徐嘉波，施永海，劉永士

(上海市水產(chǎn)研究所 上海市水產(chǎn)技術(shù)推廣站，上海 200433)

規(guī)?；a(chǎn)養(yǎng)殖場的池塘養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)研究目前尚處于起步階段，在我國重視水環(huán)境保護(hù)和全面推動(dòng)現(xiàn)代漁業(yè)綠色發(fā)展的現(xiàn)實(shí)要求下，開展池塘養(yǎng)殖尾水達(dá)標(biāo)排放處理技術(shù)的研究是一項(xiàng)十分必要和緊迫的任務(wù)。目前，對(duì)池塘養(yǎng)殖尾水的處理主要有池塘原位處理[1]、池塘外掛系統(tǒng)處理[2]、池塘循環(huán)流水處理[3]等。為探索建立改造費(fèi)用投入少、運(yùn)營維護(hù)成本低、凈化系統(tǒng)有經(jīng)濟(jì)效益的池塘養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)，本研究團(tuán)隊(duì)在一個(gè)規(guī)?；a(chǎn)養(yǎng)殖場中建立了由濕地、一級(jí)凈化池塘和二級(jí)凈化池塘3個(gè)凈化功能區(qū)組成的池塘養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)[4]，并對(duì)其開展了水質(zhì)凈化的綜合評(píng)價(jià)[5]，探明了各級(jí)沿程對(duì)主要污染物的凈化機(jī)制和時(shí)空變化規(guī)律[6-7]。但是，對(duì)運(yùn)行參數(shù)尚未深入研究，特別是水力負(fù)荷、水力停留時(shí)間等。水力參數(shù)的優(yōu)化有利于設(shè)施工程結(jié)構(gòu)的優(yōu)化[8]及凈化效果的提升[9-10]。已有學(xué)者針對(duì)多級(jí)凈化功能區(qū)開展了不同水力參數(shù)對(duì)凈化效果的研究，實(shí)現(xiàn)了凈化系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化[11-13]。本研究在池塘養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件下，開展不同水力負(fù)荷對(duì)總氮、總磷凈化效果的研究，探明池塘養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)整體及各級(jí)沿程在不同水力負(fù)荷條件下總氮、總磷的變化規(guī)律，分析系統(tǒng)運(yùn)行最佳水力參數(shù)條件，旨在為改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行策略提供基礎(chǔ)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)概況

養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)(aquaculture wastewater treatment system，AWTS)由表面流濕地(surface flow wetland，SFW)和2個(gè)由養(yǎng)殖池塘改造的凈化池塘(purification pond，PP)構(gòu)成，對(duì)規(guī)?；靥琉B(yǎng)殖小區(qū)內(nèi)13個(gè)池塘(5 hm2)進(jìn)行養(yǎng)殖尾水凈化處理。實(shí)驗(yàn)養(yǎng)殖池塘與養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)面積比為9.8∶1。養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)內(nèi)表面流濕地(SFW)、一級(jí)凈化池塘(PP1)、二級(jí)凈化池塘(PP2)面積比為1∶4.5∶3.6。

工藝流程如圖1所示，通過借用水產(chǎn)養(yǎng)殖場進(jìn)水渠道(占地512 m2，長640 m×寬0.8 m×高0.83 m)，將各養(yǎng)殖池塘尾水引入養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)，養(yǎng)殖尾水沿程依次經(jīng)SFW、PP1、PP2凈化處理后排放。

