工廠化鰻鱺養(yǎng)殖尾水生態(tài)處理技術(shù)研究與應(yīng)用

摘要：應(yīng)用生物膜凈水柵，結(jié)合生物生態(tài)處理技術(shù)，對(duì)鰻鱺養(yǎng)殖尾水進(jìn)行生態(tài)處理，使處理后的出水水質(zhì)能達(dá)標(biāo)排放，為我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理提供技術(shù)參考。設(shè)置一級(jí)魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池和二級(jí)狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池，組合構(gòu)建了養(yǎng)殖尾水生態(tài)處理系統(tǒng)，對(duì)工廠化鰻鱺養(yǎng)殖尾水進(jìn)行生態(tài)處理，并開(kāi)展了92 d的美洲鰻鱺工廠化養(yǎng)殖尾水處理示范應(yīng)用。結(jié)果表明：生態(tài)處理系統(tǒng)日平均處理養(yǎng)殖尾水的水量為3 000 m3，系統(tǒng)處理尾水的水力停留時(shí)間（THR）為64 h，經(jīng)系統(tǒng)處理后排放水的總磷濃度為（0.356±0.054）mg/L（0.302～0.410 mg/L），總氮濃度為（1.834±0.301）mg/L（1.533～2.135 mg/L），高錳酸鹽指數(shù)和pH分別為（4.15±0.42）mg/L和6.68±0.34，水質(zhì)符合《淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求》的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。生態(tài)處理系統(tǒng)具有處理效率高、出水水質(zhì)穩(wěn)定良好、成本低、環(huán)保安全和易推廣應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：鰻鱺；養(yǎng)殖尾水；生物膜；生物生態(tài)；水處理系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：X714 " " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A " " " "文章編號(hào)：1674-3075（2024）06-0204-07

中國(guó)是世界第一水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó)，國(guó)民對(duì)水產(chǎn)品需求居世界第一（馮東岳等，2017）。但隨著我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模的日益擴(kuò)大，養(yǎng)殖尾水的達(dá)標(biāo)排放問(wèn)題已成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水直接排放，不僅使水體原有環(huán)境遭到破壞和污染，而且使水產(chǎn)品容易遭到疾病侵襲，養(yǎng)殖戶的利益受到嚴(yán)重?fù)p害，也對(duì)養(yǎng)殖周邊的生態(tài)環(huán)境造成極大的傷害（生態(tài)環(huán)境部，2021）。因此，亟需達(dá)成高效、可操作性強(qiáng)和經(jīng)濟(jì)可行的養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)。

目前，養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)主要包括物理處理、化學(xué)處理和生物處理等技術(shù)。物理處理主要應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、電場(chǎng)技術(shù)及磁場(chǎng)技術(shù)對(duì)尾水進(jìn)行處理；化學(xué)處理主要應(yīng)用各類(lèi)化學(xué)藥品將尾水中各類(lèi)污染物轉(zhuǎn)化或分解成其他物質(zhì)，然后將其從尾水中分離；生物處理主要應(yīng)用水生動(dòng)物、水生植物以及微生物等方法，對(duì)尾水污染物進(jìn)行降解、消除和富集（韋朝海，2003；吳祥平等，2011；劉大海，2020），類(lèi)似于天然水體的自凈過(guò)程。然而目前的養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)存在許多弊端，如傳統(tǒng)生態(tài)凈化塘盡管建設(shè)、管理和維護(hù)等成本相對(duì)較低，但由于水生植物對(duì)溫度、氣候和季節(jié)變化比較敏感，導(dǎo)致對(duì)養(yǎng)殖尾水的凈化效果不穩(wěn)定。

生物膜凈水柵是一種高效的生物膜載體，可以為微生物提供大量的生態(tài)位，形成大面積的生物膜，養(yǎng)殖水中的污染物可以被生物膜上的微生物分解，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化（江興龍，2011；江興龍和鄧來(lái)富，2015；Jiang et al，2019）。本研究應(yīng)用團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的生物膜凈水柵專(zhuān)利產(chǎn)品（江興龍，2011），結(jié)合生物生態(tài)處理技術(shù)，構(gòu)建一級(jí)魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池，二級(jí)狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池，旨在對(duì)鰻鱺養(yǎng)殖尾水進(jìn)行生態(tài)處理，使處理后的出水水質(zhì)能達(dá)標(biāo)排放。

