淡水养殖尾水处理技术要点探究
2023-01-04顾灿根
顾灿根
(靖江市西来镇经济发展和农业农村局,江苏靖江 214516)
0 引言
水产养殖是畜牧业发展的重要组成,有良好的发展前景。水产品也是国民十分喜爱的产品,在近年来备受消费者关注。在水产养殖中,池塘养殖是最常见的类型,也是最普遍的养殖方式,但养殖过程中产生的养殖尾水的处理,对于很多养殖单位和地方以及环境是一项很大的挑战。为了保证养殖水产品的品质和产量,一般养殖过程都需要定期更换用水,而这就意味着会产生大量的养殖尾水。如何进行妥善处理不仅关系到养殖户的成本投入,也关系到生态环境保护,所以本次就对淡水养殖尾水的处理技术进行简单分析。
1 水产养殖尾水的特点
养殖尾水指的就是水产养殖过程中或者养殖工作结束后,整个养殖体系排出的不再使用的养殖水,一般会排放给自然水域。包括池塘、育苗池等场所会产生大量的养殖尾水。而相对于普通水源,其排放具备不定期排放、排水期集中、排水量大、污染物浓度低、非点源排放等特点。养殖尾水中存在大量的污染物质,包括未吃光的饵料、使用的化学药物、水产品的排泄物等,其中富含氨氮、亚硝酸盐、硫化物等有害物质,会直接破坏水域,带来富营养化等问题。还有,水中本身存在一些浮游生物,也会产生有机物,这会导致水质恶化,降低鱼类的生长速度。
2 淡水养殖尾水处理技术要点
淡水养殖尾水中主要的污染物有氨氮、亚硝酸盐、有机物等,如果得不到及时有效的处理,不仅会污染养殖环境,带来富营养化等问题,还会导致养殖水产出现疾病,甚至爆发疫病,出现大面积死亡,降低养殖产量和品质,进而给养殖户造成损失。因此养殖尾水的处理工作成为新时期淡水养殖的关键内容之一。目前来说,进行淡水养殖尾水处理的技术主要有物理、化学和生物三种技术方面,以下就对这三类技术的要点进行简单分析。
2.1 尾水物理处理技术要点
物理方法是借助机械设备对养殖尾水进行处理,一般是利用孔径大小不同的滤材,对水中的杂质进行阻隔、吸附和分离,从而保持水质的良好。但该技术对于有机物的处理基本没有效果,只能用于处理颗粒物等。同时该技术应用的投入成本较高,环节比较复杂,操作起来有一定难度,所以对于大面积的水产养殖不太适用。目前该技术主要有机械过滤和膜分离两种技术,效果十分明显,所以在淡水的工厂化养殖尾水处理中应用比较广泛。
一是机械过滤。这是借助特定的设备分离养殖尾水中的固态和液态物质,一般选择的是筛网,孔目不同,可以过滤的固态物质也不同,这属于对养殖尾水的简单净化处理。因为孔径的限制,尾水中的杂质会过滤掉,产生净化效果,孔径越小,产生的净化效果越强;所以要调整筛网的孔径,使用微滤机进行再次处理,可以实现80%左右的杂质过滤率。因为养殖尾水中存在大量的残饵粪便,多数都是大颗粒的悬浮物,悬浮在养殖尾水中,所以进行机械过滤可以有效去除其中的有机物以及氨氮,相对来说可以作为尾水处理的前期环节,简单实用。
二是膜分离。是选择不同孔径的膜进行颗粒物的过滤,根据孔径的大小可以过滤不同粒径的颗粒物。但实践中一般用于过滤直径<20~25 μm的颗粒。该技术的过滤效果十分明显,而且生物滤池中膜的选择对于处理结果有很大影响,相流程调整改变更明显。比如装有十字交叉和多孔生物膜的生物滤池对养殖尾水的处理效果良好。
三是泡沫分离技术。这是利用气泡的表面张力吸附水中的生物絮体、纤维素、蛋白质等溶解态物和小颗粒态有机杂质。气泡既可以吸附带负电的微小颗粒,又可以吸附带正电的微小颗粒,最大程度清除水产养殖尾水中80%的有机新陈代谢产物。此外,反映接触点部分的二氧化碳和氧气还进行了密集的交换。因此经泡沫分离技术处理后的尾水充满了丰富的氧气,只含有少量的二氧化碳、微量元素和维生素。该技术对于清除微、细、小有机颗粒物方面有突出的优势。
2.2 尾水化学处理技术要点
