水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理及循環(huán)利用技術(shù)

□劉松青 江華明 李仁全 韋先超 蔣 芳

我國(guó)從事漁業(yè)生產(chǎn)的勞動(dòng)力約占世界漁民的1/3，是世界水產(chǎn)養(yǎng)殖第一大國(guó)。截止2008年，水產(chǎn)養(yǎng)殖總產(chǎn)量達(dá)3393.23 萬(wàn)t，占我國(guó)水產(chǎn)品總產(chǎn)量的66.51%，占世界養(yǎng)殖總產(chǎn)量的70.99%。

一、我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖水體存在的問(wèn)題

隨著我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，在高密度的水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中，有70%～80%的投喂飼料以溶解和顆粒物的形式排入水體環(huán)境中，飼料中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)最終約有51%的氮和64%的磷成為廢物。魚(yú)蝦排泄物和食餌的殘?jiān)诩?xì)菌的分解作用下會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)迅速惡化，若不及時(shí)處理養(yǎng)殖過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，不僅使魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)速度減慢，疾病發(fā)生率上升，養(yǎng)殖產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量下降，影響水產(chǎn)養(yǎng)殖的總體經(jīng)濟(jì)效益，而且造成養(yǎng)殖廢水的排放量大大增加，進(jìn)一步加劇周?chē)Ｓ颉⒔印⒑吹人虻母粻I(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程，引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。僅2005年，全國(guó)就共發(fā)生漁業(yè)水域污染事故1028次，污染面積約9 萬(wàn)hm2，造成直接經(jīng)濟(jì)損失約6.4 億元。

二、水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理的意義

水資源是21 世紀(jì)世界范圍內(nèi)生存競(jìng)爭(zhēng)的重要性資源，開(kāi)展清潔生產(chǎn)和節(jié)水產(chǎn)業(yè)模式是政府提倡和輿論支持的符合可持續(xù)發(fā)展要求的舉措。水環(huán)境的惡化，嚴(yán)重影響了我國(guó)漁業(yè)生產(chǎn)，因此，尋求一種效益穩(wěn)定、環(huán)境友好的水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)模式，對(duì)我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著非常迫切的現(xiàn)實(shí)意義。目前，水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水任意排放造成的環(huán)境問(wèn)題日益受到重視，對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的處理和再利用成了解決這一問(wèn)題的唯一出路。

三、水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理的現(xiàn)狀

水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水主要來(lái)自養(yǎng)殖過(guò)程中的季節(jié)性換水和養(yǎng)殖結(jié)束后的排水，換排水時(shí)間比較集中。20 世紀(jì)70年代，在環(huán)境規(guī)范和品質(zhì)要求的雙重壓力下，發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始研究相對(duì)封閉的循環(huán)水養(yǎng)殖技術(shù)，以提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，并取得了一定的成績(jī)，循環(huán)水養(yǎng)殖逐漸成為這些國(guó)家的養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)形式。在歐洲，當(dāng)前絕大多數(shù)養(yǎng)殖企業(yè)的苗種繁育均采用循環(huán)水工藝，有越來(lái)越多的海水和淡水封閉循環(huán)水養(yǎng)殖模式在歐洲各地得以成功實(shí)踐。丹麥大約有超過(guò)l0%的鮭魚(yú)養(yǎng)殖企業(yè)正積極把流水養(yǎng)殖改造為循環(huán)水養(yǎng)殖，以達(dá)到減少用水量和利用過(guò)濾地下水減少病害的目的；法國(guó)所有的大菱鲆苗種孵化和商品魚(yú)養(yǎng)殖均在封閉循環(huán)水養(yǎng)殖車(chē)間進(jìn)行，鮭魚(yú)的封閉循環(huán)水養(yǎng)殖也開(kāi)始進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前歐洲的封閉循環(huán)水養(yǎng)殖面積約30 萬(wàn)m2，且以較快的速度在增加。美國(guó)、澳大利亞、加拿大等國(guó)的循環(huán)水養(yǎng)殖模式也正以較快的規(guī)模發(fā)展。但發(fā)達(dá)國(guó)家大力發(fā)展的循環(huán)養(yǎng)殖模式所需技術(shù)較高，運(yùn)行經(jīng)費(fèi)昂貴，不適合我國(guó)國(guó)情，目前在我國(guó)很難推廣。

