水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)現(xiàn)狀及其開發(fā)與應(yīng)用

黃世明，陳獻(xiàn)稿，石建高，徐麗麗

（1．寧波優(yōu)貝海洋科技有限公司，浙江寧波 315000；2．平陽(yáng)縣市場(chǎng)監(jiān)督管理局，浙江平陽(yáng) 325400；3．中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所，上海 200090；4．平陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)局，浙江平陽(yáng) 325400）

水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)現(xiàn)狀及其開發(fā)與應(yīng)用

黃世明1，陳獻(xiàn)稿2，石建高3，徐麗麗4

（1．寧波優(yōu)貝海洋科技有限公司，浙江寧波 315000；2．平陽(yáng)縣市場(chǎng)監(jiān)督管理局，浙江平陽(yáng) 325400；3．中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所，上海 200090；4．平陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)局，浙江平陽(yáng) 325400）

當(dāng)前，池塘高密度養(yǎng)殖方式在我國(guó)最為普遍。按照傳統(tǒng)養(yǎng)殖方法，大量的殘餌和糞便排入水體，養(yǎng)殖尾水污染日益嚴(yán)重。養(yǎng)殖尾水處理與重復(fù)利用已成為研究水產(chǎn)養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文主要分析了水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水特點(diǎn)，重點(diǎn)綜合評(píng)述了目前尾水處理的物理、化學(xué)、生物三種技術(shù)優(yōu)、缺點(diǎn)，以及池塘、設(shè)施、人工濕地等三種尾水處理方式的研究現(xiàn)狀。最后，提出環(huán)境修復(fù)和生態(tài)修復(fù)兩種尾水處理的開發(fā)與應(yīng)用模式，為今后水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展提供參考。

水產(chǎn)養(yǎng)殖；尾水處理；人工濕地

水產(chǎn)養(yǎng)殖按照不同的養(yǎng)殖方式，可分為池塘養(yǎng)殖、灘涂養(yǎng)殖、工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖、網(wǎng)箱養(yǎng)殖、浮繩式圍網(wǎng)（如碧海仙山開展的離岸型智能化外海浮繩式圍網(wǎng)養(yǎng)殖等）［1］、堤壩圍網(wǎng)養(yǎng)殖（如東海所石建高研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合浙江東一、荷蘭皇家帝斯曼集團(tuán)等開展的白龍嶼柵欄式堤壩圍網(wǎng)養(yǎng)殖工程等，相關(guān)專利授權(quán)號(hào)為ZL 201310608642．5）、大型柱樁式圍網(wǎng)養(yǎng)殖（如東海所石建高研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合恒勝水產(chǎn)、荷蘭皇家帝斯曼集團(tuán)等主持完成的大型柱樁式圍網(wǎng)養(yǎng)殖，相關(guān)專利授權(quán)號(hào)為ZL 201310347972．3）等。當(dāng)前，池塘高密度養(yǎng)殖方式在我國(guó)最為普遍，按照傳統(tǒng)養(yǎng)殖方法，大量的殘餌和糞便排入水體，養(yǎng)殖尾水污染日益嚴(yán)重。例如，池塘養(yǎng)殖1 kg鯉魚每天要耗盡500 L水中的溶解氧，排出300 mg氨以及7 000 mg的 BOD5，產(chǎn)生100 kg含有大量氮肥的污水［2］。再如，每生產(chǎn)1 t蝦池塘水體中增加了0．2 t的N元素和0．05 t的P元素［3］。水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水如得不到及時(shí)有效處理，不僅惡化養(yǎng)殖水域環(huán)境，而且會(huì)導(dǎo)致魚類、蝦類、貝類等的爆發(fā)性疾病，甚至大面積死亡，養(yǎng)殖產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量下降。因此，研發(fā)一種效益穩(wěn)定、環(huán)境友好的水產(chǎn)養(yǎng)殖模式和養(yǎng)殖尾水處理方式，對(duì)我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖健康、可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水特點(diǎn)

