劉真 王海鳳

(河北省滄州市水產(chǎn)技術(shù)推廣站，河北 滄州 061000)

引言

水產(chǎn)養(yǎng)殖具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，近年來(lái)，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴(kuò)大，為人們提供了豐富的水產(chǎn)品。水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水污染程度也愈發(fā)嚴(yán)重。如，我國(guó)很多沿海地區(qū)，都存在水體富營(yíng)養(yǎng)化的問(wèn)題，水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水大規(guī)模排放，致使局部海域N、P含量不斷提升，是導(dǎo)致赤潮頻繁爆發(fā)的主要原因。同時(shí)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水如果處理不當(dāng)，也會(huì)制約水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。如何更加高效、便捷、低成本地處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水是目前我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展中亟待解決的問(wèn)題，也是保證水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵?；诖耍_(kāi)展水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水污染危害及處理技術(shù)的分析研究就顯得尤為必要。

1 水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水污染物的組成

水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水污染物的組成比較復(fù)雜，可分為2大類，無(wú)機(jī)物污染，有機(jī)物污染。和生活污水及工業(yè)生產(chǎn)污水相比，水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水具有水量大、污染物品種少但含量變化小的特點(diǎn)，污染負(fù)荷比較低，處理比較容易。具體的水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水污染物的組成情況如表1所示。

表1 水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水污染物的組成情況表

2 水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的來(lái)源和危害

2.1 來(lái)源

水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的來(lái)源主要有2個(gè)方面。在養(yǎng)殖過(guò)程中，使用了太多的藥物，部分水產(chǎn)養(yǎng)殖戶為降低管理的難度，提升產(chǎn)量，提高存活率，在養(yǎng)殖全過(guò)程肆無(wú)忌憚地使用藥物，這些藥物難以自行消解，會(huì)長(zhǎng)時(shí)間存在于水體中，不但會(huì)對(duì)水環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和破壞，而且會(huì)大幅度降低水體的有益微生物數(shù)量，引起水環(huán)境失衡；合理、規(guī)范的投喂飼料，一些水產(chǎn)養(yǎng)殖戶為提升產(chǎn)量，采取集約化養(yǎng)殖方式，經(jīng)常不加節(jié)制的投喂飼料，造成飼料投喂過(guò)多，引起水體污染，再加上排泄物的影響，不但會(huì)降低水體的透明度，而且會(huì)降低水體中溶解氧的難度，影響pH值，不利于水生物的正常生長(zhǎng)。

2.2 危害

就目前我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展現(xiàn)狀而言，養(yǎng)殖技術(shù)還不夠先進(jìn)，一些水產(chǎn)養(yǎng)殖戶為獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，沒(méi)有認(rèn)真做好管理工作，沒(méi)有按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水，不但對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞，而且不利于保證人體健康。水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水污染的危害主要體現(xiàn)在以下2個(gè)方面。

2.2.1 危害水產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性

部分水產(chǎn)養(yǎng)殖戶在水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中為降低成本，經(jīng)常會(huì)選擇劣質(zhì)飼料來(lái)投喂，如穩(wěn)定劑、顏料、消毒劑等，不但會(huì)威脅到水生物的健康，而且會(huì)融合到水體中，污染水體。甚至一些養(yǎng)殖戶為降低管理的難度，提升養(yǎng)殖的便捷性，不惜使用一些高毒性的藥物。這些藥物中通常含有大量重金屬元素，水生物吸收后，會(huì)沉淀在體內(nèi)，人類在食用這些水生物之后，重金屬元素就會(huì)進(jìn)入到人體。致使人體機(jī)能出現(xiàn)慢性損傷，如果情況嚴(yán)重甚至?xí)饑?yán)重的重金屬中毒問(wèn)題，如鉛中毒、汞中毒、鎘中毒等，甚至?xí){到人的生命。

2.2.2 危害生態(tài)環(huán)境

我國(guó)很多地區(qū)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中多采取集約化的養(yǎng)殖模式，為獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，水生物的養(yǎng)殖密度非常大，水體中含有大量水生物代謝物，不但會(huì)增加水體中氨和氮的含量，而且會(huì)增加水生物正常生長(zhǎng)的需氧量，影響水生物正常生長(zhǎng)速度，延緩收獲、銷售的時(shí)間[1]。此外，還會(huì)增加水體中有機(jī)物的密度，如果凈化和處理不及時(shí)，有機(jī)污染物的增加會(huì)降低水體中溶解氧的含量。水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中氨氮、亞硝酸鹽等物質(zhì)的增加，還會(huì)給水中細(xì)菌和微生物的繁殖生長(zhǎng)營(yíng)造良好的條件，引起水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，降低水質(zhì)。水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水如果不處理直接排放到自然環(huán)境中，就會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和破壞。

3 水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的處理技術(shù)

