水產養(yǎng)殖廢水污染危害及其處理技術研究

蔣路平　朱建龍　羅金飛

摘要 水產養(yǎng)殖是一個發(fā)展迅速的產業(yè)，同時在養(yǎng)殖過程產生的大量養(yǎng)殖廢水也造成了很大的污染。因此，討論水產養(yǎng)殖廢水對水產品和環(huán)境的危害以及相關的處理技術具有重要意義。通過闡述水產養(yǎng)殖產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，分析養(yǎng)殖廢水的危害及其物理、化學和生物處理技術，以期為水產養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供一定參考。

關鍵詞 水產養(yǎng)殖廢水；危害；廢水處理技術

中圖分類號 S959 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）03-0171-02

Abstract Aquaculture is an industry with rapid development，while a large amount of aquaculture wastewater generated during the breeding process causes a lot of pollution. Therefore，it is important to discuss the harm of aquaculture wastewater to aquatic products and environment，and the related treatment technology. The status of aquaculture industry development was expounded，the harm of aquaculture wastewater and its physical，chemical and biological treatment technology were analyzed，in order to provide some references for the sustainable development of aquaculture.

Key words aquaculture wastewater；harm；wastewater treatment technology

20世紀70年代以來世界各國水產養(yǎng)殖行業(yè)迅速發(fā)展，水產產量也日益提高。中國的水產養(yǎng)殖歷史最早可以追溯到2 000年以前[1-2]。自改革開放政策以來，我國淡水養(yǎng)殖產業(yè)的快速發(fā)展就已成為世界關注的焦點。由于水產品中蛋白質含量較高，一般魚類蛋白質含量可高達15%～20%，而且蛋白質質量較好，含有人體所必需的多種氨基酸，特別是含有人體需要量較大的亮氨酸和賴氨酸，具有非常高的營養(yǎng)價值[3]。人們對水產品的需求越來越大，據統(tǒng)計2008—2014年我國養(yǎng)殖水產品產量增長1 336萬t，2005年的總生產量達5 100萬t，占世界總量的1/4。然而，隨著水產養(yǎng)殖的快速發(fā)展，養(yǎng)殖過程中產生的大量高濃度水產養(yǎng)殖廢水會對環(huán)境中的水生生態(tài)系統(tǒng)造成一定影響[4]。為了解決水產養(yǎng)殖廢水所引發(fā)的日益嚴重的環(huán)境問題，發(fā)展出了一系列的廢水處理技術，有效治理了養(yǎng)殖廢水的污染[5]。

1 水產養(yǎng)殖廢水的危害

在水產養(yǎng)殖過程中，由于我國現(xiàn)階段整體養(yǎng)殖技術不夠高，缺乏科學合理的養(yǎng)殖規(guī)范，并且個別養(yǎng)殖戶僅僅考慮經濟成本，而忽視了養(yǎng)殖過程中的管理。這些不科學的養(yǎng)殖方法都會引起養(yǎng)殖水體的嚴重污染，進而對水產品質量和生態(tài)環(huán)境造成一定程度的影響，最后危害人體健康。

1.1 對水產品的危害

由于養(yǎng)殖過程中，投放過量或劣質的養(yǎng)殖飼料（廣泛的化學品被用于水產養(yǎng)殖業(yè)，包括穩(wěn)定劑、顏料、消毒劑等）對水生生物的健康生長造成影響，并且過多的飼料如果未被及時處理，就會在水體中分解，造成水體污染。

另外，部分較高毒性的藥品被養(yǎng)殖戶使用[6]，雖然這些藥品可以在一定程度上減輕養(yǎng)殖過程中的管理，但其中可能含有部分重金屬元素，會在水生生物體內積累，然后通過食物鏈的形式進入人體，損害人體健康。涂杰峰等[7]采用原子吸收的方法，通過試驗測定福建省主要水產養(yǎng)殖飼料中的鉛、汞、鎘、鉻等重金屬物質的質量分數，結果表明部分水產養(yǎng)殖飼料中的重金屬質量分數超標，存在重金屬污染的風險。

1.2 對環(huán)境的危害

現(xiàn)在的水產養(yǎng)殖大多為集約化養(yǎng)殖，養(yǎng)殖密度較高，水生動物新陳代謝產生的大量尿液和糞便會導致水體氨氮、生化需氧量等增加。隨著養(yǎng)殖時間的增加，養(yǎng)殖水體中就會含有較高濃度的氮、磷等有機污染物質，如果這些水體沒有經過相應的凈化處理就被連續(xù)排放到環(huán)境中，使環(huán)境水體中溶解氧降低，氨氮、亞硝酸鹽氮等含量增加，細菌、微生物等大量滋生，會引起水體富營養(yǎng)化，嚴重影響環(huán)境水體水質，對環(huán)境造成一定的二次污染。同時，養(yǎng)殖廢水中可能殘留部分藥品或飼料殘渣，這些污染物質進入環(huán)境中，也會對環(huán)境造成污染[8-9]。

2 水產養(yǎng)殖廢水處理技術

相比于傳統(tǒng)的生活污水和工業(yè)廢水，水產養(yǎng)殖廢水具有其獨特的污染特點，即水體中污染物組成不同于其他污水，主要為氮磷營養(yǎng)物質、細菌、溶解性有機物等，而且養(yǎng)殖廢水每次排放量較大。目前，對于水產養(yǎng)殖廢水處理的技術總體可以概括為物理處理技術、化學處理技術和生物處理技術[10-11]，其中生物處理技術由于其處理效果好、對環(huán)境影響小、經濟適用等優(yōu)點，具有很好的應用前景。