水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水中的主要污染物有氨氮、亞硝酸鹽、有機(jī)物、磷及污損生物［4］。氨氮是水生動(dòng)物的排泄物，也是殘餌、糞便及動(dòng)植物尸體等含氮有機(jī)物分解的終產(chǎn)物，容易造成水體惡化，對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物產(chǎn)生毒性。亞硝酸鹽對(duì)魚類有很強(qiáng)的毒性，它的存在可導(dǎo)致魚、蝦血液中的亞鐵血紅蛋白被氧化成高鐵亞鐵血紅蛋白，而后者不能運(yùn)載氧氣，從而抑制血液的載氧能力，造成組織缺氧，水生動(dòng)物攝食能力下降，甚至死亡。有機(jī)物主要由殘餌、浮游生物的代謝產(chǎn)物及養(yǎng)殖動(dòng)物的排泄物分解產(chǎn)生，有機(jī)物含量高常造成水體惡化，導(dǎo)致魚類生長(zhǎng)緩慢，甚至泛池或死亡。通常養(yǎng)殖尾水中的營(yíng)養(yǎng)性成分、溶解有機(jī)物、懸浮固體（SS）和病原體是處理的重點(diǎn)［5］。

2 水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外已有較多研究者對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)進(jìn)行了大量的研究和應(yīng)用，主要包括物理處理技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)及生物處理技術(shù)等［6-12］。

2．1 物理處理技術(shù)

水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理物理技術(shù)包括利用各種孔徑大小不同的濾材，或阻隔或吸附水中雜質(zhì)，以期保持水質(zhì)潔凈。其中，尤其以機(jī)械過濾和泡沫分離處理技術(shù)，因效果明顯而在工廠化規(guī)模養(yǎng)殖的尾水處理中獲得廣泛應(yīng)用［13-14］。

由于大量的殘餌糞便是以大顆粒狀、懸浮態(tài)存在于水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水，機(jī)械過濾能有效去除水中有機(jī)物和氨氮，顯然在尾水處理的前期是一種十分實(shí)用且簡(jiǎn)便的物理處理技術(shù)手段。前期實(shí)地調(diào)研結(jié)果表明，沉淀砂濾處理系統(tǒng)在水產(chǎn)養(yǎng)殖處理工程中實(shí)際應(yīng)用較多。整套沉淀砂濾處理系統(tǒng)占地面積較大，有的達(dá)到廠區(qū)的30％甚至更多。一個(gè)年產(chǎn)不到50億尾蝦苗的育苗廠區(qū)，沉淀池、蓄水池的總?cè)莘e少則二三千m3，多則近萬m3。除采用一般機(jī)械過濾去除較大懸浮物外，還通常采用弧型篩或微濾機(jī)等去除小顆粒懸浮物。常用的弧形篩篩縫間隙為0．25 mm，可有效去除約80％的粒徑大于70μm的固體顆粒物質(zhì)。微濾機(jī)的過濾精度達(dá)0．45μm，可以有效去除99％的水中懸浮物。如Ridha等［15］用塑料生物過濾介質(zhì)對(duì)簡(jiǎn)易羅非魚循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)廢水過濾，取得了很好的凈化效果。

在對(duì)微細(xì)小有機(jī)顆粒物等的去除方面，泡沫分離技術(shù)占據(jù)突出的優(yōu)勢(shì)。它能有效利用氣泡的表面張力，吸附水中的生物絮體、纖維素、蛋白質(zhì)等溶解態(tài)物和小顆粒態(tài)有機(jī)雜質(zhì)。Timmons［16］綜合評(píng)述了用于循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中的泡沫分離技術(shù)，其中提到的氣泡，既可以吸附帶負(fù)電的微小顆料，又可以吸附帶正電的微小顆料。Thomas［17］研究發(fā)現(xiàn)泡沫分離技術(shù)對(duì)微小懸浮物（SS）和溶解有機(jī)物有很好的去除效果，泡沫上聚集的微小顆粒物粒徑小于30 nm。孫大川等［18］研究得出：隨著水力停留時(shí)間的延長(zhǎng)，泡沫分離器對(duì)不同規(guī)格微小固體懸浮顆粒物的去除效率逐漸增加。事實(shí)上，泡沫分離器的有效性就在于擴(kuò)大氣體和液體之間的表面區(qū)域及其特定的表面張力，使氣泡表面自然吸附更多的纖維素、蛋白素和食物殘?jiān)?，最大程度能清除水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水中80％的有機(jī)新陳代謝產(chǎn)物。此外，反映接觸點(diǎn)部分的二氧化碳和氧氣還進(jìn)行了密集的交換。因此，經(jīng)泡沫分離技術(shù)處理后的尾水充滿了豐富的氧氣，只含有少量的二氧化碳、微量元素和維生素。

