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淡水养殖尾水处理技术现状及其开发应用

2023-08-09王子龙

新农民 2023年21期
关键词:开发

王子龙

摘要:目前,高密度养殖是国内最为广泛的一种模式。由于采用常规的人工养殖方式,养殖过程中产生许多不合格的饲料及畜禽粪尿,使养殖过程中产生的尾水环境问题日趋严峻。如何有效地处理并合理地使用淡水养殖业中的尾水,是当前我国淡水养殖业中有待解决的问题。本文对淡水养殖尾水的特性进行详细的剖析,并着重对当前尾水处理的物理、化学、生物等技术进行全面的分析,对我国淡水养殖业的健康可持续发展具有重要的现实意义。

关键词:淡水养殖;尾水处理技术;开发

1 水产养殖尾水特点

在我国水产养殖业,饲喂水体的污染物以氨氮、亚硝酸盐、有机质、磷及受污染的有机物为主。其中,NH3是水产动物排泄物,是饲料、排泄物、动植物残骸等生物降解过程中产生的主要污染物,不仅污染水质,而且对养殖业具有一定的毒性。对鱼类具有高度毒害作用的亚硝酸盐,可导致鱼虾体内铁血红蛋白被氧化为”高铁”,导致血中氧含量下降,造成机体缺氧,水产生物产量下降,严重时可导致水产生物死亡。同时,水体中的有机质可被饲料、浮游生物的代谢物及养殖后的排泄物等物質所降解,形成大量的有机物质,从而造成水体质量下降,影响到鱼类的生长。

2 淡水池塘养殖尾水处理现状

2.1 设施净化

净化设施的原理类似于池塘的净化,在技术上更精细、更专业。污水处理厂的特点是效果好,面积小,成本高。其中的杂物可溶于或不溶于水产养殖水体,其主要粒子尺寸在1nm~0.2?m,属于一种叫做”胶原体系”,不能使用重力沉降方法,也不能通过过滤方法将其除去,只能通过药剂对其稳定性进行打破,从而提高对胶原体系的除去。通常,颗粒分布在1nm~100?m范围内,且颗粒分布范围可以相互融合。因而,使用目标颗粒进行凝结非常必要,并广泛应用于各种分离技术。与此同时,在淡水养殖过程中,还可以使用特殊的活性炭吸附法,将水、蛋白质等有机残渣进行去除。然而,该方法存在着因其易被悬浊物所阻隔、需用水少、费用高等缺点,限制其在水产养殖业中的推广。

2.2 湿地净化

沼泽的清洁是一个可以有效去除 N、P等营养要素的复合多功能的生态系统,通过物理过滤、化学吸附、沉淀、植物过滤和微生物等方式在水产养殖的脚印中产生,具有很好的清洁性能。通过对生产过程及工程方案的研究,在沼泽表层种上栀子花、金边黄杨、金鸡菊、麦冬草等多种沼泽或植被,以达到沼泽增氧、增氧及美化的目的。在通过对湿地类型、填料厚度、植物品种、植物数量、COD、TN、TP年排放强度分别为896.35kg/hm2、35.2kg/hm2、10.9kg/hmm2,从而初步解决水产养殖对水的污染问题。

2.3 池塘净化

根据过滤、沉淀、吸附、氧化和降解等技术的基本理论,对池塘进行水质的污染治理。常规鱼塘一般采用快速过滤器,其过滤效率依赖于滤料的选择,而这种较单一填充物更适用于各种组合。目前采用的方法主要是由于水体中存在着较多的悬浊物,因此在处理的时候,必须配合常规的净化和替换填充物,但这也耗费很多的精力和资源。其中,池塘的清淤具有工程简便、造价低廉等优点。

3 淡水养殖尾水处理技术

3.1 物理处理技术

在物理上,有三种方法。首先,在分离饲料水中,通常采用机械过滤将固态、悬浮物等进行分离。利用机械过滤技术,比较常用的方法是加装微滤器,利用微滤器对尾水中的藻等杂物进行筛选,使尾水中的水质得到净化。但此法较为繁琐,且成效欠佳。其次,根据鼓泡作用机理,利用尾水将汽化后的产物进行脱出,该过程要求有一定的活性物质,但在天然水体中,汽化产物较少,难以生成汽化产物。最后,采用膜分离技术,采用多种生物膜过滤对尾水进行处理,可以将尾水中的氨氮等物质除去超过70%,但由于其成本较高,很难实现与其匹配。

3.2 生物处理技术

主要有三类生物技术,一是采用水生生物,通过在淡水作物上种植水生生物,去除水体中的吸附物质,实现对水体的清洁,从而保证水产养殖的正常发展。二是海藻在成长的同时,还能吸收重金属元素,并能进行新陈代谢,生成氧,以利于鱼类的生长。三是通过微生物对尾水中的氨氮和有机质进行有效的降解,使尾水中的氨氮和有机质含量大幅度下降,使尾水的处理效果达到90%以上,对尾水井进行治理是十分必要的。

