海水养殖尾水处理技术及其应用研究_王琢.pdf

202302环境工程99Modern Chemical Research当代化工研究202302环境工程99Modern Chemical Research当代化工研究 海水养殖尾水处理技术及其应用研究王 琢（辽宁飞思海洋科技有限公司 辽宁 121000）摘要：我国当前高度重视对海水养殖尾水的处理，将其作为控制海洋环境污染源的重要手段。对海水养殖的尾水进行处理，可以减少海水污染，还能够节省大量水资源。本文将海水养殖尾水处理技术大致分为物理、化学和生物三类处理进行阐述，文章主要以海水养殖尾水处理为切入点，对海水养殖尾水处理技术的实际应用展开了探究。关键词：海水养殖；尾水处理技术；应用中图分类号：X714 文献标识码：AStudy on the Technology and Application of Tail Water Treatment in MaricultureWang Zhuo(Liaoning Feisi Marine Technology Co.,Ltd.,Liaoning,121000)Abstract：At present,China attaches great importance to the treatment of mariculture tailwater as an important means to control marine environmental pollution sources.Treatment of the tail water of mariculture can reduce seawater pollution and save a lot of water resources.In this paper,the tail water treatment technology of mariculture is roughly divided into physical,chemical and biological treatment.The article mainly focuses on the tail water treatment of mariculture,and explores the practical application of the tail water treatment technology of mariculture.Key words：mariculture；tailwater treatment technology；application随着我国经济的发展，中国的海水养殖业发展迅猛，是世界养殖产量超过捕捞产量的国家之一，海水养殖产量的提高，造成的污染也越来越高。海水养殖业已成为农业面污染源的重要来源之一，如养殖尾水排放、化学药剂使用等给海洋生态环境造成了严重破坏。在国家积极倡导集约化养殖、立体化养殖的背景下，加强对海水养殖尾水的处理具有重要意义为降低养殖尾水的危害。本文通过介绍中国海水养殖业污染的现状、危害，针对这一现状采取有效海水养殖尾水处理技术，了解养殖尾水处理技术的优缺点，为有效减少海水养殖尾水给生态环境造成的污染，对净化系统的研究进行展望。1.海水养殖现状海水养殖主要是利用沿海浅海滩涂养殖海洋水生经济动植物的一项活动，可以分为浅海养殖、港湾养殖、滩涂养殖等类型。我国目前属于海水养殖发达国家，在海水养殖面积及总产量上居世界前列。受过去过度捕捞和海洋环境污染等问题影响，我国海洋水产资源大幅减少，使得我国水产行业的发展重心逐步朝着养殖方向发展，这也促使我国海水养殖业的快速发展。据统计，2021年我国海水养殖业总产值高达4301.7亿元，同比增长12.13%。从产量来看，我国近年来海水养殖面积总体呈现降低趋势，不过海水养殖产品产量在持续上升，2021年我国海水养殖产品产量高达211.14万吨，同比增长3.55%。