2．2 化學(xué)處理技術(shù)

早前使用的水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水化學(xué)處理手段，主要采用的是水流消毒法，以殺滅水體中的致病生物為主要目標(biāo)。由于僅采用沉淀砂濾等水產(chǎn)養(yǎng)殖物理處理手段，水中弧菌、藻類孢子等都無法有效去除，所以大部分水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)在水中添加化學(xué)藥劑殺菌，次氯酸鈣5～20 pm是常用的藥劑和濃度。臧微玲等［19］利用高錳酸鉀、甲醛、生石灰等對(duì)羅氏沼蝦（Macrobrachium rosenbergii）育苗用水進(jìn)行預(yù)處理，大大提高了羅氏沼蝦的變態(tài)率和出苗率?；瘜W(xué)藥劑作為水質(zhì)改良劑，對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水進(jìn)行一定處理后，提高了尾水排放的質(zhì)量，但長(zhǎng)期連續(xù)使用不但容易使菌株產(chǎn)生耐藥性，對(duì)于有保護(hù)層的孢子和蟲卵更是難以殺滅，甚至對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境造成二次污染，帶給人體次生傷害。

目前，國(guó)內(nèi)外研究中采用比較多的水產(chǎn)養(yǎng)殖化學(xué)處理手段是臭氧處理技術(shù)。臭氧可以有效地氧化水產(chǎn)養(yǎng)殖海水中積累的氨氮、亞硝酸鹽，降低有機(jī)碳含量、COD濃度，去除水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水中多種還原性污染物，起到凈化水質(zhì)、優(yōu)化水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的作用。臭氧具有的高效無二次污染等特性，使其在水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理中的應(yīng)用日益普遍。王博君等［20］、朱福慶等［21］研究了臭氧在河蟹（Eriocheir sinensis）育苗中的應(yīng)用，認(rèn)為育苗水經(jīng)臭氧處理后，水中的細(xì)菌得到了有效抑制，亞硝酸鹽大幅度降解。

絮凝劑也常被用于水體懸浮物的去除。天然水體中膠狀離子大多帶負(fù)電荷，加入正電荷的鋁鹽、鐵鹽、氫氧化鈣、聚丙烯酰胺等絮凝劑使離子凝聚下沉，從而達(dá)到去除目的。

W．T．Mook等［22］詳細(xì)綜述了使用電化學(xué)技術(shù)去除水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水中的總氨氮（TAN）、亞硝酸鹽、總有機(jī)碳（TOC）情況，具有高效、操作條件適宜、設(shè)備較小、產(chǎn)生泥漿最少、啟動(dòng)快速特點(diǎn)。

2．3 生物處理技術(shù)

國(guó)內(nèi)開展的水產(chǎn)養(yǎng)殖生物處理技術(shù)主要有5種方式：水生植物、藻類、水生動(dòng)物、微生物、人工濕地，其中微生物凈化水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水技術(shù)最為成熟。近年來利用水體有益微生物如綠色藻類（Thallophytes），實(shí)施以菌制菌的生物修復(fù)技術(shù)逐漸成為水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理研究與開發(fā)的熱點(diǎn)。

具有抑制致病菌生長(zhǎng)、起水質(zhì)凈化作用的微生物主要有硝化細(xì)菌（Nitrifying bacteria）、光合細(xì)菌（Photosynthetic bacteria）、枯草桿菌（Bacillus subtilis）、放線菌（Actinomycete）、乳酸菌（Lactobacillus）、芽孢桿菌（Bacillus）、鏈球菌（Pneumococcus）等。中國(guó)、日本及東南亞等國(guó)的養(yǎng)蝦池和養(yǎng)魚池普遍投放光合細(xì)菌以改善水質(zhì)［23-24］。據(jù)了解，厄瓜多爾、美國(guó)及日本的養(yǎng)蝦場(chǎng)還通過用微生物技術(shù)清潔水體，去除有機(jī)物，使水產(chǎn)品的養(yǎng)殖密度增加了20％，同時(shí)提高水產(chǎn)品的品質(zhì)。國(guó)內(nèi)關(guān)于羅氏沼蝦（Macrobrachium rosenbergii）、中華鱉（Trionyx sinensis）、加州鱸（Micropterus salmoides）、中國(guó)明對(duì)蝦（Penaeus orientalis）養(yǎng)殖中應(yīng)用光合細(xì)菌［25］，芽孢桿菌［26］等降低水中氨氮、硫化氫含量的研究，有益細(xì)菌起到了抑制病原繁殖的作用，具有改善水質(zhì)、減少病害、提高水產(chǎn)養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益的效果。仇麗等［27］在育苗期的水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中加入枯草芽孢桿菌后，氨氮含量和亞硝酸氮含量分別下降52．5％和50％。

