养殖废水处理方法初探

陶吉鸿

(广州利洋水产科技股份有限公司 广东 广州 510000)

养殖废水处理方法初探

陶吉鸿

(广州利洋水产科技股份有限公司 广东 广州 510000)

据农业部相关资料显示:2016年我国水产养殖总产量达5000万吨,是名副其实的水产养殖大国.但近年来,随着水资源短缺,水环境污染加剧,养殖风险逐渐加大,养殖户经济效益下降.水产养殖业基础设施薄弱,机械化、现代化程度低,养殖废水多未经处理后排放,在一定程度上也限制了自身的发展.随着国家对环保问题重视程度越来越高,水产养殖业者环保意识进一步增强,循环水养殖技术、养殖废水处理技术逐渐得到了完善及推广.

从水处理专业的角度来讲,养殖废水多为有机质污染的水体,不存在化工污染或重金属污染,并不难处理.使用水处理设备辅助水处理剂就能处理.像水族缸一样,养殖废水经过沙缸,泡沫分离器简单处理后就能循环利用.但对于大多数养殖户来讲,连购买及使用增氧机的成本都要考虑.动辄几万甚至上百万的水处理设备,日常运行消耗的电费,后期维护费用等成本都是很高的.对于普通养殖户,一般养殖品种来讲是投入不起的.那么养殖废水究竟如何处理,采用什么工艺,效果如何,成本怎样,可否复制推广等等都是亟待解决的问题.2016年年底,笔者在公司海南虾苗基地设计建造了两套水处理系统,将养殖废水集中起来处理,处理后再利用,多余废水排放.该系统经过半年多运行,比较稳定,处理效果较好,简单总结一下,希望对养殖业者有一些借鉴.

一、公司海南基地情况

基地占地面积约4百余亩,生产南美白对虾虾苗.已建成投产亲虾、育苗、培藻车间十余幢,生态育苗温棚二十余座,高位池二十余口.年总产量40亿尾虾苗以上,生产高峰期日排水量可达千吨.近岸海域水质总体为优,多数近岸海域为国家I、II类海水.

二、水处理系统设计总体思路和建设目标

(一)总体思路

1.设计依据

监测本公司海水养殖废水水质,并根据国家相应法律、法规要求,设计处理水质达到国家海水养殖水排放要求.土建、电气、给排水、污水处理工程建设按国家相应规范与标准操作.

2.处理标准及注意事项

遵守国家和地方环保的有关法律、法规及排放标准;选用先进、合理、可靠的处理工艺;避免和减少二次污染;采用水产物流网水质监控系统全程监控;合理选用优质配件,降低系统运行成本;水处理工艺要适应不同季节,不同养殖阶段,不同养殖品种的水量、水质的周期变化;土建工程要因地制宜,合理布局,有效地利用空间和场地.

3.设计水量

基地生产高峰期大约半年以上,日用水量变化很大,用水高峰期日排水量可达2000～3000t/d,生产淡季仅有亲虾车间正常运行.日排水量主要包括亲虾车间、育苗车间、生态育苗池及生物饵料培育池所排放的养殖废水.养殖废水日处理能力要求达到2000～3000t/d.

4.设计出水水质

排水口末端水质情况:CODm≤25毫克/升;BODm≤15毫克/升;pH值8.17;总碱度204;氨氮5毫克/升;亚硝酸氮0.15 毫克/升;氯消耗量1.8273;钙离子583;盐度15～20‰.

国家I级海水排放标准(海洋渔业水域):悬浮物≤40毫克/升;pH值7.0～8.5;DO≥6毫克/升;COD≤10毫克/升;BOD≤6毫克/升;无机氮≤0.50毫克/升(铵态氮、硝态氮、亚硝态氮);非离子氨≤0.02毫克/升;活性磷(以磷计)≤0.05毫克/升);硫化物(以硫计)≤0.02毫克/升;总余氯≤0.10毫克/升.

(二)建设目标

要求处理后水质达到国家Ⅰ级海水排放标准.

