海水養(yǎng)殖尾水生態(tài)凈化方法探索

文/時培石 時美倫 丁天寶

作者單位：1.日照市生態(tài)環(huán)境局 2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 3.日照市東港區(qū)濤雒鎮(zhèn)水產(chǎn)站

做好尾水凈化，發(fā)展環(huán)境友好型養(yǎng)殖，是水產(chǎn)綠色健康養(yǎng)殖的應(yīng)有之義。自2014年開始，筆者團(tuán)隊(duì)在日照市某水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司開展了養(yǎng)殖尾水生態(tài)凈化方法的探索，通過合理布局工廠化養(yǎng)殖大棚和凈化池塘，構(gòu)筑形成養(yǎng)殖及尾水凈化系統(tǒng)單元，探索出一種全生態(tài)系凈化水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水的科學(xué)方法，可避免養(yǎng)殖尾水直排入海帶來的環(huán)境污染問題，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型綠色健康養(yǎng)殖。

一、養(yǎng)殖場基本情況

養(yǎng)殖場位于山東省日照市東港區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖片區(qū)，緊鄰沿海公路，東側(cè)為金沙島，北側(cè)為竹子河口，向南向西為連片養(yǎng)殖區(qū)。

（一）養(yǎng)殖單元構(gòu)建

養(yǎng)殖單元（見圖1）由養(yǎng)殖區(qū)和凈化區(qū)組成。養(yǎng)殖區(qū)是三個工廠化養(yǎng)殖大棚，面積分別為600m、600m和800m，總面積2000m，三個養(yǎng)殖棚內(nèi)共有50個水泥養(yǎng)殖池，每個養(yǎng)殖池面積為36m。凈化區(qū)是由池塘改造而來，面積2000m，養(yǎng)殖大棚＋凈化池塘構(gòu)成了一個完整的生態(tài)養(yǎng)殖單元。

圖1 養(yǎng)殖單元示意圖

（二）養(yǎng)殖情況

養(yǎng)殖星鰻約1600m，15萬尾，大菱鲆約400m，4萬尾，漁用配合飼料日投喂量約為150kg。養(yǎng)殖用水系長流水方式，每天根據(jù)水質(zhì)變化等情況，換水量大約0.5個～1.5個量程。

1.養(yǎng)殖用水

養(yǎng)殖用水為砂濾自然海水加地下咸水，自然海水引自養(yǎng)殖場近岸河口海域，水溫一般為4℃～27℃，鹽度為25～30，日總用水量為1000m～3000m；地下咸水水溫保持在14℃～18℃，鹽度20～26，主要用來調(diào)節(jié)養(yǎng)殖水溫，根據(jù)季節(jié)不同，地下咸水量約占日用水總量的1/3～2/3。

2.養(yǎng)殖尾水

與養(yǎng)殖用水等量，每天排放尾水1000m～3000m，全部通過廢水管道流入臨近的凈化池塘中。經(jīng)測算，每日尾水中含有80kg以上的殘餌、糞便及其他有機(jī)固形物，并溶有可溶性污染物。未開展生態(tài)凈化之前，可以觀察到塘內(nèi)水體懸浮物稠密，色澤灰渾，透明度不足30cm，富營養(yǎng)化嚴(yán)重，如果直接排放入海，會對近岸海水和沿途溝渠形成較大的污染。

二、凈化方式

采用生態(tài)方法，利用特定的海洋生物群過濾、吸收水體中的顆粒有機(jī)物和可溶性污染物，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。

（一）凈化池塘改造

凈化池塘加深至4m，底質(zhì)為砂泥質(zhì)，四周用花崗石砌成約50cm高擋土墻，三個養(yǎng)殖大棚尾水管直通池塘，排水管直徑110mm，池塘中部設(shè)有排水閘門，閘門口寬50cm、高80cm。進(jìn)排水口分開，尾水通過進(jìn)水口進(jìn)入，凈化后從排水口排出。

