我國是全球水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模最大的國家,海淡水總產(chǎn)量占世界比例的60%以上,養(yǎng)殖總產(chǎn)量超過捕撈的數(shù)量。近年來,水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展,養(yǎng)殖尾水污染嚴(yán)重,在水產(chǎn)養(yǎng)殖中出現(xiàn)的尾水問題就逐漸得到大家的關(guān)注。不少專家學(xué)者針對尾水處理技術(shù)進(jìn)行了大量的實驗,開發(fā)出多種尾水處理技術(shù),來有效促進(jìn)水體凈化。但綜合當(dāng)前的水產(chǎn)養(yǎng)殖現(xiàn)狀,尾水處理方面仍存在較多問題,需要不斷創(chuàng)新改革促進(jìn)技術(shù)更新,完善尾水處理技術(shù)體系。
一、水產(chǎn)養(yǎng)殖的尾水
1、尾水處理現(xiàn)狀
目前,水產(chǎn)養(yǎng)殖占全國水產(chǎn)總量的70%以上,產(chǎn)量將近5000萬t,在食品安全方面發(fā)揮著重要的作用。當(dāng)前,池塘高密度養(yǎng)殖方式最為普遍。在傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式中,喂養(yǎng)的餌料和養(yǎng)殖生物的糞便會直接排入水體,導(dǎo)致養(yǎng)殖尾水污染情況日益嚴(yán)峻。因此,養(yǎng)殖尾水的處理方式與如何做好養(yǎng)殖尾水的重復(fù)利用是水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)迫切需要解決的問題。隨著人們觀念的更新,水產(chǎn)養(yǎng)殖的尾水處理方式逐漸得到重視,水產(chǎn)養(yǎng)殖的尾水處理得到新的發(fā)展機(jī)會。
2、尾水的危害
水中存在著大量的死亡有機(jī)體、魚類的排泄物以及殘存餌料的分解物,這些有機(jī)物分解會產(chǎn)生氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽等不利于魚類健康生存的物質(zhì)。另外,池塘中的大部分可溶解有機(jī)物是細(xì)菌的營養(yǎng)物,有機(jī)物的增加為細(xì)菌繁殖提供了良好的環(huán)境條件。有機(jī)物的分解還需要消耗池塘中的氧氣,長期缺氧導(dǎo)致水質(zhì)惡化,不利于魚類的生存和健康生長。一些沉積營養(yǎng)的積累,屬于資源的浪費,還會對水產(chǎn)環(huán)境造成不同程度的的污染,影響生物生存。
3、尾水處理的意義
要實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展,就要從觀念到行動都進(jìn)行轉(zhuǎn)變,促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的尾水處理。循環(huán)水系統(tǒng)的引進(jìn),不僅可以有效保護(hù)原本使用的自然水域,而且能避免水源污染的進(jìn)一步擴(kuò)大。水質(zhì)的提高為魚類生存提供了良好的環(huán)境,進(jìn)而有效提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益。
二、水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水的特點和處理途徑
1、特點
水產(chǎn)養(yǎng)殖污水中的主要污染物有:氨氮、亞硝酸鹽、有機(jī)物、磷以及污損生物。國內(nèi)常見的水產(chǎn)養(yǎng)殖方式是池塘養(yǎng)殖,在池塘養(yǎng)殖中投喂的魚類飼料中,有5%到10%未被魚類食用,食用的部分約有35%左右被魚類排出體外,飼料的沉積和分解會產(chǎn)生大量的有機(jī)物,加上平時投放的有機(jī)肥料和生物排泄物,導(dǎo)致水質(zhì)環(huán)境惡化,影響魚類的生長速度,嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致泛池或者死亡。
2、現(xiàn)狀
① 池塘凈化
池塘凈化是水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理的主要形式之一,主要包括降解、沉淀、氧化、吸附、過濾等基本原理,常用的處理方式是過濾。過濾池的清潔效果會明顯受到過濾填料的影響,在水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘凈化的時候,使用多種填料的凈化效果會更加明顯。另外,過濾池的水中會有更多的懸浮物,需要工作人員定期進(jìn)行清理或進(jìn)行填料的更換,因此需要大量的人力物力,不利于資源的節(jié)約利用。但池塘凈化具有成本低及操作簡便的優(yōu)勢,因此具有一定的借鑒性。
② 設(shè)施凈化
設(shè)施凈化與池塘凈化的基本原理存在較多相似,但設(shè)施凈化的專業(yè)性更高,操作技術(shù)更加細(xì)化。設(shè)施凈化具有凈化效果好和占用面積小的特點,但所需的成本較高,需要足夠的經(jīng)濟(jì)力量支持,因為水產(chǎn)養(yǎng)殖中存在一些顆粒較小的膠態(tài)物質(zhì),不容易溶解也不會沉淀,而且通過過濾無法達(dá)到很好的清潔效果,只能通過藥劑破壞其在水中的穩(wěn)定性,然后使得顆粒增大,再通過過濾取出雜質(zhì)。因此,應(yīng)用設(shè)施做凝聚處理對于清除微小的雜質(zhì)具有很好的作用,具有廣闊的市場前景。常見的方式還有利用活性炭的吸附作用清除水中的色素、蛋白質(zhì)、有機(jī)碎屑等,但處理的水量較小,成本高,應(yīng)用范圍較小。
③ 濕地凈化