1 " 材料與方法

1.1 " 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)采用生物膜凈水柵（江興龍，2011）；魚(yú)類(lèi)采用草食性魚(yú)類(lèi)草魚(yú)（Ctenopharyngodon idella），雜食性魚(yú)類(lèi)鯽（Carassius auratus），刮食性魚(yú)類(lèi)扁圓吻鲴（Distoechodon compressus），濾食性魚(yú)類(lèi)鰱（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙（Aristichthys nobilis）；水生植物采用狐尾藻（Myriophyllum verticillatum）；硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌以及聚磷菌的菌液應(yīng)用本團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的硝化細(xì)菌NB-1、反硝化細(xì)菌DB-1（郭少鵬等，2020）以及聚磷菌PP-1。

1.2 " 生態(tài)處理系統(tǒng)

本研究試驗(yàn)地點(diǎn)位于福建省南平市的養(yǎng)鰻場(chǎng)，構(gòu)建的生態(tài)處理系統(tǒng)由一級(jí)魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池、二級(jí)狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池組成，見(jiàn)圖1所示。第一級(jí)魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池內(nèi)投放4類(lèi)不同食性和不同棲息水層的魚(yú)類(lèi)，投放比例為草食性魚(yú)類(lèi)﹕雜食性魚(yú)類(lèi)﹕刮食性魚(yú)類(lèi)﹕濾食性魚(yú)類(lèi)=2.3﹕6.0﹕0.6﹕0.9，池塘水面積1 800 m2；第二級(jí)狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池，主要水生植物為狐尾藻（投放密度為0.2 kg/m2），水體懸掛生物膜凈水柵以形成大面積生物膜，按池塘水體3%的密度進(jìn)行設(shè)置，每組生物膜凈水柵的長(zhǎng)度為20 m、高度1.4 m，每組生物膜凈水柵之間的排列間距不小于1 m，池塘水面積3 000 m2。每隔15 d向狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池中潑灑團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌以及聚磷菌的菌液。系統(tǒng)養(yǎng)殖尾水的日進(jìn)排水流量均為3 000 m3。

1.3 " 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

養(yǎng)鰻場(chǎng)（鰻鱺養(yǎng)殖存塘量150 t以上）的養(yǎng)殖尾水排放至生態(tài)處理系統(tǒng)，尾水先后經(jīng)由魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池、狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池等二級(jí)處理后排放，對(duì)出水的水質(zhì)開(kāi)展水質(zhì)跟蹤監(jiān)測(cè)。試驗(yàn)期間，每隔7 d采集生態(tài)處理系統(tǒng)處理單元出水口的水樣，進(jìn)行主要水質(zhì)因子理化指標(biāo)檢測(cè)，每天現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)生態(tài)處理系統(tǒng)處理單元的pH、水溫和溶解氧。使用有機(jī)玻璃采水器采集水面下30 cm的水質(zhì)樣本，混勻分裝入聚乙烯塑料瓶中。檢測(cè)方法根據(jù)《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》（國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì)，2002），其中，總磷（TP）使用鉬銻抗分光光度法，總氮（TN）使用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法；高錳酸鹽指數(shù)使用高錳酸鹽指數(shù)法。跟蹤監(jiān)測(cè)周期自2022年6月10日至2022年9月9日，共92 d。

1.4 " 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用EXCEL進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與制圖，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（M±SD）表示，應(yīng)用SPSS 25.0軟件進(jìn)行分析，通過(guò)單因素方差分析（one-way ANOVA）法比較各組數(shù)據(jù)，若差異顯著（Plt;0.05）則運(yùn)用LSD法進(jìn)行多重分析比較。主要公式如下：

