水產養殖廢水污染危害及處理技術研究

劉真 王海鳳

(河北省滄州市水產技術推廣站，河北 滄州 061000)

引言

水產養殖具有很高的經濟效益，近年來，我國水產養殖規模不斷擴大，為人們提供了豐富的水產品。水產養殖廢水污染程度也愈發嚴重。如，我國很多沿海地區，都存在水體富營養化的問題，水產養殖廢水大規模排放，致使局部海域N、P含量不斷提升，是導致赤潮頻繁爆發的主要原因。同時水產養殖廢水如果處理不當，也會制約水產養殖業的發展。如何更加高效、便捷、低成本地處理水產養殖廢水是目前我國水產養殖業發展中亟待解決的問題，也是保證水產養殖業可持續發展的關鍵。基于此，開展水產養殖廢水污染危害及處理技術的分析研究就顯得尤為必要。

1 水產養殖廢水污染物的組成

水產養殖廢水污染物的組成比較復雜，可分為2大類，無機物污染，有機物污染。和生活污水及工業生產污水相比，水產養殖廢水具有水量大、污染物品種少但含量變化小的特點，污染負荷比較低，處理比較容易。具體的水產養殖廢水污染物的組成情況如表1所示。

表1 水產養殖廢水污染物的組成情況表

2 水產養殖廢水的來源和危害

2.1 來源

水產養殖廢水的來源主要有2個方面。在養殖過程中，使用了太多的藥物，部分水產養殖戶為降低管理的難度，提升產量，提高存活率，在養殖全過程肆無忌憚地使用藥物，這些藥物難以自行消解，會長時間存在于水體中，不但會對水環境造成嚴重的污染和破壞，而且會大幅度降低水體的有益微生物數量，引起水環境失衡；合理、規范的投喂飼料，一些水產養殖戶為提升產量，采取集約化養殖方式，經常不加節制的投喂飼料，造成飼料投喂過多，引起水體污染，再加上排泄物的影響，不但會降低水體的透明度，而且會降低水體中溶解氧的難度，影響pH值，不利于水生物的正常生長。

2.2 危害

就目前我國水產養殖發展現狀而言，養殖技術還不夠先進，一些水產養殖戶為獲得更大的經濟效益，沒有認真做好管理工作，沒有按照相關標準和規范處理水產養殖廢水，不但對當地的生態環境造成了嚴重破壞，而且不利于保證人體健康。水產養殖廢水污染的危害主要體現在以下2個方面。

2.2.1 危害水產品的質量和安全性

部分水產養殖戶在水產養殖過程中為降低成本，經常會選擇劣質飼料來投喂，如穩定劑、顏料、消毒劑等，不但會威脅到水生物的健康，而且會融合到水體中，污染水體。甚至一些養殖戶為降低管理的難度，提升養殖的便捷性，不惜使用一些高毒性的藥物。這些藥物中通常含有大量重金屬元素，水生物吸收后，會沉淀在體內，人類在食用這些水生物之后，重金屬元素就會進入到人體。致使人體機能出現慢性損傷，如果情況嚴重甚至會引起嚴重的重金屬中毒問題，如鉛中毒、汞中毒、鎘中毒等，甚至會威脅到人的生命。

2.2.2 危害生態環境

我國很多地區在水產養殖中多采取集約化的養殖模式，為獲得更大的經濟效益，水生物的養殖密度非常大，水體中含有大量水生物代謝物，不但會增加水體中氨和氮的含量，而且會增加水生物正常生長的需氧量，影響水生物正常生長速度，延緩收獲、銷售的時間[1]。此外，還會增加水體中有機物的密度，如果凈化和處理不及時，有機污染物的增加會降低水體中溶解氧的含量。水產養殖廢水中氨氮、亞硝酸鹽等物質的增加，還會給水中細菌和微生物的繁殖生長營造良好的條件，引起水體富營養化問題，降低水質。水產養殖廢水如果不處理直接排放到自然環境中，就會對生態環境造成嚴重的污染和破壞。

