對蝦池塘養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)對氮磷的凈化效果解析

嚴(yán) 峻

（浙江省海洋水產(chǎn)研究所，浙江 舟山 316000）

前言

近年來，隨著人們生活條件的日益提升，對蝦養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了快速發(fā)展。目前，我國在對蝦養(yǎng)殖方面，根據(jù)具體的養(yǎng)殖方式，可分為港塭養(yǎng)殖、池塘養(yǎng)殖、圍網(wǎng)養(yǎng)殖、工業(yè)化養(yǎng)殖和網(wǎng)箱養(yǎng)殖等幾大類。其中，池塘養(yǎng)殖模式是當(dāng)前我國對蝦養(yǎng)殖的主要方式。這種養(yǎng)殖方式主要是養(yǎng)殖戶在潮間帶或者潮上帶進行圍筑，構(gòu)建大小不一的養(yǎng)殖池塘，然后通過自然納潮的方式或者是利用機械來提取海水或者灶堿水的方式進行對蝦的養(yǎng)殖。在這種養(yǎng)殖模式下，產(chǎn)生的養(yǎng)殖尾水屬于低污染水，其中主要的污染物，如氮、磷等污染物的濃度相對較低。但池塘養(yǎng)殖模式作為一種規(guī)模化的養(yǎng)殖方式，為了減少對蝦養(yǎng)殖病害問題，往往會加強日常換水，這樣就會產(chǎn)生大量的養(yǎng)殖尾水。這些養(yǎng)殖尾水中含有的氮磷元素，對環(huán)境具有一定的污染性，排放總量越大，環(huán)境污染負(fù)荷越高，進而引發(fā)區(qū)域環(huán)境污染問題。為了推動對蝦養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，需要對養(yǎng)殖尾水實施無害化處理。目前，我國大多數(shù)養(yǎng)殖戶在進行對蝦池塘養(yǎng)殖時，往往會構(gòu)建尾水處理系統(tǒng)，對養(yǎng)殖尾水中的氮、磷元素進行有效處理。

1.對蝦池塘傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式存在的不足分析

1.1 養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)和水域利用不合理

當(dāng)前，我國很多對蝦養(yǎng)殖戶采用的池塘養(yǎng)殖模式大都形成于20世紀(jì)80年代，在養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)及水域利用方面并不合理。具體來說，主要是養(yǎng)殖布局不合理，同時蝦池的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低，在排水方面大都采用了開放式的排水模式，這種養(yǎng)殖模式消耗的能源較多，且不利于對蝦養(yǎng)殖病害的控制，無法有效對對蝦養(yǎng)殖病害問題進行控制和預(yù)防，尤其是部分養(yǎng)殖戶片面追求高產(chǎn)量、高產(chǎn)值的發(fā)展模式，忽視了生態(tài)和環(huán)境效益，采用了過度養(yǎng)殖模式，使得養(yǎng)殖池塘內(nèi)的對蝦數(shù)量超過了容納量的局面，加之采用了開放式排水模式，對于養(yǎng)殖尾水隨意排放，進而使得養(yǎng)殖區(qū)域存在較為嚴(yán)重的有機污染，不僅影響到了對蝦養(yǎng)殖的品質(zhì)，導(dǎo)致經(jīng)常發(fā)生病害問題，甚至導(dǎo)致沿海濕地也受到一定程度的破壞。

1.2 養(yǎng)殖池塘存在著自污染問題

對蝦池塘養(yǎng)殖模式中，餌料的利用系數(shù)約為1.2～1.5，即1kg對蝦苗的養(yǎng)成，大約需要1.2～1.5kg的飼料。對蝦在食餌方面與魚類不同，是在游動的過程中采用抱食啃咬的方式進食的，而養(yǎng)殖戶投放的飼料顆粒在對蝦抱食啃咬的過程中，極易破碎，一旦飼料顆粒破碎，就會逐漸沉積在池底，這樣就會造成很大的浪費。而且，對蝦的腸道較短，排出較為快速，這也導(dǎo)致對蝦對于飼料的吸收率偏低。根據(jù)相關(guān)研究顯示，對蝦池塘傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式下，投喂的餌料約有75%被對蝦攝食，其余25%以殘餌的形式沉淀在塘底或者是溶解于水中，逐漸散失。此外，對蝦攝食的飼料中約有85%被其同化，15%直接排放。而其排放中，約有5%是以氨氮的形式直接排放，另有8%是以有機氮的形式存在。