S=（C0-C1）/C0×100％ " " " " " " ①

THR=V/Q " " " " " " " " " " " ②

式中：S為水質(zhì)因子（例如總磷、高錳酸鉀指數(shù)、氨氮等）的降解率；C0為水質(zhì)因子初始濃度，C1為水質(zhì)因子終濃度，單位為mg/L。THR為水力停留時(shí)間，單位為h；V為系統(tǒng)處理單元的有效水體，單位為m3；Q為進(jìn)水流量，單位為m3/h。

2 " 結(jié)果與分析

生態(tài)處理系統(tǒng)各處理單元的水質(zhì)因子數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表1，系統(tǒng)THR為64 h，其中，一級(jí)魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池THR為21 h，二級(jí)狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池43 h。從表1可知，系統(tǒng)進(jìn)水口（鰻鱺養(yǎng)殖池出水）、一級(jí)魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池出水口、系統(tǒng)出水口的水質(zhì)總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)和pH等均存在顯著差異（Plt;0.05），隨著系統(tǒng)處理的進(jìn)行，尾水中的主要污染物總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)的濃度均有顯著下降，二級(jí)狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池出水口（系統(tǒng)出水口）的總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)和pH等均符合《淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求》（中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部，2007）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果表明，鰻鱺養(yǎng)殖尾水經(jīng)本系統(tǒng)處理后的出水水質(zhì)可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

2.1 " 對(duì)總磷的去除效果

試驗(yàn)期間生態(tài)處理系統(tǒng)各單元總磷濃度的動(dòng)態(tài)變化見(jiàn)圖2，系統(tǒng)進(jìn)水口養(yǎng)殖尾水的總磷濃度為 2.477～3.569 mg/L，平均濃度（3.023±0.546）mg/L；魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池出水口總磷濃度為1.756～2.538 mg/L，平均濃度（2.147±0.391）mg/L，在THR為21 h的條件下，對(duì)總磷的去除率為29.0%；系統(tǒng)出水口的出水水質(zhì)總磷濃度0.302～0.410 mg/L，平均濃度（0.356±0.054）mg/L，在THR為43 h的條件下，對(duì)總磷的去除率為83.4%；總之，生態(tài)處理系統(tǒng)（THR為64 h），對(duì)總磷的去除率為88.2%。在系統(tǒng)進(jìn)水口、魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池、狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池的出水口，水質(zhì)總磷濃度均顯著下降（Plt;0.05）。試驗(yàn)期間，系統(tǒng)出水口的出水水質(zhì)總磷濃度均低于0.5 mg/L，符合《淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求》（中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部，2007）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)總磷的要求。

2.2 " 對(duì)總氮的去除效果

試驗(yàn)期間生態(tài)處理系統(tǒng)各處理單元水質(zhì)總氮濃度的動(dòng)態(tài)變化見(jiàn)圖3，系統(tǒng)進(jìn)水口的總氮濃度為5.766～8.798 mg/L，平均濃度（7.282±1.516）mg/L；魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池出水口總氮濃度4.179～5.769 mg/L，平均濃度（4.974±0.795）mg/L，THR為21 h，對(duì)總氮的去除率為31.7%；系統(tǒng)出水口總氮濃度為1.533～2.135 mg/L，平均濃度（1.834±0.301）mg/L，THR為43 h，對(duì)總氮的去除率為63.1%；總之，生態(tài)處理系統(tǒng)（THR為64 h），對(duì)養(yǎng)殖尾水中總氮的去除率達(dá)74.8%。在系統(tǒng)進(jìn)水口、魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池、狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池的出水口，水質(zhì)總氮濃度均顯著下降（Plt;0.05）。試驗(yàn)期間，系統(tǒng)出水口的出水水質(zhì)總氮濃度都達(dá)到了3.0 mg/L以下，符合《淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求》（中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部，2007）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)總氮的要求。