制取高效的微生物凈水產(chǎn)品的重點(diǎn)是通過篩選以獲得凈化能力強(qiáng)和優(yōu)良生產(chǎn)性能的菌株。迄今，在水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理應(yīng)用中，大多數(shù)是益生菌—復(fù)合水產(chǎn)微生態(tài)制劑，即由許多有益微生物組成的活菌制劑，能發(fā)揮各個(gè)菌株的不同功能，起到協(xié)同作用，克服單一品種適應(yīng)性差、應(yīng)用面較為狹窄的不足?！袄亍保?8］、EM菌群［29］、Clear～Flo［30］等是常見的復(fù)合微生態(tài)制劑產(chǎn)品。Grommen等［31］向養(yǎng)魚池尾水中投加復(fù)合菌液，4 d內(nèi)可使氨氮由10 mg／L降低到可檢測(cè)范圍。微生物菌劑還能促進(jìn)生物鏈的形成?？莶菅挎邨U菌的作用就是防止糞便、死藻、殘餌的過度積累，促進(jìn)藻相的更新，及時(shí)分解水中有機(jī)物，對(duì)池塘水質(zhì)、底質(zhì)的改良與修復(fù)效果十分明顯。張克強(qiáng)等［32］把兩種芽孢桿菌投入水產(chǎn)養(yǎng)殖水體，使氨氮、亞硝酸鹽和COD濃度分別降低了96．97％、87．78％和73．66％，其原理就是利用有益菌調(diào)節(jié)水體中菌相藻相的平衡，防止殘餌與代謝產(chǎn)物積累所引起的水體環(huán)境的惡化。

以上三種尾水處理技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，詳見表1。

表1 水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理三類技術(shù)比較Tab．1 Comparison of three kinds of technology in aquaculture wastewater treatment

3 水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理形式的現(xiàn)狀

水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理屬于設(shè)施漁業(yè)范疇，其關(guān)鍵是從水處理效率和水質(zhì)改善等方面降低成本、凈化水質(zhì)，有效減少養(yǎng)殖過程對(duì)周邊水環(huán)境的依賴。到目前為止，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)實(shí)際中，水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理形式主要包括池塘分區(qū)凈化、設(shè)施凈化、濕地凈化等。

3．1 池塘凈化

池塘凈化主要依據(jù)過濾、沉淀、吸附、氧化、降解等的技術(shù)原理，在措施落實(shí)上有：沙濾、網(wǎng)濾、曝氣、水生植物處理、水生動(dòng)物處理等。傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖中常用的過濾池都是快濾池類型，效果與所用的過濾填料有關(guān)，多種組合填料比單一填料的過濾效果要好。過濾法最大的缺點(diǎn)是由于水產(chǎn)養(yǎng)殖水中懸浮物相當(dāng)多，在短時(shí)間內(nèi)會(huì)形成阻塞現(xiàn)象，需配合定期清洗或更換填料過程，但仍浪費(fèi)很大的人力、物力。池塘凈化特點(diǎn)是簡(jiǎn)便易建、成本低，但見效慢，場(chǎng)內(nèi)有局部污染。

3．2 設(shè)施凈化

設(shè)施凈化原理上類同池塘凈化，技術(shù)上更加細(xì)化和專門化。設(shè)施凈化特點(diǎn)表現(xiàn)為效果好、占地少、成本高。存在于水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水中溶解或不溶解的雜質(zhì)，粒徑大都在1 nm～0．2μm范圍，屬膠態(tài)體系，不能借重力作用沉淀，也不能以過濾方法去除，只能靠藥劑破壞其穩(wěn)定性，使膠體顆粒增大才能予以去除。一般情況下從1 nm～100μm的顆粒領(lǐng)域均可用凝聚處理，所以利用設(shè)施作凝聚處理在分離技術(shù)中既重要又廣泛。同時(shí)在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中利用活性炭特殊的吸附作用，去除水中的有機(jī)碎屑、蛋白質(zhì)、類脂物、異臭物、農(nóng)藥、游離氨、色素等物質(zhì)。但由于吸附介質(zhì)易被懸浮物堵塞，且處理水量小，處理成本相對(duì)較高，在水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)中應(yīng)用較少。