化学方法主要是借助各类化学反应产生作用,比如化学试剂、臭氧处理等,清除养殖尾水中的污染物,可以去除污水中的重金属,软化水质,调节酸碱度,并具有一定的消毒作用。比如臭氧处理技术,臭氧可以清除养殖尾水中的氨氮、亚硝酸盐,降低有机碳的含量以及COD浓度,清除其中的大部分还原性污染物,进而可以净化水质,优化水产养殖环境。还有絮凝剂也有一定效果。但该技术也有一定缺陷,即在处理有害物质的同时,一些有益菌也可能被杀灭,反而带来二次污染。所以采取化学方法进行尾水处理,需要坚持适量和科学的原则,控制化学制剂的使用。
2.3 尾水生物净化技术要点
相对来说,生物净化技术更加安全环保,是遵循绿色可持续发展要求的技术种类,也是新时期淡水养殖处理养殖尾水的技术发展重点。该技术是借助水生动植物以及微生物的代谢活动,吸收尾水中的有机物、氮磷营养盐等,以净化水质。
一是水生植物净化,投资成本少,操作比较简单,不会产生二次污染。水生植物在生长过程中可以吸收、吸附或者富集尾水中的有机物、重金属等,这不仅可以为水生植物的生长提供养分,还可以促使水生植物产生和输送氧气,为水中其他生物的生长提供条件。不同的水生植物有不同的净化水质效果,而且可吸收的有害物质也不一样,需要结合实际合理选择,搭建起循环水系统。比如水葫芦、香蒲、芦苇等,都可以吸收尾水中的营养盐、氨氮、重金属等物质,吸收效率各不相同。比如有研究对凤眼莲、轮叶黑藻、香根草和水雍菜对于污水的精华作用进行分析,发现都有良好的净化效果,可以改变水中的氮、磷、化学需氧量、pH值和溶解氧等指标情况。
二是水生动物,主要是滤食性的水生动物可以过滤水体中的有机物颗粒以及浮游的动植物,降低水体中的有机物含量,产生净化作用。比如有鲢鳙鱼、牡蛎、贻贝和扇贝等都有一定的生物滤除能力。这些动物可以吸收和利用水体中的有机物,一方面净化水质,一方面也促进自己的生长,为水产产品的养殖提供天然饵料,减少人工饲料的使用。这样又可以产生较好的经济和生态效益。
三是微生物净化。微生物具有降解作用,可以降解水体中的有机物、氨氮、亚硝酸盐等物质,同时可以抑制病原菌的生长,不仅可以净化水质,也能起到水产动物疾病防治的效果。目前来说,对于水体存在净化作用的微生物有光合细菌、芽孢杆菌、一些微生态制剂等。微生物产生作用的原理就是借助有益菌调节水体中菌相和藻相的平衡,避免因为残留的饵料、水生动植物的代谢产物带来的水体环境恶化问题,有十分突出的池塘水质、底质的改良与修复效果。但实践中可以看出,目前应用于养殖尾水处理的微生态制剂的品种较少,比较单一,而且适应性差,可供使用的范围有很大的局限性。
3 淡水尾水处理发展趋势
3.1 淡水池塘尾水达标排放处理措施
很多地区提出了要加强水产养殖过程中的污染治理工作,同时为此发布明文规定,比如推出水产健康养殖示范项目,并积极借此机会推广工厂化循环水养殖、池塘生态循环水养殖等技术。要想实现养殖尾水的达标排放,需要进行相关改造,利用技术和设备的支持在池塘系统内部实现水内循环,养殖水产的粪便、残留的饵料等这些大颗粒的残余物会集中排出,进行无害化处理之后再次利用。这样池塘水发挥自身的自我净化作用,经过循环使用,不需要向外部环境排放,也就不会造成污染,符合节能减排的要求。这样可以使养殖水产在池塘内实现集中养殖,方便养殖人员投喂饵料,提高了饵料利用率。同时这样也方便进行病虫害的防治,能够快速发现病害的可能,有效进行预防和处理。另外,因为池塘水处于始终循环的状态,养殖水产在养殖过程中属于流水养殖,最终的养殖水产品品质会比较高。因为养殖尾水处理所占面积较大,有沉淀池、生物净化池。需要安装监控系统,远程进行养殖尾水参数的实时监测,包括溶氧、pH、总氮、总磷、COD等参数,经净化后可以循环使用。