在海水养殖中，尾水中含有大量污染物，主要包括排泄物、饲料、化学药剂、微生物病菌等，这些污染物质难以自然降解、消除，在随意排放尾水的情况下，很可能导致养殖污染，甚至会限制养殖生物的生长1。在海水养殖中，许多难以被消解的有机物会在网箱底部大量沉积，这也是导致海水污染的主要原因。海水养殖尾水除了会给养殖本身带来负面影响外，还会给养殖区域周边环境带来许多不利的影响。通常，有机物、总悬浮颗粒物、磷、氮等属于海水养殖尾水中的主要污染物，目前有超过85%的污染物来自于养殖本身，污染物中含有大量有害物质、有机化合物，而养殖尾水本身也具有一定的资源化利用价值。2.海水养殖尾水处理技术(1)物理处理技术国内目前对海水养殖尾水物理处理技术的研究比较深入，物理处理技术在实际应用中具有范围广的特点，主要针对海水养殖尾水中的固体悬浮颗粒、细菌等物质进行处理，主要采取的方法包括沉淀、过滤、泡沫分离等。沉淀沉淀主要是在重力或浮力的作用下，通过沉淀池实现对尾水的固液分离，主要目的是去除尾水中的固体悬浮物质。在海水养殖尾水中，因养殖方式、养殖类型的不同，固体悬浮物会有所差异，在实际处理时有必要结合尾水实际情况，确定采取哪种沉淀方法，合理设置沉淀池，目前常用的沉淀方法包括了平流式沉淀法、辐流式沉淀法等。沉淀在海水养殖尾水处理202302环境工程100Modern Chemical Research当代化工研究202302环境工程100Modern Chemical Research当代化工研究中，属于最基础的一个环节。过滤在对海水养殖尾水进行过滤时，需要凭借尾水中固体残留物大小不一这一特征，采用不同过滤设备去除尾水中的固体残留物。过滤设备一般和砂滤池相当，根据孔径大小的不同可以拦截尾水中不同大小的固体残留物，其针对固体残留物的处理中具有比较广泛的范围，通常能够拦截6120mm左右的固体残留物，不过在采用过滤设备时，需要注意观察过滤设备的运行情况，避免在尾水中固体残留物过多的情况下，导致过滤设备出现堵塞的情况。泡沫分离泡沫分离主要是通过在水体中注入适量气体形成气泡，利用气泡吸附、浓缩水中的活性物质，将尾水中的悬浮物、有机物带至水面，达到分离净化的目的。泡沫分离法可以有效去除海水养殖尾水中的有机物质、有毒物质和悬浮物质，有助于降低尾水的污染。另外，还具有为海水增氧的功能，可以提高养殖水体的溶解氧，在对海水养殖尾水进行资源化处理时，泡沫分离是一种常用的技术手段。(2)化学处理技术混凝技术混凝处理主要是通过化学反应，对尾水中的胶状物质及固体残留物的稳定性进行破坏，让这些污染物被破坏后再次融合，形成更大体积的固体物质2。混凝处理技术可以有效降低尾水的浑浊度，有效去除尾水当中含有的有色物质，让尾水水质变得更加清澈。采取这一技术，主要目的是为了去除尾水当中的高分子化合物，有助于降低尾水的富营养化程度，其中铝盐、石灰等属于常用的混凝化学药剂。电化学技术电化学技术主要是通过产生羟基自由基、游离氯等氧化剂对尾水中的有害物质进行清除。海水养殖尾水中具有较高盐度，为电化学法的应用创造了巨大便利，国内目前已经有着多项电化学法的研究成果，常用于育种场、孵化池、循环水养殖系统等海水养殖尾水的处理。臭氧氧化技术该技术主要是凭借臭氧具有强氧化的特性进行除臭、脱色和杀菌等处理，有效去除尾水当中的亚硝酸盐氮、氨氮等有机物。在实际对尾水进行处理的过程中，臭氧会分解成氧分子，经臭氧氧化处理后的尾水当中含有大量溶解氧，适用于对尾水的资源化利用，不过残留的臭氧对养殖生物会有一定的毒性作用，因此该技术目前还未得到大面积推广。(3)生物处理技术针对海水养殖尾水的生物处理技术，主要是利用生物体的同化功能，吸收或代谢尾水当中的有机物质、营养盐，实现对尾水的净化。相比于物理和化学两类处理技术，生物处理技术具有低成本的特征，不易对海水环境产生二次污染，并且尾水在经过处理后还会有适量副产品产生，具有较高经济价值，是对海水养殖尾水进行资源化处理的不二选择。植物处理技术植物处理技术主要是利用水生植物的光合作用，吸收尾水当中的二氧化碳、营养盐、氮、磷等物质，在对尾水进行净化的同时，还能促进水生植物生长，提高尾水中的溶解氧含量。