(shí)候，使用多種填料的凈化效果會(huì)更加明顯。另外，過(guò)濾池的水中會(huì)有更多的懸浮物，需要工作人員定期進(jìn)行清理或進(jìn)行填料的更換，因此需要大量的人力物力，不利于資源的節(jié)約利用。但池塘凈化具有成本低及操作簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì)，因此具有一定的借鑒性。

2.2.2 設(shè)施凈化 設(shè)施凈化與池塘凈化的基本原理存在較多相似，但設(shè)施凈化的專業(yè)性更高，操作技術(shù)更加細(xì)化。設(shè)施凈化具有凈化效果好和占用面積小的特點(diǎn)，但所需的成本較高，需要足夠的經(jīng)濟(jì)力量支持，因?yàn)樗a(chǎn)養(yǎng)殖中存在一些顆粒較小的膠態(tài)物質(zhì)，不容易溶解也不會(huì)沉淀，而且通過(guò)過(guò)濾無(wú)法達(dá)到很好的清潔效果，只能通過(guò)藥劑破壞其在水中的穩(wěn)定性，然后使得顆粒增大，再通過(guò)過(guò)濾取出雜質(zhì)。因此，應(yīng)用設(shè)施做凝聚處理對(duì)于清除微小的雜質(zhì)具有很好的作用，具有廣闊的市場(chǎng)前景。常見(jiàn)的方式還有利用活性炭的吸附作用清除水中的色素、蛋白質(zhì)、有機(jī)碎屑等，但處理的水量較小，成本高，應(yīng)用范圍較小。

2.2.3 濕地凈化 與上面兩種凈化方式相比，濕地凈化是一種較為復(fù)雜的多功能生態(tài)系統(tǒng)，其利用微生物的分解作用、化學(xué)吸附、物理過(guò)濾等多種方式對(duì)水中的雜質(zhì)進(jìn)行清除，效果明顯，尤其是對(duì)養(yǎng)殖尾水中的氮磷元素具有較強(qiáng)的清理效果。濕地凈化可以針對(duì)本水域的實(shí)際污染情況，進(jìn)行濕地植物的種植，通過(guò)對(duì)水域工程設(shè)計(jì)和工藝流程的優(yōu)化，利用植物的自身功能達(dá)到對(duì)水體的凈化作用。而且植物種植，不僅可以促進(jìn)水域供氧，而且經(jīng)過(guò)人工設(shè)計(jì)可以有美化便捷的作用。部分水生植物還可以作為草魚(yú)等的飼料，有效減少養(yǎng)殖成本。需要注意的是，濕地植物的種植需要結(jié)合養(yǎng)殖場(chǎng)的氣候環(huán)境和魚(yú)類養(yǎng)殖種類等，要因地制宜的進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

3 水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)

3.1 物理方法

3.1.1 機(jī)械過(guò)濾 機(jī)械過(guò)濾是水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中分離固態(tài)和液態(tài)的常用技術(shù)手段，具體凈化過(guò)程是利用設(shè)備的篩網(wǎng)對(duì)養(yǎng)殖尾水進(jìn)行簡(jiǎn)單的過(guò)濾處理，由于篩網(wǎng)的孔徑限制，雜質(zhì)會(huì)停留在篩網(wǎng)內(nèi)，進(jìn)而達(dá)到凈化的效果。由于水體中還存在大量的微小顆粒物，因此，需要對(duì)篩網(wǎng)的孔徑做出調(diào)整，使用微濾機(jī)對(duì)養(yǎng)殖尾水進(jìn)行進(jìn)一步的處理，這樣過(guò)濾處理雜質(zhì)的效果可以達(dá)到80%左右，具有明顯的可操作性。使用機(jī)械過(guò)濾需要較高的成本，而且需要大量人力作業(yè)，操作環(huán)節(jié)多，不適宜大規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)使用。

