工廠化海水養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)
工廠化海水養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)。
一.導(dǎo)言
近10年來，隨著海水養(yǎng)殖技術(shù)的提高和市場(chǎng)需求的擴(kuò)大，我國海水工廠化養(yǎng)殖發(fā)展迅速。殘留的餌料、養(yǎng)殖廢水中的化學(xué)殘留以及富含氮、磷、有機(jī)質(zhì)和有毒物質(zhì)的養(yǎng)殖生物肥料，進(jìn)一步加劇了海水養(yǎng)殖周邊海域海水的富營(yíng)養(yǎng)化程度和水污染程度，引發(fā)赤潮等海洋生態(tài)問題，而水污染又反過來制約著海水養(yǎng)殖的發(fā)展。因此，處理和水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的回用越來越受到重視。近年來，針對(duì)海水工廠化養(yǎng)殖廢水的特點(diǎn)，國內(nèi)外學(xué)者分別研究了物理、化學(xué)和生物技術(shù)處理的應(yīng)用，取得了許多實(shí)用成果。水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水經(jīng)過物理、化學(xué)、生物處理處理后，化學(xué)耗氧量(COD)、懸浮物(SS)、氨氮(NH3-N)等物質(zhì)含量降低，然后循環(huán)利用。
二是養(yǎng)殖廢水的物理處理技術(shù)。
傳統(tǒng)的物理方法主要有過濾、中和、吸附、沉淀、曝氣等處理方法，是廢水處理工藝中的重要環(huán)節(jié)。采用機(jī)械過濾、泡沫分離技術(shù)和臭氧凈化技術(shù)對(duì)工廠化養(yǎng)殖廢水處理進(jìn)行排放和回收。
2.1機(jī)械過濾。
鑒于水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中剩余的餌料和糞便大多是懸浮的大顆粒的特點(diǎn)，對(duì)其應(yīng)用物理過濾技術(shù)處理是一種相對(duì)快速且經(jīng)濟(jì)的方法。機(jī)械過濾器、壓力過濾器和砂濾器是常用的過濾設(shè)備。機(jī)械過濾器(微濾機(jī))在實(shí)際工程中應(yīng)用廣泛，過濾效果良好。在日本，有一種過濾器。它的工作原理是用泵把池塘里的水吸上來，然后通過噴水管噴入過濾池。過濾池有一層沸石顆粒和特殊的過濾器，過濾后的水回流到魚塘。
2.2泡沫分離技術(shù)。
泡沫塑料分選技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水處理。既能去除蛋白質(zhì)等有機(jī)物而不礦化生成氨化物等有毒物質(zhì)，避免有毒物質(zhì)在水體中的積累，又能為養(yǎng)殖水體提供必要的溶解氧，對(duì)保護(hù)養(yǎng)殖水體的生態(tài)環(huán)境有很好的作用。
2.3臭氧凈化。
OH是一種中間物質(zhì)。臭氧分解水中的羥基(OH)，羥基具有很強(qiáng)的氧化性，可以分解普通氧化劑難以分解的有機(jī)物。利用臭氧處理廢水不僅能快速殺滅細(xì)菌、病毒、氨等有害物質(zhì)，還能增加水中的溶解氧，凈化養(yǎng)殖廢水。臭氧在魚蝦養(yǎng)殖中的應(yīng)用效果顯著。日本伊藤神武對(duì)海水臭氧處理的研究表明，海水中的各種細(xì)菌都可以被臭氧消滅，達(dá)到99.9%。臭氧與生物濾池結(jié)合，出水溶解氧含量高，可提高養(yǎng)殖密度。
三。電化學(xué)處理。
結(jié)果表明，當(dāng)輸入電流大于2年時(shí)，水中溶解性亞硝酸鹽和氨氮的去除時(shí)間和能耗均呈下降趨勢(shì)。當(dāng)輸入電流大于2年時(shí)，對(duì)輸入電流和電導(dǎo)率的去除影響不大，而pH值對(duì)亞硝酸鹽的去除影響不大。在酸性條件下，對(duì)亞硝酸鹽去除影響不大，對(duì)氨氮去除影響不大。
第四，生物加工技術(shù)。
生物處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水是典型的穩(wěn)定化處理法，主要包括活性污泥法和生物膜法。