国内外目前已经有成功采用植物处理技术的案例，比如，在大马哈鱼养殖时种植江蓠，能够有效去除养殖池中大量含氮营养盐3。种植海水蔬菜，可以有效去除尾水当中的亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷、氨氮等物质，其去除率较高，不过在海水养殖尾水中，如果营养盐的浓度较低，水生植物对营养盐的吸收速率会呈现明显的下降趋势，该技术适用于对营养盐浓度较高的养殖尾水进行处理。微生物处理技术微生物处理技术主要是通过具有特定功能的微生物，利用微生物的吸收和代谢功能去除尾水当中的有机物质和营养盐。常用于海水养殖尾水处理的微生物主要有反硝化细菌、光合细菌、硝化细菌、枯草芽孢杆菌等，其中生物模仿、人工添加微生物制剂、固定化微生物等技术属于常用的微生物处理技术。比如，在采用生物膜法的时候，常常会用到生物滤池、生物流化床等，主要是利用附着在滤料表面的微生物膜实现对海水养殖尾水的处理，该技术常用于封闭式的循环水养殖系统当中，在养殖尾水处理中具有较强适用性。贝藻净化在海水养殖尾水中，通常含有大量氮、磷等物质，这些物质可作为贝类饵料生物的营养源使用。通过在尾水中投放硅藻等单胞藻浓缩液，实现对尾水中氮、磷等污染物的吸收，随后采取吊养或底播等手段养殖滤食性贝类，凭借水体中丰富的单胞藻有效减少尾水中的污染物，同时还可以得到丰富的副产品，这样不仅可以强化净化尾水的效果，还可以降低大量养殖成本，同时兼具生态、经济等效应，特别是在文蛤、牡蛎养殖中该技术比较适用。人工湿地净化人工湿地主要是利用生态学原理，通过模拟自然202302环境工程101Modern Chemical Research当代化工研究202302环境工程101Modern Chemical Research当代化工研究湿地生态系统，利用微生物、植物、基质的物化、生物协同作用实现对尾水中氮、磷、有机物等污染物的去除，该方法的投资成本较低，在实际运行中投入的费用较少，具有净化效果好、易于维护等显著优势，在当前的海水养殖尾水处理中比较适用4。例如，采用海马齿生态浮窗、红树林人造潜流湿地等，可以对海水养殖尾水进行净化，能够有效减少二次污染的问题出现，对尾水的净化效果较好，不过在实际应用中需要占用大量土地资源，项目总体运行时间缓慢，在实际应用中需要结合尾水污染的实际情况决定。3.海水养殖尾水的资源化利用传统物理、化学、生物等技术手段各有优缺点，采取单一的处理技术可能无法满足当前对海水养殖尾水处理的需要，为有效减少海水养殖尾水给生态环境造成的污染，确保尾水能够更好达到排放和循环利用的标准，需要考虑适当对物理、化学、生物三类处理技术的融合，发挥各技术的优势互补作用。(1)工艺流程海水养殖尾水处理中，在对尾水进行收集以后，需要利用沉淀池在排水管道的作用下对尾水进行收集，在对尾水进行初步沉淀并去除尾水中的固体悬浮物后，利用排水管道将尾水排入曝气池，利用曝气池对尾水进行生物挂膜处理和增氧处理，随后进入生物净化池。在生物净化池中经多层生物吸收、分解以后，实现对尾水的有效净化，最终达到尾水排放标准，并实现对尾水的资源化利用。(2)主要处理设施排水管道尾水收集、排放过程中，主要利用排水管道或生态渠，排水管道的设置需要保证其坡度，只有这样才可以保证尾水顺利排放。倘若采用生态渠，可以在生态渠适当位置种植龙须菜、芦苇等水生植物，也可以养殖文蛤、牡蛎等贝类生物，通过这种方式在排水期间减少尾水中的污染物含量，不过水生动植物的种养需要确保生态渠的畅通，要避免在随意种养的情况下影响尾水顺利排放。沉淀池沉淀池深度一般在2.5m以上，沉淀池周边需要做好防渗处理，避免造成二次污染。在沉淀池内部，需要设置挡水坝，通过这种方式增长水流路径。沉淀池处理中，可以结合尾水的实际情况添加适量絮凝剂，以此强化沉淀的效果，在沉淀池底部可以设置吸污泵，定期对沉淀池底进行清淤处理5。倘若沉淀池中含有大量贝壳、虾壳等，还可以设置固液分离设