浅谈江西水产养殖尾水处理

章海鑫 付辉云 陈文静 张燕萍 张爱芳 王生 李涵 邓宏奎

摘要：调研了江西省水产养殖尾水产生的实际情况，介绍了目前水产养殖尾水处理的方法，提出了江西水产养殖尾水处理的建议。

关键词：养殖尾水;水产养殖;净化处理;江西省

中图分类号：S94     文献标识码：A

中国是世界水产养殖第一大国，水产品产量多年来占据世界首位，但水产养殖在为我们提供优质蛋白来源的同时也给环境带来了相关问题。养殖要提高产量就需要投入外源性饵料。饵料的利用率有限，所以未被吸收的饵料和残饵等进入水体会造成水体富营养化。据2010年国家环境保护部、国家统计局和农业部联合发布的《第一次全国污染源普查公报》显示水产养殖业所排放的化学耗氧量（COD）为55.83万t、总磷（TP）1.56万t、总氮（TN）8.21万t。2015年公布的《中国渔业生态环境质量状况公报》显示在湖泊、水库等重要渔业水域面积中，无机氮、活性磷超标面积超过84.8%和84.9%。所以不论是从污染面上，还是排放量上看，水产养殖尾水排放均应受到重视。此外水产养殖中使用的抗生素，养殖水体的病原微生物等均会对生态造成一定的影响。鉴于此，国家也颁布了《中华人民共和国水产行业标准 SC/T9101-2007 淡水池塘养殖水排放要求》，规定了水产养殖的排放标准。水产养殖尾水的治理也提上了日程。尾水达标排放成了硬性指标。但水产养殖具有面积广、分布散、尾水集中整治难等特点，所以在养殖尾水排放越来越严格的今天，如何能够在不触碰排放底线的前提下发展水产养殖产业已成为需要关注的重要问题，如何将养殖尾水处理好更是需要研究的问题。江西作为我国重要水产品生产省份之一，自然也面临水产尾水处理的问题。本文简单的分析了江西水产养殖尾水的特点，罗列了部分目前流行的尾水处理方法，简单的提了几点江西养殖尾水处理的建议。

1  江西主要水产养殖尾水种类

江西水产养殖面积为438 khm2，水产养殖总产量为233.54万t。其中池塘养殖以占总养殖面积31.66%的水平提供了63.36%的总产量，水库和湖泊以占总养殖面积51.72%的水平提供了28.94%的总产量。其他养殖方式如稻田、河沟、推水养殖、罐体养殖以及工厂化养殖等等虽然也有，但还没有真正的形成规模。根据江西省具体的养殖情况，可以将水产养殖尾水分为池塘尾水、水库养殖尾水、湖泊养殖尾水、稻田养殖尾水以及其他养殖尾水。

1.1  池塘尾水

池塘养殖尾水也是江西省最主要的养殖尾水。根据养殖种类的不同池塘养殖又可以分为虾蟹池塘养殖、淡水鱼池塘养殖、蛙类池塘养殖、龟鳖池塘养殖和鳅鳝池塘养殖等。除了虾蟹池塘养殖外，其他均是高密度养殖，投入水体的外源性饵料数量大，残饵、排泄物多。池塘尾水表现出富营养化程度高、TN和TP含量高、水产药物残留多等特点。再加上很多养殖池塘面积小（大多小于2 hm2）且分散。所以对于此种养殖尾水处理难度大。虾蟹池塘养殖，由于养殖密度较低，水体投入较低，加上养殖需要种植必要的水草，投放螺丝等底栖动物，所以水体富营养化程度低，水体污染程度较低，养殖尾水处理相对容易。

1.2  水库和湖泊养殖尾水

江西属于丘陵地区，大中型水库接近1万座。2017年前，水库养殖主要是大水面养殖模式（花白鲢为主）和网箱（围网）养殖模式。水库主要是以河流围堰和山谷围堰蓄水两种形式发展而来，水体污染势必会影响下游水域生态环境。江西在2017年取缔了网箱养殖，而且明确规定水库大水面养殖不能投铒和施肥。所以目前水库养殖尾水存在的问题不是尾水排放，而是如何有效的修复生态渔业环境，保持水库养殖与环境稳定的可持续发展。

