淺談江西水產養殖尾水處理

章海鑫 付輝云 陳文靜 張燕萍 張愛芳 王生 李涵 鄧宏奎

摘要：調研了江西省水產養殖尾水產生的實際情況，介紹了目前水產養殖尾水處理的方法，提出了江西水產養殖尾水處理的建議。

關鍵詞：養殖尾水;水產養殖;凈化處理;江西省

中圖分類號：S94? ? ?文獻標識碼：A

中國是世界水產養殖第一大國，水產品產量多年來占據世界首位，但水產養殖在為我們提供優質蛋白來源的同時也給環境帶來了相關問題。養殖要提高產量就需要投入外源性餌料。餌料的利用率有限，所以未被吸收的餌料和殘餌等進入水體會造成水體富營養化。據2010年國家環境保護部、國家統計局和農業部聯合發布的《第一次全國污染源普查公報》顯示水產養殖業所排放的化學耗氧量（COD）為55.83萬t、總磷（TP）1.56萬t、總氮（TN）8.21萬t。2015年公布的《中國漁業生態環境質量狀況公報》顯示在湖泊、水庫等重要漁業水域面積中，無機氮、活性磷超標面積超過84.8%和84.9%。所以不論是從污染面上，還是排放量上看，水產養殖尾水排放均應受到重視。此外水產養殖中使用的抗生素，養殖水體的病原微生物等均會對生態造成一定的影響。鑒于此，國家也頒布了《中華人民共和國水產行業標準 SC/T9101-2007 淡水池塘養殖水排放要求》，規定了水產養殖的排放標準。水產養殖尾水的治理也提上了日程。尾水達標排放成了硬性指標。但水產養殖具有面積廣、分布散、尾水集中整治難等特點，所以在養殖尾水排放越來越嚴格的今天，如何能夠在不觸碰排放底線的前提下發展水產養殖產業已成為需要關注的重要問題，如何將養殖尾水處理好更是需要研究的問題。江西作為我國重要水產品生產省份之一，自然也面臨水產尾水處理的問題。本文簡單的分析了江西水產養殖尾水的特點，羅列了部分目前流行的尾水處理方法，簡單的提了幾點江西養殖尾水處理的建議。

1? 江西主要水產養殖尾水種類

江西水產養殖面積為438 khm2，水產養殖總產量為233.54萬t。其中池塘養殖以占總養殖面積31.66%的水平提供了63.36%的總產量，水庫和湖泊以占總養殖面積51.72%的水平提供了28.94%的總產量。其他養殖方式如稻田、河溝、推水養殖、罐體養殖以及工廠化養殖等等雖然也有，但還沒有真正的形成規模。根據江西省具體的養殖情況，可以將水產養殖尾水分為池塘尾水、水庫養殖尾水、湖泊養殖尾水、稻田養殖尾水以及其他養殖尾水。

1.1? 池塘尾水

池塘養殖尾水也是江西省最主要的養殖尾水。根據養殖種類的不同池塘養殖又可以分為蝦蟹池塘養殖、淡水魚池塘養殖、蛙類池塘養殖、龜鱉池塘養殖和鰍鱔池塘養殖等。除了蝦蟹池塘養殖外，其他均是高密度養殖，投入水體的外源性餌料數量大，殘餌、排泄物多。池塘尾水表現出富營養化程度高、TN和TP含量高、水產藥物殘留多等特點。再加上很多養殖池塘面積小（大多小于2 hm2）且分散。所以對于此種養殖尾水處理難度大。蝦蟹池塘養殖，由于養殖密度較低，水體投入較低，加上養殖需要種植必要的水草，投放螺絲等底棲動物，所以水體富營養化程度低，水體污染程度較低，養殖尾水處理相對容易。

1.2? 水庫和湖泊養殖尾水

江西屬于丘陵地區，大中型水庫接近1萬座。2017年前，水庫養殖主要是大水面養殖模式（花白鰱為主）和網箱（圍網）養殖模式。水庫主要是以河流圍堰和山谷圍堰蓄水兩種形式發展而來，水體污染勢必會影響下游水域生態環境。江西在2017年取締了網箱養殖，而且明確規定水庫大水面養殖不能投鉺和施肥。所以目前水庫養殖尾水存在的問題不是尾水排放，而是如何有效的修復生態漁業環境，保持水庫養殖與環境穩定的可持續發展。