3.1.2 泡沫分離 泡沫分離技術(shù)是一種新型的物理尾水處理技術(shù)，主要利用吸附的原理進(jìn)行尾水的凈化處理。通過(guò)向含有活性物質(zhì)的液體中鼓泡，將活性物質(zhì)聚集在氣泡上，再通過(guò)對(duì)氣泡和液體分離達(dá)到水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理的目的。因?yàn)檠h(huán)水海水養(yǎng)殖系統(tǒng)中海水更易產(chǎn)生泡沫，因此泡沫分離技術(shù)更適宜應(yīng)用于海水養(yǎng)殖中，在淡水養(yǎng)殖中，要保證有機(jī)物的濃度才能更好的應(yīng)用。

3.1.3 膜分離 膜分離技術(shù)有微濾和超濾技術(shù)兩種，主要是不同孔徑的過(guò)濾膜來(lái)進(jìn)行雜質(zhì)的處理，孔徑的不同能夠截留不同大小的顆粒物，最終達(dá)到凈化水質(zhì)的效果。根據(jù)具體的養(yǎng)殖環(huán)境和尾水污染情況，要選用不同孔徑和材質(zhì)的生物膜來(lái)進(jìn)行尾水處理，其效用要優(yōu)于機(jī)械過(guò)濾，但同時(shí)生物膜的攝取需要耗費(fèi)較多的資源，需要較高的成本投入，而且可替代的生物膜制品較少，因此還不能廣泛投入使用。另外，在循環(huán)水尾水處理中，進(jìn)行機(jī)械增氧和換水也是常用的方式。

3.2 化學(xué)方法 水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)的化學(xué)方法主要是臭氧氧化。臭氧作為氧化性最強(qiáng)的氧化劑之一，可以將雜質(zhì)中的大部分有機(jī)物和無(wú)機(jī)物氧化，并且氧化后產(chǎn)生氧氣，清潔無(wú)污染，因此臭氧具備高效的清潔作用。

絮凝劑是常見(jiàn)的另一種化學(xué)方式，主要通過(guò)加入和物質(zhì)相反電性的鋁鹽、鐵鹽等絮凝劑來(lái)減少離子之間的排斥作用，促進(jìn)離子凝聚下沉，從而達(dá)到去除水體中的懸浮物的目的。但絮凝劑的過(guò)量使用或者在水中殘存量都會(huì)對(duì)動(dòng)植物產(chǎn)生危害，影響動(dòng)植物的生長(zhǎng)，因此把握份量是主要問(wèn)題。

3.3 生物方法

3.3.1 水生植物 植物在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)吸收利用養(yǎng)殖水體中的有機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)鹽等，將其轉(zhuǎn)化為自身需要的物質(zhì)，有效減少水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中的污染物。同時(shí)，植物生長(zhǎng)會(huì)進(jìn)行呼吸作用和光合作用，產(chǎn)生魚(yú)類呼吸需要的氧氣，為水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的生長(zhǎng)活動(dòng)提供條件。水生植物的種類需要結(jié)合養(yǎng)殖場(chǎng)所的環(huán)境具體分析，并且要做好循環(huán)水系統(tǒng)的構(gòu)建，保證植物可以發(fā)揮應(yīng)有的作用。

3.3.2 藻類 藻類在生長(zhǎng)繁殖的過(guò)程中，同樣具有植物的一些作用，可以吸收有機(jī)物、重金屬等，以及新陳代謝產(chǎn)生氧氣，從而促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖物的良好生長(zhǎng)。而且研究表明，藍(lán)藻和黑虎蝦共同培養(yǎng)，可以有效吸收水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中的氨氮和硝氮含量，達(dá)到凈化尾水的作用。雖然復(fù)合生物系統(tǒng)具有更好的凈化效果，但需要做好調(diào)查，明確復(fù)合生物組合的情況，合理運(yùn)用生物培養(yǎng)。

3.3.3 微生物 微生物可以將養(yǎng)殖水體中的有機(jī)物、氨氮、亞硝態(tài)氮等進(jìn)行分解，將其轉(zhuǎn)化為有益的物質(zhì)，達(dá)到凈化水體的目的。實(shí)驗(yàn)表明，多種菌類均可對(duì)養(yǎng)殖水體產(chǎn)生積極影響，凈化尾水，促進(jìn)養(yǎng)殖物種健康生長(zhǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在堅(jiān)持資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)的背景下，推動(dòng)水產(chǎn)養(yǎng)殖資源的合理配置，促進(jìn)動(dòng)植物體系共同發(fā)展，有效提高水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)水平，符合社會(huì)發(fā)展的主流趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉晃.循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的水處理技術(shù)[J].漁業(yè)現(xiàn)代化，2005（01）：30-32.