構(gòu)建參數(shù)如表1所示，SFW于2018年投入使用，依水流方向分3個(gè)倉(W1～W3)，各倉間用土壩(fill dam，F(xiàn)D)分隔，W1種植蘆葦(Phragmitescommunis)，W2種植香蒲(Typhaorientalis)，W1、W2于每年3月份種植，控制初始密度15株/m2；W3于每年2月份種植菱角(Trapabispinosa)，密度1.2個(gè)/m2；PP1于每年3月份放養(yǎng)初始規(guī)格約50 g/尾的梭魚(Lizahaematocheila)，配套少量青魚(Mylopharyngodonpiceus)、鰱(Hypophthalmichthysmolitrix)、鳙(Hypophthalmichthysnobilis)，各種魚類共計(jì)1 000余尾；PP2于每年5月份種植鳳眼蓮(Eichhorniacrassipes)25 kg、每年8月份種植蕹菜(Ipomoeaaquatica)165 kg，配套少量青魚、鰱、鳙。SFW與PP1連接處填充碎石壩(碎石粒徑2～10 cm，壩上口寬1 m、下口寬0.9 m、長5 m、高0.8 m)，PP1與PP2連接處填充同型碎石壩(壩上口寬1.65 m、下口寬1.0 m、長4.7 m、高1.16 m)。各級(jí)PP內(nèi)設(shè)置1.5 kW增氧機(jī)1臺(tái)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 運(yùn)行策略與水樣采集 設(shè)計(jì)高、中、低3個(gè)水力負(fù)荷，分別在2020年9月上、中、下旬使用養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)對(duì)養(yǎng)殖尾水進(jìn)行凈化處理，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間為每天下午5點(diǎn)至次日早上8點(diǎn)，運(yùn)行期間開啟凈化池塘增氧機(jī)。系統(tǒng)在每個(gè)水力負(fù)荷條件下連續(xù)運(yùn)行7～10 d。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，整體及各凈化功能區(qū)水力負(fù)荷見表2。養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)在各水力負(fù)荷條件下運(yùn)行至第5 天左右時(shí)，在各級(jí)沿程4個(gè)水樣采集點(diǎn)(圖1)依據(jù)《水質(zhì) 采樣技術(shù)指導(dǎo)》(HJ 494-2009)[14]采集水樣3次，每次采集3份，每份間隔為5 h，即每個(gè)水力負(fù)荷下共計(jì)9份水樣。

表2 養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)整體及各個(gè)凈化功能區(qū)水力負(fù)荷

1.2.2 指標(biāo)測定與計(jì)算 水樣中總氮(TN)質(zhì)量濃度測定采用堿性過硫酸消解紫外分光光度法(HJ 636-2012)[15]，總磷(TP)質(zhì)量濃度測定采用鉬酸銨比色法(GB 11893-1989)[16]。計(jì)算沿程各段及處理系統(tǒng)整體TN或TP去除率。去除率=(Ci-Ce)/Ci×100%(Ci為處理前TN或TP的質(zhì)量濃度，Ce為處理后TN或TP的質(zhì)量濃度)。

1.2.3 分析方法 數(shù)據(jù)歸納和圖表繪制采用Excel 2010，數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0軟件。TN和TP質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”的形式表示。采用雙因素重復(fù)測量方差分析法，分析各水力負(fù)荷條件下各級(jí)沿程TN、TP質(zhì)量濃度的顯著性差異(即進(jìn)出水的差異)，水力負(fù)荷與養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)沿程2個(gè)因素的交互作用。采用Bonferroni檢驗(yàn)進(jìn)行各水力負(fù)荷下各凈化功能區(qū)對(duì)應(yīng)進(jìn)出水水樣采集點(diǎn)TN、TP質(zhì)量濃度的多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水力負(fù)荷條件下沿程TN、TP質(zhì)量濃度變化

不同水力負(fù)荷條件下養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)沿程TN、TP質(zhì)量濃度變化見表3。由表4的雙因素重復(fù)測量方差分析結(jié)果可知，系統(tǒng)沿程、水力負(fù)荷對(duì)TN、TP質(zhì)量濃度均有極顯著影響(P<0.01)，且系統(tǒng)沿程與水力負(fù)荷存在交互作用(P<0.05)。

表3 不同水力負(fù)荷條件下養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)沿程TN、TP質(zhì)量濃度變化

表4 不同水力負(fù)荷條件下養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)沿程TN、TP質(zhì)量濃度的雙因素重復(fù)測量方差分析