與上面兩種凈化方式相比,濕地凈化是一種較為復(fù)雜的多功能生態(tài)系統(tǒng),其利用微生物的分解作用、化學(xué)吸附、物理過濾等多種方式對水中的雜質(zhì)進(jìn)行清除,效果明顯,尤其是對養(yǎng)殖尾水中的氮磷元素具有較強(qiáng)的清理效果。濕地凈化可以針對本水域的實際污染情況,進(jìn)行濕地植物的種植,通過對水域工程設(shè)計和工藝流程的優(yōu)化,利用植物的自身功能達(dá)到對水體的凈化作用。而且植物種植,不僅可以促進(jìn)水域供氧,而且經(jīng)過人工設(shè)計可以有美化便捷的作用。部分水生植物還可以作為草魚等的飼料,有效減少養(yǎng)殖成本。需要注意的是,濕地植物的種植需要結(jié)合養(yǎng)殖場的氣候環(huán)境和魚類養(yǎng)殖種類等,要因地制宜的進(jìn)行開發(fā)。
三、水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)
1、物理方法
① 機(jī)械過濾
機(jī)械過濾是水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中分離固態(tài)和液態(tài)的常用技術(shù)手段,具體凈化過程是利用設(shè)備的篩網(wǎng)對養(yǎng)殖尾水進(jìn)行簡單的過濾處理,由于篩網(wǎng)的孔徑限制,雜質(zhì)會停留在篩網(wǎng)內(nèi),進(jìn)而達(dá)到凈化的效果。由于水體中還存在大量的微小顆粒物,因此,需要對篩網(wǎng)的孔徑做出調(diào)整,使用微濾機(jī)對養(yǎng)殖尾水進(jìn)行進(jìn)一步的處理,這樣過濾處理雜質(zhì)的效果可以達(dá)到80%左右,具有明顯的可操作性。使用機(jī)械過濾需要較高的成本,而且需要大量人力作業(yè),操作環(huán)節(jié)多,不適宜大規(guī)模養(yǎng)殖場使用。
② 泡沫分離
泡沫分離技術(shù)是一種新型的物理尾水處理技術(shù),主要利用吸附的原理進(jìn)行尾水的凈化處理。通過向含有活性物質(zhì)的液體中鼓泡,將活性物質(zhì)聚集在氣泡上,再通過對氣泡和液體分離達(dá)到水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理的目的。因為循環(huán)水海水養(yǎng)殖系統(tǒng)中海水更易產(chǎn)生泡沫,因此泡沫分離技術(shù)更適宜應(yīng)用于海水養(yǎng)殖中,在淡水養(yǎng)殖中,要保證有機(jī)物的濃度才能更好的應(yīng)用。
③ 膜分離
膜分離技術(shù)有微濾和超濾技術(shù)兩種,主要是不同孔徑的過濾膜來進(jìn)行雜質(zhì)的處理,孔徑的不同能夠截留不同大小的顆粒物,最終達(dá)到凈化水質(zhì)的效果。根據(jù)具體的養(yǎng)殖環(huán)境和尾水污染情況,要選用不同孔徑和材質(zhì)的生物膜來進(jìn)行尾水處理,其效用要優(yōu)于機(jī)械過濾,但同時生物膜的攝取需要耗費較多的資源,需要較高的成本投入,而且可替代的生物膜制品較少,因此還不能廣泛投入使用。另外,在循環(huán)水尾水處理中,進(jìn)行機(jī)械增氧和換水也是常用的方式。
2、化學(xué)方法
水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)的化學(xué)方法主要是臭氧氧化。臭氧作為氧化性最強(qiáng)的氧化劑之一,可以將雜質(zhì)中的大部分有機(jī)物和無機(jī)物氧化,并且氧化后產(chǎn)生氧氣,清潔無污染,因此臭氧具備高效的清潔作用。
絮凝劑是常見的另一種化學(xué)方式,主要通過加入和物質(zhì)相反電性的鋁鹽(如:硫酸鋁、聚合氯化鋁)、鐵鹽(如:三氯化鐵、硫酸亞鐵)等絮凝劑來減少離子之間的排斥作用,促進(jìn)離子凝聚下沉,從而達(dá)到去除水體中的懸浮物的目的。但絮凝劑的過量使用或者在水中殘存量都會對動植物產(chǎn)生危害,影響動植物的生長,因此把握份量是主要問題。
3、生物方法
① 水生植物
植物在生長過程中會吸收利用養(yǎng)殖水體中的有機(jī)物、營養(yǎng)鹽等,將其轉(zhuǎn)化為自身需要的物質(zhì),有效減少水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中的污染物。同時,植物生長會進(jìn)行呼吸作用和光合作用,產(chǎn)生魚類呼吸需要的氧氣,為水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的生長活動提供條件。水生植物的種類需要結(jié)合養(yǎng)殖場所的環(huán)境具體分析,并且要做好循環(huán)水系統(tǒng)的構(gòu)建,保證植物可以發(fā)揮應(yīng)有的作用。
② 藻類
藻類在生長繁殖的過程中,同樣具有植物的一些作用,可以吸收有機(jī)物、重金屬等,以及新陳代謝產(chǎn)生氧氣,從而促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖物的良好生長。而且研究表明,藍(lán)藻和黑虎蝦共同培養(yǎng),可以有效吸收水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中的氨氮和硝氮含量,達(dá)到凈化尾水的作用。雖然復(fù)合生物系統(tǒng)具有更好的凈化效果,但需要做好調(diào)查,明確復(fù)合生物組合的情況,合理運用生物培養(yǎng)。
③ 微生物
微生物可以將養(yǎng)殖水體中的有機(jī)物、氨氮、亞硝態(tài)氮等進(jìn)行分解,將其轉(zhuǎn)化為有益的物質(zhì),達(dá)到凈化水體的目的。實驗表明,多種菌類均可對養(yǎng)殖水體產(chǎn)生積極影響,凈化尾水,促進(jìn)養(yǎng)殖物種健康生長。