觀賞魚廢水污染危害及處理技術(shù)研究現(xiàn)狀

摘" " " 要： 觀賞漁業(yè)是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的一個(gè)分支，隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，觀賞魚備受人們青睞，而觀賞魚的養(yǎng)殖會占用大面積的水域資源。結(jié)果表明，大量養(yǎng)殖廢水如處理不當(dāng)，將對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。結(jié)合觀賞魚養(yǎng)殖廢水水質(zhì)特征及危害，從自然、物化和生物幾個(gè)處理方面入手，提升養(yǎng)殖廢水的處理效果，減少污染危害，促使觀賞漁業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)" 鍵" 詞：觀賞魚養(yǎng)殖廢水； 水產(chǎn)養(yǎng)殖； 廢水污染危害； 處理技術(shù)

中圖分類號：X703" " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A" " "文章編號： 1004-0935（2023）06-0897-04

1" 觀賞魚養(yǎng)殖廢水處理的必要性

觀賞魚因其絢麗色彩、體態(tài)多姿、形態(tài)各異備受人們的喜歡，有很高的觀賞價(jià)值[1]。自21世紀(jì)后，觀賞魚養(yǎng)殖也是世界上僅次于攝影的第二大愛好。觀賞漁業(yè)發(fā)展整體來說是很迅速的，許多養(yǎng)殖戶看見了觀賞漁業(yè)的增值空間。這一過程中，觀賞魚養(yǎng)殖廢水污染問題也愈發(fā)嚴(yán)重[2-3]。

隨著人們生活水平的提升，觀賞漁業(yè)不斷擴(kuò)大規(guī)模，繁殖量增大，進(jìn)而大量投喂飼料，糞便及殘飼相應(yīng)增多，養(yǎng)殖廢水也隨之增加，水體中存在大量的食物殘?jiān)团判刮?，降低了溶解氧濃度、pH值以及水體的透明度，水生物的生長也受到了影響。很多養(yǎng)殖戶為了降低治療難度而大量使用藥物，過度使用這些藥物不僅對水環(huán)境造成嚴(yán)重污染，還會減少水中有益微生物的數(shù)量，使水環(huán)境失衡。

觀賞魚養(yǎng)殖廢水的大規(guī)模排放，會導(dǎo)致河流湖泊N、P含量不斷提升，引發(fā)水體富營養(yǎng)化等生態(tài)環(huán)境問題。如果水體無法在第一時(shí)進(jìn)行針對性的處理，會對觀賞魚養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)量及觀賞魚質(zhì)量造成直接性的影響。為此，觀賞魚養(yǎng)殖廢水污染及處理技術(shù)引起我們的高度重視也很重要。

2" 觀賞魚養(yǎng)殖廢水的危害

目前我國觀賞魚養(yǎng)殖的主要問題是養(yǎng)殖技術(shù)還比較落后，部分養(yǎng)殖戶為了提高經(jīng)濟(jì)效益沒有做好管理工作，對養(yǎng)殖過程中的水環(huán)境造成了非常嚴(yán)重的影響，當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境因未處理的養(yǎng)殖廢水逐漸惡化，健康問題也應(yīng)受到重視。

2.1" 觀賞魚養(yǎng)殖廢水對生態(tài)環(huán)境的危害

在當(dāng)前的觀賞魚養(yǎng)殖中，為了更大的收益主要采用集約化養(yǎng)殖模式，實(shí)施高密度、高產(chǎn)量養(yǎng)殖，這導(dǎo)致水生代謝物在養(yǎng)殖水體中大量沉積，水體內(nèi)BOD含量及氨氮也隨之增加[4-5]。這種情況會導(dǎo)致養(yǎng)殖時(shí)間增長，有機(jī)污染物濃度增高，這些物質(zhì)必須及時(shí)清理，否則大量有機(jī)污染物會不斷分解水中溶解氧，氨氮、亞硝酸鹽也會增加，它促使水體中細(xì)菌以及微生物生長的同時(shí)，還會給水中細(xì)菌和微生物的繁殖生長營造良好的條件，導(dǎo)致富營養(yǎng)水體的出現(xiàn)，嚴(yán)重降低水質(zhì)。這些被污染后的水一旦進(jìn)入外部生態(tài)環(huán)境就極有可能對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

