徐天勇

摘要：利用天然鱼塘、废弃塘和低洼地等改造成高效藻类塘、水生植物塘，采用两级高效藻类塘和水生植物塘处理水产养殖废水取得了较好的效果，处理系统的CODcr去除率77.4%，NH3-N去除率91.3%，TP去除率66.7%，TN去除率75.9%，水生植物塘对藻类的去除率达到98.4%。处理系统基建费用和运行费用低，管理维护方便，运行稳定可靠，节约能源和可实现资源化，是一种值得推广的水产养殖废水处理技术。

关键词：高效藻类塘;水生植物塘;水产养殖废水;处理

中图分类号：[S949]     文献标识码：A

在水产养殖过程中，要定期频繁大量换水来控制水质，换水会排放大量的养殖废水，其中的含有大量的氮、磷等营养元素，直接排入河流、湖库，会加快富营养化的速度。水体水质的恶化直接或间接导致水产养殖病害的发生，给水产养殖业造成损失。采用高效藻类塘和水生植物塘技术处理水产养殖废水，是改善水质、实现资源化的有效途径。

1  水产养殖废水中污染物的种类及危害[1]

水产养殖需要添加大量人工配置的饲料，饲料营养丰富，大大促进了养殖对象的生长，但未被利用的饲料和养殖对象的排泄物残留在水体中，污染了水体，同时，水产养殖中使用的各类化学药品和抗生素的残留物也污染了水体。

1.1  pH值

淡水养殖pH值一般控制在6.5～9.0，pH值过高或过低，对水产养殖都有直接的损害，甚至会造成死亡。

1.2  溶解氧

水产养殖对象缺氧时会出现躁动，影响生长发育，严重时还会死亡。养殖水体中的溶解氧要控制在5～8 mg/L之间。

1.3  有机物

养殖水体中的有机物主要由未被利用的饲料和养殖对象的排泄物分解产生的，有机物含量过高，会导致水质恶化，造成养殖对象死亡。

1.4  氨氮

养殖水体中氮的来源也是未被利用的饲料和养殖对象的排泄物产生的，还有塘底泥沉积物的氨化分解。氨氮的危害是使水体富营养化，导致藻类大量繁殖，有些藻类有毒，影响养殖对象生长。

1.5  亚硝酸盐

亚硝酸盐是氨氮在转化为硝酸盐的过程中产生的中间产物，亚硝酸盐会在水体中积累，造成养殖对象死亡。

1.6  磷

饲料中无机磷的含量较高，磷残留在水体中，会导致水体富营养化，影响养殖对象生长。

2  水产养殖废水处理技术及原理

水产养殖废水中的污染物浓度不高，水处理除了要满足排放的标准，还需尽量达到回用的要求，换水不仅造成了水资源的浪费，对于一些冬季需要加温的养殖种类，将这类废水进行处理符合养殖用水的需要后回用，还可以降低能耗。水产养殖废水处理技术主要包括：物理技术、化学技术、微生物技术、藻类及底栖动物技术、人工湿地及稳定床技术等。高效藻类塘、水生植物塘技术是利用自然界中微生物、大型植物、小型底栖动物、微型藻类等，降解水体环境中有机物、重金属、有毒有害无机物等污染物[2]。

高效藻类塘内生长大量细菌和藻类，细菌和藻类是水生态系统中两个最主要的微小生物，对水产养殖水体的水质净化和水生物修复起重要作用。好养细菌将含碳有机物降解为二氧化碳和水，将含氮有机物降解为氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐，将含磷有机物降解为磷酸盐。藻类则利用被好养细菌降解的物质为原料，通过光合作用生成有机物，释放氧气，供好氧细菌生长，达到处理废水的目的。藻类在生长繁殖过程中，能将水体中的有机物作为同化碳源、氮源及硫源来富集吸收，故藻类能降解农药、碳氢化合物等化合物。藻类细胞壁是网状结构，带有负电荷，有较大的表面积，对金属离子可有效地吸收和富集。藻类对病原菌也有较好的去除率，藻类在光合作用的同时不仅传递氧也传递热能，同时藻类的光合作用导致水中pH值升高，会使病原体的寿命缩短[3]。

水生植物对藻类有很好的去除效果，同时，塘内水体中还有鞭毛虫等食藻原生动物，因此，将水生植物塘放在高效藻类塘之后，可以有效去除高效藻类塘产生的藻类。水生植物塘对氮去除有很好的作用，主要是由于底部基质吸收、沉淀、植物吸收和微生物转化等综合作用，基质中存在着大量的硝化和反硝化细菌，植物的根际区含氧，非根际区厌氧，因而有利于硝化和反硝化反应的进行。水生植物塘底部基质和植物的截留、过滤作用，也可以降低水体中磷的浓度[4]。

