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2023
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海水養殖尾水有哪些處理辦法?
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海水養殖污染物通常認為,有機物、總懸浮顆粒物、氮、磷和海水中的鹽是海水養殖尾水中的主要污染物。內源污染物主要來源于殘余餌料、生物代謝物、藥物殘留和病原體等,超過85%的污染物來源于養殖本身,包括殘余餌料與養殖生物代謝物。污染物中的化合物及有害物質(氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮和磷酸鹽等)為養殖廢水的資源化利用提供了物質基礎。
海水養殖尾水處理方法相較于淡水養殖尾水,海水養殖尾水具有高鹽度、鹽度效應、離子強度效應等特點,其處理難度增加,比傳統的處理尾水的設備與工藝更為復雜。目前,國內外海水養殖尾水的處理方法包括物理處理、化學處理、生物處理方法以及綜合以上2種或3種處理技術的方法。
物理處理是目前研究較深入、應用范圍較廣的海水養殖尾水處理方法,用于去除養殖尾水中固體懸浮顆粒、細菌、病毒等物質,主要包括過濾、沉淀、泡沫分離等多種方法。物理方法去除尾水中懸浮顆粒物及少量有機物的效果明顯,但對可溶性氮、磷無機鹽等幾乎沒有去除效果。在養殖尾水的預處理及處理后的資源化利用方面,為機械過濾提供了有效方法和途徑。沉淀技術沉淀技術又稱重力分離技術,即通過自然沉降或機械旋流沉降,去除海水養殖尾水中的固體顆粒物,實現固液分離。沉淀技術在很大程度上降低了后續水處理系統的負荷。機械過濾機械過濾是海水養殖系統中去除固體顆粒物的主要手段,即在養殖過程中安裝過濾裝置,濾除廢水中粒徑較大的殘余餌料、養殖生物糞便等顆粒物質。常見的過濾裝置可分為固定篩、旋轉篩和濾膜等。經機械過濾處理后的養殖尾水中的顆粒物直徑通常小于50μm。泡沫分離法泡沫分離法,即通過曝氣形成大量氣泡,氣泡上浮過程中吸附廢水表面活性物質或疏水的微小懸浮物,上浮至水面形成泡沫,從而去除污染物的方法。泡沫分離器根據其氣泡產生、氣液接觸和氣泡收集方式的差異大致分為五類,即直流式、逆流式、射流式、渦流式和氣液下沉式[19-20]。泡沫分離法不僅可以去除海水養殖尾水中的溶解性蛋白質、小粒徑顆粒物等物質,還可以為養殖生物提供溶解氧。20世紀90年代,歐洲國家廣泛采用泡沫分離法進行水處理。近年來,隨著我國海水工廠化養殖業的迅速發展,泡沫分離法更多被應用于封閉式循環水養殖系統中。
化學處理方法化學處理方法通過絮凝沉淀、氧化還原等化學反應去除養殖水體中有害污染物,包括電化學技術、臭氧氧化、絮凝沉降、化學氧化還原、高錳酸鉀消毒、氯氧化消毒、化學中和等方法。部分傳統的化學處理方法雖然凈化了養殖水體,但易造成二次污染,不適合大規模推廣應用。電化學技術電化學技術的本質是電子傳遞,即通過原位產生羥基自由基、游離氯等強氧化劑去除廢水中的有害物質。海水養殖尾水的高鹽度特征保證了電化學方法的應用可行性,國內外已有多項電化學法研究成果,用于處理孵化池、育種場、循環水養殖系統等海水養殖尾水。
臭氧氧化技術臭氧氧化技術借助臭氧的強氧化特性,在進行殺菌、除臭、脫色,并去除氨氮、亞硝酸鹽氮和有機物[26]。在處理廢水過程中,臭氧分解為氧分子,因此經臭氧處理后的養殖尾水中富含溶解氧,尤其適用于集約型工廠化水產養殖的尾水處理[27]。然而,殘留的臭氧對養殖生物具有毒性效應,該技術尚未得到廣泛推廣。3.3 生物處理方法生物處理方法是通過生物體同化吸收和代謝廢水中的營養鹽及有機物質來凈化水質。同上述物理、化學方法相比,生物處理方法投資成本低,不易產生二次污染,并且處理尾水的同時產生副產品,實現了對養殖尾水的資源化利用。目前,生物處理技術是國內外海水養殖尾水凈化的主要方式。根據使用生物種類的不同,常用的生物處理技術包括微生物處理、植物處理和動物處理技術。
微生物處理技術微生物處理技術指使用具有特定功能的微生物,通過吸收和代謝去除廢水中的營養鹽和有機物質。常見的微生物包括硝化細菌、反硝化細菌、光合細菌和枯草芽孢桿菌等。用于海水養殖尾水處理的微生物技術主要包括生物膜法、人工添加微生物制劑以及固定化微生物技術。生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物流化床等,即通過在濾料表面附著的微生物膜處理海水養殖尾水,在海水封閉式循環水養殖系統中得到了廣泛應用。
植物處理技術植物處理技術,即利用水生植物進行光合作用,同化吸收養殖尾水中的氮、磷營養鹽和二氧化碳等物質,在凈化尾水的同時,可以收獲植物,并獲得富含氧氣的養殖用水。國內外已有許多利用植物處理技術處理海水養殖尾水的案例。在養殖大馬哈魚的同時種植江蘺,可以去除養殖池中50%~90%的含氮營養鹽。在我國,晏小霞基于海水種植-海水養殖耦合的農業系統開展研究,發現海水蔬菜對養殖尾水中硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、總氮、總磷、化學需氧量的去除率依次為58.1%,58.6%,62.9%,46.8%,54.5%和52.6%。但是,當海水養殖尾水中營養鹽濃度處于較低水平時,水生植物對營養鹽的吸收速率顯著下降。
動物處理技術常見水生動物主要為濾食性貝類,如牡蠣和扇貝等。濾食性貝類可攝食養殖水體中的有機碎屑,與其他養殖生物置于養殖池中混養時,既能凈化水質,又可以提高養殖飼料的利用率。04結語水產養殖過程中會產生大量尾水,尾水中含有懸浮固體、總氮和總磷等化合物。綜合看來,利用水產養殖與植物或藻類種植相結合的系統進行尾水處理,能有效防止或減少養殖尾水污染,可實現養殖尾水資源利用最大化的目標。
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