2.3 " 對(duì)高錳酸鹽指數(shù)的去除效果

試驗(yàn)期間，生態(tài)處理系統(tǒng)各處理單元水質(zhì)中高錳酸鹽指數(shù)的動(dòng)態(tài)變化見(jiàn)圖4，系統(tǒng)進(jìn)水口的高錳酸鹽指數(shù)為4.62～5.56 mg/L，平均濃度（5.09±0.47）mg/L；魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池出水口高錳酸鹽指數(shù)濃度為3.97～4.63 mg/L，平均濃度（4.30±0.33）mg/L；系統(tǒng)出水口高錳酸鹽指數(shù)為3.73～4.57 mg/L，平均濃度為（4.15±0.42）mg/L。在系統(tǒng)進(jìn)水口、魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池、狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池的出水口，水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的濃度均顯著下降（Plt;0.05）。試驗(yàn)期間，系統(tǒng)水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)均低于15 mg/L以下，符合《淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求》（中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部，2007）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高錳酸鹽指數(shù)的要求。

2.4 " pH的動(dòng)態(tài)變化

試驗(yàn)期間，生態(tài)處理系統(tǒng)各處理單元水質(zhì)pH的動(dòng)態(tài)變化見(jiàn)圖5，系統(tǒng)進(jìn)水口的pH為6.52～7.26，平均值為6.89±0.37；魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池出水口pH為7.11～7.47，平均值為7.29±0.18；系統(tǒng)出水口的pH為6.34～7.02，平均值為6.68±0.34。試驗(yàn)期間，生態(tài)處理系統(tǒng)的pH均為6.0～9.0，符合《淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求》（中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部，2007）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)pH的要求。

3 " 討論

3.1 " 生態(tài)處理系統(tǒng)對(duì)總磷去除效果較好

本研究構(gòu)建的一級(jí)魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池中，池塘水體中的藻類(lèi)可以有效吸收養(yǎng)殖尾水中的磷元素，鰱、鳙攝食水體中藻類(lèi)和浮游動(dòng)物，尾水中的有機(jī)碎屑等大顆粒物質(zhì)可被草魚(yú)攝食，鯽與扁圓吻鲴為雜食性魚(yú)類(lèi)，可攝食尾水中的有機(jī)碎屑等中小顆粒物質(zhì)、池塘水體中的藻類(lèi)以及池塘沉積物中的有機(jī)物、底棲生物等。在淡水池塘利用鰱、鳙生物操縱技術(shù)（魚(yú)類(lèi)在水體中的密度為34 g/m3，鰱、鳙比例為3﹕2），在35 d內(nèi)對(duì)養(yǎng)殖尾水的總磷去除率為14.2%（顧兆俊，2015）。本系統(tǒng)的一級(jí)魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池在THR為21 h的條件下，對(duì)總磷的去除率達(dá)20.4%，相較而言效果更優(yōu)，原因可能是魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池采用了更加合理的魚(yú)類(lèi)種類(lèi)數(shù)量、種間比例和投放密度，從而實(shí)現(xiàn)了更好的總磷去除效果。另一方面，水生植物在養(yǎng)殖尾水處理中也起著重要作用，可以分別通過(guò)物理作用、生物作用以及微生物輔助作用，對(duì)水質(zhì)達(dá)到一定凈化（屠曉翠等，2006）。黃連光（2016）在對(duì)人工濕地-穩(wěn)定塘系統(tǒng)處理生活污水的研究中，試驗(yàn)周期為24 d，穩(wěn)定塘規(guī)模為6 m×2 m×1.4 m，且1/3水面移植水葫蘆，其對(duì)總磷的去除率為30.23％～31.82％。在水生植物對(duì)不同氮磷水平養(yǎng)殖尾水的凈化試驗(yàn)中，在培養(yǎng)條件為10 h黑暗，14 h光照，光照強(qiáng)度為300～330 μmol/（m2·s），溫度在25℃左右，相對(duì)濕度在50％～70％，總磷初始濃度為8 mg/L，試驗(yàn)周期為28 d的條件下，10株狐尾藻對(duì)10 L水體中總磷的去除率為58％（馮優(yōu)等，2020）。在凡納濱對(duì)蝦池塘生物膜低碳養(yǎng)殖研究試驗(yàn)中，通過(guò)設(shè)置生物膜凈水柵對(duì)比試驗(yàn)的方法，得出在135 d養(yǎng)殖過(guò)程中，對(duì)池塘水體中無(wú)機(jī)磷的去除率為66.1％（江興龍和鄧來(lái)富，2013）。本系統(tǒng)中狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池，在THR為43 h的條件下，對(duì)總磷的去除率為83.4%，相較以上學(xué)者報(bào)道的總磷去除率有大幅提高，分析認(rèn)為是本研究中采用了狐尾藻和生物膜凈水柵的組合，不僅狐尾藻能高效吸收水中的磷，并且由于生物膜凈水柵形成了大量的生物膜，生物膜上的巨量?jī)?yōu)勢(shì)聚磷菌種群和其他異養(yǎng)細(xì)菌等，大量吸收了養(yǎng)殖尾水中的磷，從而大幅度提高了對(duì)總磷的去除。

