工廠化海水養(yǎng)殖廢水處理技術。

一.導言

近10年來，隨著海水養(yǎng)殖技術的提高和市場需求的擴大，我國海水工廠化養(yǎng)殖發(fā)展迅速。殘留的餌料、養(yǎng)殖廢水中的化學殘留以及富含氮、磷、有機質(zhì)和有毒物質(zhì)的養(yǎng)殖生物肥料，進一步加劇了海水養(yǎng)殖周邊海域海水的富營養(yǎng)化程度和水污染程度，引發(fā)赤潮等海洋生態(tài)問題，而水污染又反過來制約著海水養(yǎng)殖的發(fā)展。因此，處理和水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的回用越來越受到重視。近年來，針對海水工廠化養(yǎng)殖廢水的特點，國內(nèi)外學者分別研究了物理、化學和生物技術處理的應用，取得了許多實用成果。水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水經(jīng)過物理、化學、生物處理處理后，化學耗氧量(COD)、懸浮物(SS)、氨氮(NH3-N)等物質(zhì)含量降低，然后循環(huán)利用。

二是養(yǎng)殖廢水的物理處理技術。

傳統(tǒng)的物理方法主要有過濾、中和、吸附、沉淀、曝氣等處理方法，是廢水處理工藝中的重要環(huán)節(jié)。采用機械過濾、泡沫分離技術和臭氧凈化技術對工廠化養(yǎng)殖廢水處理進行排放和回收。

2.1機械過濾。

鑒于水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中剩余的餌料和糞便大多是懸浮的大顆粒的特點，對其應用物理過濾技術處理是一種相對快速且經(jīng)濟的方法。機械過濾器、壓力過濾器和砂濾器是常用的過濾設備。機械過濾器(微濾機)在實際工程中應用廣泛，過濾效果良好。在日本，有一種過濾器。它的工作原理是用泵把池塘里的水吸上來，然后通過噴水管噴入過濾池。過濾池有一層沸石顆粒和特殊的過濾器，過濾后的水回流到魚塘。

2.2泡沫分離技術。

泡沫塑料分選技術已廣泛應用于工業(yè)廢水處理。既能去除蛋白質(zhì)等有機物而不礦化生成氨化物等有毒物質(zhì)，避免有毒物質(zhì)在水體中的積累，又能為養(yǎng)殖水體提供必要的溶解氧，對保護養(yǎng)殖水體的生態(tài)環(huán)境有很好的作用。

2.3臭氧凈化。

OH是一種中間物質(zhì)。臭氧分解水中的羥基(OH)，羥基具有很強的氧化性，可以分解普通氧化劑難以分解的有機物。利用臭氧處理廢水不僅能快速殺滅細菌、病毒、氨等有害物質(zhì)，還能增加水中的溶解氧，凈化養(yǎng)殖廢水。臭氧在魚蝦養(yǎng)殖中的應用效果顯著。日本伊藤神武對海水臭氧處理的研究表明，海水中的各種細菌都可以被臭氧消滅，達到99.9%。臭氧與生物濾池結合，出水溶解氧含量高，可提高養(yǎng)殖密度。

三。電化學處理。

結果表明，當輸入電流大于2年時，水中溶解性亞硝酸鹽和氨氮的去除時間和能耗均呈下降趨勢。當輸入電流大于2年時，對輸入電流和電導率的去除影響不大，而pH值對亞硝酸鹽的去除影響不大。在酸性條件下，對亞硝酸鹽去除影響不大，對氨氮去除影響不大。

第四，生物加工技術。

生物處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水是典型的穩(wěn)定化處理法，主要包括活性污泥法和生物膜法。

目前，處理溶解污染物可以通過微生物的吸收和代謝來降解。飼養(yǎng)過程中的飼料和生物肥料主要是碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等。含有碳、氮、磷等元素，具有良好的生化降解能力。生物處理技術可以有效處理工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理，其中生物菌種的有效性和固定生長方式是決定處理效果的兩個重要方面。

4.1活性污泥法。

生物污泥法處理系統(tǒng)是/[K30/]生物處理技術的重要組成部分。它是由良好的微生物和它們吸附附著的有機和無機物質(zhì)組成的。它具有吸附和分解水中有機污染物的能力和生化氧化活性。水產(chǎn)養(yǎng)殖循環(huán)水采用傳統(tǒng)的活性污泥法，如氧化溝間歇式活性污泥法、AB法等。采用活性污泥法如Meske處理處理水產(chǎn)養(yǎng)殖循環(huán)水。結果表明，NH4+-N含量達不到回用要求，采用類似SBR的運行方式如Umbl對養(yǎng)殖循環(huán)水進行好氧厭氧處理。結果表明，當鹽度不太高時，采用SBR法脫氮處理，效果較好。

4.2生物膜法。

由于微生物種類繁多，生物膜法主要包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化裝置、生物流化床等技術，可用于養(yǎng)殖廢水的閉路循環(huán)。選擇能在海水環(huán)境中快速繁殖和繁殖的高效生物菌群是實現(xiàn)工業(yè)廢水處理高效化的關鍵。對國內(nèi)外光合細菌、生物修復細菌、硝化細菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中的應用進行了深入研究[9]。由于固定化微生物密度高、活性強、反應速度快，與常規(guī)微生物生物膜處理技術相比，對氨氮和部分難降解有機物具有明顯的去除效果[10]，因此該技術有望成為海水養(yǎng)殖廢水中重要的生化處理技術。