与水库类似，江西是湖泊大省，中国最大的淡水湖就在江西，养殖模式也与水库类似。2017年后取缔了网箱养殖后，现在主要以花白鲢为主的大水面养殖和大水面虾（小龙虾）蟹（河蟹）养殖。由于之前的养殖造成了部分湖泊水体环境恶化，目前主要的问题也是保护湖泊水体渔业可持续发展和修复已破坏的养殖生态环境。

1.3  稻田养殖

江西是中国水稻主产区，稻田综合种养目前也是江西主要的渔业养殖发展方向，稻田养虾、稻田养鱼、稻田养蛙、稻田养憋等均有一定的规模。稻田养殖正是利用了水稻作为水生植物吸收养殖过程中的污染物质处理养殖尾水，并减少药物使用的生态养殖方式。此种养殖方式最主要的优势就是养殖尾水的营养物质可以被水稻生长利用，因此此种养殖模式本身就是一种养殖尾水的处理方式，养殖尾水不外排。

1.4  其他养殖尾水

其他养殖方式虽然在江西不多，但还是有存在，而且很多都是现代的生产技术。如流水养殖、工厂化养殖、罐体养殖以及推水养殖等等。

流水养殖主要是集中在山区或水库下游，主要养殖一些名贵的鱼类或者特种水产动物，比如三文鱼、鲟、棘胸蛙等。此种养殖方式常规排放污染程度较低，但需要长期监测，避免污染事件出现。

工厂化养殖与罐体养殖有点类似，都是在有限的水体空间中进行高密度的养殖，养殖尾水集中处理后再循环利用。这种养殖方式在江西不多，但具有一定的发展空间。

推水养鱼是近年来引进的一套现代的，用来解决高产与排污相矛盾的养殖设施，江西虽然不多，但也有。虽然此套设施对于养殖尾水污染物的处理效果较好，但由于是新引进的养殖设施，对于不同养殖品种的基本养殖数据和管理经念还处于摸索阶段，设施运行也需要长期供电，所以养殖经济效应未完全体现出来。这也给其推广带来了一定的压力。

2  目前常用的尾水处理方法

目前，传统的养殖尾水处理方法主要有物理方法、化学方法、生物方法等。不管是物理方法中的过滤、泡沫分离，化学方法中的消毒、絮凝沉淀，还是生物方法中的微生物使用和放养滤食性的鱼类等。在养殖尾水处理中，均不会单独使用，而是根据特定的条件合理的组合并优化才能取得较好的效果，单独使用处理效果会大打折扣。如何将物理、化学和生物的处理方法科学合理的组合并优化其条件是现代尾水处理技术的主要研究方向。具有代表性有兩个方向：直接在池塘处理的原位修复技术和尾水排出池塘处理的异位处理技术。

2.1  原位修复

池塘原位修复又叫立体修复，是直接在养殖池塘中进行修复处理，以达到零排放或低排污系数的修复技术。养殖池塘本身就是一个小型的生态系统，具有一定的自净能力，原位修复技术就是将物理、化学、生物等尾水处理技术科学组合和应用，提高池塘的自净能力，达到自净能力大于污染恶化能力的目的。主要方式有以下几种：

2.1.1  增氧

主要是使用物理或机械的方式，给水体提供足够的溶解氧（DO），以保证水体微生物、底泥微生物有足够的氧气将水体有机物氧化。同时也能给养殖动物和底栖动物提供足够的氧气。目前，主要的水体增氧设备有喷水式增氧机、搅拌式增氧机、叶轮式增氧机、射流式增氧机、涌浪式增氧机，微孔增氧和纳米微孔增氧等。