2.2" 觀賞魚養(yǎng)殖廢水對水產(chǎn)品的危害

部分養(yǎng)殖戶在養(yǎng)殖過程中，將大量的養(yǎng)殖廢水偷排入臨近的河流或者湖泊中，這樣可以降低處理的成本[6]。喂養(yǎng)往往選用劣質(zhì)飼料，含有抗生素、穩(wěn)定劑、消毒劑、顏料和孔雀石綠等，會融合到水體中威脅到水產(chǎn)品的健康，還會污染河流湖泊。甚至一些養(yǎng)殖戶為了節(jié)省成本，會使用一些廉價(jià)的魚藥，這些藥物通常含有大量重金屬元素和高毒性，廢水被排放到外部生態(tài)環(huán)境被水生生物攝入后，它們會沉積在體內(nèi)。當(dāng)人類食用了沉積毒素的水產(chǎn)品時(shí)，重金屬元素隨之進(jìn)入人體，人體的臟器可能會出現(xiàn)慢性損傷，嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致重金屬中毒。

3" 觀賞魚養(yǎng)殖廢水的處理方法研究現(xiàn)狀

觀賞魚養(yǎng)殖廢水的污染物成分不同于其他廢水，其中含有大量溶解性有機(jī)物、氨氮和細(xì)菌，排放量很大。這需要一種更有效的方式來處理養(yǎng)殖廢水，當(dāng)前養(yǎng)殖廢水的處理技術(shù)可分3大類，分別為自然法、物化法和生物法，其中生物法有著效果好、污染小、成本低等優(yōu)勢，因此獲得十分廣泛的應(yīng)用。

3.1" 自然法處理觀賞魚養(yǎng)殖廢水

自然法主要包括人工濕地和氧化塘等[7-9]。人工濕地處理技術(shù)主要利用植物、土壤、微生物、人工介質(zhì)的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用。還需要經(jīng)過基質(zhì)沉淀、吸附、過濾、植物吸附、微生物代謝等多個(gè)步驟，才能達(dá)到去除廢水中重金屬、無機(jī)物、有機(jī)物和病原菌的效果[10]。張?bào)愕葘Φ望}度養(yǎng)殖廢水進(jìn)行模擬研究，觀察其處理效果，通過對理化指標(biāo)的調(diào)整，結(jié)果表明美人蕉-人工濕地比菖蒲和千屈菜的人工濕地系統(tǒng)處理效果好，對COD、TP及TN去除率可達(dá)65%、97%和90%[11]。李紅芳等研究人工濕地植物配比對不同負(fù)荷養(yǎng)殖廢水的處理效用及影響因素，研究表明菖蒲和綠狐尾藻植物組合可通過改變DO和C∶N等濕地微環(huán)境條件來增強(qiáng)濕地對污染物的去除[12]。

氧化塘和表流濕地等常用于處理畜牧養(yǎng)殖廢水，其凈化機(jī)理是通過氧化塘內(nèi)或濕地環(huán)境中的基質(zhì)、植物和微生物等共同作用去除水體污染物，包括過濾、截留、沉淀、吸附、化學(xué)分解以及生物吸收氧化等物理化學(xué)和生物作用[13]。廣西某私營養(yǎng)殖公司采用UASB-生物接觸氧化-氧化塘工藝，經(jīng)過一年多的經(jīng)營，COD去除率達(dá)到96.8%，BOD5去除率達(dá)96.2%，NH3-N去除率達(dá)85.6%。自然處理方法較為經(jīng)濟(jì)，僅適用于小型的養(yǎng)殖場廢水處理，但是占地面積大、脫氮除磷效果差，不適用于大規(guī)模的養(yǎng)殖廢水處理。

3.2" 物化法處理觀賞魚養(yǎng)殖廢水

物理法主要包括沉淀、吸附、過濾等方法，對大顆粒污染物的處理效果較好。化學(xué)方法常用的是電化學(xué)和臭氧處理技術(shù)，對色度、氨氮和COD有一定的去除效果。物化法處理工藝簡單、操作方便，但處理成本相對較高，可能產(chǎn)生二次污染[14]。