3.3 化学处理技术

目前,我国水产养殖业普遍采用的是化学处理技术,对于淡水养殖中的尾水,化学处理技术主要使用消毒剂杀灭水中病原体,达到改善水质的效果。在这项技术中,水中较大的浮固体物通过沉淀砂过滤,然后通过化学药物去除弧菌和藻类孢子等有机物质,达到尾水处理效果。

4 尾水处理的建设

4.1 建设内容

(1)生态沟渠建设,将养殖池塘排水沟(渠)建设成具有自己独特的生态结构,并发挥相应的生态功能的沟渠系统,被称作生态沟渠。根据水产养殖尾水的现状,确定了生态排水沟的类型。

(2)简易植被沟渠。为了适应尾水排水量较小,在沟内有一段距离,且两侧没有硬化,在沟内的坡面上,可以种植一些草本植物,在沟内,可以选择一些适合本地生长的水生植物,在沟内,可以种植一些沉水植物,在沟内,可以种植一些挺水植物。密度和放置方式不宜阻碍水流的流通。

(3)生态沟渠,适合于水槽较大、尾水排水量较大的养殖区。施工方法在沟渠中,在沟渠的流道中,在其底部竖立3道隔离墙,将主沟分成四段,并在流道中保持相同的流道。

在各部分沟渠中,分别设有以下装置:①生态沟渠I区:占地约30%的面积,种植大型挺水植物,在水面上种植1~2株/m2,其主要功能是沉淀;②生态沟渠II区:在沟渠面积约20%的地方,设置一座浮床,并在浮床上栽种一种根系发达、生物量大的本土优势水草,如水浮莲、水葫芦、黄花水青藤等,以及水青藤等浮叶草等。根据实际情况,采用不同的方法,设置不同的生物浮床,每隔4~6m,覆盖面积为1/3~2/3。③生态沟渠II区:在该区域内,放养滤食鱼(鲢鳙1~2条/m2)、贝类、挂种(0.5~0.8kg/m2)。采用罗茨鼓风机1台,约

3 kW,根据不同区域的不同,设置不同的曝气口,并根据不同区域的不同,设置不同的曝气口。④生态沟渠IV区:占用整个沟渠的20%左右,放置立体弹性填料或分子生物膜(悬挂在水中),底部种植采用马莱眼子菜、苦草等,对排水沟内的NH3-N进行深度处理,以达到排水沟内NH3-N的目的。生态沟渠的每一段都在进口处设置一道门,每道门都能在同一时间打开或闭合。闸门的过流宽度占其所处生态沟渠沟道宽度的80%~100%,或者建造一座过滤坝,以现场情况为基础,来决定建设的规模。

4.2 尾水处理专区建设

4.2.1 设施建设布局

生态沟渠、生态塘(净池)、潜流湿地等生态设施与养殖塘的构成比例,要根据养殖品种、养殖密度、养殖方式等特性确定,一般生态工程设施所占的范围不能大于养殖塘的20%。

4.2.2 尾水处理流程图

以尾水处理等处理工艺为依据,对淡水养殖尾水进行处理,一般需要以下几个功能环节,具体的处理环节流程图如下:

流程图说明:

(1)①、②、③、④、⑤、⑦、⑥、⑦等,一般采用 PVC管,管径根据水流的流量而定,安装在距水底20~30cm的地方,最好是两个不同的池子,有些池子还可以在两个池子之间修建一条滤网,综合考虑水质的好坏,来确定和选用哪一种池子。(2)各功能池的排列次序通常不能对调,但也可以对其进行适当的调整,例如,微生物净化池、水生植物净化池,可以根据尾水流入的数量及污染程度,确定其是否对各功能池进行合并,但对各功能池的增加或减少,都要在净化池内的水经过检验符合要求的基础上进行。(3)沉淀池为30%,曝气池为10%,微生物及其他纯净池、水生植物纯净池和清洁水池各为20%。其中,水生植物净化池主要是对水体分解后的无机物进行进一步的利用,它可以形成一种虹吸一样,对水体中有机物等进行分解与消化,从而提高水体的自净能力,让水体的活力得到恢复,从而达到净化水质的目的。

5 淡水养殖尾水处理技术开发应用

5.1 通过鱼—贝—藻循环养殖处理尾水

在淡水养殖规模大的时候,容易被人为因素所干扰,不仅会对水环境产生影响,而且随着养殖水环境的改变,也会引起水产病害。因此,可以采用鱼-贝-藻循环式的尾水处理技术,根据土壤的自净原则,基于尾气的浇灌,采用接触式过滤技术,并配合微生物技术,从而降低投资。这符合当前我国水产养殖业向高产量发展的方向,也符合我国水产养殖业的发展方向。

