胡桂飛
(銅陵市義安區(qū)水產(chǎn)管理站,安徽 銅陵 244151)
我國水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,但與水產(chǎn)養(yǎng)殖相關(guān)的各項技術(shù)手段卻起步較晚,加之不同地區(qū)之間的經(jīng)濟條件、交通條件與氣候條件等因素限制,行業(yè)整體養(yǎng)殖技術(shù)不夠先進,部分水產(chǎn)養(yǎng)殖戶管理手段十分粗糙,一味追求產(chǎn)量與經(jīng)濟效益,不注重品牌塑造與產(chǎn)品質(zhì)量問題。在此思維影響下,這些養(yǎng)殖戶未能按照相關(guān)標準與規(guī)范對水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水進行處理,水產(chǎn)養(yǎng)殖過程采用的技術(shù)措施十分落后,而這些廢水不僅會直接危害周邊生態(tài)環(huán)境,也會伴隨著生態(tài)循環(huán)而危害人體健康??傮w而言,水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水污染危害可分為兩個層面,分別為:水產(chǎn)品質(zhì)量層面與生態(tài)環(huán)境層面。
現(xiàn)如今,我國部分地區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖戶在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)節(jié)一味追求成本控制,只關(guān)注最終經(jīng)濟效益,經(jīng)常使用劣質(zhì)飼料與有毒添加劑,如穩(wěn)定劑、顏料、消毒劑等,這些物質(zhì)直接危害養(yǎng)殖區(qū)域水生物健康,并會長時間存在水體之中,進而造成區(qū)域水環(huán)境大幅下滑,水質(zhì)惡化,水產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量同步下滑,養(yǎng)殖戶經(jīng)濟效益受損。此外,很多養(yǎng)殖戶使用的藥物嚴重違背食品安全規(guī)范,其內(nèi)部含有大量重金屬,而這些重金屬將伴隨藥物投放而溶于水體之中,水生物吸收后,無法將其分解并排出體外,這些重金屬在水生物體內(nèi)大量累積,人們在食用這些水產(chǎn)品后,重金屬物質(zhì)也會同步進入人體,進而造成人體機能受損,嚴重時將出現(xiàn)重金屬中毒事件,如鉛中毒、汞中毒、鎘中毒等,直接危害人民群眾身心健康。
現(xiàn)如今,我國很多水產(chǎn)養(yǎng)殖戶為實現(xiàn)更高的經(jīng)濟效益,普遍采取集約化養(yǎng)殖模式,水產(chǎn)養(yǎng)殖密度連年增長,水體中水生物代謝物含量持續(xù)增加,而這些代謝物不僅造成水體中氨氮物質(zhì)含量增加,也同樣影響水體含氧量。此時,水生物將很難獲取足夠氧氣,其正常生長難以保持穩(wěn)定,生長速度減緩,養(yǎng)殖戶經(jīng)濟效益也將同步下滑。此外,水生物密度增加也會導(dǎo)致水體中有機物含量持續(xù)上升,若養(yǎng)殖戶未能及時進行處理,這些有機污染物將造成水體含氧量進一步下滑,嚴重時將造成水生物大量死亡。與此同時,水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中含有大量氨氮與亞硝酸鹽等物質(zhì),而這些物質(zhì)將極大刺激水體細菌與微生物的生長,水體富營養(yǎng)化問題進一步加重,水質(zhì)進一步下滑。因此,水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水在未經(jīng)處理的情況下直接排放到自然環(huán)境中,也會造成區(qū)域生態(tài)環(huán)境大幅惡化,其后續(xù)治理難度極大,成本極高。
水產(chǎn)養(yǎng)殖過程需占用大量水體空間,養(yǎng)殖區(qū)域覆蓋面積廣泛,廢水總量十分龐大,因此,水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水無法依靠水體自凈系統(tǒng)完成無害化處理。與此同時,伴隨著生活水平的不斷提高,人們對水產(chǎn)品的需求總量也在快速增長,養(yǎng)殖戶為獲取更高的經(jīng)濟效益,不顧區(qū)域生態(tài)承受能力,盲目擴張,水產(chǎn)養(yǎng)殖數(shù)量與范圍野蠻生長,進而造成養(yǎng)殖廢水量也在持續(xù)增加,現(xiàn)已嚴重超出自然生態(tài)系統(tǒng)的自我處理能力??偠灾?,我國水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理工作存在以下幾點問題:
