摘要：本文主要綜述了國內(nèi)外水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的物理化學(xué)處理和生物處理兩方面的技術(shù)，并總結(jié)了水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水循環(huán)使用的水處理工藝流程和生物工程在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中的應(yīng)用，表明了水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的循環(huán)利用和無害化排放技術(shù)為今后發(fā)展方向。

1前言

隨著海水養(yǎng)殖技術(shù)水平的提高和市場(chǎng)需求的擴(kuò)大，近10年來我國海水工廠化養(yǎng)殖得到了迅速發(fā)展，養(yǎng)殖廢水中所含的剩余餌料、化學(xué)品殘留物、以及富含氮、磷、有機(jī)質(zhì)和毒性物質(zhì)的養(yǎng)殖生物排泄物會(huì)加劇養(yǎng)殖鄰近海域海水富營養(yǎng)化程度和水質(zhì)污染，引發(fā)有害赤潮等海洋生態(tài)環(huán)境問題，同時(shí)水體污染反過來制約水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展。因此，水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的處理和循環(huán)利用逐漸受到關(guān)注。近年來國內(nèi)外學(xué)者針對(duì)海水工廠化養(yǎng)殖廢水的特點(diǎn)，對(duì)常規(guī)的物理、化學(xué)和生物處理技術(shù)分別進(jìn)行了應(yīng)用研究，取得了許多實(shí)用性成果。經(jīng)過物理化學(xué)和生物處理后，，養(yǎng)殖廢水中化學(xué)耗氧量(COD)、懸浮物(SS)和氨氮(NH3-N)等物質(zhì)濃度降低，然后進(jìn)行循環(huán)利用。

2水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水物理處理技術(shù)

常規(guī)物理處理技術(shù)主要包括過濾、中和、吸附、沉淀、曝氣等處理方法，是廢水處理工藝的重要組成部分。對(duì)于工廠化養(yǎng)殖廢水的外排和循環(huán)利用處理，機(jī)械過濾、泡沫分離技術(shù)和臭氧凈化處理效果較好。

2.1機(jī)械過濾

由于養(yǎng)殖廢水中的剩余殘餌和養(yǎng)殖生物排泄物等大部分以懸浮態(tài)大顆粒形式存在，因此采用物理過濾技術(shù)去除是最為快捷、經(jīng)濟(jì)的方法。常用的過濾設(shè)備有機(jī)械過濾器、壓力過濾器、沙濾器等。在實(shí)際處理工程中，機(jī)械過濾器(微濾機(jī))應(yīng)用較多、過濾效果較好。日本有一種過濾機(jī)，其工作原理是水泵將池水吸上后，經(jīng)噴灑管噴入過濾池，過濾池內(nèi)一層小顆粒沸石和一個(gè)特制過濾器，過濾后的水流回養(yǎng)魚池。

2.2泡沫分離技術(shù)

泡沫分離技術(shù)已在工業(yè)廢水處理中得到廣泛應(yīng)用，不僅可以將蛋白質(zhì)等有機(jī)物在未被礦化成氨化物和其它有毒物質(zhì)前就已被去除，避免了有毒物質(zhì)在水體中積累，而且可向養(yǎng)殖水體提供所必需的溶解氧，對(duì)維護(hù)養(yǎng)殖水體生態(tài)環(huán)境有良好作用。

23臭氧凈化

臭氧在水中分解的中間物質(zhì)羥基自由基(·OH)，具有很強(qiáng)的氧化性，可以分解一般氧化劑難分解的有機(jī)物。因此，用臭氧處理廢水，既能夠迅速滅除細(xì)菌、病毒和氨等有害物質(zhì)，又能增加水中溶解氧，從而達(dá)到凈化養(yǎng)殖廢水的目的。有資料報(bào)道，臭氧在魚蝦養(yǎng)殖中應(yīng)用效果顯著，日本伊騰慎悟用臭氧處理海水研究表明，海水中999%各種細(xì)菌可被臭氧消滅。臭氧與生物濾池結(jié)合，出水中溶解氧含量高，回用可以提高養(yǎng)殖密度。

3電化學(xué)處理

用電化學(xué)法去除水中溶解的亞硝酸鹽和氨氮的研究結(jié)果表明，亞硝酸鹽完全去除的時(shí)間和能耗隨著傳導(dǎo)率的增加而降低，輸入電流最大為2Ａ?xí)r，耗能最少，ｐＨ相對(duì)于輸入電流和電導(dǎo)率來說幾乎沒有影響;在酸性條件下有利于亞硝酸鹽的去除，堿性條件有利于氨的去除，氨的去除速度低于亞硝酸鹽的去除速度。

4生物處理技術(shù)

