??????? 3.2.4 生物硫化床
??????? 生物硫化床是高負(fù)荷的一種生物膜法,Arbi等用好氧的硝化滴濾和缺氧反硝化硫化床相結(jié)合的反應(yīng)器,懸浮在表面的富含硝酸鹽和溶解的有機物送到硫化床,處理效果良好。Jewell等在水產(chǎn)養(yǎng)殖水體循環(huán)中利用膨脹床的硝化和反硝化作用同時,處理BOD5、SS和氮,出水氨氮低于0.5mg/L。
??????? 3.3水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)的自然生物處理
??????? 用自然生物處理水產(chǎn)養(yǎng)殖水體主要有濕地、定塘和土地處理系統(tǒng)等,其優(yōu)點是處理含氮和磷的水體,能達(dá)到比較徹底的處理效果。
??????? 3.3.1 濕地生態(tài)系統(tǒng)
??????? 人工濕地具有一定的污水處理能力,對氮、磷有機物懸浮物等的去除有良好的效果,人工濕地凈化工農(nóng)業(yè)廢水已有大量研究,近年來,用人工濕地處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水取得一定進(jìn)展。非集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖的自然水域本身是一個典型濕地系統(tǒng),具有良好的自凈能力,只要合理利用和加強其自凈能力,會有良好的環(huán)境效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng);Kruzie等綜合土地處理濕地池塘水生植物系統(tǒng)進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖水體循環(huán)。Wood等利用人工濕地系統(tǒng)處理水體,濕地系統(tǒng)中藻類密度高,在地表水利負(fù)荷1315cm/d時,COD的去除率59.2%、NH+42N為34.6%、PO-42P-為3.19%和SS為78%;如果水力停留時間在3d,則COD的去除率79.4%、NH+42N為82.8%、PO3-42P為54.1%、蛋白質(zhì)產(chǎn)率50t/hm2·a。Lin等用人工濕地處理水產(chǎn)養(yǎng)殖水體,在水力負(fù)荷為1.8~13.5cm/d之間,則NH+42N去除率為86%~98%,總無機氮(TIN)為95%~98%,磷的去除為32%~71%,出水NH+42N濃度<0.3mg/L,NO-22N<0.01mg/L。對于鹽度高的水體,用耐鹽性植物種植在沙性濕地上,可去除養(yǎng)殖水體中98%的總氮、94%的無機氮、99%的總磷和97%的溶解態(tài)磷。
??????? 3.3.2 魚塘水生生態(tài)系統(tǒng)
??????? 魚塘水生生態(tài)系統(tǒng)本身有很強的凈污能力,在水產(chǎn)養(yǎng)殖水體的處理中完全可以利用魚塘對污染物的凈化能力來凈化污水。養(yǎng)殖水體的綜合利用主要是用池塘的自凈能力和魚類生理特性,如充氧、魚藻共生系統(tǒng)、魚類白天和晚上不同活動時間混養(yǎng)、耐污能力不同魚類混養(yǎng)和對魚類生理修正。Kirke從曝氣方面進(jìn)行了研究,對魚塘采用風(fēng)力曝氣;Logsdon從改變水生植物結(jié)構(gòu)著手,利用浮萍對氮和磷的吸收(1km2的浮萍能吸收約802kg氮和146kg的磷)和對重金屬的累積能力處理水產(chǎn)養(yǎng)殖水體。Wang用雙殼類去除藻類,沉降法去除懸浮物,通過蝦塘、蠔形成水的循環(huán)利用。Umble等用魚塘處理污水二級處理出水,利用二級處理出水提供的營養(yǎng),調(diào)節(jié)營養(yǎng)比例(N∶P在16~23),使得水生植物繁殖,作為魚類的食料。養(yǎng)殖水體的綜合利用的安全是人們關(guān)心的問題,Adamsson等進(jìn)行的研究結(jié)果表明,只要投加飼料成分恰當(dāng),影響不大,但從保守的觀點來說,有待于進(jìn)一步證實。
??????? 4水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的循環(huán)利用工藝流程
