摘要:随着不断推广集约化养殖模式,水产养殖业得到了飞速发展。但由于高密度大面积的养殖、药物和消毒剂的滥用、投喂频率的增加及不科学的管理方法等,使养殖水体的污染不断加剧、养殖环境日益恶化,严重地阻碍了水产养殖业的健康发展。基于此,分析水产养殖废水污染现状及其生物处理技术,以期为处理水产养殖废水提供可行性办法,促进水产养殖业的健康、可持续发展。
关键词:水产养殖 废水处理技术 进展 发展趋势
引言
我国是世界水产养殖第一大国,2014年,全国水产品总产量 6461.52 万吨,其中水产养殖产量4748.41万吨,占我国水产品总产量的73.49%,水产养殖业在保障国家粮食安全方面发挥了重要作用。当前,我国在水产养殖中普遍采用池塘高密度养殖方式,这种方式在提高水产养殖产量的同时也带来了许多问题和弊端,如养殖水域环境恶化,造成近年来淡水鱼类、海养虾类、贝类等的暴发性疾病和大面积死亡事件频繁出现,使人们认识到养殖水体净化技术的研发越来越重要。因此,研究一种效益稳定、环境友好的水产养殖生产模式和养殖废水处理方式,对我国水产养殖业的可持续发展有着非常迫切的现实意义。
1.水产养殖废水特点
水产养殖废水中主要的污染物有氨氮、亚硝酸盐、有机污染物、磷及污损生物。目前,我国已开展了一些港湾及传统网箱养殖区的污损生物调查研究。与工业、生活污水不同,水产鱼污水属污染物成分简单的低浓度有机污水,BOD一般不超过80mg/L。但水产生物对水质的要求较高,氨氮和硫化氢是育苗水体中最普遍的有害物质,水体中的氨氮和硫化氢浓度会随着育苗的进行而逐渐升高。氨氮是水产生物的排泄物,也是残饵、粪便以及动植物尸体等含氮有机物分解的终产物。硫化氢则是由于含硫有机物在缺氧条件下,由厌氧细菌分解形成。水质和底质败坏而诱发弧菌等致病菌的大量繁殖,导致疾病发生;更多的是由于生态系统的破坏和放养密度的增加而导致生态失衡的综合因素所致,水生物的抗病力降低,造成更易感染致病菌。
2.水产养殖水体存在问题
在高密度的水产养殖水体中,有70%~80%的投喂饲料以溶解和颗粒物的形式排入水体环境中,饲料中的营养物质(包括氮、磷),大部分成为鱼虾排泄物以及食饵的残渣在细菌的分解作用下进入养殖水体,导致养殖水质恶化,若不及时处理养殖过程中产生的废水,不仅使水生动物生长速度减慢,疾病发生率上升,养殖产品质量和产量下降,而且还可造成养殖废水的排放量大大增加,进一步加剧周围海域、江河湖泊等水域的富营养化进程,引起严重的环境污染。据估计,每生产 1 吨虾可向水体中增加 0.2 吨的氮和0.05吨的磷,其结果会引起淡水湖泊的退化, 造成局部海域发生赤潮。同时,水体污染制约了水产养殖业的发展,造成了养殖环境不适合水生动物生长。因此,对于发展健康、可持续的水产养殖业,养殖水体废水处理至关重要。
水产养殖废水主要包括以下几种物质:一是有机物,养殖水体中的有机物主要由残饵、浮游生物的代谢产物及养殖动物的排泄物分解产生,水体中有机物含量过高时常造成水质恶化,导致鱼类生长缓慢,甚至死亡或泛池。二是氨氮,各种水产养殖系统中,以饲料或营养元素的形式投入到养殖水体中的氮和磷分别只有1/4~1/2被水生动物同化,这表明养殖水体中氮的负荷是由水生动物吸收氮以后的排泄物和没有被消耗的饲料降解引起的,造成水体恶化,对养殖动物产生毒性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆三是亚硝酸盐,对鱼类有很强的毒性,亚硝酸盐的存在导致鱼、虾血液中的亚铁血红蛋白被氧化成高铁亚铁血红蛋白,而后者不能运载氧气,从而抑制血液的载氧能力,造成组织缺氧,水生动物摄食能力降低,甚至死亡。
