植物提取液治理水產養殖尾水的工程實踐

錢福根，閔 婕，錢 韌，周靜華，盧仁杰

(1.蘇州市福根植物水處理有限公司，江蘇蘇州 215555；2.蘇州市常熟市辛莊鎮人民政府，江蘇蘇州 215555；3.蘇州市相城區水產技術推廣站，江蘇蘇州 215131；4.江蘇省蘇州環境監測中心，江蘇蘇州 215000)

我國是傳統水產養殖大國，水產養殖產量占漁業產量76%，2018年實現產值12 815.4億元，產量為4 991萬t，養殖面積已達71 890 km2，其中，淡水養殖面積為51 460 km2(《2018年全國漁業經濟統計公報》)，水產養殖業已成為國家戰略產業。目前，我國水產養殖業仍沿用大量消耗資源和粗放式經營的傳統方式，養殖過程中過量的投喂和用藥，極大地惡化了水質環境，影響了水產品質量，加劇了水產病害的發生，使得水產品質量安全、水環境污染、水產養殖風險等問題日益凸顯。因此，水產養殖業只有真正解決了最根本的“水”的問題，才能在此基礎上進行產業轉型升級，向著集約化養殖、標準化生產、規范化操作、信息化管理的綠色健康養殖方向發展。

1 養殖尾水污染成因

1.1 可供利用的漁業淡水資源正遭受不同程度的污染

隨著城鄉工農業生產的高速發展，城鎮人口的不斷增加，農業生產中化肥、農藥等大量使用，大量未經處理的污水排入江湖，加之養殖業的發展和漁船及魚類加工企業所造成的漁業自身污染問題，使漁業環境生態遭到不同程度的破壞。

1.2 水產養殖造成的水污染

近幾年來，在經濟利益驅動下，水產養殖業無序發展，逐漸由半集約化養殖方式轉向高度集約化養殖方式。這些水產養殖模式中產生的殘餌、殘骸、魚體排泄物和施放的藥物都要在水體中分解并消耗溶氧，有機氮分解的產物主要成分為氨氮，水中的溶氧降低，氨氮上升，造成水質惡化，對水產養殖水環境產生了污染。

1.3 水產養殖污水排放破壞了周圍環境，加劇了與環境污染控制的矛盾

水產養殖迅猛發展，使當今養殖污水排放量巨增，超過了環境容量和環境自凈能力，導致藻類大量繁殖，產生多種毒素，污染水體、土壤和空氣， 最終形成“池塘水體—土壤—養殖生物—大氣”連鎖污染，通稱為立體污染[1]。

2 解決對策

2.1 水產養殖中水質調控方法

目前，國內外水產養殖中水質調控方法主要是物理方法、化學方法和生物方法。其中，物理方法對含氮、磷的可溶性物質去除效果不夠理想，化學方法中某些制劑的增加對養殖產品有一定的副作用，生物方法主要是生物接觸氧化法、曝氣生物濾池和投加生物促進劑等，其結果行業內還在探索中。

2.2 植物提取液水處理劑

植物提取液水處理劑，從純天然植物中提取漿汁，對環境無毒無害，對水生動植物友好，并有保生促健作用。植物提取液和生態處理技術治理養殖尾水并循環利用，達到提高養殖產品品質、充分利用水資源、加強水環境保護的目的。

自2013年起，該處理劑應用于黑臭河道治理工程，取得了良好的效果，治理后河道水體中的氨氮、總磷等指標達到國家地表水環境質量標準Ⅱ類，河道恢復原生狀態。經第三方專業檢測機構連續3年跟蹤檢測，水體主要指標依然保持在國家地表水環境質量標準Ⅲ類。闡述植物提取液處理劑及技術治理黑臭河道的論文已發表于2018年第7期《凈水技術》。

3 植物提取液水處理技術特點

(1)原位治理，循環利用，零排放。本技術在養殖基地采用原位治理，不需要增設專門的處理設施，投資省，見效快。水質達標后循環利用，零排放，既節約水資源，又保護水環境。