2.1.2  合理放养

合理放养是养殖尾水原位修复重要的，但又是最容易忽略的方面。因为水产养殖最终的目的就是将池塘水体天然生产力以及人工投入的外源性饵料尽可能多的转化成养殖产品。也就是尽可能多的促使池塘养殖系统中的能量和物质转化成鱼产力，减少能量和物质的浪费而导致的尾水污染。合理放养是实现这一目的最主要的手段之一。所以养殖过程中应具体了解清楚池塘基本情况（水深、水质、面积、基础生产力、底泥类型和厚度、水源条件、气候条件等等），结合池塘基本情况和目标产值科学合理地设计水生动物的放养模式（种类、数量、雌雄比、个体大小、食性、生活习性、放养季节、放养顺序等），充分考虑水生动物物种的配置结构（时空结构和营养结构），合理搭配滤食性鱼类、杂食性鱼类和掠食性鱼类，充分利用水体空间和水体饵料，减少饵料浪费，提高饵料利用率。

2.1.3  生物膜

生物膜主要是通过构建人工基质在池塘中富集微生物而成。生物膜是一种复杂的微生物聚集体，除了水和细菌以外，还含有细菌分泌的胞外聚合物、吸附的营养物质、代谢产物及细菌裂解产物等，生物膜可以改善养殖水质，通过聚集养殖水体中的固体悬浮物、有机质、细菌、藻类和原生动物等，吸收、同化水体中的游离态氮，转化为养殖动物可以重新吸收利用的蛋白来源。生物膜虽然能够原位修复养殖尾水，但其构建是在生物条件（水温、pH、DO、菌群种类等）综合作用下所形成的，有一定的效应周期变化（固着期-生长期-高峰期-稳定器衰败期）。所以使用过程中要掌握好其生态条件，充分利用好其效应周期变化。

2.1.4  微生态制剂

微生态制剂就是向养殖水体定向的投入有益微生态制剂，以增加水体分解、代谢、吸收水体污染物质的微生物数量，将水体中的有机物、氨氮、亚硝态氮分解吸收，转化为有益或无害物质，达到净化环境的目的。有有益细菌（EM菌、酵母菌、光和细菌、芽孢杆菌等）和有益浮游藻类（小球藻、硅藻等）等。

2.1.5  改善底质

改善底质主要是通过种植水草，利用沉水植物（苦草、轮叶黑藻、金鱼藻等）吸收利用水体中的营养物质，合成自身生长发育所需要的物质;培育底栖动物（滤食性的双壳类和刮食性的螺类等）滤食和分解小型有机物;增加池塘底泥微生物分解代谢能力（增氧、添加有益微生物等）等有效降低水体中的营养盐浓度，削减水体的污染负荷。

2.1.6  人工浮岛

人工浮岛是在养殖池塘中构建一个浮台，浮台可以构建成生物滤床形式（固着微生物过滤处理尾水）、生物浮床（利用水生植物如蔬菜、水葫芦和水芹等吸收利用水体营养物质）、生态坝（填料浮床和植物浮床）等形式。人工浮岛是现在利用比较广泛的池塘尾水原位修复技术，而其中的鱼菜共生系统因其不但能够通过种植蔬菜达到吸收利用水体營养物质的目的，生产的蔬菜还能够产生一定的经济价值而得到了充分的发展。

目前从使用效果来看，单独的使用上述的方法虽然对养殖尾水处理有一定的效果。但重复性效果不太理想，而且效率上还达不到零排放和低排放系数的目的。所以在使用原位修复时，绝不是简单的使用某种技术或者是简单的组合，还需要有多种处理技术的联合使用，需要微生物及其催化剂的参与，是一个多学科组合的系统修复。需要根据不同的养殖模式、养殖品种等进行进一步的实践、组合、管理和优化。

2.2  异位修复技术

异位修复技术是相对原位修复技术而定位的，又叫平面修复技术。其原理主要是把养殖废水排出养殖池塘，引入净化单元对其进行净化处理，处理后的水也可被循环用来养鱼。包括有复合人工湿地和工厂化循环处理技术等。

2.2.1  复合人工湿地

复合人工湿地是人工建造控制的强化湿地污水处理系统，主要通过填料、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用净化水质。根据其流入方式可以分为表流湿地、潜流湿地和垂直流湿地三种。

2.2.1.1  表流湿地

表流湿地就是尾水排出后经过人工构建的湿地表面流动而利用湿地植物、微生物等在物理、化学和生物三种方式作用下达到处理的目的。池塘生态工程尾水处理系统就是根据表流湿地发展而来的池塘尾水处理系统。具体由沉淀池+过滤坝+氧化池+过滤坝+生物净化池构成。