由表5可知，低水力負(fù)荷下，養(yǎng)殖尾水經(jīng)過SFW和PP1的TN質(zhì)量濃度均有極顯著差異(P<0.01)，經(jīng)過PP2的TN質(zhì)量濃度有顯著差異(P<0.05)，系統(tǒng)整體進(jìn)水與排水TN質(zhì)量濃度差異極顯著(P<0.01)；中水力負(fù)荷時(shí)，經(jīng)過SFW和PP1的TN質(zhì)量濃度差異均不顯著(P>0.05)，經(jīng)過PP2的TN質(zhì)量濃度差異極顯著(P<0.01)，系統(tǒng)整體進(jìn)水與排水TN質(zhì)量濃度差異顯著(P<0.05)；高水力負(fù)荷時(shí)，經(jīng)過SFW和PP1的TN質(zhì)量濃度差異均不顯著(P>0.05)，經(jīng)過PP2的TN質(zhì)量濃度差異極顯著(P<0.01)，系統(tǒng)整體進(jìn)水與排水TN質(zhì)量濃度差異不顯著(P>0.05)。經(jīng)過SFW和PP1的TN質(zhì)量濃度均值差值隨水力負(fù)荷增加呈線性下降，低水力負(fù)荷時(shí)，經(jīng)過SFW和PP1的TN質(zhì)量濃度均值差值大于經(jīng)過PP2。隨著水力負(fù)荷提高，PP2成為TN質(zhì)量濃度下降的主要單元，其在低、中、高水力負(fù)荷下對(duì)TN質(zhì)量濃度下降的貢獻(xiàn)度依次為22%，72%和93%。

由表5可以看出，在3個(gè)水力負(fù)荷條件下，養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)進(jìn)水與排水TP質(zhì)量濃度均有顯著或極顯著差異。中、低水力負(fù)荷時(shí)，養(yǎng)殖尾水經(jīng)過各級(jí)沿程TP質(zhì)量濃度均有顯著或極顯著差異;但高水力負(fù)荷時(shí)，僅經(jīng)過PP2尾水的TP質(zhì)量濃度有顯著差異(P<0.05)。低水力負(fù)荷時(shí)，各級(jí)沿程TP質(zhì)量濃度均值差值隨沿程增加呈線性下降，SFW對(duì)TP質(zhì)量濃度下降的貢獻(xiàn)度最高，為50%；中水力負(fù)荷時(shí)，TP質(zhì)量濃度均值差值呈波動(dòng)變化，PP2對(duì)TP質(zhì)量濃度下降的貢獻(xiàn)度最高，為40%；高水力負(fù)荷時(shí)，各級(jí)沿程TP質(zhì)量濃度均值差值已無明顯差別。

表5 不同水力負(fù)荷條件下養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)沿程TN、TP質(zhì)量濃度的Bonferroni檢驗(yàn)

2.2 養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)整體凈化效果

由圖2可見，養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)整體對(duì)養(yǎng)殖尾水TN去除率隨水力負(fù)荷的增加呈線性下降，SFW和PP1表現(xiàn)出相同的規(guī)律。低水力負(fù)荷下的主要去除單元是SFW和PP1，隨著水力負(fù)荷的增加，SFW和PP1的TN凈化效果變差，高水力負(fù)荷時(shí)PP1的TN去除率為負(fù)值。PP2有較穩(wěn)定的TN去除表現(xiàn)，在試驗(yàn)水力負(fù)荷范圍內(nèi)，TN去除率為21%～31%。當(dāng)養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)以不同水力負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，TN去除總量最大的是中水力負(fù)荷，其次是低水力負(fù)荷。

圖2 不同水力負(fù)荷下養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)整體和各級(jí)沿程的TN凈化效果

由圖3可見，養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)整體對(duì)養(yǎng)殖尾水TP去除率隨水力負(fù)荷的增加呈線性下降，SFW表現(xiàn)出相同的規(guī)律，PP的TP去除率呈波動(dòng)性變化。不同水力負(fù)荷下，在各個(gè)凈化功能區(qū)內(nèi)TP去除較TN去除更為均衡，養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)整體對(duì)養(yǎng)殖尾水TP去除的貢獻(xiàn)度在各級(jí)沿程較為平均。當(dāng)養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)以不同水力負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，TP去除總量最大的是高水力負(fù)荷，其次是中水力負(fù)荷。

2.3 養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)功能區(qū)優(yōu)化

由于PP2對(duì)TN、TP的凈化效果較好，故對(duì)PP2的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行函數(shù)回歸處理[17]，得到TN、TP去除率(ηTN、ηTP)與水力負(fù)荷(X)的函數(shù)關(guān)系：

ηTN=-107.222X2+12.572X-0.055，R2=1.000。

(1)

ηTP=-72.353X2+6.584X+0.185，R2=1.000。

(2)

運(yùn)用最優(yōu)化原理，采用水力負(fù)荷和去除率的乘積建立優(yōu)化函數(shù)如下：

S=C·X·η。

(3)

式中：S為單位面積凈化功能區(qū)每天的污染物去除量，g/(m2·d)；C為污染物進(jìn)水體積質(zhì)量，g/m3；X為水力負(fù)荷，m/d；η為去除率。

