我國的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)程度位居世界前列,但是環(huán)境保護(hù)措施缺相對滯后。一些臨海城市的港灣眾多,淺海灘涂遼闊,海洋生物資源豐富。水產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展伴隨著大量的養(yǎng)殖廢水排放,使得水體污染嚴(yán)重,帶來一系列的環(huán)保問題。目前,養(yǎng)殖方式已由以前的粗養(yǎng)、半精養(yǎng)向精養(yǎng)過渡,但由于片面追求經(jīng)濟(jì)效益,養(yǎng)殖密度過大,養(yǎng)殖品種單一,養(yǎng)殖水體中自然生態(tài)體系的平衡被打破,自身污染嚴(yán)重。另外,由于工業(yè)廢水、生活污水的亂排亂放,導(dǎo)致養(yǎng)殖水體的外源污染也日益嚴(yán)重,養(yǎng)殖病害頻繁發(fā)生養(yǎng)殖污染已成為繼工業(yè)污染、生活污染之后的第三大污染源,成為我國水源污染的主要原因之一。這些養(yǎng)殖場產(chǎn)生的污染如得不到及時(shí)的處理,必將產(chǎn)生對環(huán)境的極大危害,造成生態(tài)環(huán)境惡化、水產(chǎn)品品質(zhì)下降并危及人體健康。本文將主要介紹水產(chǎn)加工廢水的特點(diǎn)及處理工藝。
一、水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水特點(diǎn)
水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中主要的污染物有氨氮、亞硝酸鹽、有機(jī)污染物、磷及污損生物。目前,我國已開展了一些港灣及傳統(tǒng)網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)的污損生物調(diào)查研究。與工業(yè)、生活污水不同,水產(chǎn)魚污水屬污染物成分簡單的低濃度有機(jī)污水,BOD一般不超過80mg/L。但水產(chǎn)生物對水質(zhì)的要求較高,氨氮和硫化氫是育苗水體中普遍的有害物質(zhì),水體中的氨氮和硫化氫濃度會(huì)隨著育苗的進(jìn)行而逐漸升高。氨氮是水產(chǎn)生物的排泄物,也是殘餌、糞便以及動(dòng)植物尸體等含氮有機(jī)物分解的終產(chǎn)物。硫化氫則是由于含硫有機(jī)物在缺氧條件下,由厭氧細(xì)菌分解形成。水質(zhì)和底質(zhì)敗壞而誘發(fā)弧菌等致病菌的大量繁殖,導(dǎo)致疾病發(fā)生;更多的是由于生態(tài)系統(tǒng)的破壞和放養(yǎng)密度的增加而導(dǎo)致生態(tài)失衡的綜合因素所致,水生物的抗病力降低,造成更易感染致病菌。
二、水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的主要處理工藝
國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展了許多養(yǎng)殖廢水的處理方法,其中包括物理、化學(xué)處理方法和生物膜法、耐鹽植物處理法、人工濕地處理法、沉淀-貝類過濾-藻類吸附的綜合處理法等。此外,還有專門針對懸浮顆粒物的處理方法。
2.1、物理處理法:依據(jù)水體及水體中污染物的理化性質(zhì),采取曝氣、過濾、沉淀、吸附、氣浮等方法凈化水質(zhì),除去水中懸浮物質(zhì)或有害氣體。
2.2、化學(xué)處理法:利用化學(xué)反應(yīng)來處理水中的污染物或懸浮膠粒。包括絮凝、中和、絡(luò)合、氧化還原、消毒等方法。
2.3、生物方法利用微生物和自養(yǎng)性植物(如綠色藻類、高等水生植物)改良水質(zhì),有助于防止殘餌與代謝產(chǎn)物積累所引起的水質(zhì)敗壞。
(1)活性污泥法
活性污泥法中活性污泥由細(xì)菌、原生動(dòng)物等組成,常見的有酵母、霉菌、草履蟲等。該法的應(yīng)用歷史較長,原理、方法及工藝技術(shù)已經(jīng)成熟,應(yīng)用于養(yǎng)殖水處理,去處氮磷的效果比較好,但該法占地大,產(chǎn)生的污泥如處理不好會(huì)產(chǎn)生二次污染,并且運(yùn)行費(fèi)用高?,F(xiàn)有的生物法中,活性污泥法只在鹽度不高的情況下有比較理想的效果,不適于處理海水養(yǎng)殖廢水。
(2)生物膜法
生物膜法具有高效、操作簡便等特點(diǎn)。生物膜的載體不同,附著在載體上的微生物的生長量不同,對養(yǎng)殖廢水的處理效果也不同。目前多采用紫外線殺菌器、臭氧發(fā)生器、蛋白質(zhì)分離器和生物過濾器4部分構(gòu)成養(yǎng)殖污水生物膜處理工藝系統(tǒng)。