3．3 濕地凈化

濕地凈化是一種復(fù)雜的多功能生態(tài)系統(tǒng)，利用物理過濾、化學(xué)吸附、沉淀、植物過濾及微生物作用等方法，能有效去除水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水中的N、P等營(yíng)養(yǎng)元素，還能去除一定的BOD、COD、SS，具有很高的凈化能力。陳家長(zhǎng)等［33］構(gòu)建的池塘養(yǎng)殖——表面流人工濕地系統(tǒng)，污染物平均去除率分別為NH3-N達(dá)76．9％，NO2-N達(dá)53．1％，NO3-N達(dá)60．9％，TN達(dá)54．2％。李懷正等［34］針對(duì)上海松江五庫(kù)農(nóng)業(yè)園區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖污染問題，提出以邊坡人工濕地／水生植物塘集成技術(shù)進(jìn)行處理，優(yōu)化工藝流程及工程設(shè)計(jì)，濕地表面種植梔子花、金邊黃楊、金雞菊、美人蕉、麥冬草等濕地或坡岸植物，達(dá)到濕地供氧及美化邊坡作用。集成技術(shù)示范工程運(yùn)行結(jié)果表明：濕地對(duì)水質(zhì)凈化的功能與濕地類型、填料厚度、填料種類、植物種類、植物數(shù)量有關(guān)，植物每年COD、TN、TP的減排強(qiáng)度分別達(dá)到896．35 kg／hm2、35．2 kg／hm2、10．9kg／hm2，初步解決了園區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖排水污染問題。同時(shí)，水生植物塘中生長(zhǎng)的浮萍可以用作草魚養(yǎng)殖飼料，符合現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展趨勢(shì)。由于地區(qū)間氣候等條件差異較大，因此濕地的選擇要因地制宜。

Jan Vymazal［35］綜述了使用混合人工濕地特別關(guān)注N尾水去除技術(shù)最新進(jìn)展，指出混合人工濕地由幾個(gè)階段的垂直流動(dòng)和之后的幾個(gè)階段水平流動(dòng)床組成，與單純垂直流動(dòng)或水平流動(dòng)的人工濕地相比較，去除總氮效率更高。

4 水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用

4．1 利用魚-貝-藻循環(huán)水養(yǎng)殖模式的環(huán)境修復(fù)水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理凈化

大面積水產(chǎn)養(yǎng)殖的生態(tài)系統(tǒng)顯然是很容易受到人工干擾的簡(jiǎn)單脆弱生態(tài)系統(tǒng)，不僅水環(huán)境本身容易受到影響，而且養(yǎng)殖水體環(huán)境變化也容易導(dǎo)致養(yǎng)殖水產(chǎn)病害發(fā)生。寧波優(yōu)貝海洋科技有限公司魚-貝-藻循環(huán)養(yǎng)殖模式的復(fù)合尾水處理凈化系統(tǒng)（圖1）以土壤自凈原理為依據(jù)，在污水灌溉的實(shí)踐基礎(chǔ)上，經(jīng)較原始的間歇砂濾和接觸過濾技術(shù)發(fā)展起來，兼顧微生物處理技術(shù)，費(fèi)用低廉，經(jīng)濟(jì)美觀。這既符合現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖高效高產(chǎn)趨勢(shì)，也符合生態(tài)環(huán)境的要求，是未來水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)改進(jìn)的方向之一。