受歷史因素影響,我國多數(shù)水產(chǎn)養(yǎng)殖戶受教育水平相對偏低,很多養(yǎng)殖戶由基層農(nóng)業(yè)工作者轉(zhuǎn)型而來,雖然在養(yǎng)殖過程接受一定程度的技術(shù)培訓(xùn),其養(yǎng)殖經(jīng)驗也在大量實踐中更加豐富,但對于養(yǎng)殖廢水處理方面卻缺少足夠的了解與認知。受此影響,多數(shù)水產(chǎn)養(yǎng)殖戶將大量生活廢水直接排入養(yǎng)殖水體之中,養(yǎng)殖廢水在未經(jīng)處理的情況下直接應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉或排放至其他區(qū)域,即便周邊水生態(tài)環(huán)境已受到嚴重影響,養(yǎng)殖戶也很難將區(qū)域水生態(tài)污染與水產(chǎn)品養(yǎng)殖聯(lián)系到一起,加之利益因素驅(qū)使,水產(chǎn)品養(yǎng)殖廢水危害不斷累積,已嚴重影響人們的生活健康與生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定。
除水產(chǎn)品自身代謝物及飼料外,化學(xué)藥劑是水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的另一個主要來源。養(yǎng)殖戶在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)節(jié)大量投放化學(xué)藥劑,而這些化學(xué)藥劑難以在水體中有效分解,部分化學(xué)藥劑含有大量重金屬,抑或是其他有毒物質(zhì),而這些物質(zhì)將長時間滯留在水體中,進而造成污染加重。與此同時,化學(xué)藥劑的大量使用也會導(dǎo)致養(yǎng)殖水體中細菌與微生物大量滋生,水體富營養(yǎng)化問題愈發(fā)嚴重。
水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理過程相對復(fù)雜,需相關(guān)人員具備一定的專業(yè)能力,采用合適的技術(shù)手段。此外,水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水與工業(yè)廢水及生活污水存在很大差異,因此,其無害化處理過程也存在一定的特殊性。水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中含有大量細菌、微生物、重金屬、氨氮等物質(zhì),其整體構(gòu)成與其他廢水不同,若養(yǎng)殖戶在飼料使用方面未能做好管理,也會造成污水成分的進一步復(fù)雜化。在此影響下,很多廢水處理人員在技術(shù)選擇層面未能做好具體分析,水體中含有的各類化學(xué)物質(zhì)未被分解。
進入21世紀以來,伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,各種高新技術(shù)與設(shè)備被廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理環(huán)節(jié),廢水無害化處理水平與效率不斷提高。現(xiàn)如今,水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水常用處理技術(shù)主要有物理處理技術(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)與人工濕地處理技術(shù)五大類。
物理處理技術(shù)是水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理作業(yè)常用手段之一,養(yǎng)殖戶及廢水處理技術(shù)人員可借助機械設(shè)備對廢水進行過濾,同步實施泡沫分離處理機制,這兩種手段的有效運用,可大幅削減養(yǎng)殖廢水中有害物質(zhì)含量。
機械過濾的核心機理為阻隔吸附,其整體技術(shù)難度較低,處理成本可控,處理效果相對良好,是當前最基礎(chǔ)的水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理手段。水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中,養(yǎng)殖戶需大量投放飼料,水產(chǎn)品也會產(chǎn)生大量代謝物,這些殘余飼料與代謝物將以懸浮形態(tài)存在于養(yǎng)殖水體之中,此時,在特定機械設(shè)備幫助下,工作人員可將這些懸浮物進行快速處理,整體過濾效果相對良好。除特定過濾設(shè)備外,廢水處理人員亦可借助砂濾池,進一步改善廢水處理效果?,F(xiàn)如今,機械過濾技術(shù)多用于循環(huán)水養(yǎng)殖類的養(yǎng)殖場中。物理處理技術(shù)主要處理水體中的懸浮顆粒物,無法去除水體中COD、BOD、氮磷化合物等。