物理法的機(jī)械過濾的處理機(jī)理是阻斷吸附。機(jī)械過濾處理技術(shù)可以有效去除以懸浮顆粒的形式存在于養(yǎng)殖廢水中大量的殘留飼料和觀賞魚代謝物，而且成本相對較低，過濾效果較好[15-16]。但該方法對養(yǎng)殖廢水中COD、BOD、氮、磷的去除效果較差。水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水尾水的機(jī)械與植物凈化的系統(tǒng)作為預(yù)處理的研究，克服了傳統(tǒng)機(jī)械過濾裝置的不足，過濾效果更好。泡沫分離技術(shù)也用于水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的預(yù)處理，主要是依據(jù)氣浮原理。在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中一般會使用泡沫分離器將空氣從頂端接觸管注入，將懸浮物和部分溶解性有機(jī)物通過形成的氣泡吸附去除。

化學(xué)法是通過化學(xué)氧化反應(yīng)去除養(yǎng)殖廢水中的有毒有害物質(zhì)[17]。常用的氧化劑是臭氧，它具有很強(qiáng)的氧化性，可以氧化分解溶解在養(yǎng)殖廢水中的有機(jī)物，進(jìn)行深度處理。在養(yǎng)殖廢水處理中，臭氧可以降低養(yǎng)殖廢水中的COD含量，進(jìn)一步提高溶解氧含量，降低養(yǎng)殖廢水中亞硝酸鹽-氮的濃度，改善水體，但臭氧消耗量也會增加。葉丙聰?shù)缺容^了電化學(xué)氧化法和臭氧氧化法兩種氨氧化法對模擬養(yǎng)殖廢水中營養(yǎng)鹽類的凈化效果，得出臭氧氧化法對養(yǎng)殖業(yè)營養(yǎng)鹽中硝酸鹽、亞硝酸鹽和氨氮的凈化效果較好，處理效果優(yōu)于電化學(xué)氧化，而對正磷酸鹽處理效果較差[18]。

3.3" 生物法處理觀賞魚養(yǎng)殖廢水

生物法主要去除廢水中的有機(jī)物、氨氮和總磷等可生化的污染物。相較于自然處理法和物化法，生物法處理效果更好，污染小、成本低，是最常用的方法[19-20]。

3.3.1" 活性污泥法

活性污泥處理工藝本質(zhì)上和水體自凈過程相似，利用微生物處理水中的有機(jī)物。具體方法是向廢水中充入空氣，使廢水中的好氧微生物更好地生存，好氧微生物得以繁殖，形成污泥狀物質(zhì)。污泥自身要具有氧化分解水中有機(jī)物的能力，還要具備將混合液和活性污泥凈水分離的混凝沉降性能。莫志華等人研究零價(jià)鐵活化過一硫酸鹽與單寧酸聯(lián)合應(yīng)用可提高活性污泥的脫水效果，經(jīng)調(diào)理結(jié)合高壓過濾系統(tǒng)處理后，污泥餅含水率由89.75%降低至45.17%，顯著提高污泥脫水性[21]。劉海霞等將厭氧和好氧相結(jié)合處理養(yǎng)殖廢水，結(jié)果表明ABR+SBR組合工藝對養(yǎng)殖廢水中污染物的去除率均達(dá)到了90%以上[22]。郭江鵬等針對奶牛場畜牧廢水的特點(diǎn)，以連續(xù)回分式活性污泥處理工藝對廢水進(jìn)行處理和資源利用，出水水質(zhì)達(dá)到污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[23]。SANTAELLA[24]等使用活性污泥系統(tǒng)處理蝦養(yǎng)殖廢水，系統(tǒng)中產(chǎn)生大量的生物絮凝物可降低水中氨氮濃度，其微生物的數(shù)量和多樣性對養(yǎng)殖有利。

