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1水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水污染物組成
養(yǎng)殖水體中的污染物主要有:有機(jī)物、氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽、磷等。其特性主要有:水量大,污染物品種較少而含質(zhì)變化小等特性,污染物主要為有機(jī)物和氮、磷等營養(yǎng)鹽,大局部水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水屬于微污染水,污染負(fù)荷相比照較低,處置也較為容易,有些養(yǎng)殖廢水以至不需求物理化學(xué)處置,而直接采用生物法處置即可滿足排放請(qǐng)求。
1.1有機(jī)物
水環(huán)境中有機(jī)物含量過高易形成水質(zhì)惡化,在有機(jī)物合成時(shí)將會(huì)極大的耗費(fèi)溶解氧。水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水有機(jī)物主要來自未被魚蝦蟹等應(yīng)用的殘餌和養(yǎng)殖水產(chǎn)品的排泄物。
1.2氮
氨氮:當(dāng)水體中TN的濃度超越0.5mg/L時(shí),對(duì)魚類有毒害作用。水體中的氨氮包括非離子氨氮(NH3-N)和離子氨氮(NH4+-N),其中NH3-N的毒性很強(qiáng),其濃度在0.02-0.05mg/L之間時(shí),就會(huì)使水產(chǎn)品降低免疫力,招致水產(chǎn)品疾病以至死亡。養(yǎng)殖廢水中的氨氮主要來源于飼料殘餌、水產(chǎn)品的排泄物、死亡并墮落的植物以及池底堆積物的氨化合成構(gòu)成的物質(zhì)。
硝態(tài)氮:硝態(tài)氮主要包括硝酸鹽和亞硝酸鹽。硝酸鹽對(duì)水生生物毒害作用較小,亞硝酸鹽對(duì)水生生物的危害很大,由于亞硝酸鹽會(huì)把亞鐵血紅蛋白氧化成為不具有運(yùn)輸氧氣功用的高鐵血紅蛋白,氧氣不能正常運(yùn)輸,形成缺氧。
亞硝酸鹽是硝化菌合成氨化養(yǎng)殖水體中的餌料和糞便轉(zhuǎn)化而成,是養(yǎng)殖污水中污染物的中間產(chǎn)物,很不穩(wěn)定。
硝酸鹽是含氮有機(jī)物經(jīng)過無機(jī)化作用的最終階段的產(chǎn)物,在有氧的條件下,亞硝酸鹽能夠氧化成硝酸鹽,在無氧的條件下,硝酸鹽能夠在微生物的作用下,轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽。
1.3磷
飼料中的磷的含量都很高,但是養(yǎng)殖水產(chǎn)品只能吸收很少的一局部,約17.4%,絕大局部的磷被排放到左近水域,招致了富營養(yǎng)化。水體中的磷主要來源于飼料殘餌,磷是魚類的魚鱗和骨骼的的必需的營養(yǎng)成分。
1.4總懸浮顆粒物
TSS包括直徑在1~100μm之間的懸浮于水體中的非沉淀懸浮物和直徑大于100μm的懸浮物可沉淀。TSS會(huì)對(duì)魚類產(chǎn)生毒害作用,招致魚類生長速度遲緩以至死亡??倯腋☆w粒物(TSS)也來自于殘餌和水產(chǎn)品的排泄物。
2水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水理化處置法
2.1物理法
在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水物理處置中,最常用的為機(jī)械過濾和泡沫別離技術(shù),兩者都用于廢水的初步處置。