針對機械過濾技術(shù)存在的不足與弊端,廢水處理人員可使用泡沫分離技術(shù)對水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水進行深度處理。泡沫處理技術(shù)是將空氣注入水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中。此時,水體中將出現(xiàn)大量氣泡,而這些氣泡會將廢水中具有表面活性的微生物帶到水體表面,工作人員再對泡沫進行分離處理,這樣可初步解決水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中溶解態(tài)污染物以及部分懸浮狀態(tài)污染物。泡沫分離技術(shù)不僅可去除水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中的有毒有害物質(zhì),亦可進一步提高水體中含氧量,為水體環(huán)境優(yōu)化提供有利條件,水生物可正常生長?,F(xiàn)如今,泡沫處理技術(shù)與機械過濾技術(shù)已成為水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理作業(yè)常用手段。
化學(xué)處理技術(shù)學(xué)借助化學(xué)氧化反應(yīng),在特定的化學(xué)物質(zhì)幫助下,水體中含有的有毒有害物質(zhì)被進一步分解,進而形成無害物質(zhì),有效減少水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水對水產(chǎn)養(yǎng)殖以及水生態(tài)環(huán)境帶來的負面影響?;瘜W(xué)處理技術(shù)應(yīng)用期間,主要借助化學(xué)氧化反應(yīng),其中,臭氧是最常用的氧化劑,其整體氧化性非常強,可快速分解廢水中含有的各類有機物,可實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的深度無害化處理。臭氧氧化處理機制不僅可有效降低COD等有機物含量,亦可大幅提高水體中氧氣含量,進一步改善水質(zhì),提高水產(chǎn)品養(yǎng)殖水平,尤其是在龍蝦混養(yǎng)廢水中,借助臭氧氧化措施,水產(chǎn)品養(yǎng)殖品質(zhì)可得到大幅改善,若臭氧投放量維持在0.59mg/L,其整體殺菌效果可達到99%以上,COD含量大幅降低,HN3-N與亞硝態(tài)氮的濃度也得到有效控制,但是,臭氧消耗量相對較大。試驗研究表明,化學(xué)處理技術(shù)可有效提高水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理效率,但是,其處理過程應(yīng)在特定容器與試劑的幫助下進行,處理人員需具備足夠的專業(yè)能力,可足夠了解化學(xué)試劑的使用要求,若應(yīng)用控制出現(xiàn)問題,很容易引發(fā)二次污染,水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理效能受到影響,且會帶來嚴重的成本浪費。進入21世紀以來,生物化學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,臭氧氧化技術(shù)愈發(fā)成熟,該項技術(shù)措施已在西方發(fā)達國家廣泛應(yīng)用,養(yǎng)殖廢水處理能力持續(xù)改善,大量實踐應(yīng)用已成為我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)提供足夠數(shù)據(jù)。因此,我國水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理工作亦可大力推廣臭氧氧化處理技術(shù)措施,強化技術(shù)應(yīng)用的有效性,避免出現(xiàn)操作失誤。
水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水成分十分復(fù)雜,大量懸浮顆粒物與可溶于水的有機物及其他化學(xué)成分都會影響最終處理效果,因此,單獨使用物理處理技術(shù)或化學(xué)處理技術(shù),其局限性十分明顯,無法真正完成水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的無害化處理作業(yè),將物理處理技術(shù)與化學(xué)處理技術(shù)進行有效融合,可大幅改善整體處理效果。例如,技術(shù)工作者可將臭氧處理技術(shù)與膜處理技術(shù)相融合,這樣不僅可有效去除養(yǎng)殖廢水中的污染物,亦可避免因濾膜頻繁更換而造成的工作強度與處理成本上升。機械過濾環(huán)節(jié),臭氧可有效保持濾膜穩(wěn)定,提高各類污染物的降解速度與質(zhì)量,避免懸浮污染物堵塞濾膜,二者有機結(jié)合,可實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的深度處理,大幅削減水體中有毒有害物質(zhì)含量,濾膜截留下的各類污染物亦可在降解作用下迅速消除。此外,機械過濾與臭氧處理技術(shù)結(jié)合使用,可進一步減少因化學(xué)藥劑使用而帶來的二次污染現(xiàn)象,進一步提高臭氧與水體污染物的接觸面積,氧化效率大幅改善,臭氧注入量進一步削減,氧化基團的綜合利用率提升,并降低處理成本。
