工廠(chǎng)化養殖廢水處理技術(shù)

摘要：本文主要綜述了國內外水產(chǎn)養殖廢水的物理化學(xué)處理和生物處理兩方面的技術(shù)，并總結了水產(chǎn)養殖廢水循環(huán)使用的水處理工藝流程和生物工程在水產(chǎn)養殖廢水處理中的應用，表明了水產(chǎn)養殖廢水的循環(huán)利用和無(wú)害化排放技術(shù)為今后發(fā)展方向。

1前言

隨著(zhù)海水養殖技術(shù)水平的提高和市場(chǎng)需求的擴大，近10年來(lái)我國海水工廠(chǎng)化養殖得到了迅速發(fā)展，養殖廢水中所含的剩余餌料、化學(xué)品殘留物、以及富含氮、磷、有機質(zhì)和毒性物質(zhì)的養殖生物排泄物會(huì )加劇養殖鄰近海域海水富營(yíng)養化程度和水質(zhì)污染，引發(fā)有害赤潮等海洋生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，同時(shí)水體污染反過(guò)來(lái)制約水產(chǎn)養殖的發(fā)展。因此，水產(chǎn)養殖廢水的處理和循環(huán)利用逐漸受到關(guān)注。近年來(lái)國內外學(xué)者針對海水工廠(chǎng)化養殖廢水的特點(diǎn)，對常規的物理、化學(xué)和生物處理技術(shù)分別進(jìn)行了應用研究，取得了許多實(shí)用性成果。經(jīng)過(guò)物理化學(xué)和生物處理后，，養殖廢水中化學(xué)耗氧量(COD)、懸浮物(SS)和氨氮(NH3-N)等物質(zhì)濃度降低，然后進(jìn)行循環(huán)利用。

2水產(chǎn)養殖廢水物理處理技術(shù)

常規物理處理技術(shù)主要包括過(guò)濾、中和、吸附、沉淀、曝氣等處理方法，是廢水處理工藝的重要組成部分。對于工廠(chǎng)化養殖廢水的外排和循環(huán)利用處理，機械過(guò)濾、泡沫分離技術(shù)和臭氧凈化處理效果較好。

2.1機械過(guò)濾

由于養殖廢水中的剩余殘餌和養殖生物排泄物等大部分以懸浮態(tài)大顆粒形式存在，因此采用物理過(guò)濾技術(shù)去除是最為快捷、經(jīng)濟的方法。常用的過(guò)濾設備有機械過(guò)濾器、壓力過(guò)濾器、沙濾器等。在實(shí)際處理工程中，機械過(guò)濾器(微濾機)應用較多、過(guò)濾效果較好。日本有一種過(guò)濾機，其工作原理是水泵將池水吸上后，經(jīng)噴灑管?chē)娙脒^(guò)濾池，過(guò)濾池內一層小顆粒沸石和一個(gè)特制過(guò)濾器，過(guò)濾后的水流回養魚(yú)池。

2.2泡沫分離技術(shù)

泡沫分離技術(shù)已在工業(yè)廢水處理中得到廣泛應用，不僅可以將蛋白質(zhì)等有機物在未被礦化成氨化物和其它有毒物質(zhì)前就已被去除，避免了有毒物質(zhì)在水體中積累，而且可向養殖水體提供所必需的溶解氧，對維護養殖水體生態(tài)環(huán)境有良好作用。

23臭氧凈化

臭氧在水中分解的中間物質(zhì)羥基自由基(·OH)，具有很強的氧化性，可以分解一般氧化劑難分解的有機物。因此，用臭氧處理廢水，既能夠迅速滅除細菌、病毒和氨等有害物質(zhì)，又能增加水中溶解氧，從而達到凈化養殖廢水的目的。有資料報道，臭氧在魚(yú)蝦養殖中應用效果顯著(zhù)，日本伊騰慎悟用臭氧處理海水研究表明，海水中999%各種細菌可被臭氧消滅。臭氧與生物濾池結合，出水中溶解氧含量高，回用可以提高養殖密度。

3電化學(xué)處理

用電化學(xué)法去除水中溶解的亞硝酸鹽和氨氮的研究結果表明，亞硝酸鹽完全去除的時(shí)間和能耗隨著(zhù)傳導率的增加而降低，輸入電流最大為2Ａ時(shí)，耗能最少，ｐＨ相對于輸入電流和電導率來(lái)說(shuō)幾乎沒(méi)有影響;在酸性條件下有利于亞硝酸鹽的去除，堿性條件有利于氨的去除，氨的去除速度低于亞硝酸鹽的去除速度。同時(shí)可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。

4生物處理技術(shù)