機(jī)械過濾原理是阻隔吸附,屬于最根本的生活和工業(yè)污水處理法。養(yǎng)殖廢水中的殘餌和水產(chǎn)品排泄物,大局部以懸浮顆粒物方式存在,采用物理過濾技術(shù)去除是最為便當(dāng)有效的辦法。在養(yǎng)殖廢水處置中,機(jī)械過濾器過濾效果較好,也是目前應(yīng)用較多的過濾器;砂濾池也能較好地將大顆粒的養(yǎng)殖殘餌和糞便去除,經(jīng)常被用于循環(huán)水養(yǎng)殖類養(yǎng)殖場(chǎng)。但機(jī)械過濾對(duì)COD、BOD、N和P的去除效果不佳。
泡沫別離技術(shù)也經(jīng)常被用于水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的初步處置,向被養(yǎng)殖廢水中通入空氣后,構(gòu)成微小氣泡。廢水中的具有外表活性的局部污染物就會(huì)被微小氣泡吸附,隨氣泡一同上浮構(gòu)成泡沫。對(duì)泡沫實(shí)行別離,即可去除該局部溶解態(tài)和懸浮態(tài)污染物。由于泡沫別離技術(shù)在去除了有毒有害污染物質(zhì)同時(shí),也為養(yǎng)殖水體提供了必需的溶解氧,有效地維護(hù)了養(yǎng)殖水體的水環(huán)境,促進(jìn)養(yǎng)殖水產(chǎn)品的生長發(fā)育。
2.2化學(xué)法
用于養(yǎng)殖廢水處置的化學(xué)法通常為化學(xué)氧化,常用的氧化劑有臭氧、過氧化氫、二氧化氯、液氯等。氧化劑具有氧化合成難生物降解溶解態(tài)有機(jī)物的作用,是養(yǎng)殖廢水深度處置的主要手腕。
臭氧具有很強(qiáng)的氧化性,其原理是,在水中合成的中間物質(zhì)經(jīng)基自在基(-OH),能夠合成那生物降解且難以被普通氧化劑氧化的溶解態(tài)有機(jī)物。用臭氧處置廢水,既能增加水中溶解氧,增加養(yǎng)殖水體的氧含量,又可以快速消滅細(xì)菌、病毒和氨等有毒有害成分,從而到達(dá)凈化養(yǎng)殖廢水,改善養(yǎng)殖水體的目的。據(jù)相關(guān)材料記載,臭氧在魚蝦養(yǎng)殖廢水處置中實(shí)踐應(yīng)用效果良好。日本伊騰慎悟用臭氧處置海水,研討發(fā)現(xiàn)海水中99.9%各種細(xì)菌可被臭氧消弭[1]。在1994-1995年間,Jack實(shí)行過13次臭氧水處置實(shí)驗(yàn),當(dāng)臭氧投放量到達(dá)0.59mg/L,滅菌率可達(dá)99.12%;此外,臭氧能快速降低養(yǎng)殖廢水的COD,增加溶解氧含量,并且可大大降低水中NH3-N和亞硝態(tài)氮濃度,但所耗費(fèi)的臭氧量也相對(duì)較大。
總體而言,化學(xué)氧化固然具有處置效率很高的優(yōu)點(diǎn),但需求特定儀器設(shè)備,費(fèi)用高,而且過量的試劑,很容易惹起二次污染。目前,臭氧氧化技術(shù)已在美國、歐洲和亞洲的日本被普遍應(yīng)用于海水養(yǎng)殖的循環(huán)水處置。
2.3理化學(xué)法
物理化學(xué)法相分離的綜合辦法,是廢水處置的主要辦法之一,如化學(xué)沉淀法,經(jīng)過添加一定的化學(xué)絮凝劑,再經(jīng)過沉淀,去除廢水中的顆粒物及無機(jī)物。
近些年,許多研討者對(duì)臭氧氧化與膜的分離技術(shù)產(chǎn)生了濃重的興味。Zhu等人發(fā)如今陶瓷微濾膜之前運(yùn)用臭氧實(shí)行初級(jí)處置,不只能夠進(jìn)步污染物的去除率,而且對(duì)緩解膜污染具有很重要的作用;Schlichter等人將臭氧與地表水混合后通入膜組件,可以進(jìn)步有機(jī)物的降解率,并同樣緩解了膜污染;Choi等人經(jīng)過一個(gè)膜與臭氧分離的中試研討,證明在臭氧存在的條件下,膜的通量會(huì)堅(jiān)持在一個(gè)穩(wěn)定值,并且可以很好的降解污染物質(zhì)。將膜別離技術(shù)與高級(jí)氧化技術(shù)相耦合用于廢水的深度處置過程,不只可以應(yīng)用膜截留來濃縮廢水中的有毒有害物質(zhì),而且還能夠用高級(jí)氧化技術(shù)中的氧化劑來降解膜截留的污染物質(zhì)。如此一來,這種耦合技術(shù)在一方面處理了膜別離中濃縮水的二次污染問題弛緩解膜污染問題,另一方面也進(jìn)步了高級(jí)氧化技術(shù)中氧化劑與污染物接觸的幾率,進(jìn)步了其氧化基團(tuán)的應(yīng)用效率。該技術(shù)目前有諸多學(xué)者正在研討實(shí)驗(yàn),是將來污水處置的主要開展方向之一。