3.水产养殖废水处理技术发展趋势
3.1物理处理技术
物理处理技术目的在于去除悬浮物得以降低生化需氧量和化学需氧量,主要包括过滤法和泡沫分离法,该技术简单易行、经济快捷,但难以去除废水中的氮、磷等污染物。过滤法是使用过滤器或具有吸附过滤功能的物质将养殖废水中存在的较大悬浮颗粒物过滤出来,同时利用过滤物质的吸附作用去除重金属、氨氮等溶解态污染物。泡沫分离法是向被处理废水中通入空气,使水中的表面活性物质被微小气泡附着,然后随气泡上浮到水面形成泡沫,从而去除废水中的污染物质。卢克等设计了一种新颖的、结构简单的泡沫分离柱用于增强上升泡沫的效果,其相互交叉的内部结构显著降低了泡沫的滞留率,并增加了气泡的大小,是提高泡沫分离富集的一种简单有效的方法。
3.2化学方法
在较早使用的化学方法中,包括硫酸铜、漂白粉、孔雀石绿等水质改良剂虽然也能对养殖后的废水进行一定的处理,但由于这些方法会对环境产生二次污染,并且有的方法还会对人体造成伤害,现在已被禁止使用。目前国内外工业化水产养殖中采用比较多的化学处理方法是臭氧处理技术。
(1)臭氧处理。臭氧可去除氨、亚硝酸盐等有害物质,并具有很好的杀菌效果。采用臭氧消毒由于养殖生物在水中产生许多可变因素,使用方法也因养殖对象不同而改变,除使用时对处理装置的结构有所要求外,还要掌握好臭氧含量在水体中的安全浓度。为了避免水体中剩余臭氧对水生动物产生不良作用,可以采用以下方法对残留臭氧加以去除,一是利用活性炭进行吸附,二是配置鼓风曝气设备等。
(2)电化学方法。用电化学法去除水中溶解的亚硝酸盐和氨氮的研究结果表明,亚硝酸盐完全去除的时间和能耗随着传导率的增加而降低,输入电流最大为2安培时,耗能最少,pH相对于输入电流和电导率来说几乎没有影响;在酸性条件下有利于亚硝酸盐的去除,碱性条件下有利于氨的去除,氨的去除速度低于亚硝酸盐的去除速度。
3.3人工湿地
以景观水体为处理对象,构建了植物浮床生态箱-植物浮床生态箱-人工湿地-沉水植物生态箱多级人工生态系统,在系统中引入了多种植物、鱼类、螺蛳、虾等物种,且该系统在循环流方式下运行,系统的平均水力停留时间为2d,模拟景观水体4.2d被系统交换一次。试验结果表明,系统达到稳定运行之后,景观水体池中,DO平均值为4.93mg/L,NH4+-N平均值为0.673mg/L,TN平均值为17.303mg/L,TP平均值为0.703mg/L,COD平均值为20.967mg/L。
4.结束语
中国的水产养殖产业将继续保持快速地发展,在全球养殖产业中也将起着重要的作用。水产养殖对水生环境的负面影响表明,科学合理规划利用养殖废水可以有效缓解水污染问题,不仅节省了宝贵的水资源,而且还可以使水产养殖保持可持续发展。水产养殖废水中含有较高浓度的有机污染物质,对人和环境都有较大的危害,为了减少水产养殖废水的负面影响,在养殖过程中应注意发展更为有效的废水处理技术以及严格遵循相应排放标准。水产养殖产业并不能一味地考虑产量和经济问题,也要更多地考虑到对环境的保护和水资源的循环利用 。
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论文作者:李润宣
论文发表刊物:《防护工程》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/16
标签:水体论文; 水产养殖论文; 亚硝酸盐论文; 废水论文; 水产论文; 养殖业论文; 臭氧论文; 《防护工程》2017年第35期论文;