3 水產養殖廢水的處理技術

在科學技術飛速發展的大環境下，很多高新技術和設備被廣泛應用到水產養殖廢水處理中，致使處理技術水平不斷提升，目前常用的處理技術包括物理處理技術、化學處理技術、物化聯合處理技術、生物處理技術、人工濕地處理技術5種。

3.1 物理處理技術

物理處理技術是水產養殖廢水處理中常用的技術之一，機械過濾和泡沫分離處理技術在水產養殖廢水處理中有很好的應用。

機械過濾的處理機理為阻隔吸附，是最基礎的水產養殖廢水處理技術。在水產養殖廢水中含有大量殘余餌料和水生物的代謝物，都以懸浮顆粒的形式存在于水產養殖廢水中，通過機械過濾處理技術，可有效去除水產養殖廢水中的殘余餌料和代謝物，而且成本比較低，過濾效果比較好。常用的機械過濾設備為過濾器，或者是砂濾池，都能有效去除水產養殖廢水的殘余餌料和代謝物，目前機械過濾多應用在循環水養殖類的養殖場中[2]。但此種方法去除水產養殖廢水中COD、BOD、氮和磷的效果比較差。

泡沫分離技術通常應用在水產養殖廢水的初步處理中，主要做法為向水產養殖廢水通入空氣，形成氣泡，會帶走水產養殖廢水中具有表面活性的部分微生物，上升到水面之后就會形成泡沫。再對泡沫進行分離，就能很好地去除水產養殖廢水中溶解態污染物和懸浮態污染物。泡沫分離技術在水產養殖廢水處理中應用時，既能去除有毒有害的物質，也可以提升水體中溶解氧的含量，維護水體環境，保證水生物能夠正常生長，是目前水產養殖廢水處理中常用的技術之一。

3.2 化學處理技術

化學處理技術是通過化學氧化反應的方法去除水產養殖廢水中有毒有害的物質，常用的氧化劑是臭氧，臭氧具有很強的氧化性，可氧化分解溶于水產養殖廢水中的有機物，實現對水產養殖廢水的深度處理。在水產養殖廢水處理中，采取臭氧氧化的處理方法，不僅可以提升水體中溶解氧的含量，還能起到改善水體的目的。尤其是在魚蝦混養廢水處理中，應用臭氧處理技術具有良好的效果，當臭氧的投放量達到0.59mg·L-1時，殺菌率能夠達到驚人的99.12%，而且通過臭氧，降低水產養殖廢水中COD的含量，進一步增加溶解氧的含量,降低水產養殖廢水中HN3-N和亞硝態氮的濃度，但臭氧的消耗量也會增大[3]。總之，在水產養殖廢水處理中應用化學處理技術，可大幅度提升處理效率，但需要很多特定的容器和試劑，如果控制不當，會引起二次污染。隨著科學技術的不斷發展，臭氧氧化技術愈發先進，在美國、日本等海水養殖循環水處理中得到了有效應用，應用效果比較好，我國水產養殖廢水處理中也可以大力推廣臭氧氧化處理技術。

3.3 物理化學聯合處理技術

單一的物理處理技術和化學處理技術都有很強的局限性，難以有效去除水產養殖廢水中的污染物，將物理處理技術和化學處理技術聯合應用可大幅度提升去除效果。將臭氧氧化技術和膜處理技術相互結合，既能提升污染物的去除效率，還能解決頻繁更換過濾膜的問題。這是因為在臭氧的輔助下，膜的通過量會始終保持在穩定狀態，而且還能加速污染物的降解速度和效率[4]。二者相互結合可很好的應用在水產養殖廢水深度處理中，通過膜過濾技術可有效截留水產養殖廢水中的有毒有害物質，而通過臭氧氧化技術，可降解膜截留下的污染物質。二者聯合應用，可降解化學處理存在二次污染的問題，提升氧化劑和污染物的接觸幾率，進而提升氧化基團的綜合利用率，降低處理成本。