將式(1)、(2)代入式(3)，對(duì)S求導(dǎo)，結(jié)果為0。

由此可得到凈化功能區(qū)最佳水力負(fù)荷，將最佳X值代入式(1)、(2)，得到TN、TP最佳去除率。

經(jīng)TN去除率擬合方程計(jì)算PP2最佳水力負(fù)荷為0.076 m/d，對(duì)應(yīng)最佳去除率為28%；據(jù)TP去除率擬合方程計(jì)算最佳水力負(fù)荷為0.073 m/d，對(duì)應(yīng)最佳去除率為28%。擬合計(jì)算結(jié)果表明基于目前凈化功能區(qū)結(jié)構(gòu)，水力負(fù)荷對(duì)TN、TP去除率影響效果趨同，同時(shí)PP2水力負(fù)荷在目前0.060 m/d基礎(chǔ)上，尚可提高約30%。

3 討 論

3.1 不同水力負(fù)荷對(duì)TN凈化效果的影響

SFW脫氮主要依靠微生物作用、土壤吸收以及植物吸收[18]， 高水力負(fù)荷導(dǎo)致濕地脫氮細(xì)菌隨水流帶出，影響濕地微生物作用[19-20]，還可導(dǎo)致濕地水深較常態(tài)水平大，影響濕地植物吸收、吸附污染物質(zhì)的效果[21]，從而使得濕地對(duì)TN凈化效果變差。本研究中，TN去除率降低幅度明顯快于水力負(fù)荷增加幅度，高水力負(fù)荷時(shí)，SFW對(duì)TN的去除率僅為2.7%，幾乎無脫氮能力，在3個(gè)凈化功能區(qū)中SFW抗負(fù)荷沖擊能力最弱。多項(xiàng)研究表明,降低水力負(fù)荷有利于提升濕地凈化效果[22-23]，本研究中低水力負(fù)荷下，SFW的TN去除率可達(dá)19.69%，遠(yuǎn)低于王宇娜等[24]總結(jié)的“表面流濕地TN濃度平均去除率水平”，表明表面流濕地的運(yùn)行水力負(fù)荷仍有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。

PP1脫氮主要依靠水生動(dòng)物(梭魚)對(duì)有機(jī)氮的攝取，當(dāng)水力負(fù)荷較大時(shí)，養(yǎng)殖尾水中的殘餌、糞便等有機(jī)氮載體顆粒物質(zhì)不利于沉降與均勻分布，影響水生動(dòng)物的攝食效率，降低有機(jī)氮的凈化效果；同時(shí)水力負(fù)荷較大時(shí)，本應(yīng)在濕地沉降、截留的含氮大顆粒物質(zhì)直接進(jìn)入PP1，兩種因素疊加使得PP1對(duì)TN的去除隨著水力負(fù)荷增加呈現(xiàn)急劇下降趨勢。本研究中，中水力負(fù)荷時(shí)，TN去除率較低水力負(fù)荷時(shí)下降88%。

PP2脫氮主要依靠微生物作用、植物吸收等，其中微生物脫氮是主要途徑[25]。本研究中，不同水力負(fù)荷條件下，PP2對(duì)TN的凈化效果始終優(yōu)于SFW，這與王全金等[13]的研究結(jié)果一致，同時(shí)該區(qū)域TN凈化效果較其他2個(gè)凈化功能區(qū)更穩(wěn)定，在養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)中PP2發(fā)揮主要的TN凈化功能，其受水力負(fù)荷變化的影響最小，其隨水力負(fù)荷的變化規(guī)律可能原因?yàn)椋旱退ω?fù)荷時(shí)前置凈化功能區(qū)凈化效果較好，PP2的TN本底值較小，影響凈化效果；中水力負(fù)荷時(shí)前置凈化功能區(qū)凈化效果差，PP2不僅TN本底值上升，同時(shí)因水力負(fù)荷增加導(dǎo)致隨水流帶入的脫氮細(xì)菌附著于水生植物根系，PP2植物覆蓋度高，根系發(fā)達(dá)，反硝化作用增強(qiáng)，有利于NO3--N的去除[26]；高水力負(fù)荷時(shí)，由于水交換加快，植物根系附近溶氧水平提升，不利于反硝化細(xì)菌脫氮，同時(shí)也可能造成脫氮細(xì)菌脫落。