與水庫類似，江西是湖泊大省，中國最大的淡水湖就在江西，養殖模式也與水庫類似。2017年后取締了網箱養殖后，現在主要以花白鰱為主的大水面養殖和大水面蝦（小龍蝦）蟹（河蟹）養殖。由于之前的養殖造成了部分湖泊水體環境惡化，目前主要的問題也是保護湖泊水體漁業可持續發展和修復已破壞的養殖生態環境。

1.3? 稻田養殖

江西是中國水稻主產區，稻田綜合種養目前也是江西主要的漁業養殖發展方向，稻田養蝦、稻田養魚、稻田養蛙、稻田養憋等均有一定的規模。稻田養殖正是利用了水稻作為水生植物吸收養殖過程中的污染物質處理養殖尾水，并減少藥物使用的生態養殖方式。此種養殖方式最主要的優勢就是養殖尾水的營養物質可以被水稻生長利用，因此此種養殖模式本身就是一種養殖尾水的處理方式，養殖尾水不外排。

1.4? 其他養殖尾水

其他養殖方式雖然在江西不多，但還是有存在，而且很多都是現代的生產技術。如流水養殖、工廠化養殖、罐體養殖以及推水養殖等等。

流水養殖主要是集中在山區或水庫下游，主要養殖一些名貴的魚類或者特種水產動物，比如三文魚、鱘、棘胸蛙等。此種養殖方式常規排放污染程度較低，但需要長期監測，避免污染事件出現。

工廠化養殖與罐體養殖有點類似，都是在有限的水體空間中進行高密度的養殖，養殖尾水集中處理后再循環利用。這種養殖方式在江西不多，但具有一定的發展空間。

推水養魚是近年來引進的一套現代的，用來解決高產與排污相矛盾的養殖設施，江西雖然不多，但也有。雖然此套設施對于養殖尾水污染物的處理效果較好，但由于是新引進的養殖設施，對于不同養殖品種的基本養殖數據和管理經念還處于摸索階段，設施運行也需要長期供電，所以養殖經濟效應未完全體現出來。這也給其推廣帶來了一定的壓力。

2? 目前常用的尾水處理方法

目前，傳統的養殖尾水處理方法主要有物理方法、化學方法、生物方法等。不管是物理方法中的過濾、泡沫分離，化學方法中的消毒、絮凝沉淀，還是生物方法中的微生物使用和放養濾食性的魚類等。在養殖尾水處理中，均不會單獨使用，而是根據特定的條件合理的組合并優化才能取得較好的效果，單獨使用處理效果會大打折扣。如何將物理、化學和生物的處理方法科學合理的組合并優化其條件是現代尾水處理技術的主要研究方向。具有代表性有兩個方向：直接在池塘處理的原位修復技術和尾水排出池塘處理的異位處理技術。

2.1? 原位修復

池塘原位修復又叫立體修復，是直接在養殖池塘中進行修復處理，以達到零排放或低排污系數的修復技術。養殖池塘本身就是一個小型的生態系統，具有一定的自凈能力，原位修復技術就是將物理、化學、生物等尾水處理技術科學組合和應用，提高池塘的自凈能力，達到自凈能力大于污染惡化能力的目的。主要方式有以下幾種：

2.1.1? 增氧

主要是使用物理或機械的方式，給水體提供足夠的溶解氧（DO），以保證水體微生物、底泥微生物有足夠的氧氣將水體有機物氧化。同時也能給養殖動物和底棲動物提供足夠的氧氣。目前，主要的水體增氧設備有噴水式增氧機、攪拌式增氧機、葉輪式增氧機、射流式增氧機、涌浪式增氧機，微孔增氧和納米微孔增氧等。