3.2 " 生態(tài)處理系統(tǒng)對(duì)總氮去除效果較好

水生動(dòng)物凈水技術(shù)的核心就是通過(guò)放養(yǎng)食魚(yú)性魚(yú)類(lèi)來(lái)控制捕食浮游生物魚(yú)類(lèi)的數(shù)量，進(jìn)而導(dǎo)致浮游動(dòng)物種群數(shù)量壯大，然后借由浮游動(dòng)物控制藻類(lèi)數(shù)量，達(dá)到凈水效率最高的目的（Shapiro，1975）。在探究鯉對(duì)亞熱帶富營(yíng)養(yǎng)淺水湖泊水質(zhì)的處理試驗(yàn)中，設(shè)置鯉放養(yǎng)密度為110 g/m3、試驗(yàn)周期為48 d的條件下，對(duì)總氮的去除率為27.5%（楊凱，2010）；在試驗(yàn)周期為14 d的條件下，鰱、鳙、鲴（尾數(shù)比例為10：6：15）組處理的水體總氮濃度是鰱、鳙（尾數(shù)比例為5：3）組的59.0%，鲴對(duì)各種魚(yú)類(lèi)排泄物的攝食吸收，提高了食物網(wǎng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的可利用性，減少營(yíng)養(yǎng)鹽重新進(jìn)入水體，有利于改善水質(zhì)（郭艷敏，2017）。本研究中魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池在THR為21 h的條件下，對(duì)養(yǎng)殖尾水中總氮的去除率為31.7％，具有良好的去除效果。不同食性和不同棲息水層的魚(yú)類(lèi)組合優(yōu)于種類(lèi)相對(duì)單一的水生動(dòng)物對(duì)氮的去除效果，它們與藻類(lèi)以及各種微生物相互協(xié)調(diào)，構(gòu)成了一個(gè)較良好的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。藻類(lèi)作為初級(jí)生產(chǎn)者吸收水體中的總氮（張文藝等，2013），鰱、鳙、鯽可以吃掉藻類(lèi)，扁圓吻鲴生活在水體中下層可攝食吸收有機(jī)碎屑（陳桐等，2016），并且對(duì)藻類(lèi)有較強(qiáng)的控制作用（周創(chuàng)等，2014），可以有效防止水體富營(yíng)養(yǎng)化。此外，水生植物主要通過(guò)利用植物和水體中的微生物群落吸收水中氮磷以及其他有機(jī)物，從而達(dá)到治理污染水體的目的（屠曉翠等，2006）。狐尾藻是具有改良水質(zhì)能力的水生植物，對(duì)水體中總氮具有較好的去除效果，根莖上的微生物可以加速氨態(tài)氮向亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化，便于水生植物的吸收和利用（包成榮等，2016）。氨氮向亞硝酸鹽和硝酸鹽轉(zhuǎn)化是消耗溶解氧的過(guò)程，第二級(jí)池塘水體中的溶解氧除了上一級(jí)魚(yú)類(lèi)池塘水體因增氧機(jī)增氧所帶進(jìn)來(lái)的部分富氧水外，主要來(lái)源于狐尾藻和水中藻類(lèi)如綠藻等光合作用所產(chǎn)生的氧氣，也包括狐尾藻根際分泌的氧氣，此外還有風(fēng)引起的空氣中氧的溶入等。研究綠狐尾藻（Myriophyllum elatinoides）濕地處理不同污染負(fù)荷養(yǎng)殖用水，在每天進(jìn)水180 L，其THR為33 d的條件下，對(duì)總氮的去除率為83.6%～97.1%（朱輝翔等，2020）；利用水葫蘆對(duì)加州鱸池塘水質(zhì)及底泥進(jìn)行凈化試驗(yàn)，在模擬加州鱸養(yǎng)殖生態(tài)的池塘中，投放密度為10株/m3的水葫蘆處理8 d后，總氮的最大去除率為59.0%（李姣等，2018）。本研究中狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池，THR為43 h，對(duì)養(yǎng)殖尾水總氮的去除率為63.1%，在更短的水力停留時(shí)間下，獲得了更大的總氮去除效果。分析認(rèn)為單一水生植物對(duì)尾水脫氮除磷的處理效果有限，易受溫度和季節(jié)等因素影響，而本研究采用了水生植物與生物膜凈水柵組合，且定期潑灑硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌以及聚磷菌，使生物膜上形成了巨量的硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌以及聚磷菌優(yōu)勢(shì)菌群和其他的大量微生物，從而發(fā)揮出更好和更穩(wěn)定的脫氮效果。

