水产养殖水体处理方法研究进展

摘要 如何净化养殖池塘水质、改善养殖水体环境质量已成为渔业养殖环境和生态研究的重点。阐述了池塘水质净化方法研究的进展，着重讨论了各种水质净化方法的处理原理和处理效率，并就水产养殖水体处理发展方向提出建议。

关键词 水产养殖；水体处理；水质净化；方法

中图分类号 S959 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）03-0234-02

随着规模化水产养殖业的发展，养殖水体污染问题日益严重，来自水产养殖的环境负荷是水环境恶化的重要原因，成为人们关注的焦点[1]。因此，挖掘集约化水产养殖业内部的节水环保潜力意义重大。现对常用的水体处理方法应用现状进行综述，分析当前生物净化技术，对生态农业健康渔业提出一些展望。

1 水产养殖水体自然生物处理方法

使用自然生物处理池塘养殖水体的方法一般有稳定塘、自然湿地及利用土地处理等方法，其优势是对于处理含TN和TP的养殖水体，具有较好的处理效果。非规模化水产养殖的自然水体本身类似于典型的自然湿地生态系统，具有一定的自净能力，在充分合理地利用其自净能力的情况下，能够较好地净化池塘养殖水体，并且经济合理。池塘的水生生态系统本身就有较强的自净能力，对渔业养殖水体的处理中，可以充分合理利用池塘的水生生态系统对污染物的净化能力来处理渔业养殖污水。

2 水产养殖水体物理处理方法

2.1 机械过滤法

由于渔业养殖废水中的生物排泄物和剩余饵料等主要以悬浮物形式存在，因此采用机械过滤去除是最为便捷、高效的处理方法。常用的过滤设施有砂滤器、压力过滤器、机械过滤器等[2]。在水产养殖废水处理工程实践中，机械过滤器使用较多，分离效果较好，其工作原理是将通过喷淋管喷洒到过滤箱，过滤箱内的过滤器和小粒径沸石颗粒过滤后的水返回到水池。

2.2 光照处理法

光照处理作用机理是通过将微生物的DNA 链断裂，造成微生物永久失活，从而达到灭菌的目的。光照处理系统对渔业养殖废水具有明显的处理效果，对渔业养殖废水中的NO3--N、NO2--N、NH4+-N、TP、COD的处理效率分别为52.5%～61.73%、48.9%～57.86%、68.91%～80.07%、41.56%～49.87%、13.86%～25.68%[3]。光照处理法利用光照对池塘养殖废水进行处理，具有成本低、操作易、处理后出水水质稳定的特点。

2.3 泡沫分离法

泡沫分离法是利用气泡的气液界面可吸附、浓缩污浊物质的性质，从而分离去除水中污浊物质之浮选分离法的一种方法[4]。泡沫分离和臭氧消毒设备对渔业养殖水体中异养微生物、NH4+-N、NO2--N处理效率分别为86.72%～94.66%、36.56%～40.21%、37.59%～39.12%，能明显提高水体溶解氧，对COD的处理效果较低；连续工作24 h后，能有效降低渔业养殖水体中的NO2--N的含量和异养微生物数量。泡沫分离法处理效果一般，在泡沫分离设备处理后位置比处理前位置的NH4+-N、NO2--N和COD浓度能降低38.92%～43.45%、23.65%～28.71%、10.52%～13.85%，但能明显提高出水溶解氧含量。

3 水产养殖水体化学处理方法

养殖水化学处理法指通过在养殖水体洒入一定量的无机或有机化学制剂，与水中污染物或悬浮物发生反应以改善养殖水质，这种方法在传统渔业养殖中使比较普遍。根据化学反应类型可分为中和法、沉淀法、络合法、氧化还原法[5]。其中臭氧处理法已较广泛应用于渔业养殖用水的处理，效果比较明显，但臭氧处理法大幅度增加养殖的成本，同时具有一定的副作用，也不能降低养殖水体营养物质TN、TP等的含量，因此在渔业养殖废水的深度处理中应用较少。

4 水产养殖水体生物处理方法

4.1 生物制剂法

微生态制剂具有较强的生物活性，加入到渔业养殖水体后能够快速增殖而变为优势种。利用有益微生物改善渔业养殖水体环境、维持渔业养殖水体生态平衡，是保持渔业养殖健康和稳定发展的重要措施[6]。光合细菌是目前应用最多的一种水质微生态调控剂，光合细菌可利用水中的NH4+-N、H2S等污染物质，使水中的有毒有害成分降低，溶解氧增加，遏制水体的富营养化，增强水体的透明度，使水质得到改善。在pH值合适的情况下，芽孢杆菌为主的复合菌对养殖水体有很好的生态调控作用，特别对水体中NH4+-N、NO2--N、NO3--N和 COD的处理效率很好。随着投放时间不同，去除效果也不同，投入微生态制剂9 d后，上述主要污染物含量显著降低，渔业养殖水体可以达到《地表水环境质量标准（GB3838-2002）》中Ⅱ类水域的水环境质量标准[7]。反硝化细菌对水体中的NO3--N、NO2--N处理效率也较好，研究表明，NO3--N、NO2--N为1 mg/L的水体中，3 d内NO3--N、NO22-N处理效率可以分别达到95.8%和90.2%[8]。