三、工艺流程及原理

1.工艺流程

养殖废水在集水井汇集后泵入调节池混合,此为第一级;混合水再经过两级生物滤池处理,达标后再进入第四级消毒池;消毒池水可随时调用,富余水达标排放.调节池及生物滤池定期吸污至污泥沉淀池统一处理.

2.技术原理

育苗场养殖废水没有油污,没有粒径较大的颗粒悬浮物和漂浮物,也没有药物或化学试剂残留,相对比较清洁.培育虾苗的废水甚至可以直接给养殖商品鱼虾池塘使用.因此,有机质污染的水,生物处理较为简便可行.

调节池功能是将各种养殖废水集中混合,通过静置、絮凝、沉降处理.生物滤池功能主要是生物脱氮、除磷.生物滤池有两种,一种是兼性氧化池,一种是曝气生物净化池.

兼性氧化池为铺膜高位池,水深在3米以上,底铺曝气管.池塘表层引种大型藻类,海藻生长起来后,表层溶氧充足,呈好氧状态;池塘底层弹性毛刷上会形成生物膜,由细菌、真菌、有机碎屑组成,处于厌氧状态;介于好氧层和厌氧层之间为兼性区,存在大量兼性微生物.养殖废水由好氧、兼氧及厌氧微生物共同处理完成.弹性毛刷阻流效果好,加上溢流水本身流动缓慢,颗粒悬浮物会逐渐絮凝沉淀.弹性毛刷比表面积大,加上水的流动,水处理能力很强.为加快生物膜成熟,可适当投入有益菌,补充有机碳源,这样在毛刷表面会迅速形成生物膜.弹性毛刷上附着的生物膜,可将回流的混合液中带入的硝酸盐和进水中的有机氮源进行反硝化,使进水中NO2-、NO3-还原成N2达到脱氮作用,在去除有机物的同时降解氨氮值.一旦弹性毛刷生物膜过厚,可通过曝气,利用气泡的剪切力剥离老化生物膜,起到冲洗的作用.每一级处理过后的养殖废水通过池塘之间预埋的溢流管,自然溢流到下一级.

曝气生物净化池为铺膜高位池,水深在3米以上,能对养殖废水进行快速生物净化.池塘表层种植大型海藻,中下层密布弹性毛刷,底铺曝气管并持续曝气.该池具备高过滤速度、截留悬浮物、需曝气、需定期清洗等特点.其工艺原理为,在池中装填大量弹性毛刷,表面生长着高活性的生物膜,底部持续曝气.利用毛刷的高比表面积带来的高浓度生物膜的氧化降解能力对废水进行快速净化,此为生物氧化降解过程;同时,废水流经时,利用毛刷阻流效果好的特点及生物膜的生物絮凝作用,截留废水中的悬浮物,且保证脱落的生物膜不会随水漂出;运行一定时间后,因水头损失的增加,需对净化池进行吸污,以释放截留的悬浮物以及更新生物膜.

3.使用的几种净水生物

江蓠、浒苔、石莼:为大型固着类藻类.特点是来源广,易接种,易成活,吸收营养盐、增加溶解氧、阻流、遮光效果好.缺点是生长过剩的藻类需定期捞除,否则季节性死亡后也会影响水质.

牡蛎、花蛤:为滤食性经济型贝类.以细小的浮游动物、硅藻和有机碎屑等为主要食物.特点是净水效果好,并有一定的经济价值.缺点是购买贝类吊笼需要一定的成本,同时也要在人力上增加投入.

鲻鱼、梭鱼:为底层鱼类,杂食性,喜刮食弹性毛刷上生物膜及池底生长的底栖藻类,清除老化生物膜、死亡藻类效果好.特点是盐度适应范围广,易成活,生长速度快,有一定的经济价值.

南美白对虾:为苗场所排废水中自带,抽入水处理系统后自然增殖.肉食性,摄食浮游动物、昆虫幼虫、底栖藻类及虾苗等.优点是系统自带,没有成本,不用引种,自然增殖即可,成长起来后既可以销售,也可留做当肉食性鱼类饵料.