3  应用实例

3.1  高效藻类塘

利用的天然養鱼塘、废弃塘等可以改建成高效藻类塘，一级、二级高效藻类塘串联使用，以利于藻类的生长。高效藻类塘深度较浅，一般0.3～0.6 m，可建于排水渠内或将塘内隔成渠状廊道，以增加水体流程，延长水体停留时间，廊道宽度一般2～3 m，垂直于廊道设置若干桨板轮，以进行水流混合，水流流速控制在0.35～0.4 m/s，水体停留时间4～5 d。

3.1  水生植物塘

结合地形，对高效藻类塘周边低洼地或水塘进行改造，制造出不同的功能区：水深1.5 m以下的区域为厌氧区;在陆地部分开挖至0.5 m深的区域作为好养区;两者之间的过度区则控制深度在0.5～1.5 m之间区域作为兼氧区，三级水生植物塘交替分布，水体停留时间15～20 d。深水区主要种植控制藻类好的浮萍、水花生等漂浮植物和改善水质效果好的狐尾藻、轮叶黑藻、金鱼藻等沉水植物。浅水区主要种植美人蕉、菖蒲、芦苇等挺水植物，利用水生维管束植物吸收、过滤藻类。在水生植物塘内还可以按照一定的比例自然放养以浮游生物为食的鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类，也可以消除部分藻类。

4  结论

4.1  整个处理系统对污染物的去除率

高效藻类塘和水生植物塘联用处理系统CODcr的去除率77.4%，NH3-N去除率91.3%，TP去除率66.7%，TN 去除率75.9%。高效藻类塘CODcr去除率64.8%，NH3-N去除率78.5%，TP去除率48.9%，TN去除率44.3%。水生植物塘CODcr去除率27.3%，NH3-N去除率59.6%，TP去除率34.8%，TN去除率56.7%。

4.2  高效藻类塘对污染物的削减作用

二级高效藻类塘Chl-a浓度高于一级高效藻类塘，原因是一级高效藻类塘受进水污染物种类多和环境变化大等因素的影响，二级高效藻类塘在一级高效藻类塘的缓冲作用下，藻类生长繁殖的条件比一级高效藻类塘好。在两级高效藻类塘NH4+N的转化中，不同季节和温度会有不同的转化途径，夏季主要是藻类的同化吸收，其次是NH4+N的挥发作用，最弱的是硝化作用;秋季主要是硝化作用，其次是藻类的同化吸收，最弱的是NH4+N的挥发作用。两级高效藻类塘中磷酸盐可以通过藻类的同化吸收转化和化学沉淀降低，白天和夜晚有变化，原因是白天藻类的光合作用，消耗藻类塘中的CO2，使藻类塘中pH升高，有利于磷酸盐与金属离子结合发生沉淀反应，而使藻类塘中磷酸盐的浓度降低;到了夜晚藻类光合作用停止，藻类塘中磷酸盐浓度会上升。

4.3  水生植物塘对藻类的去除作用

经监测高效藻类塘Chl-a平均出水1.6 mg/L，水生植物塘Chl-a平均出水0.025 mg/L，藻类的去除率达到98.4%，水生植物塘是一种可行的高效藻类塘后续除藻的设施。漂浮植物浮萍对藻类的生长有很好的抑制作用，挺水植物美人蕉根系发达对藻类的去除有很好的过滤作用。

4.4  整个处理系统的特点

高效藻类塘和水生植物塘联用处理系统适合不同的处理规模，处理构筑物由各种天然塘系统或经简单修建而成，处理系统的基建费用只有常规处理方法的1/2或1/3;运行费用低，往往依地势而建，污水可自流，可在现场进行，运行费用只有常规工艺的10%～50%;管理维护方便，只需要正常的管理和维护;工程简单易行，没有复杂的机械设备;运行稳定可靠，无需污泥处理，出水水质稳定，可以满足回灌农田、水产养殖或景观用水的需要;废水处理是一个自然过程，最终产物是二氧化碳、水等，不会形成二次污染。

4.5  需持续研究的课题

生物技术主要依靠自然生长的藻类、植物等降解污染物，受光照、气温等环境因素的影响明显，当夏季气温过高或冬季温度较低时，藻類的生长受到抑制而影响处理效果;处理系统出水中的藻类含量不稳定;藻类等沉积物在塘内逐步聚集，处理效率会随之降低。

参考文献

[1] 何连生，蒋进元，孟睿，等. 水产养殖废水治理技术[M]. 北京：中国环境科学出版社，2010.

[2] 周刚，周军. 污染水体生物治理工程[M]. 北京：化学工业出版社，2011.

[3] 彭剑峰，宋永会，刘瑞霞. 城市黑臭水体综合整治技术和管理研究[M]. 北京：科学出版社，2018.

[4] 王丽. 高效复合生态污水治理技术[M]. 北京化学工业出版社，2010.