四、水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理及循環(huán)利用方法

養(yǎng)殖水體中存在的廢棄物主要是魚(yú)類(lèi)排泄物、生物殘骸、殘餌及分解產(chǎn)生的氮磷等化合物和蛋白質(zhì)等有機(jī)物。結(jié)合我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖多以小規(guī)模、分散形式存在，主要養(yǎng)殖品種的經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)較低，養(yǎng)殖用水的復(fù)雜性和多樣性的特點(diǎn)，筆者設(shè)計(jì)采用集成水質(zhì)凈化系統(tǒng)（土壤—植物—微生物系統(tǒng)）綜合處理養(yǎng)殖廢水，通過(guò)調(diào)整養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少和避免養(yǎng)殖廢棄物在水體中的積累，在使養(yǎng)殖水質(zhì)得到凈化的同時(shí)，可使這些廢棄物再循環(huán)利用。該處理方法能克服國(guó)外水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理方法不適合我國(guó)國(guó)情的現(xiàn)狀，因其節(jié)能、節(jié)水、高效、簡(jiǎn)單實(shí)用、經(jīng)濟(jì)和易于被我國(guó)廣大中小型養(yǎng)殖者所接受，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1.雙循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)包括主養(yǎng)池、沉淀池、生物凈化池、養(yǎng)殖廢水處理池、紫外殺菌等設(shè)施設(shè)備，水處理工藝主要由物理過(guò)濾、生物處理、消毒殺菌、增氧等幾部分組成。

將人工濕地和生物濾池合二為一，養(yǎng)殖廢水通過(guò)濕地濾池濾材吸附、沉淀、微生物降解和植物吸收利用，全方位凈化養(yǎng)殖用水，達(dá)到污水、污泥零排放。通過(guò)內(nèi)外兩個(gè)循環(huán)的養(yǎng)殖廢水處理，形成了成本低、效果好、養(yǎng)殖效益增加的循環(huán)水養(yǎng)殖模式。

2.雙循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的具體建設(shè)

（1）養(yǎng)魚(yú)池及生物濾池 按內(nèi)循環(huán)套池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單池，體積為50m3；四角生物濾池體積為10m3，兩者比為5∶l。套池旁建有長(zhǎng)方形外循環(huán)生物濾池，體積為9m3。

（2）濾材選用 在4個(gè)濾池中，分別堆放凹凸棒蜂窩塊、聚乙烯網(wǎng)片、小石子（2.5cm）和大石子（5cm）4種不同材質(zhì)填料，以比較其水質(zhì)凈化效果。外循環(huán)濾池堆放凹凸棒塊，并栽培水浮蓮、鳳眼蓮等水生植物。

（3）U 型管設(shè)置 在4個(gè)濾池中，每個(gè)角濾池安置氣提管5 支，日交換量48～50次。外循環(huán)生物濾池，設(shè)置氣提管3 支，交換水量1～2次/天。

五、水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水循環(huán)利用模式推廣的效果

1.降低了循環(huán)水養(yǎng)殖的投資成本開(kāi)發(fā)負(fù)載水平在20～30kg/m3、投資成本在單位有效養(yǎng)殖水體500～1000元/m3左右的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，比較適合于我國(guó)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀。

2.實(shí)現(xiàn)了水產(chǎn)養(yǎng)殖關(guān)鍵環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化控制 從苗種供應(yīng)、疾病防治、飼料供應(yīng)、加工銷(xiāo)售等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了完善，保證了循環(huán)水水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。

3. 提高水體重復(fù)利用率 與傳統(tǒng)室外養(yǎng)殖法相比較，循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)生產(chǎn)1kg 魚(yú)可節(jié)省約30t 的水量，水體重復(fù)利用率達(dá)到90%。

4.提高循環(huán)水養(yǎng)殖密度 循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的養(yǎng)殖密度可以達(dá)到100kg/m3，年產(chǎn)量可以達(dá)到200kg/m3，甚至更高。

5.提高經(jīng)濟(jì)效益 通過(guò)我們進(jìn)行了6個(gè)月的單池（50m3）模擬試驗(yàn)，運(yùn)行良好，鱘魚(yú)凈產(chǎn)量達(dá)20.5kg/m3，餌料系數(shù)1.65，生產(chǎn)1kg 鱘魚(yú)能耗為2.28元，魚(yú)池各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均符合漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。