1.3 養(yǎng)殖池底泥的沉積問題

在對蝦池塘養(yǎng)殖過程中，殘餌及對蝦的糞便等會逐漸堆積在塘底，并逐漸分解，這樣會導(dǎo)致蝦塘塘底的有機質(zhì)及硫化物持續(xù)增加。根據(jù)相關(guān)研究顯示，人工投餌喂養(yǎng)模式下，蝦塘塘底的淤泥中大約存在60%的N。而且，水體對于殘餌的溶解作用，導(dǎo)致塘底的N、P等營養(yǎng)鹽逐漸增多，進而導(dǎo)致蝦塘出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象，并使得養(yǎng)殖水環(huán)境遭受一定的污染。具體來說，就是蝦塘塘底的土壤發(fā)生酸化現(xiàn)象，這樣就會導(dǎo)致蝦塘水環(huán)境中原有的生物多樣性受到一定影響，導(dǎo)致病原體逐漸增多，進而加大了對蝦養(yǎng)殖的風(fēng)險。

1.4 尾水排放對近岸環(huán)境的影響

傳統(tǒng)的對蝦池塘養(yǎng)殖模式屬于開放式養(yǎng)殖系統(tǒng)，無論進水，還是排水，都屬于開放式，這種養(yǎng)殖模式為對蝦養(yǎng)殖疫病的傳播創(chuàng)造了條件，使得養(yǎng)殖的對蝦經(jīng)常發(fā)生病害問題，產(chǎn)量很不穩(wěn)定。很多養(yǎng)殖戶為了保證對蝦養(yǎng)殖的高產(chǎn)，往往會加大藥物用量以有效防治病害問題，這樣不僅會對蝦塘水質(zhì)造成不良影響，而且殘留的藥劑也會逐漸滲入塘底或者是溶解于水體當(dāng)中被隨意排放，這樣又會對近岸環(huán)境造成不良影響，導(dǎo)致下塘周邊的生態(tài)環(huán)境受到破壞，進而影響到蝦塘水質(zhì)，加大病害問題的發(fā)生，形成污染、濫用藥、再污染、再發(fā)病、再用藥的惡性循環(huán)。

2.對蝦池塘養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)分析

對蝦池塘養(yǎng)殖主要集中在近岸區(qū)域或者是港灣內(nèi)，大多數(shù)養(yǎng)殖戶設(shè)置的養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)比較單一，一般為物理設(shè)施凈化、生物制劑凈化、人工濕地凈化和生態(tài)溝渠凈化等手段。這些凈化手段和技術(shù)雖然對養(yǎng)殖尾水的凈化處理有著較好的效果，但相對而言，仍具有一定的不足，尤其是在長時間運行下，凈化處理效果會逐漸降低。因此，越來越多的養(yǎng)殖戶開始構(gòu)建人工濕地、溝渠、凈化池塘等多種手段和技術(shù)的組合模式來對養(yǎng)殖尾水進行凈化處理。本研究對象采用的對蝦池塘養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)就由生態(tài)渠道、沉淀池、曝氣池過濾壩和生物凈化塘組合成的尾水處理系統(tǒng)（見圖1）。

圖1 對蝦池塘養(yǎng)殖尾水凈化處理系統(tǒng)

如圖1所示，對蝦池塘養(yǎng)殖尾水經(jīng)過生態(tài)渠道進入加入了加緊制劑的沉淀池當(dāng)中，經(jīng)過處理后再進入加入了加緊生物制劑的曝氣池當(dāng)中，然后經(jīng)過過濾壩，最后進入生物凈化池當(dāng)中，經(jīng)過生物凈化后，一部分進入養(yǎng)殖池塘當(dāng)中得以循環(huán)利用，而另一部分達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后予以排放。這種養(yǎng)殖尾水凈化處理系統(tǒng)實現(xiàn)了尾水排放的標(biāo)準(zhǔn)化，促進了生態(tài)環(huán)境的保護。

