循環水養魚水處理的原理及分析

楊瑞林

（云南農業職業技術學院，云南昆明 650031）

循環水養魚水處理的原理及分析

楊瑞林

（云南農業職業技術學院，云南昆明 650031）

近年來，我國漁業發展迅速，且為推動農業產業的發展作出了較大貢獻。循環養魚水處理作為影響漁業企業和個人收益的關鍵技術，其不僅關系著漁業產業的整體發展，而且對于確保魚類食品安全也具有重要影響。基于此，本文從循環水的角度出發，通過對循環水的概念進行簡要闡述，進而對養魚水處理原理和處理模式展開了深入研究。

循環水 養魚水處理 脫氮處理

引言

工廠化養魚是漁業現代化的重要標志，但就現階段而言，工廠化養魚中，循環養魚水處理技術的應用不當和成本過高嚴重制約著工廠化養魚的發展。在此背景下，如何在了解養魚水處理原理與過程的基礎上，積極探究符合我國國情的特色養魚水處理技術，已成為當前我國水產科技人員和漁業企業需要著重開展的關鍵工作。

1 循環水概述

循環水主要分為工業循環水和家用循環水，其主要目的均為節約用水，對工業循環水進行分析可知，其大都被應用于冷卻水系統當中，故也稱為循環冷卻水。循環冷卻水處理系統主要分為封閉式處理和敞開式處理系統兩種，其中，封閉式處理系統中，冷卻水用過后并不是立即排放掉，而是進行回收和再利用；敞開式循環水處理系統通過借助水冷卻移走工藝介質或是有關換熱裝備散發的熱量將小部分水蒸發，并在使大部分水冷卻后得以循環利用。家用循環水主要集中在熱水器循環水方面，循環泵、控制系統以及單向閥同熱水器、熱水回管組成等共同構成一套完整的熱水循環系統，使熱水器能夠定時定點地工作或停止工作，滿足家庭用水需求[1]。

2 養魚水處理原理與水體處理過程

2.1 循環養魚水中的物質分析

對包括養魚水在內的全部水的處理進行分析可知，其均是對自然界中水體自凈過程的模仿，水體自凈，即天然水體受到污染后，未獲得人工干預，而是通過水體本身的能力達到水體凈化的目的。通常，水體自凈的過程主要包括了沉降、稀釋以及擴散等物化作用與生物降解過程。對于循環養魚水而言，其污染物質大都來自魚類的分泌物和排泄物，除此外，殘留的餌料也是主要污染源之一，從整體來看，各污染源對養魚水造成污染的元素主要為四種，分別為碳、氮、磷、硫，其中，C、P、S三種元素參與養魚水中的物質循環而生成的各類產物在水中氧氣充分的情況下并不會對魚類產生較大影響，同時，其又在水中氮循環與微生物的作用下轉化為對魚類毒性較低或無毒無害的有關物質，因此，C、P、S并非養魚水處理和檢測的最終目標，故對于循環水養魚而言，應著重對水體中的N元素含量進行檢測和處理[2]。

2.2 氮參與循環水養魚的危害

對于有機物而言，其幾乎均含有氮元素或含氮物質，而在微生物作用下，N元素則會從最初的有機形態轉變為無機形態，轉而以與銨離子相結合的形式（）存在，當遇氧后，則被氧化生成和。上述三類物質中，尤以和對魚類的毒性最大。當循環養魚水中局部水域的和濃度較大時，水體中的魚類則會逃離此片水域，從而在一定程度上降低局部生物密度并確保特定區域內生物鏈結構的合理性。然而，這對于高密度水產養殖與工廠化水產養殖而言，較為困難，即其很難確保密度大且數量多的魚類均逃離污染水域，這就需要加強對水體自凈脫氮過程的模仿，同時，輔之以相應的人工控制措施，將循環養魚水水體中的和控制在合理范圍內。

2.3 脫氮處理

對于循環養魚水而言，其完整的脫氮過程為：“含氮有機物質→N→N→N→氮氣”。通常，能夠將含氮有機物質中的氮元素轉化為氮氣的微生物較多，故這一過程無需人為控制，而從銨離子中的氮元素到硝酸根離子中的氮元素的轉化通常需要硝化細菌以及亞硝化細菌的作用。對上述兩種細菌進行分析可知，其廣泛存在于循環養魚水當中，其中，單位（每升）水體中，硝化細菌最多可達2.0×106個，而亞硝化細菌最多可達2.5×106個。但需要說明的是，對于工廠化和高密度的循環水養魚業而言，這一數量級是遠遠不夠的，若以此數量級為依據進行脫氮處理，能夠產生N的凈化量通常為1g/m3/h，相應地，能夠全部轉化的銨離子中N的濃度為0.2mg/L。但以當前我國多數地區的水產養殖密度與投飼量來計算，若不對循環養魚水施加人工處理，而僅依靠水中的微生物，濃度則會迅速達到1.0g/L以上，難以滿足循環養魚水的脫氮處理要求，久而久之，會使得水體中的N元素持續積累，對魚類生存和生長產生危害。對循環養魚水的完整脫氮過程進行分析可知，其中“→→”這一轉化過程是需要消耗一定量的氧氣的，相應地，水體的PH也會發生變化。因此，除了微生物的自凈作用外，還應借助人工的濾床培養技術和相關微生物的聚集技術進一步促進循環養魚水中N向的轉化，并通過對水體的PH值和溶解氧進行調節，為最終氮氣的轉化提供便利條件[3]。