目前，處理溶解污染物可以通過微生物的吸收和代謝來降解。飼養(yǎng)過程中的飼料和生物肥料主要是碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等。含有碳、氮、磷等元素，具有良好的生化降解能力。生物處理技術(shù)可以有效處理工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理，其中生物菌種的有效性和固定生長(zhǎng)方式是決定處理效果的兩個(gè)重要方面。
4.1活性污泥法。
生物污泥法處理系統(tǒng)是/[K30/]生物處理技術(shù)的重要組成部分。它是由良好的微生物和它們吸附附著的有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)組成的。它具有吸附和分解水中有機(jī)污染物的能力和生化氧化活性。水產(chǎn)養(yǎng)殖循環(huán)水采用傳統(tǒng)的活性污泥法，如氧化溝間歇式活性污泥法、AB法等。采用活性污泥法如Meske處理處理水產(chǎn)養(yǎng)殖循環(huán)水。結(jié)果表明，NH4+-N含量達(dá)不到回用要求，采用類似SBR的運(yùn)行方式如Umbl對(duì)養(yǎng)殖循環(huán)水進(jìn)行好氧厭氧處理。結(jié)果表明，當(dāng)鹽度不太高時(shí)，采用SBR法脫氮處理，效果較好。
4.2生物膜法。
由于微生物種類繁多，生物膜法主要包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化裝置、生物流化床等技術(shù)，可用于養(yǎng)殖廢水的閉路循環(huán)。選擇能在海水環(huán)境中快速繁殖和繁殖的高效生物菌群是實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水處理高效化的關(guān)鍵。對(duì)國內(nèi)外光合細(xì)菌、生物修復(fù)細(xì)菌、硝化細(xì)菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究[9]。由于固定化微生物密度高、活性強(qiáng)、反應(yīng)速度快，與常規(guī)微生物生物膜處理技術(shù)相比，對(duì)氨氮和部分難降解有機(jī)物具有明顯的去除效果[10]，因此該技術(shù)有望成為海水養(yǎng)殖廢水中重要的生化處理技術(shù)。
生物過濾器
魚塘中配置的生物濾池可分為平流型、上流式和下流式。生物濾池運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是生物膜的形成。如果濾料表面不能形成生物膜，生物濾池中就沒有處理 污水。掛膜法，從微生物學(xué)的角度來說，就是接種的方法，可以使微生物吸附在濾料表面。填料是生物濾池的載體。填料主要包括礫石、石塊、焦炭、煤渣、塑料蜂窩和各種人造制品。生物過濾器可連續(xù)使用，無需更換過濾材料。填料的選擇在生物濾池的設(shè)計(jì)中也很重要。填料的結(jié)構(gòu)和表面積有利于生物膜的生長(zhǎng)和有機(jī)懸浮顆粒的捕集。采用沉淀池→生物濾池→二沉池→生物濾池工藝和混合纖維填料，規(guī)?；s化養(yǎng)殖水體處理后可循環(huán)使用。比如Sachir(曝氣池)、機(jī)械過濾器、紫外線消毒池、水下生物過濾器(脫氮池)、魚塘等都可以循環(huán)使用。處理效果不錯(cuò)。曝氣生物濾池以沸石為濾料，田文華等人研究了處理廢水的效果。
4.2.2生物轉(zhuǎn)盤。
生物轉(zhuǎn)盤由一系列固定在軸上的圓盤組成，圓盤之間由兩個(gè)圓盤隔開，其中一半放在水中，另一半暴露在水中。水和空氣中的微生物附著在盤的表面形成生物膜。旋轉(zhuǎn)時(shí)，浸沒在水中的膜暴露在水面，膜上的水由于自身重量沿生物膜表面向下流動(dòng)，空氣中的氧氣隨著旋轉(zhuǎn)膜的旋轉(zhuǎn)通過吸附、混合、擴(kuò)散、滲透被帶到水中，增加了水中的溶解氧，凈化了水質(zhì)。
生物轉(zhuǎn)子。
生物圈是生物圈的一個(gè)變種，從20世紀(jì)70年代中期開始發(fā)展，在丹麥和德國發(fā)展很快。丹麥開發(fā)了單鼓式，德國開發(fā)了多鼓式，其中填充物包括塑料球、塑料環(huán)、波紋盤等。一些生物還在轉(zhuǎn)鼓外有收集裝置，以增加水中的溶解氧。其三種典型的生物鼓形式如下:(1)外殼結(jié)構(gòu)為硬質(zhì)聚乙烯塑料，內(nèi)部為聚氯乙烯波紋圓盤，鼓由16個(gè)小鼓組成；(2)外殼為鋼制，圓柱體固定在軸上，帶有硬質(zhì)聚乙烯波紋的圓盤表面為多邊形；(3)生物轉(zhuǎn)鼓的桶周圍有一個(gè)小容器。當(dāng)滾筒向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，小容器就裝滿了水。當(dāng)它向下旋轉(zhuǎn)時(shí)，水被灑到一個(gè)空的塑料球形容器中，充滿空氣，進(jìn)入水中。凈化水的體積是生物轉(zhuǎn)鼓體積的15-25倍。