養(yǎng)殖廢水生物處理是一種典型的穩(wěn)定有機(jī)污染物的方式，包括活性污泥法和生物膜法。

主要是利用微生物的吸收、代謝等作用，達(dá)到降解水體中有機(jī)物和營養(yǎng)鹽的目的，是目前處理溶解態(tài)污染物最經(jīng)濟(jì)有效的方式。養(yǎng)殖過程中投放的餌料和養(yǎng)殖生物排泄物主要是由碳、氮、磷等元素組成的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等，生化降解性較好。因此，可采用生物處理技術(shù)有效處理工廠化養(yǎng)殖廢水，其中生物菌種的效能及其固定生長方式是決定處理效果的兩個(gè)重要方面。

4.1活性污泥法

活性污泥法處理系統(tǒng)是污水生物處理技術(shù)的主要技術(shù)之一，它是由好樣微生物及其吸附黏附的有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)所組成，具有吸附和分解水中有機(jī)污染物的能力，顯示其生物化學(xué)氧化活性。在傳統(tǒng)的活性污泥法上發(fā)展成氧化溝間歇式活性污泥法(SBR)和AB法處理工藝等，Meske等通過活性污泥法處理水產(chǎn)養(yǎng)殖循環(huán)用水研究表明，NH4+-N含量不能達(dá)到回用的要求，Umbl等在水產(chǎn)養(yǎng)殖排水溝渠中用接近SBR的操作方式進(jìn)行好氧厭氧處理，效果良好，Nugual等用SBR法處理海水養(yǎng)殖廢水，探討鹽度影響，結(jié)果表明，在鹽度不是很高情況下，脫氮效果良好。

4.2生物膜法

生物膜法主要有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化設(shè)備和生物流化床等，這些技術(shù)因?yàn)槠湮⑸锏亩鄻踊�，在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的封閉循環(huán)使用中得到。篩選高效并能在海水環(huán)境中快速繁衍、生長的生物菌群是有效處理工廠化養(yǎng)殖廢水的關(guān)鍵。目前，國內(nèi)外主要研究了光合細(xì)菌、玉壘菌和硝化細(xì)菌等在養(yǎng)殖廢水處理中的應(yīng)用[9]。由于固定化微生物密度高、活性強(qiáng)、反應(yīng)速度快，與常規(guī)的微生物掛膜生物處理技術(shù)相比，對(duì)氨氮和某些難生物降解有機(jī)物具有顯著去除作用[10]，因此該技術(shù)有望成為海水工廠化養(yǎng)殖廢水處理的重要生化處理技術(shù)。

421生物濾池

在集約化養(yǎng)魚裝置中配用的生物濾池有平流式、升流式和降流式。生物濾池的運(yùn)行最關(guān)鍵的部分在于掛膜，濾料表面不能形成生物膜，那么就無從談起濾池對(duì)污水的處理。掛膜，從微生物學(xué)的角度來講，就是菌體接種，既使微生物吸附在濾料表面上。生物濾池中填料是生物的載體，填料主要有碎石、卵石、焦炭、煤渣、塑料蜂窩和各種人工合成產(chǎn)品等;生物濾池能連續(xù)使用，不需要更換濾料。生物濾池設(shè)計(jì)中填料的選擇也很重要，填料的結(jié)構(gòu)和表面積要有利于生物膜的生長和有機(jī)懸浮顆粒的捕集。China等用沉淀池→生物濾池→二沉池→生物過濾器工藝，其中填料為混合纖維，對(duì)河口大面積集約化養(yǎng)殖水體處理后可回用。Sauthier等用池塘(曝氣)→機(jī)械濾池→紫外光消毒→淹沒式生物濾池(反硝化池)→魚塘回用，處理效果很好。田文華等研究用沸石作為濾料的曝氣生物濾池處理廢水效果不錯(cuò)。

4.2.2生物轉(zhuǎn)盤

生物轉(zhuǎn)盤由一串固定在軸上的圓盤組成，盤片之間有一間隔，盤片一半放在水中，另一半露出水面。水和空氣中的微生物附在盤片的表面上，結(jié)成一層生物膜。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，浸沒在水中的片露出水面，盤片上的水因自重而沿著生物膜表面下流，空氣中的氧通過吸收、混合、擴(kuò)散和滲透等作用，隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)而被帶入水中，使水中溶解氧增加，水質(zhì)得到凈化。