3 養魚水處理與污水泳池水處理的差異及其處理模式分析

3.1 養魚水處理與污水泳池水處理的差異

就現階段而言，水處理主要包括了三種形式，分別為污水處理、泳池水處理以及養殖水處理，其中，污水處理和泳池水處理起步較早，且至今為止已形成了較為成熟的處理體系，但養殖水處理起步較晚，且當前無論是國內還是國外，在養殖水處理方面均參考的是污水處理以及泳池水處理的水處理模式，而此種方式的養殖水處理在國外發達國家已得到了較為廣泛的應用，且對包括養魚水在內的養殖水水質處理也均達到了相關規定與要求。然而，對于我國而言，在將此種模式的養殖水處理技術引入后，卻因高額的設備造價與運行費用難以實現普及和推廣，故結合我國自身的實際情況，積極研究出一種成本低、耗能小且處理效果好的循環養殖（魚）水處理工藝則成為當前我國水產科技部門需要著重開展的關鍵工作。因此，有必要也必須了解三種水處理形式的異同，通過有針對性地對相關方法和手段予以取舍，提高循環養殖水的處理效果。

目前，養殖水處理同污水處理和泳池水處理間的差異主要表現在以下幾方面：（1）相較于污水處理，養殖水處理過程中污物種類較少，主要以殘餌、魚類分泌物、排泄物和含有N元素的各類無機物為主（污水處理中的污物主要包括固體物質、有機合成物質、無機化合物以及有毒物質和高色度物質等）；且污物的變化量也相對較小，故水處理時，微生物生化過程所需的氧量也較低；

（2）處理目的不同，養殖水的處理目的是完成水體的循環再利用，而污水處理的目的則是將工農業等相關行業產生過程中產生的廢水進行處理，從而將其轉變為可排放的水，避免對環境造成污染。

（3）水質要求不同。與污水和泳池水處理相比，養殖水處理的標準以及水質范圍較窄，相關要求更為詳細。例如，在主要水質的處理指標方面，污水處理過程中，只對總固體、懸浮固體和總氮含量作出要求，而循環養殖水則對水體的PH、所有含氮無機物以及水質的清潔度和致病微生物的濃度均具有較高要求。

3.2 養魚水處理模式分析

在了解養魚水與污水和泳池水處理差異的基礎上，對滿足實際養魚需求和我國特色的養魚水處理模式進行分析。考慮到循環養魚水中向和的轉化，為了確保各含氮無機物的濃度被控制在合理范圍內，可通過增加開放式濾地的體積，盡可能就地取材對養殖地區及其附近的相關材料予以選取，并通過一系列加工形成過濾材料，相關設備以并聯方式為主，從而防止串聯方式下，因某一設備停運或故障而導致整個處理系統無法正常運轉。此外，考慮到我國漁業的實際發展情況和我國的整體經濟水平，在養魚水處理過程中，應盡量以低成本和低耗能的設備技術形成對養魚水處理工作的支持，一方面，應針對地區漁業的生產需要對相關技術需求進行分析，另一方面，以因地制宜為原則，選用或研發廣大漁業生產企業或個人能夠承擔的材料、設備和技術，并通過加強地區水質監督管理，為循環養魚水的高效處理奠定良好基礎。

結語

本文通過對循環水的概念進行說明，在結合循環養魚水處理原理的基礎上，對養魚水處理和污水、泳池水處理間的差異展開了分析，并對符合我國國情的養魚水處理模式作出了系統探究。未來，還應進一步加強對養魚水處理原理與模式的研究，為促進我國漁業產業的健康、穩定發展提供可靠保障。

[1]張婧一，陳有光，宿金蓮，等．工廠化循環水與靜水養魚模式綜合效益分析[J]．漁業現代化，2013，01（15）：5-8．

[2]周陽，陳有光，段登選，等．砂濾罐處理工廠化養魚循環水效果[J]．農業工程學報，2013，12（13）：254-258．

[3]梁程超，宮春光，陳少鵬，等．循環水養殖的原理[J]．北京水產，2013，05（14）：49-51．

S959

A

1003-1650(2017)04-0282-02