河蟹养殖池尾水多级净化效果试验
2022-08-10杜兴伟朱卫峰朱信超任文强朱新艳曹瑞郭孜饶
杜兴伟,朱卫峰,朱信超,任文强,朱新艳,曹瑞,郭孜饶
(1.常熟市水产技术推广站,江苏 常熟 215500;2.常熟市沙家浜镇农村工作局,江苏 常熟 215542)
常熟地区现有养殖池塘面积约6013.33 hm,其中河蟹养殖面积超5333.33 hm。2021年水产品产量超2.46 万t,其中鱼类产量1.35 万t,虾蟹类1.05万t,还有其他一些特色水产品种,为市民餐桌提供了丰富的优质水产品。但随着配合饲料大量投喂、冰冻杂鱼大范围使用以及养殖动物排泄物的增加,导致水体中氮、磷等污染物超标,造成水环境污染。近年来,长江“十年禁渔”、天然水域禁捕等环保措施陆续出台,传统的池塘养殖,已经到了转型的关键节点。渔业生产必须走低碳、绿色、循环的养殖模式。
现参考国内外养殖尾水处理经典模式和成功案例,于2019年在江苏省河蟹产业技术体系常熟示范点,采用“三池两坝”尾水净化系统,开展了河蟹养殖池尾水多级净化效果试验。经过2年的稳定运行,该尾水净化系统技术已接近成熟,现将试验过程介绍如下,以期为广大养殖户提供参考。
1 “三池两坝”尾水净化系统构建
“三池两坝”尾水净化系统结构见图1。由图1可见,“三池两坝”尾水净化系统属于一种工程建设相对简单、运行维护成本较低、能源消耗相对较少的模式。利用地势差布设功能单元,排水渠道的养殖尾水可以在系统内自行流动,全程无须额外提供动力。养殖池塘需要补水时,用水泵将三级净化区中的洁净水抽提到蟹塘中。系统实现了养殖尾水的循环利用。该系统包含溢流坝和潜流坝,将46690 m左右水面划分成沉淀区、曝气区、生物净化区,经过曝气、除氮、生物吸附处理等环节,将蟹塘养殖尾水进行了多级异位处理,尾水通过循环利用实现了零排放。
图1 “三池两坝”尾水净化系统
1.1 净化区改造
净化区未改造前为沟渠或内部河道,长方形,长约1160 m,宽约40 m。先清除底部淤泥,保留10 cm 左右;水深1.0~2.5 m,净化区前段深后段浅,保水性能好,一端为进水端,另一端为排水端。净化区安装水泵,实现了全基地水体循环,四周采用草皮或聚乙烯网覆盖,防止坍塌及泥土流失。
1.2 各功能区建设
1.2.1 一级净化区(沉淀池)
位于净化系统的起始端,面积占整个净化区约40%,池深2.5 m 左右,使用非透水PVC 材质帆布,打造“Z”字形导流通道。池两边种植凤眼莲、再力花、美人蕉等水生植物,局部设置浮床,种植水生植物,覆盖面积为水面的30%~50%。一级净化区投放鲢、鳙等鱼类,适量投放螺蛳等滤食性底栖生物。
1.2.2 溢流坝
溢流坝位于一、二级净化区之间,为复合型墙体,长20 m、宽5 m,下半段由泥土堆砌而成,上半段用钢筋混凝土打造成“凹”型缺口,坝内放置宽2 m 左右的陶粒箱,其上端与沉淀池水位基本平齐。
1.2.3 二级净化区(曝气池)
位于整个净化系统的中段,面积占整个净化区约20%,区内均匀安装了3 组喷泉式曝气装置,每组功率为0.75 kW;另外安装一组微孔底增氧设备,功率为2 kW。其四周种植芦苇、蒲草等水生植物,每667 m再设置1 组浮床,种植水花生、狐尾藻等水生植物。
1.2.4 潜流坝
位于二、三级净化区之间,建设方式与溢流坝类似,由混合材料构成,其缺口与溢流坝的缺口成斜对角分布。“凹”型缺口两侧用空心砖堆砌成3 m宽的双层内空结构,其内填充鹅卵石、砾石、陶粒等吸附材料,顶部高出常态水位50 cm 左右。
1.2.5 三级净化区(生物净化区或蓄水池)
位于净化系统的末段,面积占整个净化区约40%,经前端多个环节处理后的水进入本区域,相当于蓄水池功能。周边立体种植多种水生植物,与二级净化区植物类似,同时每667 m设置1 组浮床。区内悬挂条状梨形环棱螺笼式繁育装置200 组,每组放养梨形环棱螺2 kg 左右。繁育的梨形环棱螺可以作为河蟹的天然鲜活饵料,降低养殖成本。
