文/蒙烽 黃龍 韋木蓮 吳雅麗
試驗把五個池塘作為研究對象,兩個生態(tài)塘作為養(yǎng)殖池塘污水的處理塘,另外三個作為養(yǎng)殖池塘,由測到數據可知,生態(tài)塘對養(yǎng)殖池塘水體中的氨氮(NH3-N)每日平均去除率達到40.9%,去除率差異顯著(P<0.05),亞硝酸鹽(NO2-N)每日平均去除率達到36.2%,差異顯著(P<0.05),達到去除氨氮和亞硝酸鹽作用。經過處理后的養(yǎng)殖池塘,氨氮和亞硝酸鹽出現遞減,沒有上升的趨勢,由此可知,生態(tài)塘處理后的養(yǎng)殖水體對養(yǎng)殖魚塘氨氮和亞硝酸鹽質量濃度有去除作用,可達到凈化養(yǎng)殖水質的效果。
近年,池塘養(yǎng)殖的密度日益增大,甚至超過池塘本身的容納能力,造成養(yǎng)殖水體富營養(yǎng)化,水質污染,導致魚體生長緩慢,成品品質下降,已經不符合綠色健康生態(tài)養(yǎng)殖的發(fā)展需求。因為池塘養(yǎng)殖密度過大,養(yǎng)殖餌料投喂增多,隨之養(yǎng)殖水體的氨氮和亞硝酸鹽增多。有研究表明,在池塘養(yǎng)殖投喂的飼料中,有5%~10%未被魚類食用,而被養(yǎng)殖魚類食用的飼料中又有25%~30%以糞便形式排出體外。養(yǎng)殖池塘的廢水、殘餌和排泄物直接通過排水渠排出體外,未經處理容易造成養(yǎng)殖水質資源的浪費和水環(huán)境的污染。所以,改變這種資源浪費的養(yǎng)殖方式需要把未被利用的氮化合物利用起來,把排出體外的養(yǎng)殖污水重新利用起來,徹底實現淡水池塘養(yǎng)殖廢水“零排放”,減少水環(huán)境污染。
(一)池塘系統(tǒng)的構建
池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)由養(yǎng)殖池塘和生態(tài)塘兩個部分組成。養(yǎng)殖污水處理是把養(yǎng)殖池塘的水體通過潛水泵提升到進水渠,再從進水渠流動到生態(tài)塘,一段時間后養(yǎng)殖污水的氮化合物在生態(tài)塘內發(fā)生轉化和吸收,接著養(yǎng)殖水自流到養(yǎng)殖池塘,形成一個循環(huán)的養(yǎng)殖系統(tǒng)(圖1)。
由圖1可知,養(yǎng)殖池塘分別為1號、2號和3號魚塘,魚塘的形狀為長方形,東西走向,長為55m,寬為30m,面積為1650m2,魚塘的進水都是從離地面90cm的DN300PVC管進入,水位高為2.2m,且每個進水口都有設置檢查井開關。生態(tài)塘的1號凈化池和2號凈化池是串聯起來的,每個生態(tài)塘的形狀也是長方形,東西走向,規(guī)格同養(yǎng)殖池,1號凈化池為進水渠的進水口,設計水位高為2.6m,2號凈化池設計水位高2.4m,處理后的養(yǎng)殖水體從4號檢查井自流到養(yǎng)殖池塘。
圖1 養(yǎng)殖系統(tǒng)模式工藝圖
(一)試驗方法
試驗在廣東省佛山市農業(yè)科學研究所進行。生態(tài)塘的1號凈化池懸掛15條30m的無紡布生態(tài)基,南北走向,間隔2.5m。研究表明,無紡布生態(tài)基的應用可以改變水體細菌群落構成,增加養(yǎng)殖水體細菌群落多樣性,有利于細菌、藻類、浮游動物和其他水生生物的生長和繁殖,促進喜歡定植于表面的細菌(如硝化細菌)的生長,又能大大增加與水體的有效接觸,增加顆粒物與生物膜的接觸機會。水體底部放置35個氧氣盤微孔納米增氧,增加水體的溶解氧,投入規(guī)格為2cm的黃顙魚苗1500尾。2號凈化池淺水區(qū)四周種植輪葉黑藻,輪葉黑藻又叫黑藻,為多年生沉水草本植物,適應能力強,生長速度快、富集能力強,是凈化養(yǎng)殖污水的理想植物選擇,同時也是很多水生動物的高蛋白青飼料,投入規(guī)格為1.5cm的羅氏沼蝦苗3萬尾和規(guī)格為500g草魚10尾。2號養(yǎng)殖池作為試驗塘,1號養(yǎng)殖池和3號養(yǎng)殖池作為對照塘,2018年6月22日分別投入規(guī)格為500g草魚1000尾,每天早上8:00和下午5:00各投喂一次,做到定時、定質、定量、定點三定原則。