3.3 " 生態(tài)處理系統(tǒng)對(duì)其他水質(zhì)因子去除效果較好

高錳酸鹽指數(shù)是水體中有機(jī)和無(wú)機(jī)氧化物污染的常用指標(biāo)（中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)局，1989）。圖4展示的系統(tǒng)進(jìn)水口、魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池出水口、狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池出水口高錳酸鹽指數(shù)平均濃度的變化結(jié)果，表明魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池中的混養(yǎng)魚(yú)類(lèi)，狐尾藻和生物膜等都對(duì)水體中有機(jī)物的去除發(fā)揮了作用?；祓B(yǎng)的魚(yú)類(lèi)可以有效捕食有機(jī)碎屑、懸浮顆粒以及藻類(lèi)，將其轉(zhuǎn)化同化為魚(yú)類(lèi)的細(xì)胞組織等物質(zhì)，有效降低水體中有機(jī)物含量（張國(guó)棟，2011），同時(shí)，生物膜、狐尾藻根系和池塘水體中存在著大量可分解有機(jī)物的細(xì)菌。對(duì)pH的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池出水口的pH低于魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池出水口的pH，主要原因是魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池中的浮游植物（藻類(lèi)）生長(zhǎng)較好，藻類(lèi)密度大，進(jìn)行光合作用時(shí)，大量消耗水體中的CO2，導(dǎo)致pH升高（王晉虎等，2020）。生物膜凈水柵上微生物的反應(yīng)過(guò)程中，使水中所含碳、氮、磷等物質(zhì)被酸化降解產(chǎn)生酸化物，從而使池塘pH降低。同時(shí)，硝化細(xì)菌的加入促進(jìn)了池塘水體中硝化作用的進(jìn)行，會(huì)產(chǎn)生H+，可引起pH下降；反硝化聚磷菌的加入，則促進(jìn)了池塘水體中反硝化作用的進(jìn)行，使堿度增加，可引起pH的上升。另一方面，狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池內(nèi)，雖然狐尾藻大量生長(zhǎng)，也消耗水體中的CO2，但有些狐尾藻死亡沉降于池塘底部后，被有氧分解同時(shí)釋放大量CO2，可導(dǎo)致水體pH降低（王晉虎等，2020）。由于溶解氧在池塘水體中存在擴(kuò)散過(guò)程，因此雖然池塘底部存在溶解氧低的情況，但是中上層水體的溶解氧仍然會(huì)向水體的下層及底部擴(kuò)散增氧，為死亡的狐尾藻在池塘底部分解提供了有氧條件。