这种处理基本原理就是利用沉淀池将大颗粒，可沉降颗粒物质先进行沉降;然后通过过滤坝（卵石、火山石、陶粒等）过滤后进入曝气池，曝气池使用增氧设备进行增氧将污染物质氧化，其中可以使用毛刷、生物膜等固着微生物，也可以投入微生态制剂，通过微生物的分解作用降解水体中的污染物;再经过过滤坝后进入生态净化池，生态净化池是系统的净化系统，底部种植沉水植物，池边和池中浮台可以种植挺水植物等吸收利用水体中的氮磷营养盐，水中放养滤食性鱼类和滤食性河蚌、螺丝等以滤食水体中的浮游动植物。系统设施总面积不小于养殖总面积的6%，一般在10%左右。其中沉淀池需要达到湿地面积的40%左右，所有水面和湿地边缘均可以种植水生植物。

2.2.1.2  潜流湿地技术

潜流湿地是以亲水植物为表面绿化物，以砂石土壤为填料，让水自然渗透过滤的人造湿地，在潜流湿地系统中，污水在湿地床的内部流动， 一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的根系及表层土和填料截流等的作用，以提高其处理效果和处理能力;另一方面由于水流在地表以下流动，具有保温性能好、处理效果受气候影响小、卫生条件较好的特点。潜流湿地包括有水平潜流湿地和垂直潜流湿地。

此外多功能生态塘也是复合人工湿地的一种，是使用人工基质构建生物膜（好氧+厌氧微生物）的接触氧化塘和稳定塘（种植浮水植物+沉水植物+挺水植物占面积1/3）以及沉水涵养塘（种植沉水植物，使用微生物）耦合而成。池塘养殖尾水经过接触塘—稳定塘和沉水涵养塘的处理后，可以直接排放和循环养殖。

复合人工湿地系统在处理城市污水、池塘养殖尾水方面具有较强的处理能力，有很多的成功案例。但具体建设运行过程中还应该注意几个问题：①不论是表流湿地还是潜流湿地均需要一定面积的土地进行基地建设，而且湿地面积越大处理效果越好，一般均需要总处理面积的6%～8%，所以建设过程中要合理安排土地供给。②系统建设和运行均需要一定的资金支持（建设资金和管理费用），需要统筹安排。③系统具体运行管理还需要进一步的研究其基础的数据，比如各处理单元之间的面积搭配、水生植物的选择、单位时间处理水量、不同污染程度污水处理效果、系统长期稳定性维护等等。④植物生长、处理效果也容易受到季节温度的影响，应该根据季节管理好植物和调整处理参数。

2.2.2  工厂化尾水处理系统

工厂化养殖尾水处理主要是养殖尾水先过滤（利用筛网分离固体物和悬浮物），过滤后再进行生物过滤（使用毛刷、陶粒等构建的生物膜进行氧化分解降低BOD、氨氮和亚硝酸盐）后进行消毒杀菌。整个过程均需要持续的增氧，其中脱氮、脱磷和悬浮物质的去除是处理的技术难点。

工厂化尾水处理关键在于需要根据养殖模式准确计算好单位时间内（每天）水体循环次数和流量、单位水体的污染定量，然后选择建设尾水处理系统的规模。需要注意的是工厂化尾水处理系统建设费用和运行费用较高，其次是系统运行管理需要精细化，长期监测水质。