養殖廢水生物處理是一種典型的穩定有機污染物的方式，包括活性污泥法和生物膜法。

主要是利用微生物的吸收、代謝等作用，達到降解水體中有機物和營(yíng)養鹽的目的，是目前處理溶解態(tài)污染物最經(jīng)濟有效的方式。養殖過(guò)程中投放的餌料和養殖生物排泄物主要是由碳、氮、磷等元素組成的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等，生化降解性較好。因此，可采用生物處理技術(shù)有效處理工廠(chǎng)化養殖廢水，其中生物菌種的效能及其固定生長(cháng)方式是決定處理效果的兩個(gè)重要方面。

4.1活性污泥法

活性污泥法處理系統是污水生物處理技術(shù)的主要技術(shù)之一，它是由好樣微生物及其吸附黏附的有機物質(zhì)和無(wú)機物質(zhì)所組成，具有吸附和分解水中有機污染物的能力，顯示其生物化學(xué)氧化活性。在傳統的活性污泥法上發(fā)展成氧化溝間歇式活性污泥法(SBR)和AB法處理工藝等，Meske等通過(guò)活性污泥法處理水產(chǎn)養殖循環(huán)用水研究表明，NH4+-N含量不能達到回用的要求，Umbl等在水產(chǎn)養殖排水溝渠中用接近SBR的操作方式進(jìn)行好氧厭氧處理，效果良好，Nugual等用SBR法處理海水養殖廢水，探討鹽度影響，結果表明，在鹽度不是很高情況下，脫氮效果良好。有養殖廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務(wù)平臺咨詢(xún)具備類(lèi)似污水處理經(jīng)驗的企業(yè)。

4.2生物膜法

生物膜法主要有生物濾池、生物轉盤(pán)、生物接觸氧化設備和生物流化床等，這些技術(shù)因為其微生物的多樣化，在水產(chǎn)養殖廢水的封閉循環(huán)使用中得到。篩選高效并能在海水環(huán)境中快速繁衍、生長(cháng)的生物菌群是有效處理工廠(chǎng)化養殖廢水的關(guān)鍵。目前，國內外主要研究了光合細菌、玉壘菌和硝化細菌等在養殖廢水處理中的應用[9]。由于固定化微生物密度高、活性強、反應速度快，與常規的微生物掛膜生物處理技術(shù)相比，對氨氮和某些難生物降解有機物具有顯著(zhù)去除作用[10]，因此該技術(shù)有望成為海水工廠(chǎng)化養殖廢水處理的重要生化處理技術(shù)。

421生物濾池

在集約化養魚(yú)裝置中配用的生物濾池有平流式、升流式和降流式。生物濾池的運行最關(guān)鍵的部分在于掛膜，濾料表面不能形成生物膜，那么就無(wú)從談起濾池對污水的處理。掛膜，從微生物學(xué)的角度來(lái)講，就是菌體接種，既使微生物吸附在濾料表面上。生物濾池中填料是生物的載體，填料主要有碎石、卵石、焦炭、煤渣、塑料蜂窩和各種人工合成產(chǎn)品等;生物濾池能連續使用，不需要更換濾料。生物濾池設計中填料的選擇也很重要，填料的結構和表面積要有利于生物膜的生長(cháng)和有機懸浮顆粒的捕集。China等用沉淀池→生物濾池→二沉池→生物過(guò)濾器工藝，其中填料為混合纖維，對河口大面積集約化養殖水體處理后可回用。Sauthier等用池塘(曝氣)→機械濾池→紫外光消毒→淹沒(méi)式生物濾池(反硝化池)→魚(yú)塘回用，處理效果很好。田文華等研究用沸石作為濾料的曝氣生物濾池處理廢水效果不錯。

4.2.2生物轉盤(pán)

生物轉盤(pán)由一串固定在軸上的圓盤(pán)組成，盤(pán)片之間有一間隔，盤(pán)片一半放在水中，另一半露出水面。水和空氣中的微生物附在盤(pán)片的表面上，結成一層生物膜。轉動(dòng)時(shí)，浸沒(méi)在水中的片露出水面，盤(pán)片上的水因自重而沿著(zhù)生物膜表面下流，空氣中的氧通過(guò)吸收、混合、擴散和滲透等作用，隨轉盤(pán)轉動(dòng)而被帶入水中，使水中溶解氧增加，水質(zhì)得到凈化。