水樣采集和處理方法執(zhí)行《水質和廢水監(jiān)測分析方法》,氨氮和亞硝酸鹽用HACH DR-3900測定。試驗數據用SPSS22.0軟件統(tǒng)計,用單因子方差分析和Duncan's進行多重比較和差異顯著性檢驗。
(二)生態(tài)塘對氨氮和亞硝酸鹽去除作用
試驗運行期間,養(yǎng)殖池塘和生態(tài)塘都沒有發(fā)病情況,輪葉黑藻也生長正常。2018年9月11日從2號魚塘抽取深度為50cm的養(yǎng)殖水體到生態(tài)塘,打開納米微孔增氧。有研究表明,與傳統(tǒng)的表面增氧設備相比,納米微孔增氧從底部對池塘進行立體增氧的效果,增大了氣液的接觸面積和反應時間,提高了氧氣利用率,節(jié)約60%~80%的電力消耗。研究表明,底層曝氣保證了水體中足量的溶氧,加速了水體底部的氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫等有害物質的氧化,降低了對水生生物的毒副作用,利于水生植物生長,改善了養(yǎng)殖環(huán)境。關閉4號檢測井開關,防止水體流動到其他養(yǎng)殖魚塘。9月11日測得氨氮的質量濃度為0.557mg/L,亞硝酸鹽的質量濃度為0.345mg/L。由表1數據分析可知,生態(tài)塘對養(yǎng)殖池塘水體中的氨氮(NH3-N)每日平均去除率達到40.9%,去除率差異顯著(P<0.05),亞硝酸鹽(NO2-N)每日平均去除率達到36.2%,差異顯著(P<0.05),經過處理的養(yǎng)殖水質的氨氮和亞硝態(tài)鹽始終維持在1.89mg/L和0.2mg/L以下,符合淡水池塘養(yǎng)殖用水標準,達到去除氨氮和亞硝態(tài)鹽作用。
(三)養(yǎng)殖池塘的水質凈化作用
從2018年8月14日開始監(jiān)測養(yǎng)殖池塘1號、2號和3號的氨氮和亞硝態(tài)鹽質量濃度。每隔一周檢測一次數據,連續(xù)測定9周,數據如圖2和圖3所示。由圖2可知,1號養(yǎng)殖池和3號養(yǎng)殖池的氨氮質量濃度隨著時間推移一直都在遞增,沒有下降趨勢,最后造成養(yǎng)殖水質污染。2號養(yǎng)殖池在8月14日至9月11日氨氮質量濃度也是在遞增的,在9月18日檢測氨氮有明顯的降低,這是因為在9月11日抽取50cm水體到生態(tài)塘處理,處理3天后,9月14日水體自流到2號養(yǎng)殖池,所以氨氮質量濃度降低了。9月25日到10月9日,氨氮也是一直都在遞減,沒有上升的趨勢,由此可知,生態(tài)塘處理后的養(yǎng)殖水體對養(yǎng)殖魚塘氨氮質量濃度有去除作用,同理如圖3所知,亞硝酸鹽質量濃度變化情況也是如此??芍?號養(yǎng)殖池的氨氮和亞硝酸鹽的都有明顯降低,符合淡水池塘養(yǎng)殖用水標準,達到凈化養(yǎng)殖水質的效果。
生態(tài)塘+養(yǎng)殖池溏組合養(yǎng)殖是一種新的養(yǎng)殖模式,是改變傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式,提高養(yǎng)殖效益的一種方法。與其它養(yǎng)殖水質處理不同的是,本次試驗的生態(tài)塘是可以用于養(yǎng)殖經濟價格高的品種,像蝦、貝類和蟹等。本試驗還利用了沉水植物輪葉黑藻,輪葉黑藻可以為蝦和蟹類提供生長空間和植物蛋白飼料,具有健康、生態(tài)的養(yǎng)殖特點。但是本試驗還在完善階段,更多的設計方案還要進一步改進,最后,希望本次試驗能為水產業(yè)興旺,減少養(yǎng)殖污水排放和保護水環(huán)境提供新思路。
表1 生態(tài)塘氨氮和亞硝酸鹽每日去除率
圖2 養(yǎng)殖池塘氨氮的質量濃度變化情況
圖3 養(yǎng)殖池塘亞硝酸鹽的質量濃度變化情況