魚-貝-藻循環(huán)養(yǎng)殖以主要養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)作物——魚為中心，可開展輪養(yǎng)、套養(yǎng)、間養(yǎng)等養(yǎng)殖模式。多種生物間的混養(yǎng)，必然有互相依賴，也有交叉影響，因此對(duì)藻類和貝類的選擇盡量以能吸收所養(yǎng)魚類殘餌剩渣、改善水質(zhì)狀況為目標(biāo)，兼顧養(yǎng)殖的副業(yè)經(jīng)濟(jì)。海水養(yǎng)殖尾水在經(jīng)投放了江蘺（Gracilaria lemaneiformis）、羊棲菜（Hizikia fusifarme）、滸苔（Enteromorpha prolifera）等藻類凈化池后降低了N、P含量，同時(shí)由光合作用增加了水中的氧氣含量；再經(jīng)投放了三倍體太平洋牡蠣（Crassostrea gigas）、皺紋盤鮑（Haliotis discus hannai）、海螺（Busycon canaliculatu）等的貝類凈化池后，由貝類濾食固態(tài)有機(jī)顆粒和浮游生物，進(jìn)一步降低了水體中的有機(jī)物含量和營(yíng)養(yǎng)鹽數(shù)量，水質(zhì)得以易位修復(fù)。

圖1 魚-貝-藻循環(huán)養(yǎng)殖模式復(fù)合水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)Fig．1 Design of wastewater treatment system for the fish-shellfish-algae cyclem odel

馬旻等［36］研究了鳳眼蓮、輪葉黑藻、香根草和水雍菜四種水生植物在亞熱帶氣候條件下凈化淡水養(yǎng)殖廢水的效果，跟蹤比較了一個(gè)月之內(nèi)它們處理污水時(shí)，水體氮、磷、化學(xué)需氧量、pH值和溶解氧的變化，結(jié)果表明：4種植物均能強(qiáng)化養(yǎng)殖廢水污染物的去除。

4．2 利用生態(tài)原理的原位修復(fù)水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理凈化

水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水的共同點(diǎn)是：屬有機(jī)污染，幾乎不含有毒物質(zhì)，但N、P含量很高；N、P、COD等主要污染參數(shù)大部份含在固形物中，經(jīng)過濾后這些指標(biāo)可大幅度下降。水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水中的懸浮體系顆粒一種是比較容易沉淀的顆粒，特別是溫室類的尾水經(jīng)3～5 min就能沉淀，此后就看不出有繼續(xù)沉淀的效果；另一種是有機(jī)和無機(jī)的膠狀體，即使放置三天以上這些懸浮物還是無法完全沉淀。水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水的性質(zhì)與特點(diǎn)還依養(yǎng)殖對(duì)象的不同而有差別，大致可分二種情況：一是溫室類，尾水污染指數(shù)高，尾水中除菌類外幾乎沒有活體；二是池塘養(yǎng)殖池，污染指數(shù)相對(duì)低一些，尾水中有藻類和浮游動(dòng)物等的活體，但在它們死亡前不容易沉淀，如要去除就必須使用化學(xué)藥劑。

綜合對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水的認(rèn)識(shí)和目前對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理的研究情況看，單純地利用一種方法或一種形式處理尾水，效率和效益均不能達(dá)到最大值。利用生態(tài)原理將物理、化學(xué)、生物三種處理手段有機(jī)高效融合，包括進(jìn)一步研究物理過濾或吸附作用更強(qiáng)的濾料，提供廉價(jià)高效的化學(xué)絮凝劑，開發(fā)處理效果更強(qiáng)、有毒有害物去除率更高的生物品種，形成綜合水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理模式，原位修復(fù)水質(zhì)環(huán)境，將是改進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)方向之一。

以寧波優(yōu)貝海洋科技有限公司研發(fā)的UB-16型為例（圖2），其水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理路線為：整個(gè)養(yǎng)殖水域→尾水收集池→平流池→生化池（水處理一體機(jī)）→植物吸收池→清水貯水池→公共排放水域。尾水處理的核心工藝是懸浮物（SS）、營(yíng)養(yǎng)鹽去除、排放或回用。工藝流程經(jīng)過機(jī)械過濾、氣浮分離、生物氧化、消毒殺菌等環(huán)節(jié)。其尾水處理模式的原理是依托物理、化學(xué)、生物三者處理手段的有機(jī)融合（圖3），達(dá)到水質(zhì)原位凈化的目的。在實(shí)踐應(yīng)用生物填料時(shí)，注意不同種類的生物填料，對(duì)號(hào)入座，有針對(duì)性選擇填料種類；同時(shí)，注意使用對(duì)象的污染指數(shù)，若在水中的污染物過高，特別是SS過高的污水中使用，污水中的污染物和懸浮物會(huì)很快附著在填料表面，將填料與水體隔離，使其失去凈化功能。因此，實(shí)踐應(yīng)用中，還注重加強(qiáng)管理，定時(shí)清洗及更換。