常用的生物過濾器有浸沒式生物濾床、滴濾式生物濾床、生物轉(zhuǎn)盤等。但生物膜法存在抗沖擊力弱、易受污染、不能多次循環(huán)利用、運(yùn)行時(shí)間長等缺點(diǎn),尚不能廣泛的應(yīng)用于處理養(yǎng)殖污水。因此一些研究者在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)研究。如萬紅等提出采用以組合填料為載體的序批式生物膜反應(yīng)器處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水;李軍等也設(shè)計(jì)出復(fù)合式膜生物反應(yīng)器(MBR)裝置,以粉末活性炭(PAC)作為填料,加入活性污泥經(jīng)過馴化培養(yǎng),用該裝置處理污水,連續(xù)運(yùn)行100d,膜出水COD始終穩(wěn)定在25mg/L以下,NH3-N的去除率可以達(dá)到99%以上。PAC為硝化細(xì)菌的吸附生長提供了良好的載體,使其能夠很好地繁殖,從而提高了膜生物反應(yīng)器的氨氮去除率;何潔等把篩選到的菌群附著在沙子、活性炭與沸石3種載體上,對養(yǎng)殖廢水進(jìn)行處理,研究表明以這3種載體的生物過濾器對養(yǎng)殖廢水的氨氮去除率差不多。
(3)人工濕地及大型藻類處理方法
以景觀水體為處理對象,構(gòu)建了植物浮床生態(tài)箱-植物浮床生態(tài)箱-人工濕地-沉水植物生態(tài)箱多級人工生態(tài)系統(tǒng),在系統(tǒng)中引入了多種植物、魚類、螺螄、蝦等物種,且該系統(tǒng)在循環(huán)流方式下運(yùn)行。
除N/P及菌藻調(diào)控技術(shù)大型藻類的養(yǎng)殖技術(shù)一般比較成熟,種群數(shù)量容易控制,它們本身又可用作飼料、藥材、食品。因此自20世紀(jì)70年代開始,逐漸利用大型海藻來凈化養(yǎng)殖環(huán)境。目前,試驗(yàn)進(jìn)行的大型藻類生物凈化作用所涉及的大藻包括綠藻、褐藻、紅藻等,主要針對養(yǎng)殖自身污染,對養(yǎng)殖環(huán)境的營養(yǎng)鹽負(fù)荷以及可能造成的赤潮生物的爆發(fā)而進(jìn)行研究。一般采用石莼類和江籬類為吸收營養(yǎng)鹽的素材,對赤潮生物的抑制一般以石莼類為研究材料。但利用大型海藻抑制自然水體的赤潮生物尚處于試驗(yàn)階段,還沒有在自然海區(qū)投人實(shí)際應(yīng)用。我國養(yǎng)殖病害一般發(fā)生在高溫季節(jié)和雨季,因此,應(yīng)當(dāng)積極篩選廣溫、廣鹽種的大型藻類,以滿足我國養(yǎng)殖水域凈化的需要。此外,目前還逐步發(fā)展了菌藻聯(lián)合調(diào)控技術(shù)。細(xì)菌和藻類是水生態(tài)體系中調(diào)節(jié)水質(zhì)的重要微生物,它們能夠有效控制養(yǎng)殖水體中的NH4+-N、NO2--N等營養(yǎng)鹽含量,改善水質(zhì),且具有無毒副作用、不污染環(huán)境的特點(diǎn),符合健康養(yǎng)殖的要求。
三、提高水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水生物處理效率的研究
3.1、生物強(qiáng)化技術(shù)
(1)高效菌(包括微生態(tài)制劑)
盡管改善水質(zhì)的方法很多,但由于上述方法都有一定的缺點(diǎn),不盡如人意。所以,在養(yǎng)殖池中施放有益微生物,讓其參與養(yǎng)殖池的生態(tài)循環(huán),一方面可改善水體質(zhì)量,清除有機(jī)廢物;另一方面可抑制、排斥病原微生物的繁殖生長,達(dá)到防治病害的目的。目前,有益菌作為水產(chǎn)凈化劑已是水產(chǎn)養(yǎng)殖的主要產(chǎn)品,應(yīng)用范圍極其廣泛。微生態(tài)制劑可有效降解有機(jī)污染物的細(xì)菌有假單胞菌、枯草芽孢桿菌、多粘球菌、硝化細(xì)菌、腸道菌群等,它們發(fā)揮氧化、氨化、硝化、反硝化、解磷、硫化、固氮等作用,將動(dòng)物的排泄物、殘存飼料、浮游生物殘?bào)w、化學(xué)藥物等迅速分解為CO2、硝酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽等,是物質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的部分。微生態(tài)制劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)凈化中的效益是潛在的、長期的,是未來研究、發(fā)展和應(yīng)用的主要方向,其前景十分廣闊。
(2)固定化