鲈鱼、石斑鱼、黄鳍鲷:为肉食性鱼类.鱼苗阶段能摄食浮游动物、虾苗、小型鱼类.成鱼阶段可摄食池中自然增殖的白虾,除杂效果好.优点是经济价值高,生长速度快,引种便利.

四、水处理系统工程实例

1.基地养殖废水处理区介绍

水处理区一区在基地西北角,共设4口池塘,池底铺膜,面积为3.4亩、4.6亩、3.4亩、3.8亩,合计:15.2亩.设置调节池、兼性氧化池、曝气生物净化池及消毒池等.具体方法就是在生态育苗区排水井配置自吸泵及上水管路2套,一备一用,采用高、中、低液位开关控制自动运行.当排水量达到高液位时,可同时启用两台水泵运行;当水位降至中液位时,停运一台水泵;排水井位于低液位时,水泵停止运行.此系统采用现场自动控制,不需要远程反馈和控制功能.当出苗时可将养殖废水导入水处理区一区进行处理.这样既结合生产实际(将出苗排水和水处理区进水操作合一),又可利用自然高程差(苗池水位较高时能形成虹吸)排水.同时,生态育苗池水截留至水处理区一区处理还可以减轻排水末端,即水处理区二区的处理压力.另外生态育苗区所排养殖废水水质相对稳定,变化小,利于废水生物处理.

水处理区二区在基地东北角,共设7口池塘,2亩6口,4亩1口,合计:16亩.设置集水井一个,分水管路2套(上水、用水),调节池、曝气生物净化池、兼性氧化池、消毒池、污泥沉淀池等.集水井为全场最低点,所有养殖废水通过下水管网汇集至此.集水井内设置2套自吸泵,采用高中低液位开关控制自动运行.养殖废水从集水井泵入调节池,混合后溢流各级做相应处理.此处水质相对复杂,存在一定的变化,需增加水处理区面积及延长处理时间,如配合使用水处理设备和水处理剂,效果更佳,但运行成本较高.

2.水处理系统处理效果

水处理区二区从2016年年底投入运行,最大日进水量可达2千吨以上,进水水质氨氮0.2～0.9mg/l,亚硝酸盐0.01～0.05mg/l,经过水处理系统后,排水口氨氮、亚硝酸盐均为0.

水处理区一区从2017年3月中旬投入运行,最大日进水量可达1千吨以上,进水水质氨氮0.1～0.3mg/l,亚硝酸盐0.01～0.03mg/l,经过水处理系统后,排水口氨氮、亚硝酸盐均为0.

五、水处理系统存在的问题及解决方案

1.占地面积

两个水处理区合计使用30亩高位池,占地面积较大,租金较高.为保障水处理效果,暂时不能考虑减少水处理池面积.但从近半年的监测数据上来看,很多时候,三级池的处理效果就已经达标,因此还有很大的压缩空间.

2.系统稳定性

养殖废水是生物处理的,存在不稳定性.如弹性毛刷上附着的大型藻类及生物膜存在自然更替现象,当藻类季节性死亡时或生物膜老化时也会影响水质.因此日常观察及维护很重要,需要定期补菌、补碳源,及时排污,套养鲻鱼、梭鱼也有一定的效果.

3.水处理成本

水处理系统需要占用土地,需要设施、设备保障水处理效果,需要能源维持系统的运行,需要人工去日常维护和保障.这些都需要成本,当处理成本远高于取水成本时,是不合适的.因此,如何在处理水的同时降低成本就很关键.套养高附加值的鱼类、贝类是有效途径,尤其是经济价值较高的石斑鱼、牡蛎尤为适合.

六、总结

养殖废水处理属于新兴事物,在发展的过程中还存在很多问题.从环保和可持续发展的角度来说,养殖废水必须要处理,符合国家、公司和个人的根本利益,只有可持续发展的模式才能实现真正的盈利,基地养殖废水处理系统也在不断改造和完善的过程中,尚有很多不足之处.这些工作如能为水产养殖业者提供一些解决养殖废水处理的思路,已经很欣慰了.