與單一凈化功能區(qū)不同，本研究建立的養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)不同水力負(fù)荷間、不同功能區(qū)之間凈化效果存在交互作用。高水力負(fù)荷時(shí)，雖然具有較好的TN凈化效果，但長期高水力負(fù)荷運(yùn)行會(huì)造成TN在某一凈化功能區(qū)的蓄積，反而降低了3個(gè)凈化功能區(qū)協(xié)同作用的效果，同時(shí)使得系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)較高TN質(zhì)量濃度的養(yǎng)殖尾水排放時(shí)缺乏緩沖能力。從凈化效果考慮，養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)較理想的是中水力負(fù)荷。

3.2 不同水力負(fù)荷對(duì)TP凈化效果的影響

SFW對(duì)磷的去除主要通過物理沉降、基質(zhì)吸附和植物吸收。本研究中，低水力負(fù)荷時(shí)，水力停留時(shí)間較長，有利于植物對(duì)磷的吸收；中、高水力負(fù)荷對(duì)磷的去除差異不明顯，但兩者較低水力負(fù)荷差異較大，這可能與濕地筑壩分倉有關(guān)，微地形可使流速、流向、流深發(fā)生變化[27]。當(dāng)水力負(fù)荷較低時(shí)，壩體導(dǎo)致的水力分布改變有利于磷的沉降，水力負(fù)荷升高后，水力停留時(shí)間變短，微地形影響因素減弱，中、高水力負(fù)荷時(shí)，TP去除率表現(xiàn)與Persson等[28]的研究結(jié)果相似，在一定范圍內(nèi)的水力負(fù)荷變化對(duì)TP去除率影響較小。

PP1對(duì)磷的去除主要通過物理沉降。本研究中，水力負(fù)荷較低時(shí)，磷的沉降較明顯，當(dāng)水力負(fù)荷升高到一定程度，磷的去除率表現(xiàn)較為穩(wěn)定。

本研究中，PP2對(duì)磷的去除主要分2個(gè)階段，第一是養(yǎng)殖尾水進(jìn)入PP2時(shí)，顆粒態(tài)磷吸附沉降使TP下降，這一階段受水力負(fù)荷影響較大，較低的水力負(fù)荷有利于磷的吸附沉降；第二是經(jīng)過PP2沿程后端1/2面積的水葫蘆、空心菜種植區(qū)，水葫蘆，空心菜對(duì)TP有明顯的凈化效果，該階段磷的去除主要通過植物吸收和微生物同化作用[29-30]。中、低水力負(fù)荷范圍內(nèi)，TP去除率相對(duì)穩(wěn)定，高水力負(fù)荷時(shí)TP去除率下降明顯，說明中、低水力負(fù)荷時(shí)，PP2中2個(gè)階段磷的去除能較好地協(xié)同，但高水力負(fù)荷對(duì)2個(gè)階段磷的去除均有明顯的負(fù)面影響。

本研究中，隨水力負(fù)荷的變化，各凈化功能區(qū)對(duì)TP的凈化效果與TN略有差異，水力負(fù)荷的變化并未導(dǎo)致某一凈化功能區(qū)TP凈化效果明顯下降并影響下一級(jí)凈化功能區(qū)。僅就TP的凈化效果考慮，養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)可以中、高水力負(fù)荷運(yùn)行。

3.3 養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)運(yùn)行策略優(yōu)化

本研究中，不同水力負(fù)荷下PP2對(duì)TN、TP的凈化效果，與凌禎等[17]和梁康等[31]的研究結(jié)果相似。由于PP2對(duì)TN、TP的凈化效果顯著，在運(yùn)行策略上，提出2種設(shè)想有待今后深入研究。(1)現(xiàn)有凈化功能區(qū)結(jié)構(gòu)不改變的前提下，提高養(yǎng)殖池塘尾水排放流量，并在原凈化流程不變的基礎(chǔ)上，將池塘養(yǎng)殖尾水適當(dāng)分流直接進(jìn)入PP2，在維持SFW和PP2水力負(fù)荷不變、保證這2個(gè)凈化功能區(qū)凈化效果的基礎(chǔ)上，提高PP2的水力負(fù)荷，使其匹配理論最佳的水力負(fù)荷與去除率水平。(2)在養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)總面積不變的基礎(chǔ)上，優(yōu)化內(nèi)部功能區(qū)結(jié)構(gòu)，調(diào)整SFW、PP1、PP2面積比為1∶6∶3。即減少PP2面積，提高水力負(fù)荷，使其適配理論最佳水力負(fù)荷和最佳TN、TP去除率；增加PP1面積可以降低其中的水力負(fù)荷，有利于提高TN、TP在PP1的去除效果，同時(shí)該區(qū)域中放養(yǎng)經(jīng)濟(jì)型水生動(dòng)物數(shù)量可適當(dāng)增加，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。