(2)回歸自然，無二次污染。回歸大自然已是目前環境保護領域一個大趨勢。植物提取液水處理劑為純天然綠色制劑，對生物無害，對環境友好，對自然親和，無二次污染。

(3)有利于提高水產品產量和質量。植物提取液水處理劑中含有多種微量元素和特效成分，有利于水產品生長并保持健康狀態。對抗生素之類的微量新興污染物處理徹底，水產品質量高。

(4)治理效率高，效果好。植物提取液水處理劑，可以根據不同的水質和治理要求，通過合理的配伍，針對性地制備符合不同要求的藥劑，凈化水體中各類污染物，治理效率高、治理效果好。

(5)適用范圍廣。本技術可用于各種淡水魚、蝦、蟹類養殖水體治理，也可用于河道、湖泊園林及住宅小區景觀水體治理、海綿城市水質凈化，對農業面源水體污染治理也有獨特的優勢[2]。

4 材料與方法

4.1 福根1#制劑

本制劑的原料均為多種植物及中草藥干料，根據水體中污染物成分，現場對黃芩、石見穿、黃連、絡石藤、灸麻黃、澤瀉、骨碎補、連翹等多種中草藥干料進行配伍，水煎熬制，熬制時間約為3 h。1#制劑原液與清水按1∶15稀釋，噴灑劑量與待處理尾水量的比例是1∶105[3-5]。

“福根1#”制劑具有解毒解表等功效，噴灑在清淤后的處理池底部，為培養土著微生物、促進土著微生物的生長、提升土著微生物的活性奠定基礎。

4.2 福根2#制劑

本制劑原料均為多種植物鮮料，半夏、黃柏、魚腥草、龍葵、蛇莓、鬼箭羽、犁頭草等多種新鮮植物季節性采集或購置后打成漿汁，在冰點下冷凍保存備用。投放制劑時，將解凍后的制劑原液，根據污染物的成分、濃度進行配伍，與清水按1∶10的比例稀釋，噴灑于待處理污水表層。噴灑劑量與待處理尾水量的比例是1∶105[3-5]。

“福根2#”制劑具有多種微量元素和特效成分，如過氧化物酶等，同時，還含有多個共軛雙鍵體系，具有較強的氧化還原能力，能夠與其他物質發生化學反應，達到降解水體中有機污染物的能力。噴灑在污染水體表層，對繁殖土著微生物也有著一定的促進生長的作用。

上述制劑還具有一定的絮凝作用，可使水體中的大分子物質絮凝沉淀，以提高水體的透明度，同時相應地降低水體中污染物的濃度。在上述因子的共同作用下，被治理的水體污染物的濃度下降，結合本制劑與同時進行的水體良性循環生態系統(健康生態系統中的生產者、消費者、分解者)協同凈化水體的作用下，一段時間后水體清澈見底。

4.3 治理后水體的檢測方法

分別委托第三方檢測機構：蘇州市環境監測中心、蘇州市華測檢測技術有限公司、譜尼測試集團江蘇有限公司，由專人負責提取水樣并測定，檢測方法如表1所示。

表1 檢測方法Tab.1 Detection Methods

5 工程應用實例

在蘇州市相城區陽澄湖鎮戴溇水產養殖基地，采用植物提取液水處理技術治理養殖尾水，進行從4月-5月水產品幼苗期，到6月-8月生長期，再到9月-10月成熟期，11月-12月收獲期等整個生長過程的尾水治理。第三方檢測機構6個批次的水體檢測報告顯示，該技術可以有效去除養殖尾水中的污染物，水質指標完全優于國家淡水漁業水質標準，達到國家地表水標準Ⅱ～Ⅲ類，符合水產養殖區等漁業水域水質要求。同時，經過治理后的水體引入清水渠，可以重復利用，實現了節約水資源、保護水環境的目標。