3.對蝦池塘養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)對氮磷的凈化效果分析

在對蝦池塘養(yǎng)殖過程中，氮磷是尾水中主要的污染物，其中，但主要分為有機氮與無機氮兩種，其來源主要是飼料投入、殘餌及對蝦排泄的糞便等，尤其是隨著養(yǎng)殖時間的延長，對蝦逐漸進入育肥期，導(dǎo)致養(yǎng)殖尾水中的氮元素不斷增加；而磷則主要來源于飼料，且磷元素主要淤積在蝦塘底泥當(dāng)中。在尾水排放中，磷元素也主要是以底泥形式輸出。

采用SPSS19.0軟件對凈化處理前的尾水檢測數(shù)據(jù)與凈化后的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比，檢測結(jié)果見表1。

表1 對蝦池塘養(yǎng)殖尾水吃力系統(tǒng)對氮磷凈化效果數(shù)據(jù)分析表

從表1數(shù)據(jù)可以看出，運用了該尾水凈化處理系統(tǒng)后，對尾水中氮、磷元素的凈化效果十分明顯。在凈化處理前，尾水中氮元素的質(zhì)量濃度達(dá)到了2.638±0.948mg.L-1，經(jīng)過凈化處理后，其質(zhì)量濃度達(dá)到了1.388±0.408mg.L-1，而磷元素的質(zhì)量濃度在凈化處理前達(dá)到了0.877±0.984mg.L-1，在凈化處理后達(dá)到了0.547±0.498mg.L-1。由此可見，該凈化系統(tǒng)對于養(yǎng)殖尾水具有良好的凈化效果。

4.對蝦池塘養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)主要應(yīng)用的技術(shù)手段分析

在對蝦池塘養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)當(dāng)中，主要運用了如下的處理技術(shù)手段：

4.1 物理技術(shù)

針對對蝦池塘養(yǎng)殖尾水中含有大量的氨氣及氯氣等有害物質(zhì)進行凈化處理，首先運用了水質(zhì)改良機對蝦塘底部的淤泥進行翻攪，以此促進蝦塘中的水體的快速循環(huán)，進而促進水體溶氧量的增加。在此基礎(chǔ)上，借助水質(zhì)改良機對水體進行過濾，以有效祛除水體中漂浮的固態(tài)廢棄物及懸浮物。同時，養(yǎng)殖戶還需要采用吸附、消毒以及蒸餾的方式，對蝦塘的水體進行凈化，從而確保蝦塘的水質(zhì)能滿足對蝦的呼吸及產(chǎn)卵需求。在運用物理技術(shù)對蝦塘水體進行凈化處理時，養(yǎng)殖戶必須注意對水體中有毒物質(zhì)的吸附，尤其是針對氨氮類物質(zhì)，可以運用活性炭、硅膠以及浮石粉等進行吸附。同時，還要科學(xué)處理水體中存在的重金屬離子，避免在對蝦體內(nèi)產(chǎn)生重金屬殘留。

4.2 化學(xué)方法

在對蝦池塘養(yǎng)殖尾水凈化處理系統(tǒng)當(dāng)中，針對尾水的凈化處理還離不開化學(xué)技術(shù)的運用。具體來說，在本系統(tǒng)當(dāng)中，化學(xué)技術(shù)主要包括絮凝、中和、氧化還原、絡(luò)合以及消毒殺菌等多個環(huán)節(jié)。其中，絮凝環(huán)節(jié)主要是借助高分子凝絮劑來聚集水體中的膠體物質(zhì)與微小顆粒，使其逐漸聚集成大絮凝體，從而實現(xiàn)對微小顆粒的高效處理。而中和環(huán)節(jié)則是運用生石灰或者石灰水來中和蝦塘水體的酸堿度，促使蝦塘水體始終處于中性或者弱堿性，這樣不僅可以增加蝦塘水體中鈣的含量，還可以有效殺死水體中的病原體。而氧化還原環(huán)節(jié)則主要是運用雙氧水或者是含氯消毒劑，然后使其與尾水當(dāng)中的有毒物質(zhì)進行氧化還原反應(yīng)，從而有效去除尾水中的有毒有害物質(zhì)。絡(luò)合環(huán)節(jié)則是借助EDTA清除水體中及池底淤積的重金屬離子。最后的消毒環(huán)節(jié)則是采用臭氧磺胺類、甲醛或者中草藥來殺死水體中含有的有害生物，從而達(dá)到對尾水凈化的處理效果。