进行养殖尾水处理改造需要安装新的生态化处理设施,重点是生态渠道(进排水管道)、沉淀池、曝气池、过滤坝和生物净化池,其占地面积在养殖水域的10%左右。具体应用时需要结合养殖规模和形式实际情况进行科学调整,保证因地制宜。具体进行尾水处理的流程如下:水产养殖过程产生的尾水,经过排水管道,直接流入到沉淀池进行沉淀,在沉淀池可以添加絮凝剂提高沉淀速度,提升处理效率;进行沉淀之后,处理过的水再次流入曝气池,在这个设备中增加水体溶氧量,此时可以添加微生态制剂,培养有益细菌,分解水体有机物;之后处理过的水再次经过滤坝,过滤掉水中的悬浮物,最终进入生物净化池,利用水生植物吸收水体中的氮磷营养盐,实现多重净化。按照要求,最后排出的净化水的水质需要符合国家、行业以及地区提出的养殖尾水排放要求,最低也要满足的三级标准,之后才能排入外部河流或者排入池塘进行循环利用。
进行养殖尾水的处理需要在当前池塘养殖基础上进行适当改造调整,增加部分设备设施。具体的改造情况需要结合池塘的实际情况进行设计,池塘类型不同,改造程度不同,需求的养殖系统材质也有一定区别,最终的造价也不同。但整体来说,进行改造的造价在30~60万元左右,按照十年使用寿命期限来分析,每年的折旧成本为3~6万元,相对来说投入成本比较适中,很快就能收回成本。
3.2 淡水池塘尾水处理前景展望
一方面是从法律法规约束上分析。因为在很多地区淡水养殖成为水产养殖的重点,也是畜牧领域的重点发展方向,对于各地区的经济发展做出重要贡献,所以淡水养殖规模很大,每天产生的养殖尾水量很高。但国家一直重视环境污染的治理,关注污水的排放与控制,这给淡水养殖尾水的处理带来难题。特别是江苏、湖南等渔业大省,水产品作为继粮食和畜禽之后的第三大宗农产品,在养殖过程中带来严重的水体富营养化问题。所以如何处理养殖尾水成为这些地区关注的重点。为此各地区规定养殖尾水的排放标准,并提出处理要求,比如湖南省制订了地方标准《水产养殖尾水污染物排放标准》(DB43/1752-2020);江苏省出台《池塘养殖尾水排放标准》(DB32/4043-2021)。这两项标准的内容基本上围绕养殖尾水排放的分级分类、排放限值、监测方法、结果判定、实施与监督等方面,整体来说比国家行业标准要严格,特别是对于重点水域的标准,要求更加严格。这两项标准的制订,也将将池塘养殖尾水达标排放从行业自律变成法律上的刚性约束,这有助于强化治理污染的主体责任,对于生态文明建设有积极意义。另外这也为各地区淡水养殖尾水处理工作的发展指明方向,未来这项工作将形成强制性的工作,并且有明确的参考依据和标准。
另一方面是从技术研发上分析。目前对于淡水养殖尾水处理的技术种类主要分为物理、化学和生物三大类,各自有不同的技术类型,并且各有各的优缺点。相对来说,物理处理技术适用于小面积的水产养殖,而化学处理技术因为可能造成二次污染,所以在生态文明建设的背景下不太提倡,与这两类技术相比,生物处理技术发展前景更加广阔。未来要想实现水产养殖业的生态绿色养殖,需要积极采取生态化技术,比如可以放养滤食性的杂鱼、虾、贝类等,比如鲢鱼、鳙鱼、鲫鱼、青虾;如果外池塘的水过深,可以搭建浅水网箱,养殖青虾和田螺。还可以建造生物浮床,并栽种空心菜等水生植物。适当使用增氧机,一般每5亩一台增氧机,晴天中午、阴天清晨或者连绵阴雨天的半夜启动,高温天气或负荷大时增加启动时间,低温天气或负荷小时减少启动时间,实现增氧、搅水、曝气的作用。如何发挥各种养殖尾水处理技术的最大优势以及最大程度优化和减小处理设施的面积占比,是未来养殖尾水处理技术的发展方向。
4 结语
近年来,我国的淡水产业不断发展,养殖规模不断扩大,产业技术不断完善.但与此同时,淡水养殖业也对我国的环境问题造成了一定程度上的污染.经过相关调查研究发现,我国淡水养殖产业在养殖的过程中会投入过多的饲料等,使许多水域产生富营养化,增加水体自身净化的负担,从而导致水域被污染.水域内的富营养程度升高,细菌增多,并且也没有经过专业的尾水处理就排放到邻近的水域内,就会造成严重的水体污染。面对绿色可持续发展的战略要求,各地区在发展淡水养殖的过程中,也要关注养殖尾水的处理工作开展,积极对养殖尾水处理技术工作进行创新,建立起系统的生态化处理技术体系,解决水资源污染问题,改善整体水环境,打造良好水生态,实现淡水养殖的可持续发展。