董翔　李靜　宋雨賢

摘? 要：習近平新時代中國特色社會主義思想的提出，特別是堅持新發(fā)展理念、堅持人與自然和諧共生、堅持在發(fā)展中保障和改善民生，為循環(huán)水的應用實施提供了重要的理論基礎。工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式是解決環(huán)境污染、提高水產品質量的有效途徑，以“循環(huán)水養(yǎng)魚技術”為核心的封閉循環(huán)水水產養(yǎng)殖提高了漁業(yè)發(fā)展水平，成為實現漁業(yè)增長方式轉變的有效途徑，符合節(jié)能、環(huán)保，節(jié)地、節(jié)約用水的經濟發(fā)展方向。

關鍵詞：生態(tài)? 循環(huán)水? 玻璃輕石? 池塘養(yǎng)殖

中圖分類號：S959? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）01（c）-0080-03

Abstract： The proposal of Xi Jinping Thought on Socialism with Chinese Characteristics for a New Era provides an important theoretical basis for the application and implementation of recycled water， especially for adhering to the new concept of development， maintaining harmony between man and nature， and ensuring and improving people's livelihood in the course of development.The model of industrial circulating aquaculture is an effective way to solve environmental pollution and improve the quality of aquatic products.It has raised the level of fishery development and the effective way to realize the transformation of fishery growth mode， which conforms to the economic development direction of energy conservation， environmental protection， land saving and water saving.

Key Words：Ecological; Circulating water; Glass pumice; Pond farming

1? 項目背景及淮安市現狀

當前中國經濟已進入由高速增長階段轉向高質量發(fā)展階段，這對國內不同區(qū)域實現高質量發(fā)展提出了新的要求，作為長江經濟帶和大運河文化帶上的重要城市，淮安市堅持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展，自覺遵循“共抓大保護、不搞大開發(fā)”戰(zhàn)略導向，全力推動建設淮河生態(tài)經濟帶，著力推進全流域生態(tài)建設與環(huán)境保護，打造淮河生態(tài)經濟帶示范區(qū);大力實施主體功能區(qū)戰(zhàn)略，明確生態(tài)功能分區(qū)，加強生態(tài)保護和自然修復，提高生態(tài)產品供給能力。馬頭鎮(zhèn)是國家級“臺灣農民創(chuàng)業(yè)園”核心區(qū)、江蘇淮安國家農業(yè)科技園核心區(qū)，境內水網縱橫，是黃河、淮河、運河交匯之地，在新時期發(fā)展過程中，水環(huán)境保護和優(yōu)化任務艱巨，馬頭鎮(zhèn)的全面發(fā)展不僅對淮安市實現高質量發(fā)展起著重要作用，對江蘇省鄉(xiāng)村振興和美麗鄉(xiāng)村建設起著重要的示范作用。

淮安市水產科學研究所早在2001年即開始了循環(huán)水養(yǎng)魚技術的研究，2003年取得了相關技術的國內領先的研究成果，成功申請兩項國家發(fā)明專利，建成的 “生態(tài)型工廠化養(yǎng)魚系統(tǒng)”已安全運行近10年，該系統(tǒng)運用新型過濾材料、人工濕地和微生物制劑作為水處理的主要手段，是一套具有中國特色的養(yǎng)魚系統(tǒng)。該系統(tǒng)養(yǎng)殖用水循環(huán)利用，養(yǎng)殖過程不使用任何藥物，是名副其實的節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保、高效的新型水產養(yǎng)殖方式。

生物凈化水處理技術是工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的核心，主要是利用微生物將水體中的氨氮轉化為氮氣排出系統(tǒng)，其技術關鍵是微生物的同化和異化作用。因此，生物填料作為微生物賴以棲息的場所，生物膜的載體，其材質、結構、比表面積對生物膜的性能有重要影響。生物填料在生物反應器中作用十分重要[1]。其性能好壞將直接影響水處理效果，主要需考慮以下3個方面。

（1）高效性。填料需生物親和性好、有較大比表面積，在填料的有限體積內根據生物接觸氧化的厭氧和好氧的不同要求構造不同的功能區(qū)，使厭氧、好氧、兼性厭氧反應同時高效地進行。

（2）低成本、無生物毒性，污水處理量大，用量大、價廉且易得的填料。

（3）兼顧環(huán)保、綠色、可重復利用等特性。

近幾年通過對廢棄的玻璃進行改性，制備成多孔懸浮生物填料-玻璃輕石，為廢棄物的資源化利用提供可靠的途徑。玻璃輕石作為一種新型的無機材料，由于其與水土相融和多孔質輕抗壓等特性，在廢水處理，城市綠化在綠色“海綿”工程中逐漸顯示的獨特功能和明顯效果。