4.2 活性污泥法

活性污泥法是渔业养殖水体生物处理的关键技术，其是以好氧微生物及其黏附的无机化合物和有机化合物所组成，具有吸附分解有机污染物，有效降低有机污染物浓度的能力。在经典的活性污泥处理法上发展而来成的AB法和SBR等处理工艺，具有更好的处理效果。Umbl et al在渔业养殖污水排放沟中使用类似SBR法的操作方法进行好氧和厌氧处理，效果良好。Meskeet et al对经典的活性污泥法处理渔业养殖循环水进行研究，其结果表明NH4+-N浓度较高达不到回用水质的要求。Nugual et al使用SBR法工艺处理海水养殖废水的有机污染物并研究盐度对处理效果的影响，发现在处理盐度不是太高的海水养殖废水时，TN去除效果明显[9]。

4.3 生物膜法

生物膜法由于具有产生活性污泥量少、运行维护便利、处理费用低廉的特点，在渔业养殖废水处理方面也有相对优势。生物膜法主要有生物转盘法工艺、生物接触氧化法工艺、生物流化床法工艺和生物滤池法工艺等，这些技术方法可根据微生物的多样化特征，选用于渔业养殖废水的封闭循环使用。由于生物膜上固定化的微生物密度较高、活性较强、反应速度更快，同经典的挂膜微生物处理工艺相比，对NH4+-N和难以降解的有机污染物具有明显的去除效果。在连续曝气的作用下，生物膜法对渔业养殖池塘中有毒有害的NO2--N和NH4+-N等有很高的处理效率，尤其对NH4+-N的去除效果比不曝气的好。连续曝气对水体中可溶性P的去除无明显效果，不曝气时明显降低水中可溶性P浓度[10]。

4.4 生物滤池法

曝气生物滤池是具有集生物氧化、过滤和生物吸附等多种处理工艺于一体的水处理工艺，其通过维持较高的水力负荷和保留较高的微生物浓度以减少环境冲击，能促进好氧微生物生长，同时污泥产生量较少。曝气生物滤池主要应用于受污染渔业水源的预处理、难降解污染物处理和回用水的深度处理，且应用前景很好。在规模化养鱼池塘中使用的生物滤池设备主要有平流式、降流式和升流式[11]。生物滤池的运行最关键的部分在于挂膜，滤料表面如果不能形成有效的好氧生物膜，则无法对渔业养殖废水进行处理。挂膜从环境微生物学的来讲，即菌体接种，使微生物吸附在滤料表面上。微生物的载体为生物滤池中的填料，在不更换滤料的情况下，生物滤池可以连续使用。

4.5 渔业养殖水体人工湿地法

人工湿地按水流方式的不同可将其划分为表面流、潜流和垂直流3个类型。陈家长等[12]对表面流人工湿地系统对混养区渔业养殖废水的处理效率进行了研究，结果表明，人工湿地对渔业养殖废水中的COD、NH4+-N、NO2--N、NO3--N、PO43--P、TN和TP的处理效率分别变化在32.07%～50.00%、57.25%～91.67%、38.46%～79.59%、43.75%～81.82%、47.50%～78.67%、31.37%～80.00%和39.53%～71.43%，平均处理效率分别为41.69%、76.91%、53.06%、60.88%、61.33%、54.22%和59.15%。

5 水产养殖水体处理发展方向

随着世界范围内的水环境污染和水资源短缺的日趋严重，未来世界各国将采用封闭式循环养殖方法，渔业养殖废水的综合利用和无害化排放技术研究具有巨大的实用价值和广阔的应用前景[13]。我国渔业养殖废水主要来自的渔业养殖结束后的排水及渔业养殖过程中的季节性换水和补水，排换水时间相对比较集中，发达国家广泛采用的渔业循环养殖技术，运行费用非常昂贵，不适合我国的国情，在我国难以推广。我国池塘养殖具有规模小、分散，且种养混合区域面积广，主要养殖品种的经济效益相对较低等特点，采用人工湿地和自然湿地水质净化系统处理渔业养殖废水[14]，符合现代和未来生态农业的要求，通过调整渔业养殖生态系统的结构，减少和避免养殖废弃物在水体中的积累，在使渔业养殖水质得到净化处理的同时使这些渔业养殖废弃物再循环利用。进一步研究高效可行的规模化渔业养殖废水集中处理系统和工艺，改善渔业养殖水体生态环境质量，保护水资源和减轻渔业养殖排水对环境的负面影响，是我国渔业养殖可持续发展的重要方向。

6 参考文献

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