[2]劉雨青，吳燕翔，吳曉棟.工廠化養(yǎng)殖循環(huán)水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2012，12（07）：1526-1530.

[3]胡維安.高位池循環(huán)水養(yǎng)殖水處理系統(tǒng)構(gòu)建與試驗(yàn)[A].中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì).漁業(yè)科技創(chuàng)新與發(fā)展方式轉(zhuǎn)變——2011年中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C].中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì)：中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì)，2011：1.

[4]孫峰德，孟慶武.工廠化養(yǎng)殖循環(huán)水處理系統(tǒng)的建造技術(shù)及其市場(chǎng)前景[J].中國(guó)漁業(yè)經(jīng)濟(jì)，2008（03）：23-25.

[5]喬衛(wèi)龍.曝氣生物濾池工藝處理淡水養(yǎng)殖廢水性能研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2019.

[6]鄭效旭.規(guī)?；B(yǎng)豬廢水處理技術(shù)研究與工藝優(yōu)化[D].蘭州：蘭州理工大學(xué)，2019.

[7]張茹霞.投加活性炭對(duì)MBR處理海水養(yǎng)殖廢水的影響[D].杭州：浙江工業(yè)大學(xué)，2015.

[8]羅燦.磺胺二甲氧嘧啶在畜禽養(yǎng)殖廢水生物處理系統(tǒng)中的吸附降解[D].長(zhǎng)沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2018.

[9]馬曉娜.復(fù)合濕地系統(tǒng)凈化海水養(yǎng)殖廢水中殺鮭氣單胞菌及濕地微生物菌群研究[D].青島：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)（中國(guó)科學(xué)院海洋研究所），2018.

[10]潘月.湖州市溫室龜鱉養(yǎng)殖廢水污染現(xiàn)狀與防治對(duì)策研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2015.

[11]范琪.基于葡萄糖共代謝的藻菌共生系統(tǒng)處理養(yǎng)殖廢水的研究[D].武漢：中南民族大學(xué)，2018.

[12]張超超，曾奇韜，楊敏志，等.秋茄在不同基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)中處理海水養(yǎng)殖廢水的研究[A].中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì).2017年中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C].中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì)：中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì)，2017：1.

[13]張坤，張海珍，于文濤.人工濕地系統(tǒng)在處理畜禽養(yǎng)殖廢水中的應(yīng)用[J].黑龍江環(huán)境通報(bào)，2017，41（02）：86-88.

[14]劉冉.大型濕地植物對(duì)不同鹽度水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中多種污染物的吸收效果研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

[15]張明星，徐仲，宋偉龍，等.BCO-MBR系統(tǒng)處理對(duì)蝦養(yǎng)殖廢水及膜污染研究[J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，33（02）：153-158+162.

[16]鄭余琦，鄭忠明，秦文娟.縊蟶（Sinonovacula constricta）生物擾動(dòng)對(duì)養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)中沉積物磷賦存形態(tài)垂直分布的影響[J].海洋與湖沼，2017，48（01）：161-170.

[17]高毛林.新型組合濕地在池塘養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究[D].上海：上海海洋大學(xué)，2016.

[18]周鳴，湯紅妍，賈曉平，等.固化菌藻系統(tǒng)處理養(yǎng)殖廢水中氨氮的研究[J].工業(yè)水處理，2016，36（08）：20-23.

[19]劉盼盼.生物過(guò)濾處理模擬海水養(yǎng)殖廢水試驗(yàn)研究[D].濟(jì)南：濟(jì)南大學(xué)，2016.

（責(zé)編：張 麗）

基金項(xiàng)目：中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院所級(jí)基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)“循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)排放物特性及處理工藝研究”（2016YJS010）。

作者簡(jiǎn)介：宋紅橋（1982—），上海人，工程師，從事水產(chǎn)養(yǎng)殖工程工作。? 收稿日期：2019-10-09