摘要 為了探究過濾材料用于池塘圈養(yǎng)尾水的處理效果,采用火山巖、活性炭及沸石作為過濾材料,以濾料種類、濾料粒徑和濾料厚度為試驗(yàn)因素,以總固體懸浮物(total suspended solid,TSS)去除率、氨氮(NH4+-N)去除率和化學(xué)需氧量(chemical oxygen demand,COD)去除率為試驗(yàn)指標(biāo),開展池塘圈養(yǎng)尾水處理試驗(yàn)。結(jié)果顯示,3 種濾料均能去除池塘圈養(yǎng)尾水中的TSS 和COD,均能在一定程度上降低池塘圈養(yǎng)尾水中的NH4+-N 濃度,活性炭的處理效果優(yōu)于其他2 種濾料,且活性炭粒徑越小或厚度越大時(shí)對池塘圈養(yǎng)尾水處理效果越好。正交試驗(yàn)結(jié)果顯示,以活性炭濾料、粒徑為0.5~2 mm、濾料厚度為80 cm 時(shí),過濾裝置對池塘圈養(yǎng)尾水具有最佳的綜合處理效果,在該條件下對池塘圈養(yǎng)尾水的TSS、COD、NH4+-N 去除率分別為83.86%、49.78%、29.89%。
關(guān)鍵詞 池塘圈養(yǎng); 養(yǎng)殖廢水; 尾水處理; 濾料過濾; 綠色養(yǎng)殖
中圖分類號 S965;X714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號 1000-2421(2024)02-0056-08
池塘零排放圈養(yǎng)是何緒剛等[1]于2016 年提出的一種全新的淡水魚養(yǎng)殖模式,2019 年和2020 年連續(xù)入選農(nóng)業(yè)農(nóng)村部十大引領(lǐng)性技術(shù),該養(yǎng)殖模式將魚圈養(yǎng)在直徑4 m 的圈養(yǎng)桶中,圈養(yǎng)桶下部呈錐形,桶底中心的排污口通過管道與集排污系統(tǒng)、尾水處理系統(tǒng)連接,以實(shí)現(xiàn)尾水的收集處理[2]。由于圈養(yǎng)尾水是經(jīng)集排污裝置高效收集的養(yǎng)殖廢水,其中包括圈養(yǎng)過程中產(chǎn)生的殘餌、糞便、養(yǎng)殖對象代謝產(chǎn)物,含有的總固體懸浮物(total suspended solid,TSS)及其他雜質(zhì)含量均比普通池塘養(yǎng)殖尾水高[3-4]。
針對養(yǎng)殖尾水處理問題,國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究[5-7],常見的物理處理方法主要有機(jī)械過濾、泡沫分離、固定篩、膜分離等[8-10]。章霞等[11]研究了不同濾料及不同碳氮比的生物填料過濾對對蝦養(yǎng)殖尾水的影響,得到了濾料和碳氮比的最佳參數(shù);張正等[12]研究了弧形篩及生物凈化池凈化海水養(yǎng)殖廢水的作用效果,結(jié)果表明該系統(tǒng)對TSS 及無機(jī)氮去除具有較強(qiáng)的效果;Ridha 等[13]采用塑料生物過濾介質(zhì)對簡易羅非魚循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)進(jìn)行尾水過濾,取得了很好的凈化效果。但不同養(yǎng)殖對象、不同養(yǎng)殖模式下的養(yǎng)殖尾水存在較大差異,池塘圈養(yǎng)尾水因圈養(yǎng)桶下部錐形導(dǎo)致的固體懸浮物“濃縮”效應(yīng),處理難度更大。目前,針對池塘圈養(yǎng)尾水處理的研究較少。張佳[14]應(yīng)用改進(jìn)的轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)針對池塘圈養(yǎng)尾水進(jìn)行過濾處理,研究了不同轉(zhuǎn)速及濾網(wǎng)孔徑的處理效果,李金能[3]利用固液分離塔及垂直流人工濕地對池塘圈養(yǎng)尾水進(jìn)行處理,得到最佳沉降時(shí)間和曝氣策略優(yōu)化方案。上述2 種處理方式中,轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)是目前養(yǎng)殖尾水處理過程常用的機(jī)械過濾方式,在處理圈養(yǎng)尾水時(shí),因TSS 濃度高,濾網(wǎng)極易發(fā)生堵塞;固液分離塔的分離效率依賴于固體懸浮物的自然沉降,處理效率低。
濾料過濾水處理具有見效快、成本低、可反復(fù)使用等特點(diǎn)。丁磊等[15]利用沸石對水庫儲(chǔ)水進(jìn)行過濾,試驗(yàn)結(jié)果表明粒徑為0.80~1.20 mm 沸石對濁度、NH4+-N、有機(jī)物都表現(xiàn)出良好的去除效果。金星等[16]利用活性炭和沸石對污水廠尾水進(jìn)行過濾處理,發(fā)現(xiàn)沸石和活性炭分別對NH4+-N 和COD 有較好的去除效果。張小璇等[17]研究發(fā)現(xiàn)適宜的活性炭能夠應(yīng)用于污水處理廠尾水中多種有機(jī)氯化物的分離去除。劉梅等[18]將火山石等多孔徑濾料用于淡水養(yǎng)殖尾水處理工藝,結(jié)果顯示火山石對不同污染程度的尾水均具有明顯的凈化效果。目前,有關(guān)濾料過濾作用于池塘圈養(yǎng)尾水的研究鮮見報(bào)道。本研究采用自制的尾水過濾裝置,以火山巖、活性炭及沸石作為過濾材料,探討濾料種類、濾料粒徑和濾料厚度對池塘圈養(yǎng)尾水處理效果的影響,探索濾料過濾處理集約化池塘圈養(yǎng)尾水的最佳工藝參數(shù)[19-20],旨在為圈養(yǎng)尾水處理相關(guān)設(shè)備的研發(fā)提供基礎(chǔ)依據(jù),以進(jìn)一步完善和發(fā)展池塘零排放圈養(yǎng)模式。