2.1.2? 合理放養

合理放養是養殖尾水原位修復重要的，但又是最容易忽略的方面。因為水產養殖最終的目的就是將池塘水體天然生產力以及人工投入的外源性餌料盡可能多的轉化成養殖產品。也就是盡可能多的促使池塘養殖系統中的能量和物質轉化成魚產力，減少能量和物質的浪費而導致的尾水污染。合理放養是實現這一目的最主要的手段之一。所以養殖過程中應具體了解清楚池塘基本情況（水深、水質、面積、基礎生產力、底泥類型和厚度、水源條件、氣候條件等等），結合池塘基本情況和目標產值科學合理地設計水生動物的放養模式（種類、數量、雌雄比、個體大小、食性、生活習性、放養季節、放養順序等），充分考慮水生動物物種的配置結構（時空結構和營養結構），合理搭配濾食性魚類、雜食性魚類和掠食性魚類，充分利用水體空間和水體餌料，減少餌料浪費，提高餌料利用率。

2.1.3? 生物膜

生物膜主要是通過構建人工基質在池塘中富集微生物而成。生物膜是一種復雜的微生物聚集體，除了水和細菌以外，還含有細菌分泌的胞外聚合物、吸附的營養物質、代謝產物及細菌裂解產物等，生物膜可以改善養殖水質，通過聚集養殖水體中的固體懸浮物、有機質、細菌、藻類和原生動物等，吸收、同化水體中的游離態氮，轉化為養殖動物可以重新吸收利用的蛋白來源。生物膜雖然能夠原位修復養殖尾水，但其構建是在生物條件（水溫、pH、DO、菌群種類等）綜合作用下所形成的，有一定的效應周期變化（固著期-生長期-高峰期-穩定器衰敗期）。所以使用過程中要掌握好其生態條件，充分利用好其效應周期變化。

2.1.4? 微生態制劑

微生態制劑就是向養殖水體定向的投入有益微生態制劑，以增加水體分解、代謝、吸收水體污染物質的微生物數量，將水體中的有機物、氨氮、亞硝態氮分解吸收，轉化為有益或無害物質，達到凈化環境的目的。有有益細菌（EM菌、酵母菌、光和細菌、芽孢桿菌等）和有益浮游藻類（小球藻、硅藻等）等。

2.1.5? 改善底質

改善底質主要是通過種植水草，利用沉水植物（苦草、輪葉黑藻、金魚藻等）吸收利用水體中的營養物質，合成自身生長發育所需要的物質;培育底棲動物（濾食性的雙殼類和刮食性的螺類等）濾食和分解小型有機物;增加池塘底泥微生物分解代謝能力（增氧、添加有益微生物等）等有效降低水體中的營養鹽濃度，削減水體的污染負荷。

2.1.6? 人工浮島

人工浮島是在養殖池塘中構建一個浮臺，浮臺可以構建成生物濾床形式（固著微生物過濾處理尾水）、生物浮床（利用水生植物如蔬菜、水葫蘆和水芹等吸收利用水體營養物質）、生態壩（填料浮床和植物浮床）等形式。人工浮島是現在利用比較廣泛的池塘尾水原位修復技術，而其中的魚菜共生系統因其不但能夠通過種植蔬菜達到吸收利用水體營養物質的目的，生產的蔬菜還能夠產生一定的經濟價值而得到了充分的發展。

目前從使用效果來看，單獨的使用上述的方法雖然對養殖尾水處理有一定的效果。但重復性效果不太理想，而且效率上還達不到零排放和低排放系數的目的。所以在使用原位修復時，絕不是簡單的使用某種技術或者是簡單的組合，還需要有多種處理技術的聯合使用，需要微生物及其催化劑的參與，是一個多學科組合的系統修復。需要根據不同的養殖模式、養殖品種等進行進一步的實踐、組合、管理和優化。

2.2? 異位修復技術

異位修復技術是相對原位修復技術而定位的，又叫平面修復技術。其原理主要是把養殖廢水排出養殖池塘，引入凈化單元對其進行凈化處理，處理后的水也可被循環用來養魚。包括有復合人工濕地和工廠化循環處理技術等。

2.2.1? 復合人工濕地

復合人工濕地是人工建造控制的強化濕地污水處理系統，主要通過填料、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用凈化水質。根據其流入方式可以分為表流濕地、潛流濕地和垂直流濕地三種。

2.2.1.1? 表流濕地

表流濕地就是尾水排出后經過人工構建的濕地表面流動而利用濕地植物、微生物等在物理、化學和生物三種方式作用下達到處理的目的。池塘生態工程尾水處理系統就是根據表流濕地發展而來的池塘尾水處理系統。具體由沉淀池+過濾壩+氧化池+過濾壩+生物凈化池構成。