3養(yǎng)殖廢水生物處置法
相比于物理法對(duì)BOD、N、P去除效率效率低,化學(xué)法費(fèi)用高且易形成二次污染,以生物為中心的技術(shù),既能有效去除養(yǎng)殖廢水中污染物,又不會(huì)對(duì)環(huán)境形成二次污染。目前,該辦法已被普遍應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處置及其它污水管理中。
采用生物法處置養(yǎng)殖廢水,主要是應(yīng)用藻類、微生物等對(duì)養(yǎng)殖廢水中有機(jī)物和N、P實(shí)行吸收降解。
3.1生物法
3.1.1藻類管理法
(1)大型海藻對(duì)養(yǎng)殖廢水的管理
大型藻類能經(jīng)過光協(xié)作用吸收固定水中的有機(jī)物、N、P等營養(yǎng)物質(zhì),同時(shí)向水中釋放氧氣,其具有生命周期長、生長快的特性,是海區(qū)重要的初級(jí)消費(fèi)者。在福建、廣東、江蘇、山東、浙江沿海實(shí)行的龍須菜栽培實(shí)驗(yàn)標(biāo)明,龍須菜能夠在海水中生長增重20-800倍。楊宇峰對(duì)江蘺組織N、P的含量剖析,發(fā)現(xiàn)江蘺含0.25%的N和0.03%的P,即每養(yǎng)殖收割1噸江蘺,相當(dāng)于從水體轉(zhuǎn)移出2.5kg的N和0.03kg的P。由此標(biāo)明,大型海藻減輕水體營養(yǎng)負(fù)荷的效果十分明顯[3]。
(2)微藻對(duì)養(yǎng)殖廢水的管理
微藻由于都要吸收水體中N、P等營養(yǎng)鹽,對(duì)養(yǎng)殖廢水均具有一定的管理效果,微藻在污水處置效果研宄已有報(bào)道。
吳沛儒曾對(duì)微藻處置水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中N、P的可行性作了研討,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)實(shí)行培育剖析,微藻適用于處置水產(chǎn)養(yǎng)殖中的N、P[4]。王黎穎曾就微藻對(duì)紅鰭東方飩養(yǎng)殖廢水的凈化效果如何實(shí)行了實(shí)驗(yàn)研討,小球藻、螺旋藻和杜氏鹽藻對(duì)紅鰭東方飩養(yǎng)殖廢水都有一定的凈化效果,其中小球藻的凈化效果最好[5]。
3.1.2微生物管理法
養(yǎng)殖廢水中的氮存在方式主要有三種:有機(jī)氮、NH3-N和NOx-N。在微生物的作用下,這幾種方式的氮能夠互相轉(zhuǎn)化的。主要轉(zhuǎn)化次第為:氨化作用→吸收異化作用→硝化作用→反硝化作用。異養(yǎng)微生物經(jīng)過氨化作用,將氨基酸等有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為NH3-N,硝化細(xì)菌經(jīng)過硝化作用將NH3-N轉(zhuǎn)化為NOx--N,在缺氧的狀態(tài)下,NOx-N又經(jīng)過微生物的反硝化作用轉(zhuǎn)化為N2,不溶于水的N2溢出水面,從而到達(dá)了脫氮的目的。
生物除磷是主要是依托聚磷菌(PAOs)來完成。在厭氧條件下,聚磷菌吸收低分子脂肪酸(VFAs)合成體內(nèi)的高聚能儲(chǔ)存物聚B-羥基丁酸(PHB),并從中取得能量,吸收污水中的有機(jī)物,在好氧或缺氧的環(huán)境下,聚磷菌合成體內(nèi)的PHB,攝取廢水中的磷酸鹽構(gòu)成聚磷酸鹽,最終經(jīng)過排泥的方式完成除磷。