4.2.3生物轉筒

生物轉筒是生物轉盤(pán)的變型，是從20世紀70年代中期發(fā)展起來(lái)的，在丹麥、德國發(fā)展很快。丹麥研制了單轉筒型，德國則發(fā)展了多轉筒型，轉筒內的填料有塑料球、塑料環(huán)和波紋盤(pán)片等。有些生物轉筒外還設有集氣裝置以增加水中溶氧量。其典型的3種生物轉筒形式為:(1)外殼結構為硬聚乙烯塑料，內裝聚氯乙烯波紋圓盤(pán)片，轉筒由16只小轉筒組成;(2)筒體外殼為鋼制，筒內固定在軸上硬聚乙烯波紋的盤(pán)面呈多邊形;(3)轉筒的筒體四周裝有小容器，當轉筒向上轉時(shí)，小容器內盛滿(mǎn)了水，向下轉動(dòng)時(shí)，水被灑在塑料球上，空容器內充滿(mǎn)空氣進(jìn)入水中，凈化水的體積為生物轉筒體積的15～25倍。

4.2.4生物流化床

生物流化床(biologicalfluidizedbeds，簡(jiǎn)稱(chēng)BFBS)是高負荷的一種生物膜法，應用于污水的二級處理(有機物氧化、部分硝化)，用于處理有機廢水和脫氮的報道。Michael等用好氧的硝化滴濾和缺氧反硝化流化床相結合的反應器，懸浮在表面的富含硝酸鹽和溶解的有機物送到硫化床，處理效果良好。Jewell等在水產(chǎn)養殖水體循環(huán)中利用膨脹床的硝化和反硝化作用同時(shí)，處理BOD5、SS和氮，出水氨氮低于05ｍｇ/Ｌ。技術(shù)廣泛應用于水和廢水的有機物氧化、硝化和反硝化處理，作為水處理方法的一項革新技術(shù)，生物流化床工藝將在水處理工程中發(fā)揮更大的作用。

4.3水產(chǎn)養殖技術(shù)的自然生物處理

用自然生物處理水產(chǎn)養殖水體主要有濕地、穩定塘和土地處理系統等，其優(yōu)點(diǎn)是處理含氮和磷的水體，能達到比較徹底的處理效果。非集約化水產(chǎn)養殖的自然水域本身是一個(gè)典型濕地系統，具有良好的自?xún)裟芰�，只要合理利用和加強其自�(xún)裟芰�，�?huì )有良好的環(huán)境效應和經(jīng)濟效應。魚(yú)塘水生生態(tài)系統本身有很強的凈污能力，在水產(chǎn)養殖水體的處理中完全可以利用魚(yú)塘對污染物的凈化能力來(lái)凈化污水。

5水產(chǎn)養殖廢水的循環(huán)利用工藝流程

進(jìn)行水處理裝置有多種，其結構各不相同，其工藝流程也不一樣，下面有幾種幾種典型的流程。魚(yú)池排水→集水池塘→氧化池→沉淀池→增溫增氧池→魚(yú)池回用，這種工藝流程中氧化池為生物轉筒；魚(yú)池排水→沉淀池→升流式生物濾池→淋水塔式增氧→加熱、消毒→魚(yú)池回用，可以去除99%氨氮，新鮮水/回用水為1/9；魚(yú)池排水→充氧→升流式石灰巖濾池→沉淀池→增氧→回用，其中新鮮水/循環(huán)水為1/5；魚(yú)池排水→升流式碎石濾池→降流式碎石濾池→增溫池→回用；魚(yú)池排水→集水池→升流式沸石濾池→降流式沸石濾池→補充新鮮水、調溫→魚(yú)池回用。根據生態(tài)設計的基本原理和水產(chǎn)養殖環(huán)境工程技術(shù)，劉長(cháng)發(fā)等[17]研究認為以水產(chǎn)養殖系統零污水環(huán)境排放為目標，可以對水產(chǎn)養殖系統進(jìn)行生態(tài)工程和生態(tài)工藝設計，開(kāi)發(fā)一個(gè)典型的零污水排放工廠(chǎng)化復合水產(chǎn)養殖系統。

6小結

隨著(zhù)世界性水資源短缺和環(huán)境污染的日趨嚴重，今后各國將采用封閉式循環(huán)水養殖方式。其中，養殖廢水的綜合利用與無(wú)害化排放技術(shù)具有極大的研究開(kāi)發(fā)價(jià)值和廣泛的應用前景。而海水工廠(chǎng)化養殖廢水中污染物的多樣性決定了其處理工藝的復雜性。因此，在設計海水工廠(chǎng)化養殖廢水處理工藝時(shí)，應本著(zhù)高效、經(jīng)濟的原則，針對處理后的水質(zhì)要求，有機組合物理、化學(xué)和生物處理技術(shù)，可以取得較好的處理效果，達到循環(huán)水養殖的目的。來(lái)源：中國環(huán)保頻道