水产养殖废水的危害及处理技术_李振.pdf
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1、目前,我国的水产养殖行业发展迅速,但养殖过程中缺乏科学的规范指导,因而会产生大量养殖废水。排放未经处理的水产养殖废水,不仅会破坏生态平衡,还会影响水产品的质量,甚至危害人们的生命健康。因此,为了解决水产养殖废水的问题,实现可持续发展,处理水产养殖废水的技术便应运而生。文章总结了物理法、生物法和物理化学法处理水产养殖废水的利弊,得知物理法和化学法具有成本花费高、再利用程度低等不足。生物法则具有周期短、危害小、花费少、可循环利用等优点,可为养殖户提供理论参考。关键词:水产养殖废水;危害;生物法;物理法;物理化学法doi:10.3969/j.issn.1001-6678.2023.03.043第 5
2、3 卷第 3 期2023 年 6 月工业微生物Industrial MicrobiologyVol.53 No.3Jun.2023随着全球人口的增多以及国民生活水平的提高,世界各地的大中型水产养殖场应运而生,养殖规模和养殖密度越来越大。国外一些国家,尤其是欧美和非洲国家对水产品的需求量也较大。为了满足人们对鱼类以及其他水产品日益增长的需求,水产养殖结构进行了调整,养殖规模不断扩大,养殖密度不断增加,这增加了水产养殖业对土地、水和自然资源的基本需求。水产养殖活动通常在受控的环境中进行,包括经济鱼类、软体动物、甲壳类动物、虾类等许多水生物种。全球水产养殖业的高度集约化发展,导致了由水产经济动物粪便
3、等有机质引起的养殖水体的变化。早在上世纪 70 年代初,一些学者就已经发现水产养殖废水未经处理直接排放会对周边生态环境造成影响。因此,如何实现水产养殖废水的可持续发展,是当下亟需解决的问题1。1水产养殖废水对环境的影响水产养殖废水中,NH3-N、NO3-N、NO2-N 和磷元素含量都超标了。这些物质未被处理会通过雨水冲刷等途径流入地表水源,进而对周围水环境造成危害。NH3-N 以非离子氨和离子氨两种形式存在。两种形式存在的氨可能会有一定的毒性,这是由于NH3的渗透作用可以通过多数生物膜而 NH4+几乎不能,所以 NH3毒性要强于 NH4+,会威胁水生生物的生命健康。水产养殖废水和其他行业的废水
4、一样,当排放到水环境的污染物的体量超过水体的自净化能力时,会使水体的理化性质和微生物群落结构发生改变,进而导致水体质量恶化,破坏原有的自我恢复功能。2水产养殖废水的处理技术2.1物理法2.1.1物理过滤物理过滤是养殖水体进入系统的第一个操作单元,以去除生物絮状体、排泄物和过量废物等固体废物为主。所涉及的单元操作可分为沉淀、机械过滤或离心装置。沉淀法由于没有足够的停留时间来沉淀颗粒物,去除污染物的效率较低,且耗时长,故不推荐使用。此外,资料显示,何学海2在循环水养殖系统中加入了离心装置,经过一段时间后发现,固体颗粒物的去除效率很低,耗能高,因此此类方法也不被推荐使用。现阶段,机械过滤常使用的装置
5、是鼓式过172-第 3 期第 53 卷滤器等微筛过滤器,这种装置常用于去除颗粒物和悬浮物,但去除效果不佳。2.1.2厌氧消化厌氧消化(AD)是一个在厌氧条件下,兼性厌氧细菌来降解有机物的过程。这个过程是物理过滤后的步骤,以尽量减少产生的有机污泥。常见的反应器类型有连续搅拌罐反应器(CSTR)、升流式厌氧污泥床(UASB)和序批式厌氧反应器(ASBR)。在CSTR、UASB 和 ASBR 中,污泥的去除效率很高。资料表明,AD 有一些不足之处,如反应器设备不易制作、消化过程中会产生一些有害物质等,因此也不推荐使用3。2.1.3紫外线消毒在 RAS 中,运用 UV 消毒法能减少活细菌的数量,净化水
6、质。但是,照射时间和照射强度不易控制,会影响鱼类和其他水生生物的生命健康。因此,使用 UV 消毒需要对养殖动物的习性非常了解。2.2生物法生物法,也被称为生物修复法,是一种低成本的传统技术,其利用微藻或微生物来恢复环境质量。藻类是生物修复中常用的单细胞水生植物,可用于多种环境条件下。在水产养殖中,常用的生物技术有生物反应器技术、生物絮凝技术、湿地和植物修复技术、工厂化循环水养殖技术。2.2.1生物反应器生物反应器是一种处理方法,是利用生物活性生物(如藻类)进行生物反应,以达到产品分离和纯化的目的4。生物反应器分为两种类型:移动床生物反应器(MBBR)和固定床生物反应器(FBBR)。例如,滴滤器
7、(TF)是一种固定床生物反应器,需氧细菌附着形成生物膜。微生物活动发生的基质决定了生物反应器的性能。该反应器可以有效去除废水中含氮磷的污染物,以达到去除氮磷的目的。2.2.2生物絮凝技术生物絮凝技术(BFT),由细菌、藻类和有机物积累组成生物絮凝物颗粒来改善水产养殖的水质,也被称为共生过程。BFT 系统分为间歇反应器和连续反应器两类。BFT 因为在水柱中可发生有毒氮转化,因而不需要过滤单元,如生物处理阶段就不需要。在超密集型养殖系统中,饲养频率越高,培养品种就越多。然而,大量粪便和未吃的营养物质将留在系统中,对水质产生负面影响。因此,控制食物投放量对水产养殖的水质至关重要。2.2.3湿地及植物
8、修复湿地是一种经济环保的系统,通过对生物和非生物进行硝化、反硝化、脱矿等活动,能够帮助养殖者减少对周围环境的污染。湿地的性能取决于湿地的设计和配置、养分有效性、水盐度和根系特征。水力负荷率增加会导致湿地性能下降,进而降低水产养殖废水中悬浮物的去除效率。植物修复是利用鲜活植物稳定、挥发、降解、根滤、吸收等作用来减少水产养殖环境污染的一种新兴技术。这种方法在很大程度上取决于植物的特性。根系良好、高生物量来源、高生长速率等因素可提升植物的修复性能5。2.2.4工厂化循环水养殖技术工厂化循环水养殖系统(RAS)是一个封闭系统,将清洁的水再循环到养殖系统中,这一技术已被广泛应用6。RAS 过程包括物理过
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