(1)工程名稱：蘇州市相城區戴溇水產養殖基地尾水治理及閉路循環示范工程。

(2)工程規模：養殖區域面積約166 666.5 m2，治理水體約17 × 104m3；處理池面積約5 000 m2，水深3 m，蓄水量約1.5×104m3；養殖水產品為螃蟹、鱸魚、河蝦。

(3)植物水處理制劑用量：“福根1#”制劑，處理池存水量為1.5 × 104m3，一次噴灑1#制劑0.15 m3(150 kg)；“福根2#”制劑，處理池存水量為1.5 × 104m3，一次噴灑2#制劑0.15 m3(150 kg)。

(4)養殖基地水體閉路循環如圖1所示。

養殖區域內構筑排水溝、清水渠和尾水處理池，養殖塘內尾水進入排水溝，排水溝也是尾水囤積渠。尾水進入處理池，用植物提取液(中草藥)技術處理尾水。治理達標后的水體排入清水渠，即進入清水儲存區待用。

(5)尾水治理工藝流程如圖2所示。

圖1 蘇州市相城區戴溇養殖基地養殖水閉路循環工藝流程Fig.1 Flow Chart of Closed Cycle of Aquaculture Water in Dailou Aquaculture Base, Xiangcheng District, Suzhou City

圖2 養殖尾水治理工藝流程圖Fig.2 Flow Chart of Aquaculture Tail Water Treatment Process

一個批次的尾水治理時間約需要20 d(氣溫≥12 ℃)。

① 整治清理尾水處理池底泥：采用挖掘機及人工輔助，對原有尾水區進行底部淤泥清理，以便應用本技術展開尾水治理。

② 處理池底部噴灑“福根1#”制劑：采用噴霧器，將藥劑噴灑在處理池底部。噴灑藥劑量與尾水量的比例是1∶105，處理池一次噴灑藥劑量為0.15 m3(150 kg)。底泥打成泥漿作為藥劑載體，使其與投放的藥劑充分混和成藥泥。

③ 尾水進入處理池：將養殖尾水引入處理池。

④ 水面噴灑“福根2#”制劑：采用噴霧器，將稀釋后的藥劑噴灑在處理池水面，處理池一次噴灑藥劑量為0.15 m3(150 kg)。

⑤ 曝氣、攪拌、沉淀：采用曝氣泵曝氣、攪拌，促使“福根1#”、“福根2#”制劑得到充分混合后產生功效，對污染水體產生作用。按水體污染程度和污水量，決定曝氣時間，曝氣量約為1 000 m3/h，沉淀時間為20 h，再進行二次曝氣，再沉淀，直至水清。

⑥ 打撈水面漂浮物，對已完成治理的水體表面的漂浮物進行打撈，清除干凈。

⑦ 將治理達標后的水體，引入清水渠，待養殖戶抽取使用。

⑧ 在清水渠內種植菖蒲、車輪草等挺水、沉水植物，投放鰱魚、螺螄等水生動物，構建生態系統，保持清水渠水質[6]。

(6)采用植物提取液水處理技術治理水產養殖尾水，提高存活率及個體重量，以螃蟹養殖為例(表2)。

表2 螃蟹養殖對比Tab.2 Conparison of Crab Cultivation

每666.66 m2投放蟹苗800只，試驗池塘出產660只，對比池塘550只，存活率提高13.75%。

① 治理后的循環水與外源水相比，大幅度削減了外源水體中的重金屬含量。

② 氨是蛋白質分解的最終產物，以氨離子和非氨離子兩種形式存在于水體中，氨氮的濃度高對蟹苗生長、發育的危害性較大。尤其是非離子氨能損傷幼體的鰓組織，影響其攝食量，使其活動能力減弱，嚴重時引起死亡，最終勢必降低育苗的產量。試驗池塘和對比池塘相比，試驗池塘的水質狀況明顯優于對比池塘，為蟹苗提供了良好的生存及生長環境[7]。