4.3 生物技術(shù)

在對蝦池塘養(yǎng)殖尾水凈化處理系統(tǒng)當(dāng)中，生物技術(shù)也是對尾水進行凈化處理的有效方法。在實際運用中，主要是借助微生物及水生植物來消除蝦塘中的殘餌及對蝦的代謝產(chǎn)物等有機物和無機物，從而改善尾水水質(zhì)。在這一過程中，水生植物對尾水進行的凈化，主要是借助水生植物的光合作用，促使水體的物質(zhì)與二氧化碳等發(fā)生合成作用而產(chǎn)生有機物質(zhì)。此外，微生物則是主要運用放線菌及光合細(xì)菌等來對水體中的有害物質(zhì)進行消除。例如光合細(xì)菌，就可以借助光合作用，在水中進行良好的生存與繁殖，并在生存和繁殖過程中，有效降低水體中的氨氮等有害物質(zhì)，從而提升水質(zhì)。

4.4 綜合處理技術(shù)

以上三種技術(shù)手段雖然對于對蝦池塘養(yǎng)殖尾水中的氮、磷具有良好的凈化處理效果，但在個別季節(jié)效果卻不是很明顯，因此，為了確保對尾水中氮、磷元素的有效凈化處理，還應(yīng)該采用綜合處理技術(shù)。在實際操作中，主要是將養(yǎng)殖尾水先運用魚-貝-藻這一順序，對養(yǎng)殖廢水中含有的氨氮、亞硝態(tài)氮、磷以及其他微量元素進行凈化處理，在此基礎(chǔ)上，將處理后的尾水排入人工濕地生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中，進行進一步的凈化處理。在人工濕地處理環(huán)節(jié)，主要是借助人工濕地的基質(zhì)、水生植物以及微生物對尾水進行一系列的物理、化學(xué)、生物途徑處理，從而高效完成對尾水中污染物的去除。

經(jīng)過沉淀、過濾、生物凈化和人工濕地調(diào)控處理后，養(yǎng)殖尾水基本上可以達(dá)到自然狀態(tài)下的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)該對其進行進一步的調(diào)控。在實際操作中，先運用砂濾罐對其進行過濾，去除水體中的懸浮物質(zhì)以及較大的固體雜質(zhì)。然后再運用臭氧，對經(jīng)過凈化處理后的尾水中仍存留的細(xì)菌繁殖體和芽孢、病毒、真菌等進行快速滅殺。最后，再經(jīng)過曝氣池處理，并運用過濾壩以及潑灑微生物制劑，以有效增加水體中的溶解氧含量，促進水質(zhì)的改善。研究證明，在經(jīng)過這番手段凈化處理后的尾水，實現(xiàn)了對病原菌的有效滅殺，同時實現(xiàn)了對固體懸浮物、總氨氮和亞硝酸鹽氮的有效去除。

5.結(jié)束語

綜上所述，對蝦養(yǎng)殖是當(dāng)前我國水產(chǎn)養(yǎng)殖主要的品種之一，并逐漸成為帶動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的主要手段之一。但傳統(tǒng)的池塘養(yǎng)殖模式大都采用了開放式養(yǎng)殖模式，且手段比較粗放，導(dǎo)致對蝦養(yǎng)殖病害問題頻發(fā)，且其產(chǎn)生的尾水具有大量的氮磷元素，易導(dǎo)致富營養(yǎng)化，進而導(dǎo)致水體污染，甚至還會導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。而尾水處理系統(tǒng)能有效降低水體中的氮、磷含量，實現(xiàn)水質(zhì)的凈化和改善。因此，養(yǎng)殖戶應(yīng)在對蝦池塘養(yǎng)殖過程中重視尾水處理系統(tǒng)的應(yīng)用，實現(xiàn)由傳統(tǒng)的粗放式養(yǎng)殖轉(zhuǎn)變?yōu)榧s化養(yǎng)殖，進而實現(xiàn)健康養(yǎng)殖、生態(tài)養(yǎng)殖，推動對蝦養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。