1.3 净化区水质及水生植物管理技术
每月使用1~2 次EM 菌(有效微生物菌剂,简称EM 菌)、光合细菌等复合微生物制剂或底质改良剂,定期使用生石灰调节pH 值。二级净化区中的曝气设施定期开启,增加水体溶氧量的同时也可起到除氮的作用。根据水位、水质变化决定系统补水、循环时间及循环周期。浮床水生植物过于茂盛时适当割除,长势过于稀疏时,及时补种。冬季到来前,枯死、腐败的水生植物及时清除,能够自然越冬的植物割除草头,无法自然越冬的植物及时打捞,于翌年春季再次补种。
2 试验方法
2.1 试验地点
试验地点位于常熟市沙家浜镇昆南村长洪滩河蟹标准化养殖基地,养殖池塘面积313490 m,尾水净化区面积46760 m,净化区占比约为15%。对养殖水体实时在线监测,增氧设施远程智能化管控,全场域可视化全覆盖。
2.2 河蟹养殖管理
蟹苗采用自行培育的“长江系列”新品种,规格为80~100 只/kg,每667 m投放1000 只。养殖池塘采用复合水草种植模式,品种的选择、栽种方式、播种时间等参考文献[9-10]的栽种方法,及时施肥,促进水草生根发芽。1月中旬,每667 m投放10 kg“太湖2 号”新品种青虾。清明节前后,每667 m一次性足量投放鲜活螺蛳200 kg,投放前,须用清水反复冲洗3~4 次,避免外源性丝状藻、病菌等带入蟹塘。池塘采用精细化投喂的方式,保证主养品种和套养品种均能充足摄食,投喂量的增减、每日投喂时间、极端天气条件下的管理等,参考文献[10,12]的方法操作。商品蟹根据市场价格、生长情况等及时捕捞上市。
2.3 水质检测
试验期间,随机抽取基地成蟹养殖塘1 口,对其养殖尾水排水口和三级净化区中的水质进行全程监测,共检测悬浮物、pH 值、氨氮、高锰酸盐指数、铜离子、锌离子、总氮、总磷8 个指标。从4月份开始,每月检测水质指标,按照《太湖流域池塘养殖水排放要求》(DB 32/T 1705—2018)和《池塘养殖尾水排放标准》(DB 32/4043—2021),评价各养殖时期水质达标情况。
3 结果与分析
池塘排水口尾水水质检测结果见表1,三级净化区水质检测结果见表2。由表1 和表2 可见,全年养殖尾水以及净化区水体共检测了9 次,覆盖了整个河蟹养殖周期。检测的8 个指标中,悬浮物、总磷、高锰酸盐指数、氨氮以及铜锌等6 个指标全年均未超《太湖流域池塘养殖水排放要求》(DB 32/T 1705—2018)和《池塘养殖尾水排放标准》(DB 32/4043—2021)(表3)。pH 值和总氮在少数月份有超标现象。养殖尾水pH 值检测结果显示(表1),4月份、7月份、8月份超过9.0;总氮指标在10月份超过5 mg/L。三级净化区水质结果显示(表2),只有总氮在10月份超过5 mg/L,超过了《太湖流域池塘养殖水排放要求》(DB 32/T 1705—2018),但未达到《池塘养殖尾水排放标准》(DB 32/4043—2021)二级标准。
表1 2021年池塘排水口尾水水质检测结果 mg/L
表2 2021年三级净化区水质检测结果 mg/L
表3 池塘养殖尾水排放标准和太湖流域池塘养殖水排放要求 mg/L
由表1 和表2 可见,两个水体的8 个指标均未超过标准,说明河蟹养殖尾水基本没有被污染。净化区总氮和高锰酸盐指数小于养殖池塘,说明净化区对河蟹养殖尾水中氮元素有一定的降解效果。高锰酸盐指数值有少量减小,总体不明显。
净化区悬浮物、总磷、氨氮年均值大于养殖池,且水质最差的时间段都出现在10月底。此时,河蟹养殖正处于后期,河蟹销售较少,商品蟹存塘量最大,该结果与魏宾等研究结果一致。一方面,气温降低,浮游植物、水生植物的代谢快速下降,净化效率也在降低;另一方面,此时河蟹爬动频繁、地笼网捕捞扰动水体易导致悬浮物增加。
文献[6]表明,河蟹、青虾等养殖品种净化区配比一般在6%~8%;文献[13]表明,净化区面积占比>10%时,能够达到较好的净化效果。本试验中,净化区面积占比为15%,符合河蟹主养模式下的面积配比要求。