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的大環(huán)境下，很多高新技術(shù)和設(shè)備被廣泛應(yīng)用到水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中，致使處理技術(shù)水平不斷提升，目前常用的處理技術(shù)包括物理處理技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)、物化聯(lián)合處理技術(shù)、生物處理技術(shù)、人工濕地處理技術(shù)5種。

3.1 物理處理技術(shù)

物理處理技術(shù)是水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中常用的技術(shù)之一，機(jī)械過(guò)濾和泡沫分離處理技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中有很好的應(yīng)用。

機(jī)械過(guò)濾的處理機(jī)理為阻隔吸附，是最基礎(chǔ)的水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)。在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中含有大量殘余餌料和水生物的代謝物，都以懸浮顆粒的形式存在于水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中，通過(guò)機(jī)械過(guò)濾處理技術(shù)，可有效去除水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中的殘余餌料和代謝物，而且成本比較低，過(guò)濾效果比較好。常用的機(jī)械過(guò)濾設(shè)備為過(guò)濾器，或者是砂濾池，都能有效去除水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的殘余餌料和代謝物，目前機(jī)械過(guò)濾多應(yīng)用在循環(huán)水養(yǎng)殖類的養(yǎng)殖場(chǎng)中[2]。但此種方法去除水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中COD、BOD、氮和磷的效果比較差。

泡沫分離技術(shù)通常應(yīng)用在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的初步處理中，主要做法為向水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水通入空氣，形成氣泡，會(huì)帶走水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中具有表面活性的部分微生物，上升到水面之后就會(huì)形成泡沫。再對(duì)泡沫進(jìn)行分離，就能很好地去除水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中溶解態(tài)污染物和懸浮態(tài)污染物。泡沫分離技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中應(yīng)用時(shí)，既能去除有毒有害的物質(zhì)，也可以提升水體中溶解氧的含量，維護(hù)水體環(huán)境，保證水生物能夠正常生長(zhǎng)，是目前水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中常用的技術(shù)之一。

3.2 化學(xué)處理技術(shù)

化學(xué)處理技術(shù)是通過(guò)化學(xué)氧化反應(yīng)的方法去除水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中有毒有害的物質(zhì)，常用的氧化劑是臭氧，臭氧具有很強(qiáng)的氧化性，可氧化分解溶于水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中的有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的深度處理。在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中，采取臭氧氧化的處理方法，不僅可以提升水體中溶解氧的含量，還能起到改善水體的目的。尤其是在魚(yú)蝦混養(yǎng)廢水處理中，應(yīng)用臭氧處理技術(shù)具有良好的效果，當(dāng)臭氧的投放量達(dá)到0.59mg·L-1時(shí)，殺菌率能夠達(dá)到驚人的99.12%，而且通過(guò)臭氧，降低水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中COD的含量，進(jìn)一步增加溶解氧的含量,降低水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中HN3-N和亞硝態(tài)氮的濃度，但臭氧的消耗量也會(huì)增大[3]?？傊谒a(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中應(yīng)用化學(xué)處理技術(shù)，可大幅度提升處理效率，但需要很多特定的容器和試劑，如果控制不當(dāng)，會(huì)引起二次污染。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，臭氧氧化技術(shù)愈發(fā)先進(jìn)，在美國(guó)、日本等海水養(yǎng)殖循環(huán)水處理中得到了有效應(yīng)用，應(yīng)用效果比較好，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中也可以大力推廣臭氧氧化處理技術(shù)。

3.3 物理化學(xué)聯(lián)合處理技術(shù)

單一的物理處理技術(shù)和化學(xué)處理技術(shù)都有很強(qiáng)的局限性，難以有效去除水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中的污染物，將物理處理技術(shù)和化學(xué)處理技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用可大幅度提升去除效果。將臭氧氧化技術(shù)和膜處理技術(shù)相互結(jié)合，既能提升污染物的去除效率，還能解決頻繁更換過(guò)濾膜的問(wèn)題。這是因?yàn)樵诔粞醯妮o助下，膜的通過(guò)量會(huì)始終保持在穩(wěn)定狀態(tài)，而且還能加速污染物的降解速度和效率[4]。二者相互結(jié)合可很好的應(yīng)用在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水深度處理中，通過(guò)膜過(guò)濾技術(shù)可有效截留水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中的有毒有害物質(zhì)，而通過(guò)臭氧氧化技術(shù)，可降解膜截留下的污染物質(zhì)。二者聯(lián)合應(yīng)用，可降解化學(xué)處理存在二次污染的問(wèn)題，提升氧化劑和污染物的接觸幾率，進(jìn)而提升氧化基團(tuán)的綜合利用率，降低處理成本。

3.4 生物處理技術(shù)