4.2.4生物流化床。
Biologicalfluidizedbeds(簡(jiǎn)稱BFBS)是一種生物膜工藝，用于處理污水二級(jí)處理(有機(jī)氧化、部分硝化)、/[K31/]有機(jī)廢水和反硝化。采用好氧硝化滴濾和低氧反硝化流化床相結(jié)合的反應(yīng)器，將表面富含硝酸鹽的溶解性有機(jī)物懸浮起來，送入硫化床。處理效果不錯(cuò)。在水產(chǎn)養(yǎng)殖水循環(huán)中，朱厄爾等人利用膨脹床中的硝化和反硝化作用。
4.3.自然生物的水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)處理
具有自然生物處理的養(yǎng)殖水體主要包括濕地、穩(wěn)定塘和土地處理系統(tǒng)等。它的優(yōu)點(diǎn)是含氮磷的處理水體可以達(dá)到更徹底的處理效果。非集約化養(yǎng)殖的自然水域是典型的濕地系統(tǒng)，具有良好的自凈能力。只要適當(dāng)利用和加強(qiáng)其自凈能力，就會(huì)產(chǎn)生良好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。魚塘水生生態(tài)系統(tǒng)本身具有很強(qiáng)的凈化污染物的能力。在處理養(yǎng)殖水體中，可以充分利用魚塘凈化污染物的能力來凈化污水。
5.水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的循環(huán)利用工藝流程
水處理裝置有很多種，結(jié)構(gòu)不同，不同工藝流程。下面有幾個(gè)典型的流程設(shè)備。魚塘排水→集水塘→氧化塘→沉淀池→增溫增氧塘→魚塘回用。工藝流程中的氧化塘為生物轉(zhuǎn)鼓；魚塘排水→沉淀池→升流式生物濾池→水塔增氧→加熱消毒→魚塘回用可去除99%的氨氮，淡水與回用水比例為1/9。魚塘排水→增氧→升流式石灰石過濾器→沉淀池→增氧→回用，其中淡水與循環(huán)水比例為1/5；魚塘排水→上流式礫石過濾器→下流式礫石過濾器→暖池→回用；魚塘排水→集水池→上流式沸石過濾器→下流式沸石過濾器→淡水補(bǔ)充、溫度調(diào)節(jié)→魚塘回用。根據(jù)生態(tài)設(shè)計(jì)和水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境工程技術(shù)的基本原理，劉長(zhǎng)發(fā)等人[17]認(rèn)為以水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的零污水環(huán)境排放為目標(biāo)，可以對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)進(jìn)行生態(tài)工程和生態(tài)工藝設(shè)計(jì)，可以開發(fā)出典型的零污水工業(yè)復(fù)合水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)。
6.摘要
隨著世界水資源的日益短缺和環(huán)境污染，未來各國將采用封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖。其中，水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的綜合利用和無害化排放技術(shù)具有極大的研發(fā)價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。海水工廠化養(yǎng)殖廢水中污染物的多樣性決定了處理工藝的復(fù)雜性。因此，海水工廠化養(yǎng)殖廢水處理工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持高效、經(jīng)濟(jì)的原則，滿足處理后的水質(zhì)要求，將物理、化學(xué)、生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合，可以達(dá)到更好的處理。
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