5.2 利用生态原理原位修复水质环境

就目前我国水产养殖业的尾水处理现状来看,单一方法的处理,治理效果与经济效益均不理想。利用生态原理将化学、生物和物理3种处理方式相结合,对物理吸附作用更强的过滤器进行深入分析,并提出质量好、成本低、效果好的化学絮凝剂,并对有毒物质进行有效处理的生物种类,从而构建综合的尾水处理模式,实现对水体的尾气治理,这也是尾水处理技术的又一个发展趋势。

5.3 池塘处理工艺

将池塘中的尾水集中到一起,通过物理、化学和生物三种方法综合处理,利用沉积池、网滤、气溶胶和生物过滤等方法处理尾水,采用“沉降池、曝气池、生物过滤”等方法,构建“沉降池→曝气池+生物过滤”的复合式生物过滤系统,实现对尾水的综合处理,即“沉降池”“曝气池”“生物过滤系统”“人造潜流沼泽”“生态净化塘”。通过沉淀过滤、气溶胶富集、湿地过滤、微生物降解和水源生态修复等因素,降低水中氮、磷、COD、BOD5、藻类等指数的水平,以满足养殖尾水的排放或回收利用的要求[1]。

6 淡水池塘尾水达標排放处理措施

许多地方都要求加大对养殖环节的污染控制力度,并对此做出明确的要求,开展健康养殖,并利用这个时机,大力发展工业循环水养殖、池塘循环水养殖等。同时,为了达到养殖尾水的标准,必须对其进行相应的改进,通过技术和设备的支撑,在水池系统的内部,使其达到水的内循环。同时,将养殖水产的粪便、残留的饵料等大颗粒的残留物,进行统一的分类,并对其进行无害化的处理,然后进行重复使用,从而达到节约能源、减少碳排放的目的。这样可以使养殖水产在池塘内实现集中养殖,方便养殖人员投喂饵料,提高饵料利用率。同时这样也方便进行病虫害的防治,能够快速发现病害的可能,有效进行预防和处理。另外,由于水产养殖业的尾水需要大量地进行治理,其中包括沉淀池、生物净化池等。必须设置一套监控系统,对养殖尾水中的各项指标进行远程的实时监测,具体包括溶氧、pH、总氮等指标,在经过纯化之后,这些指标还可以被回收利用。另外,要进行养殖尾水的治理,必须设置新的生态化处理设施,主要包括:生态通道(进排水管道)、过滤坝和生物净化池,它们的占用范围约为养殖水体的10%。在使用的时候,要根据养殖的规模和形态的实际状况进行合理的调节,确保做到因地制宜。尾水处理的具体流程是:在水产养殖的过程中,所生成的尾水通过一个排气管,然后进入到沉降池进行沉积,在沉降池中可以加入一些絮凝剂加快沉积的速率,从而提高处理效果。经过沉淀后,处理的水又进入曝气池,在该装置中提高水中的溶解氧,这时可以加入微生态试剂,培育有益菌,降解水中的有机质。然后,经过处理的水,通过滤网,将其中的悬浮物质过滤出来,最后,将会被送到一个生态系统,通过生态系统对水质进行综合的污染,让水质变得更好。

7 淡水池塘尾水处理前景展望

近年来,我国越来越注重对水体的污染防治,对水体的排污和控制给予高度的重视,使水产养殖业的尾水中的处置面临着很大的困难。从技术开发的角度进行研究,当前,针对淡水养殖尾水的技术类别主要可以分为物理、化学和生物三大类,这些技术都有其独特的技术类别,也都有其自身的优点和不足之处。相对而言,物理处理技术适合于小范围的水产养殖,而化学处理技术由于存在二次污染的风险,因此在生态文明的背景下并不被大力倡导,与这两种技术比较起来,生物处理技术具有更为广泛的发展空间。

8 结语

在对淡水养殖尾水进行的处理中,较为普遍的就是化学、物理和生物这3种治理技术,它们都具有较为明显的作用和良好的应用前景。因此,需要对其进行更多的应用和创新,从而确保水产养殖业的可持续健康发展。最近几年,随着淡水行业的发展,其养殖的范围越来越广,技术也越来越成熟。但是,在这种情况下,淡水养殖业也给我们的生态系统带来了很大的危害。在绿色可持续发展的策略下,各个区域在发展淡水养殖的同时,要重视对养殖尾水的处理工作,并积极地对其进行创新,构建出一套完整的、全面的、完整的、可持续的、具有代表性的、具有普遍性的、有针对性的治理措施。

参考文献

[1] 段六运.淡水养殖尾水处理技术现状及其开发应用[J].新农业,2022(2):40.

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