本研究建立的池塘養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)雖然各個(gè)凈化功能區(qū)的抗負(fù)荷能力不同，但整體的抗負(fù)荷能力和凈化效果穩(wěn)定性尚可。與單一凈化功能區(qū)可選擇最佳水力負(fù)荷運(yùn)行不同，多凈化功能區(qū)適合在綜合評(píng)價(jià)各凈化功能區(qū)水力參數(shù)影響凈化效果的基礎(chǔ)上，建立適宜的系統(tǒng)運(yùn)行策略。規(guī)?；a(chǎn)養(yǎng)殖場池塘養(yǎng)殖尾水的水質(zhì)因養(yǎng)殖階段、養(yǎng)殖品種表現(xiàn)出較大的差異性，綜合考慮多種因素，養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)保守型運(yùn)行策略為中水力負(fù)荷(0.023 m/d)運(yùn)行，以最佳性能發(fā)揮各凈化功能區(qū)的凈化能力。優(yōu)化型運(yùn)行策略為在監(jiān)測掌握池塘養(yǎng)殖尾水水質(zhì)變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，選擇個(gè)性化策略的運(yùn)行水力負(fù)荷，如針對(duì)池塘低濃度污染物尾水，采用高水力負(fù)荷運(yùn)行，針對(duì)高濃度污染物尾水，采用低水力負(fù)荷運(yùn)行，以此實(shí)現(xiàn)污染物總量去除的最優(yōu)化。

4 結(jié) 論

養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)中TN、TP質(zhì)量濃度在各級(jí)沿程、不同水力負(fù)荷間存在顯著性差異，且沿程與水力負(fù)荷存在交互作用，TN、TP質(zhì)量濃度隨各級(jí)沿程的變化趨勢受水力負(fù)荷的影響。

隨水力負(fù)荷的增加，系統(tǒng)整體對(duì)TN和TP的去除率均呈線性下降(TN去除率由低水力負(fù)荷時(shí)的57%下降為高水力負(fù)荷時(shí)的23%，TP去除率由低水力負(fù)荷時(shí)的70%下降為高水力負(fù)荷時(shí)的46%)。隨水力負(fù)荷的增加，二級(jí)凈化池塘PP2在系統(tǒng)各凈化功能區(qū)中對(duì)養(yǎng)殖尾水TN凈化效果的貢獻(xiàn)度由低水力負(fù)荷時(shí)的22%逐漸增大至高水力負(fù)荷時(shí)的93%。

二級(jí)凈化池塘PP2可優(yōu)化獲得最佳水力負(fù)荷(約0.075 m/d)，對(duì)應(yīng)TN、TP質(zhì)量濃度最佳去除率均為28%，現(xiàn)行二級(jí)凈化池塘水力負(fù)荷可提高約30%。

當(dāng)養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)以不同水力負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，TN去除總量最大的是中水力負(fù)荷，其次是低水力負(fù)荷;TP去除總量最大的是高水力負(fù)荷，其次是中水力負(fù)荷。

多凈化功能區(qū)組合的養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)宜建立基于優(yōu)化水力參數(shù)的運(yùn)行策略。就本養(yǎng)殖尾水處理系統(tǒng)而言，若發(fā)揮各凈化功能區(qū)最佳凈化性能，宜采用中水力負(fù)荷(0.023 m/d)運(yùn)行；若以污染物去除總量最優(yōu)化為目的，需根據(jù)養(yǎng)殖池塘排放尾水的水質(zhì)狀況建立個(gè)性化運(yùn)行策略。

DOI：10.12024/jsou.20200402987.

DOI：10.12024/jsou.20200402987.

DOI：10.16535/j.cnki.dlhyxb.2021-097.

DOI：10.16535/j.cnki.dlhyxb.2021-097.

DOI：10.13254/j.jare.2020.0499.

DOI：10.13254/j.jare.2020.0499.