??????? 進(jìn)行水處理裝置有多種,其結(jié)構(gòu)各不相同,其工藝流程也不一樣,下面介紹幾種典型的流程。魚池排水→集水池塘→氧化池→→增溫增氧池→魚池回用的工藝在德國使用較多,這種工藝流程中氧化池為生物轉(zhuǎn)筒,水力負(fù)荷4.5~514m3/m3·d,沉淀池回流50%~100%到氧化池。魚池排水→沉淀池→升流式生物濾池→淋水塔式增氧→加熱、消毒→魚池回用的工藝在加拿大使用較多,在沉淀池能夠去除60%的SS,在升流式生物濾池的填料粒徑為1~10mm左右,可以去除99%氨氮,新鮮水/回用水為1/9。魚池排水→充氧→升流式石灰?guī)r濾池→沉淀池→增氧→回用的工藝在美國使用較多,其中新鮮水/循環(huán)水為1/5。魚池排水→升流式碎石濾池→降流式碎石濾池→增溫池→回用的工藝在上海集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)水體循環(huán)中使用較為普遍,其中濾池水力負(fù)荷110.5~140.0m3/m3。魚池排水→集水池→升流式沸石濾池→降流式沸石濾池→補充新鮮水、調(diào)溫→魚池回用在北京集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)水體循環(huán)中使用較多,其中濾池水力負(fù)荷為150~194m3/m3。
??????? 5生物工程在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中的應(yīng)用
??????? 伴隨著生物技術(shù)的發(fā)展,水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)越來越多地運用生物工程技術(shù)來減少廢水排放量和污染物數(shù)量。比如用微生物發(fā)酵生產(chǎn)和遺傳工程技術(shù)將合成特定氨基酸的基因克隆進(jìn)入微生物的細(xì)胞質(zhì)中,然后借助微生物的增殖來生產(chǎn)蛋白質(zhì)魚類飼料,可以提高魚對飼料的利用率,降低氮的排泄物,減少廢水中氮的濃度;利用生物篩選技術(shù)和基因工程培育一些去污能力強的植物(特別是藻類)和微生物來凈化水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水;利用生物工程對魚類進(jìn)行生理修正,使魚類提高耐污能力和減少排泄物,比如Phelps培育的魚類對沙門氏菌屬形成抗體,這種魚類就可以在污染水體中生長。鄭耀通等對具有高效凈化水產(chǎn)養(yǎng)殖水體的紫色非硫光合細(xì)菌進(jìn)行了分離和篩選,篩選出來的紫色非硫光合細(xì)菌既有很強的凈水能力,又是魚類的飼料。目前國內(nèi)的研究主要集中在光合細(xì)菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖水體凈化中的應(yīng)用。
??????? 6 展望
??????? 展望隨著世界性水資源短缺和環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重,今后各國將采用封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖方式。其中,養(yǎng)殖廢水的綜合利用與無害化排放技術(shù)具有極大的研究開發(fā)價值和廣泛的應(yīng)用前景。雖然生物濾池去除氨氮和有機物的效果比較好,卻會使水中硝酸鹽含量增加,硝酸鹽的毒性雖比氨氮低,但過度積累同樣會影響魚類生長,而且含氮高的廢水排放到環(huán)境中,又會引起二次污染。2l世紀(jì)的水產(chǎn)養(yǎng)殖將由單一型向生態(tài)型發(fā)展。近年來,美國、丹麥、日本和中國等國家發(fā)展魚菜共生、魚藻共生系統(tǒng);利用養(yǎng)殖廢水培育蔬菜、花卉、水果和藻類,既能最大限度地提高水產(chǎn)品和蔬菜等的產(chǎn)量,又能凈化水質(zhì),把污染降至最低程度,從而形成小環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。
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