與物化處理技術(shù)相比，生物處理技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)是不用擔(dān)心發(fā)生二次污染，是一種綠色、環(huán)保、可持續(xù)利用的水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)。主要是通過(guò)微藻來(lái)代謝水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水成分。微藻細(xì)胞內(nèi)部含有一定量的蛋白質(zhì)，有一種特異性的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)，通過(guò)此種蛋白質(zhì)，可促使有機(jī)碳源通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散或者是協(xié)同運(yùn)輸?shù)姆绞剑M(jìn)入到微藻細(xì)胞中，達(dá)到去除水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中有機(jī)碳源的目的。此外，微藻還能有效同化銨鹽或者是其它形態(tài)的氮源，亞硝酸鹽和硝酸鹽耗能跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)到微藻細(xì)胞中會(huì)被脆化成銨鹽，銨鹽可通過(guò)一組轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞中。水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中，微藻細(xì)胞在光合作用下，可提升水體中的pH值，隨著pH值的提升，正磷酸鹽會(huì)不斷沉淀，從而達(dá)到除磷的效果。微藻還能通過(guò)一系列絡(luò)合反應(yīng)或者離子交換的方法吸附水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中的重金屬，從而達(dá)到去除重金屬的目的。微藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中常用的作用基團(tuán)如表2所示。

表2 微藻作用基團(tuán)表

在應(yīng)用微藻處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中可選擇單細(xì)胞藻類，如小球藻、斜生珊藻等。凈化方式有多種可供選擇，如藻菌共生系統(tǒng)、藻類塘、固定化藻類處理、光生物反應(yīng)器等。每種凈化方式，在不同的實(shí)踐條件下，具有不同的凈化效果[5]。從目前應(yīng)用效果上看，無(wú)論選擇哪種藻類凈化方式，都能有效處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水，而且水質(zhì)凈化效果明顯，是目前最具發(fā)展?jié)摿Φ乃a(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)之一。

3.5 人工濕地處理技術(shù)

人工濕地處理技術(shù)是水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中一種新型處理技術(shù)，所謂人工濕地，指的是通過(guò)一系列方式方法，以人工的方法模擬自然濕地生態(tài)系統(tǒng)，構(gòu)建起一個(gè)完善的濕地環(huán)境，再?gòu)睦蒙鷳B(tài)學(xué)的角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的有效處理。人工濕地處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的機(jī)理比較復(fù)雜，是通過(guò)人工濕地系統(tǒng)內(nèi)部的植物、基質(zhì)、微生物之間進(jìn)行復(fù)雜多變的物理、化學(xué)、生物共同作用的綜合結(jié)果。涉及到的步驟也比較多，包括基質(zhì)過(guò)濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收、微生物代謝等多個(gè)步驟，從而達(dá)到去除廢水有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、重金屬、病原體的效果。

我國(guó)在1987年由天津市環(huán)保所建立了首個(gè)人工濕地系統(tǒng)“蘆葦濕地工程”，日處理廢水量為1400m3。此后在1988—1990年，北京市也建立起了人工濕地系統(tǒng)，日處理廢水量為500m3。此后，在全國(guó)各地陸續(xù)建立起了多個(gè)人工濕地系統(tǒng)，為水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的處理提供了新的處理途徑。大量應(yīng)用實(shí)例和研究結(jié)果表明，和其它廢水處理技術(shù)相比，人工濕地處理技術(shù)在很多方面都有非常顯著的優(yōu)勢(shì)，不僅可以有效去除水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中的污染物，還能美化生態(tài)環(huán)境，打造一個(gè)綠色、和諧的生態(tài)環(huán)境。就目前發(fā)展現(xiàn)狀而言，人工濕地處理技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)各大區(qū)域遍地開(kāi)花，對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中BOD的去除率可達(dá)到85%～95%，對(duì)COD的去除率也可以達(dá)到80%以上，而且成本比較低，美化環(huán)境，豐富生態(tài)系統(tǒng)的效果顯著[6]。水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水具有污染物濃度低、排放量大的特點(diǎn)，在處理中無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間停留在處理設(shè)備中，而人工濕地生態(tài)系統(tǒng)可有效契合水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的特點(diǎn)，可進(jìn)行集中有效的處理，值得大范圍推廣應(yīng)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，采用理論結(jié)合實(shí)踐的方法，研究了水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水污染危害及處理技術(shù)，結(jié)果表明，水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水污染危害比較大，對(duì)水生物的安全，生態(tài)環(huán)境都會(huì)造成不同程度的影響和危害。這就需要結(jié)合水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的來(lái)源、組分、特點(diǎn)等，采取科學(xué)有效的技術(shù)。物理、化學(xué)、物化結(jié)合、生物、人工濕地系統(tǒng)等，都能很好的處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水，但單一的處理技術(shù)處理效果有限。在具體應(yīng)用中，可結(jié)合實(shí)際情況，采取2種或者2種以上的處理技術(shù)，提升水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理效果，以促使我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖事業(yè)持續(xù)健康的發(fā)展。