（二）塘內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建

在凈化池塘中吊養(yǎng)牡蠣，放養(yǎng)鯔魚、海參等濾食、舐食類性海洋生物，充分過濾尾水中的殘餌糞便等固形有機(jī)物顆粒。利用池塘中自然生成的裙帶菜、石花菜、孔石莼等海洋植物和添加的少量硝化桿菌、芽孢桿菌等有益微生物群體及投放的一些單胞藻，分解吸收水體中溶解的氮磷等可溶性污染物，構(gòu)建了海洋動物、海洋植物、微生物全生態(tài)系統(tǒng)（見圖2）。

圖2 生態(tài)凈化系統(tǒng)

1.海洋動物

（1）太平洋牡蠣。來自附近海域牡蠣養(yǎng)殖場，殼長約30mm～80mm，重2g～10g，附著在塑料繩上。塑料繩長約2m，每根大約附著太平洋牡蠣100枚，全池塘懸掛約100繩，共計10000枚牡蠣。

（2）鯔魚。為附近海域的自然苗種，鯔魚苗種全長200mm，體重約80g，共放養(yǎng)鯔魚苗種1000尾。

2.海洋植物

試驗(yàn)過程中，凈化池塘內(nèi)自然滋生了部分海洋植物，如鼠尾藻、孔石莼、裙帶菜等，彌補(bǔ)了凈化池塘植物的不足。池塘內(nèi)的優(yōu)勢海洋植物數(shù)量隨季節(jié)變化而變化。

3.微生物

（1）枯草芽孢桿菌。投放前先擴(kuò)培1d，擴(kuò)培方法為一袋商品芽孢桿菌（250g）＋紅糖（200g）＋淡水（10000g）浸泡24h，淡水稀釋50倍后潑灑。

（2）硝化細(xì)菌。投放前先用淡水浸泡，溶解后潑灑，每畝約需50g。

生態(tài)尾水凈化池實(shí)況

4.單胞藻類

分別是金藻、角刺藻、扁藻、小球藻等，數(shù)量、密度不作要求。

三、凈化效果

該養(yǎng)殖凈化單元于2014年構(gòu)建完成，池塘生態(tài)系統(tǒng)基本建立，尾水處理池塘水質(zhì)凈化開始運(yùn)行，經(jīng)過連續(xù)多年的試驗(yàn)，該養(yǎng)殖單元尾水清潔度高，可以直接排放。

（一）感官

凈化池塘內(nèi)水質(zhì)清爽滑嫩，水體清澈見底，透明度較高。凈化池塘中可見生物有鱸魚、鯔魚、海參、蝦虎魚、星鰻、海帶、裙帶菜、孔石莼、毛蝦、藤壺、蛤蜊、泥螺、苔蘚等，池塘生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定，養(yǎng)殖尾水經(jīng)池塘凈化后循環(huán)至閘門口再排放至外環(huán)境。

（二）水質(zhì)監(jiān)測

2016年～2022年，對凈化后尾水水質(zhì)指標(biāo)開展多次監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)差異不大，亦未表現(xiàn)出明顯的年度變化趨勢，說明凈化池塘內(nèi)的水質(zhì)穩(wěn)定。年度變化情況見圖3。

圖3 歷次監(jiān)測年均指標(biāo)變化柱狀圖

2020年春秋季和2022年春季，分別委托第三方對凈化池水質(zhì)進(jìn)行了監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果均優(yōu)于《海水養(yǎng)殖水排放要求》（SC/T9103）一類排放標(biāo)準(zhǔn)及《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB11607）。從2020年秋季監(jiān)測看，凈化后比凈化前的污染物濃度降低了一個數(shù)量級。

1.2020年春季監(jiān)測結(jié)果

開展了pH值、COD、活性磷酸鹽、無機(jī)氮等項(xiàng)目的監(jiān)測，結(jié)果均符合《海水養(yǎng)殖水排放要求》（SC/T9103）一類排放標(biāo)準(zhǔn)，其中COD數(shù)值低于一類排放標(biāo)準(zhǔn)的一半。監(jiān)測數(shù)據(jù)見表1。

表1 2020年春季凈化池塘尾水監(jiān)測數(shù)據(jù)