玻璃輕石處理養(yǎng)殖水的原理：玻璃輕石是較好的微生物菌吸附載體，表面和內部均有密集的氣泡和微孔，由于水體中存在大量的細菌、真菌、放線菌、土壤原生動物等生物種群的生存和繁衍，無時不刻地將水中的有機物分解，微生物的生存需要氧氣，利用玻璃輕石的多孔通氣性能，于微生物結合后，將玻璃輕石做成玻璃輕石填料球，撒入水中，使水體進行曝氧，通過增加水體氧氣的方法來促進好氧細菌的生長繁殖，已達到增加和加快分解水中有機污染物的目的。玻璃輕石作為微生物的載體，可實現微生物負載量大，與載體結合牢固，不易脫落，并能保持優(yōu)勢菌群、將微生物吸附在玻璃輕石上，由于載體上可以提供不同的微環(huán)境，適合于不同種群的微生物菌群的代謝活動，利于各種菌群的分布和繁殖。玻璃輕石在生態(tài)循環(huán)水處理中既可用于反濾池的過濾材料，又可用于人工濕地、人工浮島的建設[2]。

2? 玻璃輕石在循環(huán)水養(yǎng)魚技術中的應用研究

利用玻璃輕石材料優(yōu)越的吸附性質和懸浮性質，與微生物制劑配合，實現其在生態(tài)型循環(huán)水養(yǎng)魚工廠中、封閉循環(huán)水池塘養(yǎng)殖中進行水處理的應用研究技術，該技術使用的玻璃輕石價格低廉，無毒環(huán)保，是名副其實的節(jié)能、環(huán)保、高效的新型水處理技術[3]。

2.1 玻璃輕石在生態(tài)型循環(huán)水養(yǎng)魚工廠中的應用研究

下面主要分析玻璃輕石作為生物填料，并作為生物載體在養(yǎng)殖水中高效、穩(wěn)定運行的應用技術研究。研究玻璃輕石啟動掛膜和穩(wěn)定運行過程中的脫氮除磷效果以及生物膜微生物群落組成結構等方面的特性，分析了不同運行參數對輕石填料在漁業(yè)水處理運行效果的影響規(guī)律，為填料在水處理污染控制中的應用提供了一定的思路和依據。優(yōu)化以玻璃輕石為生物載體移動床的工藝形式、工藝參數，設計用玻璃輕石建立人工濕地，選擇種植合適的水草，優(yōu)化以玻璃輕石建立人工濕地進行水生態(tài)修復的工藝參數。從而形成以玻璃輕石為填料在生態(tài)型循環(huán)水養(yǎng)魚工廠中高效處理水的應用新工藝和新技術[4]。

2.2 玻璃輕石在封閉循環(huán)水池塘養(yǎng)殖中的應用

下面主要進行研究玻璃輕石作為過濾材料，并作為生物載體在封閉循環(huán)水池塘養(yǎng)殖中高效、穩(wěn)定運行的應用技術研究。基于新型的玻璃輕石填料為研究對象，從提升污水的脫氮除磷、COD效率入手，結合現代生物學技術，研究玻璃輕石填料生物膜結構特性、微生物群落分布等微觀特性，探討填料在廢水處理中有機物、氮磷等主要污染物去除的影響規(guī)律，構建基于輕石填料在處理中強化脫氮除磷的最佳工藝特征與控制策略。設計用玻璃輕石建立人工濕地，種植水草，研究水草的種類對水中氨氮、硝態(tài)氮、總磷等參數的影響。優(yōu)化以玻璃輕石建立人工濕地在封閉循環(huán)水池塘養(yǎng)殖中的應用研究的工藝參數[5]。同時使用玻璃輕石作為浮島載體構建人工浮島，選擇合適的浮島固定裝置和材料，研究浮島在水面的擺放方式和固定方式，以及植物的選擇和移栽。形成以玻璃輕石為生物填料在封閉循環(huán)水池塘養(yǎng)殖中應用的新工藝和新技術。

2.3 玻璃輕石在封閉循環(huán)水池塘養(yǎng)殖中的應用技術方案

該技術方案設計的工藝流程見圖1。

封閉循環(huán)水池塘養(yǎng)殖工廠的的主要作用單元為以下方面。

（1）過濾裝置。以用玻璃輕石為主要原料。

（2）微生物制劑。

（3）人工濕地。

人工濕地和人工浮島將由處理能力強的水生植物、底棲的水生動物和有益微生物組成，面積占養(yǎng)殖面積的20%。對于面積較大的水域，可采用人工浮島和人工濕地結合的方式。使用人工浮島，可節(jié)省土地的使用面積[6]。