圖2 UB-16型尾水處理綜合系統(tǒng)示意圖Fig．2 Schematic diagram of UB-16 aquaculture wastewater treatment system structure

圖3 尾水處理模式原理圖／流程圖Fig．3 Diagram／Flow chats of aquaculture water treatmentmodel

這種利用生態(tài)原理，以水處理一體機(jī)為代表的綜合處理方法，提供了一種從高效出發(fā)，以節(jié)省水資源消費(fèi)為特征的水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)改進(jìn)模式，強(qiáng)調(diào)運(yùn)用水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)處理和調(diào)控技術(shù)與病害防控技術(shù)。經(jīng)測(cè)試，過濾精度可達(dá)到30 nm，對(duì)于水中的顆粒物、藻類和弧菌，比如霍亂弧菌尺寸200～600×1 000～3 000 nm，金黃色葡萄球菌尺寸800～1 000 nm，大腸桿菌500× 1 000～2 000 nm均可得到有效的去除。同時(shí)，注意實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水中化學(xué)殘留物質(zhì)，如在利用臭氧處理養(yǎng)殖河蟹育苗時(shí)，操作過程中時(shí)刻注意臭氧的毒性問題，當(dāng)水體殘留臭氧濃度高于0．06 mg／L時(shí)，可對(duì)魚蝦等養(yǎng)殖生物產(chǎn)生一定的毒性作用［37］。為確保水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水中剩余臭氧不對(duì)水生生物產(chǎn)生不良作用，還增加采用以下方法對(duì)殘留臭氧加以去除：一是利用活性炭進(jìn)行吸附；二是配置鼓風(fēng)曝氣設(shè)備等。依靠物理、化學(xué)、生物有機(jī)融合的綜合水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)，使“人工操縱”實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的“生物操縱”與環(huán)境“自我修復(fù)”，有效地控制著養(yǎng)殖的自身污染及因養(yǎng)殖活動(dòng)對(duì)水域環(huán)境造成的影響，凸顯水環(huán)境的生態(tài)修護(hù)和生態(tài)維持作用，實(shí)現(xiàn)與養(yǎng)殖效益的平衡。

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Review on status of wastewater treatment technologies and their development and app lication in aquaculture

HUANG Shi-ming1，CHEN Xian-gao2，SHI Jian-gao3，XU Li-li4
（1．Ningbo Union-bay Marine Science＆Technology Co．LTD．，Ningbo 315000，China；2．Market Supervision Administration of Pingyang County，Pingyang 325400，China；3．East China Sea Fisheries Research Institute，Shanghai 200090，China；4．Agricultue Bureau of Pingyang County，Pingyang 325400，China）

At present，high-density pond culture is the most common mode in aquaculture of China．Following the conventional culture methods，a large number of residual feeds and excrement are discharged into waters，and wastewater pollution originated from aquaculture becomemore severe．From studies of several years，the treatment and recycling of wastewater has been known as the key steps for the development of sustainable aquaculture．The characteristics of aquaculture wastewater weremainly analyzed．Meanwhile，the advantages and disadvantages of the current physical，chemical，biological techniques，aswell as the research status in wastewater treatment among ponds，facilities，constructed wetlandswere comprehensively reviewed．From the above，two development and application modes，which are based on environmental and ecological principals respectively are proposed for wastewater treatment in the hope of providing references for the healthly and sustainable development of aquaculture in the future．

aquaculture；wastewater treatment；constructed wetland

S 969

：A

2095-3666（2016）04-0278-08

10．13233／j．cnki．fishis．2016．04．006

2016-07-15

：2016-08-08

2013年海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范項(xiàng)目“年產(chǎn)650噸高性能離岸深水網(wǎng)箱岱衢族大黃魚健康養(yǎng)殖示范”；四技服務(wù)項(xiàng)目“水產(chǎn)養(yǎng)殖大型圍網(wǎng)工程設(shè)計(jì)合作”；洞頭縣科技計(jì)劃項(xiàng)目“白龍嶼柵欄式堤壩圍網(wǎng)用高性能繩網(wǎng)技術(shù)開發(fā)”（N2014K19A）

黃世明（1971-），男，學(xué)士，浙江浦江人，主要從事尾水處理技改項(xiàng)目。E-mail：nbhsm＠hotmail．com