3  江西开展尾水处理的建议

3.1  需要因地制宜，因时制宜建设尾水处理系统

江西省主要养殖的情况是以池塘养殖为主，此外还有山塘、水库、湖泊以及特种养殖池塘等。发展尾水处理系统一定要根据当地的养殖基本情况（养殖模式、养殖面积是否分散、养殖品种、土地情况等）科学规划，合理建设。①在池塘面积较为集中的地区建设复合人工湿地处理尾水，建设时要合理的利用当地的进排沟渠、未开发湿地等以减少土地成本;②养殖分散地区、附加值高的养殖品种，鼓励开发池塘原位修复技术，毕竟科学的发展池塘原位修复技术不但能够降低养殖尾水污染排放系数，而且能够提高养殖单位产值。因为江西大部分地区池塘是分散的，单位池塘养殖面积小，养殖分散，养殖品种多等，尾水集中处理难度大，开发科学的原位修复技术是就比较好的选择，比如鱼菜共生系统、生态浮岛等;③水资源受限的地区可以发展高附加值工厂化循环养殖、罐体养殖等。④还可以根据各地的具体情况发展各自具体地方特色的养殖方式和尾水处理系统。如山区棘胸蛙养殖可以利用山溪建设生态沟渠处理;流水养殖尾水可以经过生态塘（滤食性鱼类+经济水生植物）处理后再排放;适当发展稻田养殖（养鱼、养虾、养甲鱼、养鳅等），既增加鱼产量和产值，又减少污染排放。

在因地制宜的基础上还应该因时制宜，追踪最新的尾水处理新技术和新方法。特别是池塘原位修复技术。一方面选择建设运行成本合理的处理技术和方法，另一方面则可以合理利用处理系统，如原位修复系统中鱼菜共生系统的时令蔬菜种植，人工湿地的水生植物也可以开发具有一定经济效益的水生植物等作为种植植物。

3.2  发展保水渔业和生态修复渔业

江西开放性水面（水库、湖泊）众多，如何开发利用好水面而又不污染水体，甚至修复已破坏水体是江西渔业发展需要解决的问题。保水渔业和生态修复渔业是解決这一问题最有效的方法。针对江西具体的情况可以在未污染水体或污染程度较低的水体发展保水渔业，而在污染严重、渔业资源破环严重的水域发展生态修复渔业。

保水渔业，就是指以保护水环境为目的而选择适当的鱼类进行人工放养的一种渔业生产方式。即是以现代生态学理论（典型生物操控理论、非典型生物操控理论）为基础，根据水体特定的环境条件（初级生产力、水深、水温、饵料生物等），通过人工放养适当的鱼类，以改善该水域的鱼类群落组成，保障生态平衡，从而既达到保护水环境，又能充分利用水体的渔产力为目的的一种渔业生产方式。目前比较成熟的保水渔业模式是发展以鲢鳙为主的养殖模式。

生态修复渔业就是对那些污染严重，渔业资源下降的水体进行生态规划、以渔养水、合理捕放，通过降低营养循环、增殖浮游动物以降低藻类生物量、重建湖沿岸带和浅水区原生水生植物群落等措施，可逐步恢复并完善湖泊生态系统结构和功能，改善了水质条件和总体环境。需要科学评估水体饵料生物和初级生产力，计算养殖容纳量，通过人工增殖放流活动恢复渔业资源，加强土著鱼类资源的，最后科学的计算每年的捕捞和放养计划，利用综合营养级串联效应技术模式生态修复渔业环境。

3.3  科学管理

不论采用哪一种处理方式，如果只考虑建设，没有考虑管理，最终都很难取得好的效果。科学管理首先是在资金准备过程中，需要统筹好建设资金和管理资金。尾水处理系统的建设需要较大的资金支出（原位修复技术相对少一些），建设好之后的日常管理更是需要有稳定的资金保证。其次是要对管理人员、生产者进行培训，主要内容有：①各种处理系统的具体运行原理，基本处理流程;每个环节和单元的维护方法、更换时间、故障检查与处理等。②各种处理系统对于不同养殖模式、不同品种的尾水处理能力;水生植物、生物膜、过滤系统等的生长和活性周期，合理的规划更新时间。③制定科学的管理流程，包括每天的值班、水电检查、水质监测、巡查细节和应激预案等。

3.4  加强养殖尾水处理技术的研究开发

缩减尾水处理土地使用面积过多，降低尾水处理成本，提高尾水处理能力的最有效的方式就是加强尾水处理技术的研究和开发。需要进一步研究和开发更简便、可应用性强的尾水处理新方法和新材料，优化现有尾水处理设施和工艺，提高尾水处理效率。研究水质调控技术和精准化管理技术，根据养殖生态特征，研发高效养殖环境调控设备等，同时加大数字化 技术在水产养殖中的应用，实现量化养殖，精准控制。