水产养殖过程中的废水处理问题探析

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摘 要:水产养殖废水处理一直以来都是技术层面热议的话题之一,本文重点从具有普适性的水产养殖废水生物化学成分、废除处理原理和当前流行的废水处理技术三个方面来总结了水产养殖过程中废水处理的一般方法,旨在为广大水产养殖爱好者提供可供参考的交流话题。

关键词:水产养殖;废水;处理;探析

了解水产养殖废水与农业废水、工业废水和生活废水的区别是有效处理水产养殖废水的前提,同时还应考虑水产养殖区生物种群的类别和生理特性,水产养殖区给排水系统的设计和与周边生态环境的联系等,科学排废,循环利用,注重生态,变废为宝,是生态水产养殖工程废水处理的理想状态。

一、水产养殖废水的来源和危害分析

一般理论认为,水产养殖过程中,所谓的废水主要来源于大量的动物粪便、死亡动植物尸体、饵料残渣、渔用肥料,以及消毒剂、杀菌剂、杀寄生虫剂等药物进入水体后,养殖水体中的有机物、氮、磷、氨等大量积累,加剧了水体的富营养化程度。其主要危害是恶化养殖水体,毒害鱼类,引起病毒爆发及流行,导致鱼类和虾类生长缓慢,甚至死亡。

另有水产养殖专家认为,养殖水域污染源以及由此而产生的富营养化主要来自养殖过程中的氮、磷等有机物的积累,这点与传统理论是一致的。但针对一些缓流浅水草型湖泊的沿湖养殖区,在生活污水和渔业自身污染的共同作用下,由污染物所滋生的种类繁多的致病微生物已经对养殖业造成了严重的损害。近几年来发现并流行的暴发性鱼虾病害,不仅给水产养殖产业造成重大经济损失,而且通过食物链对人体的健康带来严重隐患。另外我国水产养殖以直接排污的池塘养殖为主,基础设施老化严重,自然生态系统中的食物链在养殖过程中频遭破坏,残饵、排泄物、死亡残体等大量有机物失去了被其它生物利用的机会,养殖水域生态功能退化,病害日趋严重。如不对养殖废水进行生态处理和循环利用,那么以消耗自然资源(水资源)、污染环境为代价的水产养殖业,在今后生态文明生产浪潮的冲击下是难以立足的。传统水产养殖模式的高消耗、高污染,使得水产养殖须转向以低消耗、低排放、高效率为基本特征的可持续发展的循环型的水产养殖模式。

回归水产养殖废水本身,水产养殖水污染有其独特的特点,即潜在污染物含量低、一次排水量大、与常见陆源污水存在差异,处理难度大大增加。养殖废水中氮磷营养成分、溶解性有机物、悬浮物和病原体是处理的重点。

二、多种水产养殖废水处理思路和方法简介

目前广泛流行的处理水产养殖废水的思路大致分三个方向,分别是物理法、化学法和生物法。三种方法在特定的环境下皆有所发挥。

常规物理处理技术主要包括过滤、中和、吸附、沉淀、曝气等处理方法,是废水处理工艺的重要组成部分,主要去除海水养殖废水中的悬浮物(TSS)和部分化学耗氧量(COD)、BOD,但对可溶性有机物、无机物及总N、P等的去除效果不佳。处理后出水的污染物粒径一般小于50纳米,对于工厂化养殖废水的外排和循环利用处理、机械过滤和泡沫分离技术处理效果较好。由于养殖废水中的剩余残饵和养殖生物排泄物等大部分以悬浮态大颗粒形式存在,因此采用物理过滤技术去除是最为快捷、经济的方法。常用的过滤设备有机械过滤器、压力过滤器、砂滤器等。在实际处理工程中,机械过滤器(微滤机)是应用较多、过滤效果较好的方式。用砂滤器能很好地去除TSS,但是去除N和P效果不佳。沸石石英砂反应器,兼有过滤和吸附功能,利用沸石的吸附作用,除去多种污染物;生物过滤器,采用在沸石上生长反硝化细菌,对海水养殖废水进行处理,尤其对海水养殖废水中的粪便及残饵有良好的去除效果。

化学方法处理水产养殖废水主要采用凝聚、中和、络合和消毒的思路。具体来讲,凝聚是使用一些化学试剂,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,对内陆淡水湖泊水体效果较好。中和是通过改变水体过高或过低的pH值,利用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。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。最后,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。目前市场上常用的消毒剂是卤素制剂、臭氧、高锰酸钾、过氧化氢和季铵盐等。

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。这是生物处理水产养殖废水的原理。具体的方法中,最典型的应该是植物吸附,植物主要通过其茎、叶和根系吸收利用、富集、吸附和固定水产养殖水体污染物, 以及为微生物提供栖息地来实现消除或降低养殖水体的污染,比如藻类,藻类细胞壁是主要由多糖、蛋白质和脂肪组成的网状结构,带一定的负电荷,且有较大的表面积与粘性。藻类在生长繁殖过程中能富集和吸收大量的有机物、无机物和重金属,并在富积有机物的同时发生代谢降解。大型海藻具有食用、药用、易采集的特点而被广泛用于水产养殖废水的净化处理。另外,光和细菌、人工湿地也是常见的生物处理水产养殖废水的生物方法,篇幅所限,笔者在此就不一一赘述了。

三、结语

面对现在越来越规模化、集约化和高密度化的水产养殖现状,针对养殖区实际情况的物理方法、化学方法和生物方法相结合的综合治理才是最科学的废水处理方案。我国是世界最大的水产品输出国和消费国,对水产养殖废水处理方法的研发和创造是大势所趋,同时也需要各界人士的广泛关注。

参考文献:

[1]刘鹰. 高密度水产养殖生态工程设计及循环水流转机理研究[D]. 浙江大学 2001.

[2]胡海燕. 水产养殖废水氨氮处理研究[D]. 中国海洋大学 2007.

[3]赵培. 生物絮团技术在海水养殖中的研究与应用[D]. 上海海洋大学 2011.

[4]刘可. KMnO4与FeSO4联用去除水中磷的效能与机理[D]. 哈尔滨工业大学 2010.

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