论水产养殖与废水处理技术

摘 要：主要综述了国内外水产养殖废水的物理化学处理和生物处理2方面的技术，并总结了水产养殖废水循环使用的水处理工艺流程和生物工程在水产养殖废水处理中的应用，表明了水产养殖废水的综合利用和无害化排放技术为今后发展方向。

关键词：生物膜；人工湿地；固定化微生物

近20年来，集约化水产养殖业在国内外迅速发展。世界水产量在1996年达到1.2亿t，其中25%为人工养殖。在此条件下，养殖过程中投放的饲料所含的氮、磷大约只有9.1%和17.4%被鱼同化，其残剩饲料和鱼类排泄物形成的污染物对水体、沉积物等造成严重污染，引起浅水湖泊的退化，造成局部海域发生赤潮；水产养殖中使用的各类化学药品和抗生素的残留物也污染了水域环境，使一些生物栖息地遭到破坏，干扰了野生种群的繁衍和生存，使生物多样性减少；同时水体污染反过来制约水产养殖的发展，因此，水产养殖废水的处理和循环利用逐渐受到关注。

一、水产养殖废水物理化学处理技术

1.1 机械过滤

过滤装置是从传统的砂滤池不断发展起来的，其基本原理是阻隔吸附作用。在处理水产养殖水体中，用砂滤池能很好地去除SS，但是去除N和P效果不佳；改用斜发沸石去可以吸附一定量的氨。对于机械过滤装置，美国开发的一种筒状的过滤机，筒体四周附有滤网，筒体置于水中工作时，部分滤网浸没在水中，废水从开口端流入筒内，污物被留在网上，过滤过的水又回流到池中，而污物被喷头冲到漏斗内而排出。瑞典一种高度为3140～4725mm，直径900～1910 mm的过滤机在工作时，污水由装置的下部经过中心管和吸附污物的砂混合在一起，由升液器上升到装置的上部，在此分离，污物清除后，经管道流入沉淀池，沙子靠锥形分解器的作用均匀降下，上升的水和下降的沙相遇，这样，水被净化后从另一根管道放回到鱼池。日本有一种过滤机，其工作原理是水泵将池水吸上后，经喷洒管喷入过滤池，过滤池内一层小颗粒沸石和一个特制过滤器，过滤后的水流回养鱼池。

1.2 臭氧

臭氧的净化原理在于它在水中的氧化还原电位为2.07 V，高于氯（1.36 V）和二氧化氯（1.5 V）。它能够破坏和分解细胞的细胞壁（膜），迅速扩散渗入细胞内，从而杀死病原菌。臭氧在水中分解的中间物质羟基自由基（.OH），具有很强的氧化性，可以分解一般氧化剂难分解的有机物。因此，用臭氧处理废水，既能够迅速灭除细菌、病毒和氨等有害物质，又能增加水中溶解氧，从而达到净化养殖废水的目的。有资料报道，臭氧在鱼虾养殖中应用效果显著，氧与生物滤池结合，出水中溶解氧含量高，回用可以提高养殖密度。

二、产养殖废水的生物处理技术及其应用

2.1 物膜法

生物滤器被广泛应用于去除水产养殖废水中的NH3-N和有机物。氨被氧化成NO3-有两个阶段：一是氨氧化细菌（AOB）把氨氧化为NO2，二是亚硝酸盐硝化细菌（NOB）把NO2氧化为NO3。而充满填料的生物滤器通常为AOB和NOB的生长提供固体基质和适宜的生长环境，同时，在生物膜表面形成的微生物通过分解代谢活动将废水中的有机物最终分解为CO2和H2O。为了优化硝化速率和减少生物滤器的堵塞，填料载体应该具有高表面比、低成本、质轻耐用、不易堵塞等性能。当前使用得较多的生物填料有软性填料、半软性填料和弹性组合填料等，通常情况下塑料载体因价格低廉、处理效果较好而得到较为广泛的应用。装有合适填料的生物滤器能够提高养殖废水的出水水质。Yang等利用不同填料和流程安排来评价生物滤池的效率，试验结果表明，填料的性质比生物滤池的流程安排更能影响生物滤池的效率，且装有十字交叉和多孔填料的生物滤池对水产养殖废水的处理效果良好。

目前使用较多的生物滤器有淹没式生物滤池、滴滤池、生物转盘、生物转筒和生物硫化床等。这些装置因其微生物的多样化，而被广泛应用于密集型封闭式零污水排放的循环水养殖系统中。在以色列，使用由鱼池→格栅→集水池→滴滤池→液氧接触器→鱼池回用和格栅截留固体/鱼池底部沉积物→沉淀/硝化池→柱式流化床→回流沉淀/硝化池→回流格栅组成的零污水排放罗非鱼循环水养殖系统，中试结果表明：在硝化滴滤池内，氨氮的平均去除率为0.16。在缺氧段，即硝化池和流化床段，反硝化作用得到充分发挥，且随着饲料的投喂，溶于水体中的90%的磷在缺氧段被回收，长期运行零排放循环水养殖系统对鱼的生长没有不良影响。

2.2 人工湿地

人工湿地是指通过选择一定的地理位置和地形，并模拟天然湿地的结构和功能，根据人们的需要人为设计并建造起来的一种污水净化综合系统。水体、透水性基质（如土壤、砂、石）、水生植物和微生物种群是构成人工湿地系统的基本要素，其除污原理主要是利用湿地中的基质、水生植物和微生物之间通过物理、化学和生物的三种协同作用净化污水。人工湿地系统通过沉积和过滤去除沉降性有机物；主要通过微生物降解去除可溶性有机物；通过基质的吸附、过滤、沉淀以及氮的挥发、植物的吸收和微生物的硝化、反硝化作用去除氮；通过湿地中基质、水生植物和微生物的共同作用去除磷。Reddy发现，根际区是植物去污除磷的主要部位，它们为微生物的生存和营养物质的降解提供了好氧、缺氧、厌氧的状态，相当于许多串联或并联的A/A/O处理单元，可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用从废水中去除磷。

三、结语

随着世界性水资源短缺和环境污染的日趋严重，今后各国将采用封闭式循环水养殖方式。其中，养殖废水的综合利用与无害化排放技术具有极大的研究开发价值和广泛的应用前景。虽然生物滤池去除氨氮和有机物的效果比较好，却会使水中硝酸盐含量增加，硝酸盐的毒性虽比氨氮低，但过度积累同样会影响鱼类生长，而且含氮高的废水排放到环境中，又会引起二次污染。2l世纪的水产养殖将由单一型向生态型发展。近年来，美国、丹麦、日本和中国等国家发展鱼菜共生、鱼藻共生系统；利用养殖废水培育蔬菜、花卉、水果和藻类，既能最大限度地提高水产品和蔬菜等的产量，又能净化水质，把污染降至最低程度，从而形成小环境生态系统良性循环。

参考文献：

[1]邱德全.水产养殖水体水质污染及水质处理微生物制剂的研究和应用现状.中国水产， 2004（7）： 81—82.

[2]圣琼，胡雪峰，巫和昕.水产养殖废水处理技术及应用.环境污染治理技术与设备，2004，5（9）： 51—55.

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