③ 試驗池塘采用植物提取液治理后的養殖水，植物制劑來自自然，含有多種微量元素和特效成分，對水產品有著保生促健作用，提高了存活率。

④ 陽澄湖大閘蟹之所以出名，源于它特定的土壤、水質等生存條件，通過植物提取液水處理技術的治理，在削減污染物的同時，養殖塘底泥中的常量元素(鉀、鈣、鎂、鋅、鈉)的不斷滲出并作為天然物質增加了大閘蟹的鮮美度。同時，優良的水質使得螃蟹個體體重增加，不小于225 g/只的螃蟹出產比例增加了21.88%，銷售價格隨之提高。

⑤ 表2對比塘，底部未清淤，使用的是外源水，間隔性實施水中充氧作業。

(7)采用植物提取液水處理技術治理水產養殖尾水，其水體中各項指標優于外源水。在同等氣候條件下，整個養殖周期內，試驗池塘比對比池塘換水次數減少2～3次，減少了養殖水體污染物向周圍水體的排放量，減少了對外源水環境的破壞，同時節約了水資源。

(8)從4月水產品幼苗階段開始，到12月收獲期，歷經8個月，進行了6個批次的治理水體檢測，檢測數據如表3所示。

表3 戴溇養殖基地尾水治理檢測數據統計Tab.3 Test Data for Tail Water Treatment in Dailou Aquaculture Base

(9)植物提取液制劑從純天然植物中提取，含有多種微量元素和特效成分，對水產品有著保生促健、提高存活率的作用，存活率提高了13.75%，增加收益110只/(666.66 m2)× 40元/只=4 400元/(666.66 m2)。

優良的水質使得螃蟹個體體重增加，不小于250 g/只的螃蟹出產比例增加了21.88%。根據2019年市場行情，個體重量在200～225 g的螃蟹銷售價格為60元/只，個體重量在250 g以上的螃蟹，按每只增值30%，即78元/只計算，試驗池塘大螃蟹增收2 730元/(666.66 m2)。

水質優良提高了螃蟹鮮美度，按每只增值10元計算，增加效益6 600元。存活率提高，大螃蟹增加，鮮美度增加，3項合計：4 400+2 730 +6 600=13 730元/(666.66 m2)

6 投資與處理成本

本工程為技術試驗工程，故以實際發生費用，核算治理成本。工程治理面積為166 665 m2，治理水體約17 × 104m3。

6.1 制劑直接成本

制劑直接成本為2.5元/m3，如表4所示。

表4 中草藥直接成本Tab.4 Direct Costs of Herbal Medicines

6.2 其他成本項目

人工費為4.12元/m3；電費為0.02元/m3；機械租賃費為0.31元/m3；專利使用費為0.88元/m3；管理費0.47元/m3；尾水治理單位成本為2.5+4.12+0.02+0.31 + 0.88 + 0.47=8.30元/m3。

7 結論與展望

植物提取液水處理劑，是以純天然植物為原材料配伍而成的綠色制劑，無二次污染，目前尚未發現任何副作用。治理后的水體主要指標氨氮濃度由0.565 mg/L下降到0.02 mg/L，總氮濃度由1.7 mg/L下降到0.8 mg/L，達到并超過國家地表水標準Ⅲ類。養殖用水可以循環重復使用，減少了養殖池塘換水次數，真正實現閉路循環零排放，不但可以節約水資源，同時能有效避免養殖業尾水外排造成的水體污染，從源頭上保護了水環境。

采用植物提取液制劑治理養殖水產尾水，并開啟循環水養殖模式，可以有效切斷水產養殖業污染源頭，避免給漁民、企業、甚至給國家帶來巨大經濟損失，避免給消費者的健康帶來風險，以最小的經濟和社會成本，在獲取優質水產品的同時，保護水產養殖資源和環境，使我國水產養殖業發展走上生態、健康可持續發展之路。