與傳統(tǒng)化學(xué)處理技術(shù)相比,生物處理技術(shù)更加綠色環(huán)保,其不會出現(xiàn)二次污染現(xiàn)象,是一種可持續(xù)且發(fā)展前景廣闊的水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理手段。生物處理技術(shù)借助微藻等水生物,快速處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水水體中的各類有害成分。試驗研究表明,微藻細胞內(nèi)部含有大量特異性轉(zhuǎn)運蛋白,此類蛋白質(zhì)可促使有機碳源在協(xié)助擴散或協(xié)同運輸?shù)臋C制在,進入到微藻細胞內(nèi)部,此時,有機碳源被微藻細胞處理為無害物質(zhì),進而實現(xiàn)廢水無害化處理目標。與此同時,微藻細胞對銨鹽以及其他形態(tài)的氮源進行快速處理,如亞硝酸鹽與硝酸鹽,此類物質(zhì)在進入微藻細胞內(nèi)部后,會被轉(zhuǎn)變?yōu)殇@鹽,而銨鹽物質(zhì)在特異性轉(zhuǎn)運蛋白處理下,將被固定在微藻細胞內(nèi)部,并產(chǎn)生其他無害成分。水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理過程中,微藻細胞在光合作用下,可進一步提高水體pH值,pH值的上升也會促使正磷酸鹽的進一步沉淀,從而實現(xiàn)除磷目的。與此同時,微藻細胞在絡(luò)合反應(yīng)及離子交換過程促進下,可快速吸附廢水中含有的各類重金屬,廢水重金屬含量大幅下滑,整體處理效果良好。微藻處理技術(shù)多采用單細胞藻類,如小球藻、斜生柵藻等等,其應(yīng)用模式又可分為藻菌共生系統(tǒng)、藻類塘、固定化藻類處理、光生物反應(yīng)器等,不同的處理方式在實際處理效果以及應(yīng)對場景層面也存在一定差異,因此,相關(guān)技術(shù)工作者應(yīng)按廢水成分特征進行優(yōu)化選擇。
人工濕地處理技術(shù)是一種更為新穎且環(huán)保高效的水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理模式,其不僅可實現(xiàn)廢水無害化處理,亦可進一步改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境,提高養(yǎng)殖水體水質(zhì),優(yōu)化養(yǎng)殖產(chǎn)量與品質(zhì)。人工濕地處理技術(shù)需采用人為介入措施,在養(yǎng)殖廢水處理區(qū)域適量種植各類水生植物,以人工的方法模擬自然濕地生態(tài)系統(tǒng),尤其注重濕地環(huán)境的完善性,以生物學(xué)角度實現(xiàn)對水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的科學(xué)處理。人工濕地處理技術(shù)可視作多種傳統(tǒng)處理技術(shù)與生態(tài)環(huán)境保護的有機結(jié)合,其過程機理十分復(fù)雜,涉及物理、化學(xué)、生物等多個層面的共同作用,植物、基質(zhì)與微生物相互作用,廢水處理能力較強,且具備連續(xù)性與可發(fā)展特征。人工濕地處理技術(shù)對應(yīng)步驟較多,如基質(zhì)過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物根系吸附與吸收、微生物代謝、水生植物光合作用等等諸多環(huán)節(jié),經(jīng)過一系列復(fù)雜處理,養(yǎng)殖廢水中含有的有機物、無機物、重金屬以及各類病原體、微生物、細菌等都可得到有效祛除。
結(jié)束語:綜上所述,水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水直接影響區(qū)域水生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定,水產(chǎn)品產(chǎn)能與質(zhì)量也會受到干擾,因此,行業(yè)工作者應(yīng)認真研究水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理技術(shù),重視廢水處理手段的科學(xué)性與有效性,著重分析水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的具體來源、成分與特點,綜合物理、化學(xué)、生物等多種手段,尤其是人工濕地系統(tǒng),應(yīng)不斷加強濕地環(huán)境的有序搭建與可持續(xù)擴張,在提升水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理效能的前提下,進一步改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境,促進區(qū)域經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。