3.3.2" 生物膜法

生物膜工藝去除廢水中的污染物是一個(gè)復(fù)雜的吸附和穩(wěn)定過程。大量附著在生物膜上的細(xì)菌和藻類通過自身的新陳代謝吸收水體中多余的營養(yǎng)物質(zhì)并將其轉(zhuǎn)化為能量和食物供自身生長繁殖[25-26]，養(yǎng)殖水體的營養(yǎng)物質(zhì)含量明顯下降，加劇水體富營養(yǎng)化和凈化養(yǎng)殖廢水。用生物膜法處理混養(yǎng)池塘的養(yǎng)殖廢水研究發(fā)現(xiàn)，生物膜對總磷和總氮的去除率較高，并可使氨氮濃度維持低水平狀態(tài)。逄文慧等用好氧/缺氧-移動床生物膜反應(yīng)器，C/N比為12，COD設(shè)置不同組，對養(yǎng)殖廢水中的COD、硝氮、亞硝氮和氨氮處理效果進(jìn)行對比。通過研究可以看出，當(dāng)無機(jī)氮濃度為12.5 mg/L，COD濃度為150 mg/L時(shí)，硝氮、亞硝氮、COD和氨氮的去除率最佳為87.5% 、86.9%、98.2%以及93.7%[27]。周洪玉等運(yùn)用不同過濾系統(tǒng)的填料反應(yīng)器模擬處理循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，研究分析該反應(yīng)器的硝化速率等特征。結(jié)果表明，與移動生物膜反應(yīng)器相比，掛簾式生物濾池的掛膜速度更快，掛膜生物量更多，而且生物量更穩(wěn)定，NH4+-N、NO2-N 的去除率也更高。

3.3.3" 生態(tài)處理法

生態(tài)處理法的具體過程是通過植物來吸收水中的有機(jī)污染物。微藻細(xì)胞可以通過特定的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白去除養(yǎng)殖廢水中的有機(jī)碳源。微藻細(xì)胞通過光合作用調(diào)節(jié)pH使正磷酸鹽析出，達(dá)到除磷的效果。微藻還可以通過絡(luò)合或離子交換過反應(yīng)去除重金屬[28]。小球藻和藍(lán)細(xì)菌屬對天氣條件敏感，一種利用自然晝夜條件處理養(yǎng)殖廢水的微藻-細(xì)菌反應(yīng)器，有利于白天去除氨氮，晚上去除硝態(tài)氮。陳紅芬等人為選出最佳藻菌共生培養(yǎng)方式和處理時(shí)間，研究5中共培養(yǎng)體系，其中在48 h處理養(yǎng)殖廢水效果最佳的是游離活性污泥和固定化小球藻共培養(yǎng)體系[29]。有多種凈水方式可供選擇，每種凈水方式在不同的實(shí)際情況下處理效果不同[30]。韋嘉璐等研究表明，在未加入葡萄糖和L-丙氨酸前，微藻共生系統(tǒng)沒有純藻系統(tǒng)處理效果明顯，葡萄糖會促進(jìn)萊茵衣藻和凝結(jié)芽孢桿菌生物量增加，加速藻菌共生系統(tǒng)對養(yǎng)殖廢水中有機(jī)物的利用[31]。

4" 結(jié)束語

觀賞魚養(yǎng)殖廢水主要存在COD、BOD、NH4+-N、TN、TP、SS等污染物，還有在抗生素和孔雀石綠等有毒有害物質(zhì)，該系列污染物質(zhì)已經(jīng)嚴(yán)重超過國家標(biāo)準(zhǔn)要求，為了保證水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)健康持續(xù)發(fā)展，必須深化養(yǎng)殖廢水的處理。自然法處理養(yǎng)殖廢水一般占地面積較大、脫氮除磷效率不高，只適合小規(guī)模運(yùn)行。物化法通常會作為預(yù)處理，操作簡單但成本較高。研究表明，生物法相較于自然法和物化法更為常用，生物法處理效果更好，占地面積小，應(yīng)用價(jià)值高。在實(shí)際的應(yīng)用研究中仍有許多現(xiàn)實(shí)問題需要面對。通過養(yǎng)殖廢水處理不僅可以提高養(yǎng)殖業(yè)的生態(tài)效益，還能夠切實(shí)保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

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Abstract：" Ornamental fishery is a branch of the aquaculture industry， with the rapid development of the economy， ornamental fish are favored， and ornamental fish culture will occupy a large area of water resources. The results show that a large amount of aquaculture wastewater will cause serious harm to the ecological environment if it is not treated properly. In this paper， combined with the water quality characteristics and hazards of ornamental fish breeding wastewater， starting from the aspects of natural， physical， and biological treatment， the treatment effect of aquaculture wastewater was improved to reduce pollution hazards， and promote the healthy development of ornamental fishery.

Key words： Ornamental fish culture wastewater;Aquaculture;Wastewater pollution hazards;Treatment technology