2.1 物理處理技術

物理處理技術目的在于去除懸浮物得以降低生化需氧量和化學需氧量，主要包括過濾法和泡沫分離法，該技術簡單易行、經濟快捷，但難以去除廢水中的氮、磷等污染物。過濾法是使用過濾器或具有吸附過濾功能的物質將養(yǎng)殖廢水中存在的較大懸浮顆粒物過濾出來，同時利用過濾物質的吸附作用去除重金屬、氨氮等溶解態(tài)污染物。泡沫分離法是向被處理廢水中通入空氣，使水中的表面活性物質被微小氣泡附著，然后隨氣泡上浮到水面形成泡沫，從而去除廢水中的污染物質。

Lu Ke等[12]設計了一種新穎的、結構簡單的泡沫分離柱用于增強上升泡沫的效果，其相互交叉的內部結構顯著降低了泡沫的滯留率，并增加了氣泡的大小，是提高泡沫分離富集的一種簡單有效的方法。

2.2 化學處理技術

化學處理技術包括氧化法和電化學法，該技術去除效率較高，但有時添加的化學物質容易對水體造成二次污染。氧化法是利用臭氧、過氧化氫、二氧化氯等氧化性強的化學物質作為氧化劑，通過氧化劑的氧化作用分解養(yǎng)殖廢水中難以被生物降解的有機物質。電化學法是向廢水中輸入一定的電流，利用電化學原理去除廢水中溶解的亞硝酸鹽和氨氮。

Zhang Yingying等[13]采用先進的氧化過程（Fe2+/H2O2和紫外/H2O2）有效去除了污水中的抗生素抗性基因，并且Fe2+/H2O2的氧化效果略優(yōu)于紫外/H2O2法，其中試劑的濃度和pH值是影響氧化的重要因素。

2.3 生物處理技術

生物處理技術[14]是水產養(yǎng)殖廢水處理中經常使用的技術，總體上可以分為活性污泥法、生物膜法和生態(tài)處理法，該技術處理效果好、生態(tài)環(huán)保、經濟適用，具有廣泛的應用前景。

活性污泥法是向廢水中通入空氣，為好氧微生物提供生長養(yǎng)料，經過一段時間生長后好氧微生物繁殖形成污泥狀絮凝物，利用其上具有很強吸附與氧化能力的微生物群，去除廢水中的有機污染物。Zhou Xu等[15]研究提出了一種新的過硫酸鹽和零價鐵結合來提高廢物活性污泥的脫水性能。結果表明，相結合的零價鐵（0～30 g/L）和過硫酸銨（0～6 g/L）在中性pH值條件下，能夠大幅度提高污泥的脫水性能，尤其在4 g/L過硫酸銨和15 g/L零價鐵情況下，污泥脫水性能最高。

生物膜法是通過裝有填料的生物濾器，利用附著生長于填料表面的微生物進行有機污水處理的方法。Qiu Guanglei 等[16]對正滲透膜生物反應器實現(xiàn)從城市污水中回收處理磷進行了探討，發(fā)現(xiàn)在水中停留時間為47 min時，總有機碳和氨氮去除率分別為90%和99%，且減少水中停留時間不影響磷的去除與回收，反而會增加系統(tǒng)負荷率，導致水體懸浮物濃度升高和膜污染增加。

生態(tài)處理法中有人工濕地、生態(tài)浮床等，都是通過種植一些具有一定吸收能力的植物來去除廢水中的污染物。Snow等[17]采用乙醇、漂白劑對大麥種子萌發(fā)與植物生長的影響進行了研究。結果表明，大麥種子表面消毒對種子萌發(fā)有負面影響，增加了乙醇濃度，降低了發(fā)芽率。在試驗過程中，大麥能夠顯著地降低養(yǎng)殖廢水的污染負荷。羅思亭等[18]通過研究沉水植物與生態(tài)浮床相結合的組合模式對養(yǎng)蝦塘污染廢水的凈化效果，結果表明，該組合技術對養(yǎng)殖廢水的凈化效果比較好，養(yǎng)蝦廢水中的TN、TP、COD含量均有明顯降低。

3 討論

中國的水產養(yǎng)殖產業(yè)將繼續(xù)保持快速地發(fā)展，在全球養(yǎng)殖產業(yè)中也將起著重要的作用。水產養(yǎng)殖對水生環(huán)境的負面影響表明，科學合理規(guī)劃利用養(yǎng)殖廢水可以有效緩解水污染問題，不僅節(jié)省了寶貴的水資源，而且還可以使水產養(yǎng)殖保持可持續(xù)發(fā)展。水產養(yǎng)殖廢水中含有較高濃度的有機污染物質，對人和環(huán)境都有較大的危害，為了減少水產養(yǎng)殖廢水的負面影響，在養(yǎng)殖過程中應注意發(fā)展更為有效的廢水處理技術以及嚴格遵循相應排放標準。水產養(yǎng)殖產業(yè)并不能一味地考慮產量和經濟問題，也要更多地考慮到對環(huán)境的保護和水資源的循環(huán)利用[19]。

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