2.2020年秋季監(jiān)測結(jié)果

對尾水凈化前后的有關(guān)指標(biāo)進(jìn)行了對比性監(jiān)測，顯示凈化前后污染物濃度降幅較大，監(jiān)測了3項(xiàng)污染物，2項(xiàng)凈化率大于90%，另1項(xiàng)大于60%。監(jiān)測數(shù)據(jù)見表2。

表2 2020年秋季凈化池塘尾水監(jiān)測數(shù)據(jù)

3.2022年春季監(jiān)測

2022年春季又開展了一次監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果同往年以及2020年春季無明顯差異，進(jìn)一步說明，水質(zhì)狀況無年度、季節(jié)的明顯變化。監(jiān)測數(shù)據(jù)見表3。

表3 2022年春季凈化池塘尾水監(jiān)測數(shù)據(jù)

四、原理

基于能量傳遞原理，構(gòu)建多營養(yǎng)層級全生態(tài)系養(yǎng)殖尾水凈化系統(tǒng)，利用處于不同營養(yǎng)生態(tài)位的水生生物，立體化綜合處理養(yǎng)殖尾水中殘餌、糞便等顆粒營養(yǎng)物及可溶性無機(jī)氮磷污染物。凈化池塘內(nèi)全生態(tài)系各層級生物作為能量載體，主動傳遞能量，分層級吸收營養(yǎng)，最終尾水中的能量被傳遞到池中有經(jīng)濟(jì)價值的魚、海參、貝類、藻等，水體得到凈化，同時產(chǎn)出經(jīng)濟(jì)效益。能量流動方向見圖4。

圖4 養(yǎng)殖尾水中能量流動示意圖

五、討論

這種尾水處理方法是在具有一定面積的濕地內(nèi)，完善濕地生態(tài)系統(tǒng)，建立動物、植物、微生物全生態(tài)系統(tǒng)，打通能量傳輸通道，開辟能量傳輸路徑，把養(yǎng)殖尾水中糞便、分泌物等污染物的低位能量轉(zhuǎn)移為魚蝦貝藻等的高位能量，變廢為寶、治污收益的一種尾水治理方法。

本方法能夠把超標(biāo)準(zhǔn)尾水主要污染指標(biāo)消減至原來的1/10，達(dá)到適宜的排放標(biāo)準(zhǔn)。例如，2020年秋季活性磷酸鹽濃度處理前后濃度分別為0.379mg/L、0.029mg/L，消減率達(dá)到92.3%；無機(jī)氮濃度處理前后分別為5.323mg/L、0.424mg/L，消減率92%；COD的消減率達(dá)到63%；酸堿度也得到優(yōu)化，治污效果符合預(yù)期。

該凈化池塘是在原養(yǎng)殖池塘的基礎(chǔ)上改造而成的，除一次性改造費(fèi)用（包括花崗石費(fèi)用）外，魚苗從天然水域撈取，海洋植物自然滋生，僅僅購進(jìn)了部分貝類養(yǎng)殖繩筏和浮漂以及1萬枚牡蠣苗種，海參為自有苗種，以及部分藥物，總費(fèi)用不過2000元。

由于凈化池塘水質(zhì)符合國家漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其產(chǎn)出貝類、魚類、藻類等都可以上市銷售。從2014年以來，該凈化池塘年可以收獲牡蠣1000kg，產(chǎn)值1萬元；海參50kg，產(chǎn)值1萬元；魚類200kg，產(chǎn)值0.6萬元；裙帶菜3000kg，產(chǎn)值0.6萬元，每年大約收入2萬元～3萬元。因投入低，純收益要高于當(dāng)?shù)爻靥琉B(yǎng)殖。

這種尾水凈化的操作類似于池塘養(yǎng)殖，養(yǎng)殖者比較熟悉，容易上手，不存在技術(shù)限制。這種方法既能滿足漁業(yè)產(chǎn)業(yè)升級、綠色發(fā)展的要求和海洋環(huán)保需要，又避免了工業(yè)化設(shè)施凈化方式帶來的重投入、重負(fù)擔(dān)，漁民群眾易于接受，也符合“節(jié)約優(yōu)先、保護(hù)優(yōu)先、自然恢復(fù)為主”的精神。