4 " 結(jié)論

本研究通過(guò)構(gòu)建由一級(jí)魚(yú)類(lèi)混養(yǎng)池和二級(jí)狐尾藻協(xié)同生物膜水處理池組成的生態(tài)處理系統(tǒng)，應(yīng)用于工廠化鰻鱺養(yǎng)殖尾水處理，實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放。在日均處理鰻鱺養(yǎng)殖尾水水量3 000 m3和THR為64 h條件下，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)處理系統(tǒng)出水水質(zhì)的總磷濃度為（0.356±0.054）mg/L（0.302～0.410 mg/L），系統(tǒng)對(duì)尾水總磷的去除率為88.2%；系統(tǒng)出水水質(zhì)的總氮濃度為（1.834±0.301）mg/L（1.533～2.135 mg/L），系統(tǒng)對(duì)尾水總氮的去除率為74.8%；系統(tǒng)出水水質(zhì)的高錳酸鹽指數(shù)濃度為（4.14±0.45）mg/L（3.69～4.59 mg/L），pH為（6.68±0.34）（6.34～7.02）。系統(tǒng)出水水質(zhì)的總磷、總氮、高錳酸鉀指數(shù)濃度、pH均符合《淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求》（SC/T9101-2007）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)具有水處理效率高，出水水質(zhì)良好且穩(wěn)定，可操作性強(qiáng)，環(huán)保安全和容易推廣應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)的成功構(gòu)建與應(yīng)用，可為我國(guó)當(dāng)前水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理提供技術(shù)參考，推動(dòng)養(yǎng)殖尾水的達(dá)標(biāo)排放治理，減少水產(chǎn)養(yǎng)殖面源污染，保護(hù)水產(chǎn)養(yǎng)殖鄰近水域生態(tài)環(huán)境。

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（責(zé)任編輯 " 熊美華）

Ecological Treatment of Intensive Eel Aquaculture Tail Water

WANG Hang， JIANG Xing‐long， WANG Ze‐xu， LIU Yong

（Engineering Research Center of the Modern Industry Technology for Eel， Ministry of Education，

Fisheries College of Jimei University， Xiamen " 361021， P.R. China）

Abstract： With the expansion of aquaculture in China， the issue of meeting discharge standards for aquaculture tailwaters has become a bottleneck in the development of sustainable aquaculture. From June 10 to September 9 of 2022 ， we carried out a 92-day trial for the ecological treatment of ell aquaculture tail water using a self-constructed ecological water treatment system. Our aim was to ensure the treated water quality met discharge standards and provide a technical reference for treating aquaculture tail water in China. The system consisted of a primary polyculture fishpond and a secondary aquatic plant-biofilm integrated water treatment pond. Four types of fish with different feeding habits and different water layer habitats were placed into the polyculture pond. The fish types included a herbivore， an omnivore， a scraper and a filter-feeder at a ratio of 2.3 ： 6.0 ： 0.6 ： 0.9. In the second-stage water treatment pond， Myriophyllum verticillatum was selected as the main aquatic plant， with an initial density of 0.2 kg/m2， and biofilm water purification grids were suspended in the water to form a large area of biofilm providing a density of 3% of the pond water volume. Every 15 days， a team-developed bacterial solution containing nitrifying bacteria， denitrifying bacteria， and phosphorus-accumulating bacteria was sprinkled into the M. verticillatum-biofilm integrated water treatment pond. The water surface areas of the first and second ponds were 1 800 m2and 3 000 m2. During the trial， water samples were collected from the outlet of each treatment unit of the system every 7 days for determination of major water quality factors. The pH， water temperature， and dissolved oxygen of each treatment unit of the ecological treatment system were monitored on-site every day. The average daily volume of tail water treated by the system was 3 000 m3， and the average hydraulic retention time （THR） of the treated tail water was 64 h. The total phosphorus and nitrogen concentrations of the treated tail water at the outlet were in the ranges of 0.302-0.410 mg/L and 1.533-2.135 mg/L， with average values of （0.356±0.054） mg/L and （1.834±0.301） mg/L， and removal rates of 88.2% and 74.8%. The permanganate index and pH value at the outlet were in the ranges of 3.73-4.57 mg/L and 6.34-7.02， with average values of （4.15±0.42） mg/L and 6.68±0.34. The effluent water quality met level 1 discharge standards according to the Discharge Requirements for Freshwater Pond Aquaculture Water （SC/T9101-2007）. This system has the advantages of high efficiency， good and stable water quality， low cost， environmental safety and straightforward application. The successful application of the system provides a technical reference for effective treatment of aquaculture tailwater in China.

Key words：eel; aquaculture tailwater; biofilm; biological ecology; water treatment system