3.4 生物處理技術

與物化處理技術相比，生物處理技術最大的優勢是不用擔心發生二次污染，是一種綠色、環保、可持續利用的水產養殖廢水處理技術。主要是通過微藻來代謝水產養殖廢水成分。微藻細胞內部含有一定量的蛋白質，有一種特異性的轉運蛋白質，通過此種蛋白質，可促使有機碳源通過協助擴散或者是協同運輸的方式，進入到微藻細胞中，達到去除水產養殖廢水中有機碳源的目的。此外，微藻還能有效同化銨鹽或者是其它形態的氮源，亞硝酸鹽和硝酸鹽耗能跨膜轉運到微藻細胞中會被脆化成銨鹽，銨鹽可通過一組轉運蛋白質跨膜轉運到細胞中。水產養殖過程中，微藻細胞在光合作用下，可提升水體中的pH值，隨著pH值的提升，正磷酸鹽會不斷沉淀，從而達到除磷的效果。微藻還能通過一系列絡合反應或者離子交換的方法吸附水產養殖廢水中的重金屬，從而達到去除重金屬的目的。微藻在水產養殖廢水處理中常用的作用基團如表2所示。

表2 微藻作用基團表

在應用微藻處理水產養殖廢水中可選擇單細胞藻類，如小球藻、斜生珊藻等。凈化方式有多種可供選擇，如藻菌共生系統、藻類塘、固定化藻類處理、光生物反應器等。每種凈化方式，在不同的實踐條件下，具有不同的凈化效果[5]。從目前應用效果上看，無論選擇哪種藻類凈化方式，都能有效處理水產養殖廢水，而且水質凈化效果明顯，是目前最具發展潛力的水產養殖廢水處理技術之一。

3.5 人工濕地處理技術

人工濕地處理技術是水產養殖廢水處理中一種新型處理技術，所謂人工濕地，指的是通過一系列方式方法，以人工的方法模擬自然濕地生態系統，構建起一個完善的濕地環境，再從利用生態學的角度出發，實現對水產養殖廢水的有效處理。人工濕地處理水產養殖廢水的機理比較復雜，是通過人工濕地系統內部的植物、基質、微生物之間進行復雜多變的物理、化學、生物共同作用的綜合結果。涉及到的步驟也比較多，包括基質過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收、微生物代謝等多個步驟，從而達到去除廢水有機物、無機物、重金屬、病原體的效果。

我國在1987年由天津市環保所建立了首個人工濕地系統“蘆葦濕地工程”，日處理廢水量為1400m3。此后在1988—1990年，北京市也建立起了人工濕地系統，日處理廢水量為500m3。此后，在全國各地陸續建立起了多個人工濕地系統，為水產養殖廢水的處理提供了新的處理途徑。大量應用實例和研究結果表明，和其它廢水處理技術相比，人工濕地處理技術在很多方面都有非常顯著的優勢，不僅可以有效去除水產養殖廢水中的污染物，還能美化生態環境，打造一個綠色、和諧的生態環境。就目前發展現狀而言，人工濕地處理技術在水產養殖廢水中具有得天獨厚的優勢，在我國各大區域遍地開花，對水產養殖廢水中BOD的去除率可達到85%～95%，對COD的去除率也可以達到80%以上，而且成本比較低，美化環境，豐富生態系統的效果顯著[6]。水產養殖廢水具有污染物濃度低、排放量大的特點，在處理中無法長時間停留在處理設備中，而人工濕地生態系統可有效契合水產養殖廢水的特點，可進行集中有效的處理，值得大范圍推廣應用。

4 結束語

綜上所述，采用理論結合實踐的方法，研究了水產養殖廢水污染危害及處理技術，結果表明，水產養殖廢水污染危害比較大，對水生物的安全，生態環境都會造成不同程度的影響和危害。這就需要結合水產養殖廢水的來源、組分、特點等，采取科學有效的技術。物理、化學、物化結合、生物、人工濕地系統等，都能很好的處理水產養殖廢水，但單一的處理技術處理效果有限。在具體應用中，可結合實際情況，采取2種或者2種以上的處理技術，提升水產養殖廢水處理效果，以促使我國水產養殖事業持續健康的發展。