4.2.3生物轉(zhuǎn)筒

生物轉(zhuǎn)筒是生物轉(zhuǎn)盤的變型，是從20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來的，在丹麥、德國發(fā)展很快。丹麥研制了單轉(zhuǎn)筒型，德國則發(fā)展了多轉(zhuǎn)筒型，轉(zhuǎn)筒內(nèi)的填料有塑料球、塑料環(huán)和波紋盤片等。有些生物轉(zhuǎn)筒外還設(shè)有集氣裝置以增加水中溶氧量。其典型的3種生物轉(zhuǎn)筒形式為:(1)外殼結(jié)構(gòu)為硬聚乙烯塑料，內(nèi)裝聚氯乙烯波紋圓盤片，轉(zhuǎn)筒由16只小轉(zhuǎn)筒組成;(2)筒體外殼為鋼制，筒內(nèi)固定在軸上硬聚乙烯波紋的盤面呈多邊形;(3)轉(zhuǎn)筒的筒體四周裝有小容器，當(dāng)轉(zhuǎn)筒向上轉(zhuǎn)時(shí)，小容器內(nèi)盛滿了水，向下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，水被灑在塑料球上，空容器內(nèi)充滿空氣進(jìn)入水中，凈化水的體積為生物轉(zhuǎn)筒體積的15～25倍。

4.2.4生物流化床

生物流化床(biologicalfluidizedbeds，簡稱BFBS)是高負(fù)荷的一種生物膜法，應(yīng)用于污水的二級(jí)處理(有機(jī)物氧化、部分硝化)，用于處理有機(jī)廢水和脫氮的報(bào)道。Michael等用好氧的硝化滴濾和缺氧反硝化流化床相結(jié)合的反應(yīng)器，懸浮在表面的富含硝酸鹽和溶解的有機(jī)物送到硫化床，處理效果良好。Jewell等在水產(chǎn)養(yǎng)殖水體循環(huán)中利用膨脹床的硝化和反硝化作用同時(shí)，處理BOD5、SS和氮，出水氨氮低于05ｍｇ/Ｌ。技術(shù)廣泛應(yīng)用于水和廢水的有機(jī)物氧化、硝化和反硝化處理，作為水處理方法的一項(xiàng)革新技術(shù)，生物流化床工藝將在水處理工程中發(fā)揮更大的作用。

4.3水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)的自然生物處理

用自然生物處理水產(chǎn)養(yǎng)殖水體主要有濕地、穩(wěn)定塘和土地處理系統(tǒng)等，其優(yōu)點(diǎn)是處理含氮和磷的水體，能達(dá)到比較徹底的處理效果。非集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖的自然水域本身是一個(gè)典型濕地系統(tǒng)，具有良好的自凈能力，只要合理利用和加強(qiáng)其自凈能力，會(huì)有良好的環(huán)境效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。魚塘水生生態(tài)系統(tǒng)本身有很強(qiáng)的凈污能力，在水產(chǎn)養(yǎng)殖水體的處理中完全可以利用魚塘對(duì)污染物的凈化能力來凈化污水。

5水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的循環(huán)利用工藝流程

進(jìn)行水處理裝置有多種，其結(jié)構(gòu)各不相同，其工藝流程也不一樣，下面有幾種幾種典型的流程。魚池排水→集水池塘→氧化池→沉淀池→增溫增氧池→魚池回用，這種工藝流程中氧化池為生物轉(zhuǎn)筒；魚池排水→沉淀池→升流式生物濾池→淋水塔式增氧→加熱、消毒→魚池回用，可以去除99%氨氮，新鮮水/回用水為1/9；魚池排水→充氧→升流式石灰?guī)r濾池→沉淀池→增氧→回用，其中新鮮水/循環(huán)水為1/5；魚池排水→升流式碎石濾池→降流式碎石濾池→增溫池→回用；魚池排水→集水池→升流式沸石濾池→降流式沸石濾池→補(bǔ)充新鮮水、調(diào)溫→魚池回用。根據(jù)生態(tài)設(shè)計(jì)的基本原理和水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境工程技術(shù)，劉長發(fā)等[17]研究認(rèn)為以水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)零污水環(huán)境排放為目標(biāo)，可以對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)進(jìn)行生態(tài)工程和生態(tài)工藝設(shè)計(jì)，開發(fā)一個(gè)典型的零污水排放工廠化復(fù)合水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)。

6小結(jié)

隨著世界性水資源短缺和環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重，今后各國將采用封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖方式。其中，養(yǎng)殖廢水的綜合利用與無害化排放技術(shù)具有極大的研究開發(fā)價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。而海水工廠化養(yǎng)殖廢水中污染物的多樣性決定了其處理工藝的復(fù)雜性。因此，在設(shè)計(jì)海水工廠化養(yǎng)殖廢水處理工藝時(shí)，應(yīng)本著高效、經(jīng)濟(jì)的原則，針對(duì)處理后的水質(zhì)要求，有機(jī)組合物理、化學(xué)和生物處理技術(shù)，可以取得較好的處理效果，達(dá)到循環(huán)水養(yǎng)殖的目的。

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