這種處理基本原理就是利用沉淀池將大顆粒，可沉降顆粒物質先進行沉降;然后通過過濾壩（卵石、火山石、陶粒等）過濾后進入曝氣池，曝氣池使用增氧設備進行增氧將污染物質氧化，其中可以使用毛刷、生物膜等固著微生物，也可以投入微生態制劑，通過微生物的分解作用降解水體中的污染物;再經過過濾壩后進入生態凈化池，生態凈化池是系統的凈化系統，底部種植沉水植物，池邊和池中浮臺可以種植挺水植物等吸收利用水體中的氮磷營養鹽，水中放養濾食性魚類和濾食性河蚌、螺絲等以濾食水體中的浮游動植物。系統設施總面積不小于養殖總面積的6%，一般在10%左右。其中沉淀池需要達到濕地面積的40%左右，所有水面和濕地邊緣均可以種植水生植物。

2.2.1.2? 潛流濕地技術

潛流濕地是以親水植物為表面綠化物，以砂石土壤為填料，讓水自然滲透過濾的人造濕地，在潛流濕地系統中，污水在濕地床的內部流動， 一方面可以充分利用填料表面生長的生物膜、豐富的根系及表層土和填料截流等的作用，以提高其處理效果和處理能力;另一方面由于水流在地表以下流動，具有保溫性能好、處理效果受氣候影響小、衛生條件較好的特點。潛流濕地包括有水平潛流濕地和垂直潛流濕地。

此外多功能生態塘也是復合人工濕地的一種，是使用人工基質構建生物膜（好氧+厭氧微生物）的接觸氧化塘和穩定塘（種植浮水植物+沉水植物+挺水植物占面積1/3）以及沉水涵養塘（種植沉水植物，使用微生物）耦合而成。池塘養殖尾水經過接觸塘—穩定塘和沉水涵養塘的處理后，可以直接排放和循環養殖。

復合人工濕地系統在處理城市污水、池塘養殖尾水方面具有較強的處理能力，有很多的成功案例。但具體建設運行過程中還應該注意幾個問題：①不論是表流濕地還是潛流濕地均需要一定面積的土地進行基地建設，而且濕地面積越大處理效果越好，一般均需要總處理面積的6%～8%，所以建設過程中要合理安排土地供給。②系統建設和運行均需要一定的資金支持（建設資金和管理費用），需要統籌安排。③系統具體運行管理還需要進一步的研究其基礎的數據，比如各處理單元之間的面積搭配、水生植物的選擇、單位時間處理水量、不同污染程度污水處理效果、系統長期穩定性維護等等。④植物生長、處理效果也容易受到季節溫度的影響，應該根據季節管理好植物和調整處理參數。

2.2.2? 工廠化尾水處理系統

工廠化養殖尾水處理主要是養殖尾水先過濾（利用篩網分離固體物和懸浮物），過濾后再進行生物過濾（使用毛刷、陶粒等構建的生物膜進行氧化分解降低BOD、氨氮和亞硝酸鹽）后進行消毒殺菌。整個過程均需要持續的增氧，其中脫氮、脫磷和懸浮物質的去除是處理的技術難點。

工廠化尾水處理關鍵在于需要根據養殖模式準確計算好單位時間內（每天）水體循環次數和流量、單位水體的污染定量，然后選擇建設尾水處理系統的規模。需要注意的是工廠化尾水處理系統建設費用和運行費用較高，其次是系統運行管理需要精細化，長期監測水質。

