水产养殖废水污染处理技术研究

水产养殖废水污染处理技术研究

2.1 我国水产养殖的现状

近20年来，我国水产养殖业得到了快速发展，渔业结构已经从以前捕捞为主转向以养殖为主，水产养殖产量平均年递增率为16%，养殖在渔业总产量重的比重由1980年的30%提高到目前的60%以上，成为世界上唯一养殖产量超过捕捞产量的渔业大国。

2.2 现有水产养殖废水治理技术原理

随着集约化水产养殖的发展，单一的或几种水处理技术的简单结合不再适应水产养殖废水处理的需要。健康养殖的理念已经在水产养殖业提倡多年，但一直缺乏简单易可行的技术支持，使健康养殖始终停留于概念。现有的养殖废水处理技术其原理主要有以下几种。

2.2.1 物理方法

根据水体及水体中污染物的理化性质，采用机械方法净化水质，如过滤、沉淀等，这些方法原理简单，应用普遍，许多养殖户自觉或无意识中已经使用。

(1)沉淀

水中悬浮物质过多可使水体混浊度和黏滞性增大，影响水产动物特别是其幼体阶段的正常生长发育。故养殖用水必须进行沉淀处理。养殖户应根据自身情况配备沉淀池。

（2）换水

换水操作简单、效果较好，在生产实践中广泛应用。但是采取换水方法调控水质不符合当今节约用水的要求，并且目前养殖生产中换出的水常常不经过处理就直接排放到外界环境中，加剧了环境污染，不予提倡，而且直接加换外界水，必须对外界水质进行分析、了解。

（3）曝气

主要是增加水中溶氧量，清除水中有害气体，以达到改善水质的目的，常用手段是使用增氧机，增氧机能使池塘水体上下水层对流，增加水中的溶氧量，使水中的有毒气体氧化或溢出，打破水体分层，起到改善水质的作用，建议晴天中午开机1到2小时。

（4）吸附

使用多孔固相物质（如活性炭、硅胶、沸石）作为吸附剂来达到净化水目的。

（5）过滤

过滤式养殖用水和废水处理中比较经济有效的方法之一，使水通过具有孔隙的粒状滤层（如石英砂等），使微量残留的悬浮物质（如胶体絮状物、藻类、细菌等）被截留，从而使水获得澄清。它既可以作为养殖用水的预处理，也可以作为养殖用水的最终处理，如工厂化育苗循环用水的处理等。生产上往往用筛网对水进行过滤，网目的大小根据需要而定，还有砂过滤、膜过滤、纤维过滤等。

（6）泡沫分离

向水中通气，水中的表面活性物质被微小的气泡吸附，浮于水面形成泡沫，通过收集并清除泡沫达到水质净化的目的。

（7）紫外线照射

利用紫外线（波长200—400nm）对养殖用水进行消毒，杀灭水中致病微生物。该技术早在20世纪60年代就应用于水处理。但由于耗电、透光强度、紫外线光管寿命和设施等原因，无法在生产上推广应用。近年来，紫外线水处理技术在国际上有了突破性进展，解决了上述问题，已成为大规模用于水消毒的新一代技术。新一代紫外线水消毒设施，具有高效率、高强度、高寿命等特点，在我国特种水产育苗用水的处理方面已初见成效。

（8）磁分离法

利用电磁原理对水体中的重金属离子等污染物进行电磁分离，是较新颖的水处理方法，目前尚未普及应用。

2.2.2 化学方法

养殖用水的化学处理时利用化学作用，也除去水中的污染物。通常加化学药剂，促使污染物混凝、沉淀、氧化还原、络合。养殖用水的化学处理主要有以下几种。

（1）凝絮

使用一些化学试剂，使水中微小颗粒及胶体凝聚成较大絮凝体，加速沉淀，净化水质。通常凝絮剂对海水的处理效果较差。常用凝絮剂有以下几种：

①铝盐 常用种类有硫酸铝、碱式氯化铝等。

②明矾 明矾中的铝离子具有很强的凝聚能力，对降低水中浑浊度效果很好，在水产养殖特别是池塘水产养殖用水的净化处理应用普遍。

③铁盐 常用种类有氯化铁和磷酸铁，但他们不如铝盐类凝聚剂应用广泛。

④农用石膏 主要成分为硫酸钙，可增加钙硬度，致使产生碳酸钙沉淀，对降低浑浊度有一定效果。

⑤有机高分子凝絮剂 这类凝絮剂国外使用较多，主要为缩合烯酰胺类有机化合物。

（2）中和

改变水体过高或过低的pH值。常用生石灰等调节水体的pH值，使水呈中性或弱碱性，还能增加水中的钙含量，改良水质，杀灭病原体。新砌的水泥池往往水中pH值过高，不利于水产动物的生长，常用草酸、醋酸、稀盐酸等弱酸中合处理。

（3）络合

最常用的是EDTA-Na2,可清除水体中含量过高的重金属离子。对于一些重金敏感的鱼、虾等，其苗种培育用水必须经EDTA-Na2预 处理后方可使用。

（4）化学消毒

应用化学消毒剂与水中有毒物质发生氧化还原反应，降低或消除其毒性，杀灭有害微生物。

①卤素制剂 主要是含氯类消毒剂，其实质是产生次氯酸和次氯酸根离子，与水中有害物质发生氧化还原反应。常用的种类有二氧化氯、漂白粉、二氯异氰尿酸钠等，还有二溴海因、碘制剂等。