生物過濾器

魚塘中配置的生物濾池可分為平流型、上流式和下流式。生物濾池運行的關鍵環(huán)節(jié)是生物膜的形成。如果濾料表面不能形成生物膜，生物濾池中就沒有處理 污水。掛膜法，從微生物學的角度來說，就是接種的方法，可以使微生物吸附在濾料表面。填料是生物濾池的載體。填料主要包括礫石、石塊、焦炭、煤渣、塑料蜂窩和各種人造制品。生物過濾器可連續(xù)使用，無需更換過濾材料。填料的選擇在生物濾池的設計中也很重要。填料的結構和表面積有利于生物膜的生長和有機懸浮顆粒的捕集。采用沉淀池→生物濾池→二沉池→生物濾池工藝和混合纖維填料，規(guī)模化集約化養(yǎng)殖水體處理后可循環(huán)使用。比如Sachir(曝氣池)、機械過濾器、紫外線消毒池、水下生物過濾器(脫氮池)、魚塘等都可以循環(huán)使用。處理效果不錯。曝氣生物濾池以沸石為濾料，田文華等人研究了處理廢水的效果。

4.2.2生物轉(zhuǎn)盤。

生物轉(zhuǎn)盤由一系列固定在軸上的圓盤組成，圓盤之間由兩個圓盤隔開，其中一半放在水中，另一半暴露在水中。水和空氣中的微生物附著在盤的表面形成生物膜。旋轉(zhuǎn)時，浸沒在水中的膜暴露在水面，膜上的水由于自身重量沿生物膜表面向下流動，空氣中的氧氣隨著旋轉(zhuǎn)膜的旋轉(zhuǎn)通過吸附、混合、擴散、滲透被帶到水中，增加了水中的溶解氧，凈化了水質(zhì)。

生物轉(zhuǎn)子。

生物圈是生物圈的一個變種，從20世紀70年代中期開始發(fā)展，在丹麥和德國發(fā)展很快。丹麥開發(fā)了單鼓式，德國開發(fā)了多鼓式，其中填充物包括塑料球、塑料環(huán)、波紋盤等。一些生物還在轉(zhuǎn)鼓外有收集裝置，以增加水中的溶解氧。其三種典型的生物鼓形式如下:(1)外殼結構為硬質(zhì)聚乙烯塑料，內(nèi)部為聚氯乙烯波紋圓盤，鼓由16個小鼓組成；(2)外殼為鋼制，圓柱體固定在軸上，帶有硬質(zhì)聚乙烯波紋的圓盤表面為多邊形；(3)生物轉(zhuǎn)鼓的桶周圍有一個小容器。當滾筒向上旋轉(zhuǎn)時，小容器就裝滿了水。當它向下旋轉(zhuǎn)時，水被灑到一個空的塑料球形容器中，充滿空氣，進入水中。凈化水的體積是生物轉(zhuǎn)鼓體積的15-25倍。

4.2.4生物流化床。

Biologicalfluidizedbeds(簡稱BFBS)是一種生物膜工藝，用于處理污水二級處理(有機氧化、部分硝化)、/[K31/]有機廢水和反硝化。采用好氧硝化滴濾和低氧反硝化流化床相結合的反應器，將表面富含硝酸鹽的溶解性有機物懸浮起來，送入硫化床。處理效果不錯。在水產(chǎn)養(yǎng)殖水循環(huán)中，朱厄爾等人利用膨脹床中的硝化和反硝化作用。

4.3.自然生物的水產(chǎn)養(yǎng)殖技術處理

具有自然生物處理的養(yǎng)殖水體主要包括濕地、穩(wěn)定塘和土地處理系統(tǒng)等。它的優(yōu)點是含氮磷的處理水體可以達到更徹底的處理效果。非集約化養(yǎng)殖的自然水域是典型的濕地系統(tǒng)，具有良好的自凈能力。只要適當利用和加強其自凈能力，就會產(chǎn)生良好的環(huán)境和經(jīng)濟效應。魚塘水生生態(tài)系統(tǒng)本身具有很強的凈化污染物的能力。在處理養(yǎng)殖水體中，可以充分利用魚塘凈化污染物的能力來凈化污水。

5.水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的循環(huán)利用工藝流程

水處理裝置有很多種，結構不同，不同工藝流程。下面有幾個典型的流程設備。魚塘排水→集水塘→氧化塘→沉淀池→增溫增氧塘→魚塘回用。工藝流程中的氧化塘為生物轉(zhuǎn)鼓；魚塘排水→沉淀池→升流式生物濾池→水塔增氧→加熱消毒→魚塘回用可去除99%的氨氮，淡水與回用水比例為1/9。魚塘排水→增氧→升流式石灰石過濾器→沉淀池→增氧→回用，其中淡水與循環(huán)水比例為1/5；魚塘排水→上流式礫石過濾器→下流式礫石過濾器→暖池→回用；魚塘排水→集水池→上流式沸石過濾器→下流式沸石過濾器→淡水補充、溫度調(diào)節(jié)→魚塘回用。根據(jù)生態(tài)設計和水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境工程技術的基本原理，劉長發(fā)等人[17]認為以水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的零污水環(huán)境排放為目標，可以對水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)進行生態(tài)工程和生態(tài)工藝設計，可以開發(fā)出典型的零污水工業(yè)復合水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)。

6.摘要

隨著世界水資源的日益短缺和環(huán)境污染，未來各國將采用封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖。其中，水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的綜合利用和無害化排放技術具有極大的研發(fā)價值和廣闊的應用前景。海水工廠化養(yǎng)殖廢水中污染物的多樣性決定了處理工藝的復雜性。因此，海水工廠化養(yǎng)殖廢水處理工藝設計時，應堅持高效、經(jīng)濟的原則，滿足處理后的水質(zhì)要求，將物理、化學、生物處理技術有機結合，可以達到更好的處理。

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