使用玻璃輕石為基質在池塘上面建立生態(tài)浮島，生態(tài)浮島由若干個浮島單體組成，浮島單體主要包括浮體框、水生植物、太陽能曝氣單元和生物膜載體單元。浮體框材質可為高分子材料，浮體框內填充負載有微生物的玻璃輕石，在玻璃輕石內種植水生植物，浮島上方設置有曝氣機，利用曝氣機曝氣，能夠局部活化水質，增加水體流動性，提高水中含氧量。

3? 結論

利用玻璃輕石優(yōu)越的吸附性質，與微生物制劑配合，實現其在生態(tài)型循環(huán)水養(yǎng)魚工廠中、封閉循環(huán)水池塘養(yǎng)殖中進行水處理的應用研究技術，該技術使用的玻璃輕石價格低廉，無毒環(huán)保，是名副其實的節(jié)能、環(huán)保、高效的新型水處理技術。該技術既解決了池塘養(yǎng)殖用水的凈化問題，又能使池塘養(yǎng)殖由靜水養(yǎng)殖變?yōu)閯铀B(yǎng)殖，甚至流水養(yǎng)殖，既節(jié)約了養(yǎng)殖用水，又大大提高了池塘的生產效力，是“生態(tài)型循環(huán)養(yǎng)殖技術”又一應用嘗試，是對目前傳統(tǒng)池塘水產養(yǎng)殖革命性的改變，將對漁業(yè)增長方式的改變起到重要的引導作用。將這種環(huán)保的生物填料應用推廣于養(yǎng)殖業(yè)循環(huán)水的處理中，將對構建綠色、循環(huán)式工廠化養(yǎng)魚體系具有很重要的意義，同時對于玻璃輕石的應用可對以下關鍵技術難點進行深入研究。

3.1 玻璃輕石與微生物結合在過濾池中的應用

利用玻璃輕石填料的質輕、大比表面積的特性，與微生物結合后，研究玻璃輕石填料在反濾池中用于養(yǎng)殖循環(huán)水處理中的應用。研究啟動掛膜和穩(wěn)定運行階段對有機物、氮磷污染物的去除效果，探究不同的運行參數對玻璃輕石填料在漁業(yè)循環(huán)水處理運行效果的影響規(guī)律。

3.2 玻璃輕石與微生物結合在人工濕地中的應用

利用吸附了微生物的玻璃輕石建立人工濕地，選擇種植合適的水草，優(yōu)化以玻璃輕石建立人工濕地進行水生態(tài)修復的工藝參數。濕地系統(tǒng)中的含氮化合物主要包括有機氮、無機氮和顆粒氮。氮的去除作用通過植物根系組織的吸收、填料吸附沉降及生長在植物、填料表面的微生物氨化、硝化和反硝化過程。研究水體因素如溫度、pH等的影響。

3.3 玻璃輕石與微生物結合在人工浮島中的應用

使用玻璃輕石作為浮島載體在池塘上面構建人工浮島，選擇合適的浮島固定裝置和材料，研究浮島在水面的擺放方式和固定方式，以及植物的選擇和移栽。形成以玻璃輕石為生物填料在封閉循環(huán)水池塘養(yǎng)殖中應用的新工藝和新技術。

參考文獻

[1] 魏娜娜，于萍.新型環(huán)保材料玻璃輕石的生產、應用現狀和發(fā)展建議[J].玻璃，2020，47（4）：53-57.

[2] 楊正俊，鄒昀，高傳超，等.玻璃輕石混凝土砌塊孔型優(yōu)化設計分析[J].混凝土與水泥制品，2019（3）：68-70.

[3] 郝建春.廢玻璃變輕石打造綠色“海綿”工程新資材[J].中國新技術新產品，2016（3）：145-146.

[4] 蔡秀萍，王杏龍.水解酸化-MUCT組合工藝處理畜禽養(yǎng)殖廢水試驗[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2017（14）：69-71.

[5] 王飛超.玻璃輕石—土壤混合體水分入滲及氮、磷再分布過程研究[D].西安理工大學，2018.

[6] 劉旭棟.畜禽養(yǎng)殖廢水COD組分表征及其工程實踐意義[D].重慶大學，2017.