②臭氧 它能破坏和分解细菌的细胞膜，迅速扩散透入细胞内部，氧化破坏或分解细胞内酶而迅速使病原菌致死。目前也有专门用于水产养殖便携式臭氧发生器，较为经济适用。 ③高锰酸钾 高锰酸钾是一种强氧化剂，在酸性、中性以及碱性水环境中均有极强的氧化性，生产上不仅可以用作杀菌消毒剂，也是一种良好的脱色除臭剂，但其质量分数过高也会对水产动物产生毒害作用，因此使用时必须控制好剂量。

④过氧化氢 又称双氧水，为无色、无臭、透明的液体，其氧化性较强，能迅速破坏微生物及原生动物的蛋白质活性而起到灭菌作用，已在虾病防治等方面取得了较好的效果。 ⑤其它化学消毒剂如季铵盐等。

2.2.3 生物方法

自然界存在大量以有机物为食物的微生物。它们具有将有机物氧化分解成无机物的巨大能力。养殖用水和废水的生物处理就是利用微生物这种能力来处理水中的有机物，因此必须为微生物在水中创造一个良好的生活环境，使微生物在这个环境中将水中的有机污染物氧化分解，从而使水得到净化。

（1） 光合细菌（PSB）

光合细菌是一群也光作为能源，以二氧化碳或小分子有机物作为碳源，以硫化氢等作为供氢体，完全自养性或光能异养性微生物。光合细菌能除去水体中的小分子有机物，降低水中的氨氮、硫化氢等的含量，减少COD,稳定及增加水中的溶氧量，促进水体的物质循环利用。光合细菌还能产生一些化学物质，可以显著抑制某些致病菌的生长，预防疾病发生。此外，光合细菌自身营养丰富，大的细菌可以被鱼类摄食，作为饲料添加剂

可以提高饲料的转化率，增强水产动物的抗逆性。

（2）复合微生物制剂

将多种非致病性有益微生物如酵母菌、芽孢杆菌、放线菌等制成多菌株复合产品，可发挥不同菌种的不同功能，起到协同作用，克服单一品种适应性差、应用面狭窄的不足。

（3）生物膜

利用微生物群体附着在固体填料表面所形成的生物膜处理养殖用水。

（4）活性污泥

在水体中接种一些有益微生物，形成表面积较大的菌胶团，可以大量凝聚和吸附废水中的悬浮胶体，溶解污染物质，并将物质摄入细胞内作为营养，同化菌体成分，这种菌胶团称为活性污泥。

（5）水生植物

水生植物能够通过光合作用，有效吸收利用水中的二氧化碳等物质，起到水质净化的作用。常用的水生植物有藻类、水葫芦、水花生、凤眼莲、大米草等。

关于生物处理法，按处理条件和处理设施不同，可区分如下：

好氧生物处理：天然条件（水体自然净化——氧化塘、天然水体；土壤净化——污水灌溉）；人工条件（生物膜法——包括生物过滤池、生物转盘、生物接触氧化；活性污泥法——曝气池）

厌氧生物处理：天然条件(天然水体、池塘底泥分解；高温堆肥、沤肥)人工条件（消化池、双层沉淀池；化粪池）

目前水产养殖业中废水处理常用方法见表2-1

2.2.4 综合处理方法

综合利用物理、化学及生物原理的水处理方法是养殖水处理技术发展的方向。集约化封闭

式循环水养殖系统及应用生态学原理设计的综合养殖模式正日益受到人们重视和欢迎。

（1）集约化封闭式循环水养殖系统

这类养殖模式属于“设施渔业”的范畴，其关键问题是水质净化处理，目前西方一些国家有所应用，我国也正在发展中。

（2）生态型综合养殖模式

人工生态调控是一种新型的废水处理工艺，整个养殖系统大致由蓄水池、养殖池、沉淀池、生物净化池形成一个独特的土壤—植物—微生物生态系统。在充分发挥自然净化的同时，将多品种互补生物、净化研制技术和湿地净化技术及处理净化技术等四种技术科学有机的组合在一起，成为一个高效的净化系统，使养殖污水处理后循环利用。

（3）生物包法

“生物包”是一种认为构建的以微生物和植物为净化基础，物理净化、化学净化相结合的高效环境（水环境和空气环境）处理系统。生物包包括两大部分：空气和水质净化系统。空气净化系统包括塑料大棚、花卉和水生植物。水质净化系统包括生物过滤池+人为接种微生物和移植植物。

图2—1生物包结构示意图

经过生物包处理水中的NH3-N、COD含量明显下降，加菌初期，日平均去除率分别达到55.5%和33.2%。随着滤床的逐渐成熟和光合细菌等微生物对氨氮的吸收利用，NH3-N、COD的去除率也逐渐增加。育苗后期NH3-N的日平均去除率达到80%，COD达到48%。从加菌运转第12天开始，生物包处理后的NO2-N含量开始持续下降，表明滤床已经成熟。利用生物包处理水质，基本不换水。氨氮最大值为1.57mg/L,平均在0.6 mg/L:；藻类也舟形藻为主，其生物量在18.9万个/mL左右，变化幅度很小，水质清新、稳定。