近年來固定化微生物技術(shù)是研究比較多的污水處理技術(shù)之一,關(guān)于閉合養(yǎng)殖系統(tǒng)中固定化微生物研究也有報(bào)道。如黃正、趙興利等加入馴化污泥,以PVA為包埋載體,粉末活性炭作為無機(jī)載體,制備固定化小球,處理養(yǎng)殖廢水,COD的去除率達(dá)74.9%,NH3-N的去除率為82.5%左右。鄭耀通等以PVA為主要包埋骨架,添加SiO2、CaCO3等載體,固定菌藻系統(tǒng)去除水體中的氨氮,NH3-N的去除率達(dá)96.8%。目前固定化微生物脫氮主要應(yīng)用于污水處理、工廠化養(yǎng)殖循環(huán)廢水處理的室內(nèi)模擬,尚未見到在養(yǎng)殖池塘中應(yīng)用的報(bào)道,關(guān)于浮游動(dòng)物對水體氮的吸收、轉(zhuǎn)換及釋放的循環(huán)機(jī)制,也有待進(jìn)一步研究。
3.2、預(yù)處理研究
(1)沉淀、泡沫分離法
考慮到養(yǎng)殖污水中的主要污染物是未食餌料和動(dòng)物排泄物,重力分離法比較適合對這部分污水進(jìn)行先期預(yù)處理。早在1998年D.R.Teichert-Coddington等對高密度集約化養(yǎng)蝦池的出水進(jìn)行了研究,研究發(fā)現(xiàn)對蝦池出水的營養(yǎng)物及固體懸浮物的含量相當(dāng)高,如采用沉降法處理出水,沉降時(shí)間大約需要6h。經(jīng)過6h的沉淀,可以去除全部可沉淀的固體物、88%的懸浮物、77%的揮發(fā)性物質(zhì)、63%的BOD、31%的總氮、55%的總磷。
(2)提高溫度與DO
溫度和溶氧是影響硝化細(xì)菌硝化率的重要因素,溫度升高和提高水體含氧量,采用適宜的增氧方式、高效的增氧裝備及合理的布局形式,都可提高硝化率。
(3)利用水生維管束植物凈化養(yǎng)殖廢水
利用水生維管束植物凈化養(yǎng)殖廢水,如茄子-養(yǎng)鱉廢水,鳳眼蓮-螺廢水,番茄-養(yǎng)甲魚廢水等凈化濾器的試驗(yàn)表明,植物濾器在凈化廢水方面表現(xiàn)出了巨大的潛力,經(jīng)過處理的水即使達(dá)不到使用要求,還需要后續(xù)處理,但低成本的植物濾器已利用了污水中大部分的營養(yǎng)物,從而大大減輕了后續(xù)處理的工作量。
3.3、水質(zhì)控制的自動(dòng)化與機(jī)械化
目前通常所采取的凈化水措施的處理水平不盡如人意,而一些先進(jìn)國家在高密度養(yǎng)殖系統(tǒng)中采用了先進(jìn)的自動(dòng)控制及水處理、監(jiān)測等技術(shù),取得了較好的效果,對于養(yǎng)殖水質(zhì)控制的自動(dòng)化和機(jī)械化研究方面的經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒,并應(yīng)用于工廠化養(yǎng)殖水處理流程中。高密度養(yǎng)殖是今后水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展方向。高效、快速處理養(yǎng)殖污水,使其循環(huán)利用,是發(fā)展大規(guī)模高密度養(yǎng)殖業(yè)的關(guān)鍵??梢越梃b現(xiàn)有的處理工業(yè)、生活污水的成套設(shè)施和技術(shù),結(jié)合水產(chǎn)養(yǎng)殖對水質(zhì)的要求,設(shè)計(jì)出適用于工廠化高密度養(yǎng)殖的污水處理系統(tǒng)。
內(nèi)循環(huán)水養(yǎng)殖模式,從源頭上進(jìn)行控制,對環(huán)境的修復(fù)能起到很好的效果。但是實(shí)際的生產(chǎn)中必須考慮成本,實(shí)驗(yàn)室用于處理養(yǎng)殖廢水,只考慮處理效果,生產(chǎn)上則需要考慮養(yǎng)殖廢水處理的使用成本,對養(yǎng)殖廢水的無害化處理,無法避免產(chǎn)生額外的經(jīng)濟(jì)成本和占用土地資源。污水處理設(shè)備又有投資大,能耗高,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高,需專門技術(shù)人員管理等缺點(diǎn),所以不僅要考慮某種處理方法在技術(shù)上的優(yōu)勢,還要考慮該方法的投資、日常運(yùn)行費(fèi)用和操作是否方便等問題。
在環(huán)保政策下,養(yǎng)殖模式會(huì)如何發(fā)展,以形成生產(chǎn)發(fā)展與環(huán)境承載力相適應(yīng)的生態(tài)養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟(jì)呢?通過上述這些方法,可以使飲料加工廠廢水得到妥善的處理。飲料加工廠廢水處理設(shè)備,根據(jù)水量大小,里面含有的污染物不同,設(shè)備樣式和價(jià)格也是不同的,在選擇工藝和設(shè)備時(shí)一定要結(jié)合自身實(shí)際情況進(jìn)行考慮,如果有更多疑問或需求可以登陸山東力合環(huán)保設(shè)備有限公司網(wǎng)站查詢。