3? 江西開展尾水處理的建議

3.1? 需要因地制宜，因時制宜建設尾水處理系統

江西省主要養殖的情況是以池塘養殖為主，此外還有山塘、水庫、湖泊以及特種養殖池塘等。發展尾水處理系統一定要根據當地的養殖基本情況（養殖模式、養殖面積是否分散、養殖品種、土地情況等）科學規劃，合理建設。①在池塘面積較為集中的地區建設復合人工濕地處理尾水，建設時要合理的利用當地的進排溝渠、未開發濕地等以減少土地成本;②養殖分散地區、附加值高的養殖品種，鼓勵開發池塘原位修復技術，畢竟科學的發展池塘原位修復技術不但能夠降低養殖尾水污染排放系數，而且能夠提高養殖單位產值。因為江西大部分地區池塘是分散的，單位池塘養殖面積小，養殖分散，養殖品種多等，尾水集中處理難度大，開發科學的原位修復技術是就比較好的選擇，比如魚菜共生系統、生態浮島等;③水資源受限的地區可以發展高附加值工廠化循環養殖、罐體養殖等。④還可以根據各地的具體情況發展各自具體地方特色的養殖方式和尾水處理系統。如山區棘胸蛙養殖可以利用山溪建設生態溝渠處理;流水養殖尾水可以經過生態塘（濾食性魚類+經濟水生植物）處理后再排放;適當發展稻田養殖（養魚、養蝦、養甲魚、養鰍等），既增加魚產量和產值，又減少污染排放。

在因地制宜的基礎上還應該因時制宜，追蹤最新的尾水處理新技術和新方法。特別是池塘原位修復技術。一方面選擇建設運行成本合理的處理技術和方法，另一方面則可以合理利用處理系統，如原位修復系統中魚菜共生系統的時令蔬菜種植，人工濕地的水生植物也可以開發具有一定經濟效益的水生植物等作為種植植物。

3.2? 發展保水漁業和生態修復漁業

江西開放性水面（水庫、湖泊）眾多，如何開發利用好水面而又不污染水體，甚至修復已破壞水體是江西漁業發展需要解決的問題。保水漁業和生態修復漁業是解決這一問題最有效的方法。針對江西具體的情況可以在未污染水體或污染程度較低的水體發展保水漁業，而在污染嚴重、漁業資源破環嚴重的水域發展生態修復漁業。

保水漁業，就是指以保護水環境為目的而選擇適當的魚類進行人工放養的一種漁業生產方式。即是以現代生態學理論（典型生物操控理論、非典型生物操控理論）為基礎，根據水體特定的環境條件（初級生產力、水深、水溫、餌料生物等），通過人工放養適當的魚類，以改善該水域的魚類群落組成，保障生態平衡，從而既達到保護水環境，又能充分利用水體的漁產力為目的的一種漁業生產方式。目前比較成熟的保水漁業模式是發展以鰱鳙為主的養殖模式。

生態修復漁業就是對那些污染嚴重，漁業資源下降的水體進行生態規劃、以漁養水、合理捕放，通過降低營養循環、增殖浮游動物以降低藻類生物量、重建湖沿岸帶和淺水區原生水生植物群落等措施，可逐步恢復并完善湖泊生態系統結構和功能，改善了水質條件和總體環境。需要科學評估水體餌料生物和初級生產力，計算養殖容納量，通過人工增殖放流活動恢復漁業資源，加強土著魚類資源的，最后科學的計算每年的捕撈和放養計劃，利用綜合營養級串聯效應技術模式生態修復漁業環境。

3.3? 科學管理

不論采用哪一種處理方式，如果只考慮建設，沒有考慮管理，最終都很難取得好的效果。科學管理首先是在資金準備過程中，需要統籌好建設資金和管理資金。尾水處理系統的建設需要較大的資金支出（原位修復技術相對少一些），建設好之后的日常管理更是需要有穩定的資金保證。其次是要對管理人員、生產者進行培訓，主要內容有：①各種處理系統的具體運行原理，基本處理流程;每個環節和單元的維護方法、更換時間、故障檢查與處理等。②各種處理系統對于不同養殖模式、不同品種的尾水處理能力;水生植物、生物膜、過濾系統等的生長和活性周期，合理的規劃更新時間。③制定科學的管理流程，包括每天的值班、水電檢查、水質監測、巡查細節和應激預案等。

3.4? 加強養殖尾水處理技術的研究開發

縮減尾水處理土地使用面積過多，降低尾水處理成本，提高尾水處理能力的最有效的方式就是加強尾水處理技術的研究和開發。需要進一步研究和開發更簡便、可應用性強的尾水處理新方法和新材料，優化現有尾水處理設施和工藝，提高尾水處理效率。研究水質調控技術和精準化管理技術，根據養殖生態特征，研發高效養殖環境調控設備等，同時加大數字化 技術在水產養殖中的應用，實現量化養殖，精準控制。