經(jīng)過大量研討發(fā)現(xiàn),微生物對(duì)廢水中N、P的管理效率均可到達(dá)90%以上。關(guān)于養(yǎng)殖廢水,其污染物主要成分就是N、P,應(yīng)用微生物實(shí)行管理具有很強(qiáng)的針對(duì)性。
生物超量吸磷現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)招致了污水生物除磷技術(shù)的開展。孫福臨對(duì)聚磷菌對(duì)養(yǎng)殖廢水的管理實(shí)行了研討,應(yīng)用聚磷菌吸收的氧化溝工藝、序批式活性污泥法(SBR)對(duì)N、P的處置效果都極好[6]。
4人工濕地法
人工濕地(ConstructedWetlands)模仿自然濕地生態(tài)系統(tǒng),也叫構(gòu)建濕地。人工濕地從應(yīng)用生態(tài)學(xué)動(dòng)身,對(duì)廢水的處置是系統(tǒng)內(nèi)部植物、基質(zhì)和微生物之間物理、化學(xué)與生物三者互相作用的綜合結(jié)果。經(jīng)過基質(zhì)過濾、吸附、沉淀、離子交流、植物實(shí)行吸收和微生物實(shí)行代謝等多種途徑,去除養(yǎng)殖廢水中的N、P、有機(jī)物、SS、重金屬和病原微生物等。
經(jīng)過查閱歷史材料可發(fā)現(xiàn),我國首例人工濕地是天津市環(huán)保所1987年建成的蘆葦濕地工程,該濕地工程日處置廢水范圍為1400m3。1988~1990年,北京市環(huán)保所在北京昌平縣也建成了蘆葦濕地處置系統(tǒng),日處置廢水范圍為500m3。1990年7月,國度環(huán)保總局華南環(huán)保所在深圳建造白泥坑人工濕地工程,日處置廢水可達(dá)3100m3,經(jīng)過出水檢測(cè),證明該濕地污染物去除效果良好,能夠看作是初次濕地處置理論。自此,研討者開端對(duì)人工濕地的構(gòu)建辦法、污染去除效果及機(jī)理等方面實(shí)行了比擬系統(tǒng)的研討。目前,人工濕地污水處置技術(shù)在我國開展疾速,具有良好的應(yīng)用前景。普通狀況下,人工濕地對(duì)BOD的去除率為85%~95%,對(duì)COD的去除率可達(dá)80%以上。
水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的特性是污染物濃度低,廢水排放量大,在水處置中不能有較長的停留在處置設(shè)備中的時(shí)間。因此,關(guān)于水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水,宜樹立人工濕地生態(tài)系統(tǒng)實(shí)行集中處置。
5 總結(jié)
近些年中國社會(huì)的快速開展很多以環(huán)境為代價(jià),水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的范圍擴(kuò)展,產(chǎn)量進(jìn)步,同樣產(chǎn)生更多的養(yǎng)殖污染物。但想要完成建立富強(qiáng)、民主、文化、調(diào)和、美麗干凈的社會(huì)這一巨大目的,離不開環(huán)境維護(hù),離不開可持續(xù)開展。所以我們要認(rèn)真研討水產(chǎn)養(yǎng)殖的廢水處置技術(shù)以及其應(yīng)用的狀況,進(jìn)一步推進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)向著生態(tài)安康可持續(xù)的方向開展。從目前現(xiàn)有的成熟的水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處置技術(shù),以及正在研討實(shí)驗(yàn)的處置技術(shù)來看,物理化學(xué)生物分離的綜合處置方向,是最有效和最為廣發(fā)運(yùn)用的手腕。生物膜處置和濕地處置技術(shù)是今后鼎力開展的方向