海水工厂化养殖尾水处理技术模块化设计.pdf
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1、水产养殖 2023 年第 8 期党的十八大以来,党中央高度重视生态文明建设,将其纳入“五位一体”总体布局,提出了“绿水青山就是金山银山”的生态文明理念。2022 年 1 月,生态环境部和农业农村部联合印发 关于加强海水养殖生态环境监管的意见,对加强陆基海水养殖尾水治理方面提出了明确要求。海水养殖业由于历史原因,存在经营管理粗放、长期无序发展、养殖尾水普遍缺乏处理、污染海洋环境等问题1,同时由于养殖品种和方式的不同,尾水排放方式多样、排放频次不一、水质差别大、整治难度非常高,目前行业内还未出台明确的海水养殖尾水整治规范,也缺乏操作简单、投入较少、效果较好的治理技术方案。现以山东烟台某陆域海水工厂
2、化水产养殖场养殖尾水综合整治示范项目为例,设计了海水工厂化养殖尾水处理技术模块,通过整合收集养殖尾水,在厂区范围内建设沉淀池、微滤机、蛋白分离器、生物处理池等设施设备,实现养殖尾水水质提升和规范化管理。1项目概况该项目位于山东半岛东北部,工程区影响最大的波向为北向和西北向,水深较浅,大部分位于设计低水位以上,波浪到达岸边均已破碎,本工程设计极波浪要素均采用极限波高,最大波浪高 1.5 m;工程区内土层分布较稳定,自上而下依次为冲填砂、含黏性土粉砂、粉砂。该水产养殖场共有 8 个养殖车间,养殖总水体 6 000 m3,主要养殖许式平鲉和海参育苗保苗,其中鱼类养殖车间尾水为持续性排放,海参养殖车间
3、尾水为间歇式排放。养殖尾水在每个车间后端直接排放入海,高峰期每天总排放量 2 000 m3。在高密度养殖环境下,水体中残饵、粪便形成速度较快,且海参养殖主要投喂海底泥,倒池期间需要冲刷养殖池,导致该水产养殖场养殖尾水中的悬浮物和氮、磷营养盐浓度较高2。项目在厂区内新建 1 个沉淀池,改造已有的1 个蓄水池为生物处理池,将 8 个车间的尾水经管道整合导流至沉淀池,快速沉淀去除大部分大颗粒、易沉降悬浮物;沉淀池污泥通过污泥泵抽取,用 1 台板式压滤机压制成泥饼,泥饼可回收作为海参饲料,滤液返回沉淀池;沉淀池上清尾水进入1 台微滤机、1 台蛋白分离器,逐级过滤从大到小的悬浮物颗粒及胶状物质,过滤后尾
4、水排入生物处理池,通过光合细菌等微生物和藻类吸收氮、磷营养盐后,经排水沟渠溢流排放入海。实现了将原有的 8 个入海排污口合并为 1 个入海排污口,每年可以处理养殖尾水 40 万m3,减少 24 t 颗粒悬浮物、0.8 t 总氮和 0.04 t 总磷排海,并对海水养殖尾水进行了有效再利用,增加了经济效益。2工艺设计本项目采用模块化设计,通过污染物高效沉降、污染物逐级高效过滤、过滤增氧一体化、多层级海水工厂化养殖尾水处理技术模块化设计王磊,王文君,王东亮*(烟台市海洋环境监测预报中心,山东烟台264003)资助项目:烟台市财政项目“烟台市海水养殖尾水治理项目”作者简介:王磊(1985),男,高级工
5、程师,硕士,研究方向为海洋和渔业环境.E-mail:*通信作者:王东亮(1976),男,高级工程师,本科,研究方向为海洋渔业生态监测.E-mail:技 术 与 经 验doi:10.3969/j.issn.1004-2091.2023.08.01564水产养殖 2023 年第 8 期生物处理等集成创新技术手段,高效处理海水养殖尾水。具体处理工艺流程为:养殖车间排放养殖尾水排水渠(管道)沉淀池微滤机砂滤罐蛋白分离器生物处理池沟渠溢流排放(图 1)。图 1 海水养殖尾水处理工艺流程滤液滤饼压滤机泵取底泥沉淀池养殖车间荩荩荩荩蛋白分离器沉淀后尾水微滤机砂滤罐荩荩荩溢流排海生物处理池荨茛茛银茛2.1沉淀
6、池本项目鱼类养殖车间为持续排放尾水状态,但悬浮物浓度较低;海参养殖车间尾水主要在倒池期间集中排放,水量不大但悬浮物浓度较高,根据排放特点和厂区条件,设计沉淀池长 20 m,宽 8 m,深 3 m,能容纳水体积 480 m3,平均水体停留时间约 6 h,在厂区内沙地上进行土方挖掘和平整,整体为平流式嵌入地下的地下池,配备 1 台泥浆泵和 1 部高压水枪,在每日海参养殖倒池换水沉淀后抽取底泥,并冲洗沉淀池和排水阀门,防止淤塞。养殖尾水经沉淀池停留沉淀后,可去除大部分大颗粒悬浮物和部分高锰酸盐指数(IMn),并减轻后续过滤系统的压力。其他养殖类型的海水工厂化养殖单位,可以根据自身养殖规模和养殖特点,
7、合理设计沉淀池大小,鱼类养殖悬浮物浓度较低,可以根据养殖尾水排放量,匹配较短水体停留时间的沉淀池,海参和对虾养殖悬浮物浓度较高,可以延长水体停留时间,有条件的可设置二级沉淀池,以获得更好的沉淀处理效果。2.2板框压滤机板框压滤机具有过滤推动力大、滤饼含固率高、滤液清澈、固体回收率高等优点3,非常适用于海水养殖尾水污泥的脱水固化处理。该设备由交替排列的滤板和滤框构成一组滤室,滤板表面有沟槽,其突出部位用以支撑滤布,滤框和滤板的边角上有小孔,滤液在压力下,通过滤布、沿沟槽与孔道排出滤机,使污泥脱水。沉淀池的污泥经污泥泵抽出后,经压滤机压滤成滤饼排出系统,过滤液返回沉淀池,滤饼晒干后可以作为海参饲料
8、进行二次利用。2.3自动反冲洗微滤机自动反冲洗滚筒微滤机包含了箱体、滚筒、滤网、集污槽、滚筒电机、反冲洗水泵、喷嘴、密封装置等配件组成。利用一个可转动的 PVC 滚筒来进行过滤,滚筒外部有一层致密的 316 不锈钢筛网,滚筒通过齿轮由一台电机驱动,尾水通过进水口进入滚筒内部,水中悬浮物会被滤网过滤,当滤网透水性下降时,箱内水位下降,启动反冲洗。通过微滤机,可以过滤掉粒径 80 滋m 以上的悬浮物颗粒4。2.4砂滤罐砂滤罐广泛应用于水产养殖行业,缸体一般为玻璃纤维增强材料缠绕而成,具有强度高,寿命长,耐腐蚀,耐老化等特点,通过填充石英砂来过滤泥沙悬浮物、胶体有机物和金属离子。通过砂滤罐能有效过滤
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