工業海水養殖廢水處理技術。
一、引言
近10年來，隨著海水養殖技術水平的提高和市場需求的擴大，我國的海水工廠化養殖得到了迅速發展，養殖廢水中殘留的餌料、化學物質殘留以及含有豐富氮、磷、有機質和毒性物質的養殖生物糞便，使養殖周邊海域的海水富營養化程度和水質污染程度進一步加劇，引發了赤潮等海洋生態環境問題，同時水體污染又反過來制約著水產養殖的發展。為此，水產業廢水的處理與回用逐漸受到重視。近幾年來，國內外學者針對海水工廠化養殖廢水的特點，分別對物理、化學和生物三種處理技術進行了應用研究，取得了許多實用成果。經物理化學和生物處理的養殖廢水中的物質含量減少，如化學耗氧量(COD)、懸浮物(SS)和氨氮(NH3-N)，然后再循環使用。
二、是養殖廢水的物理處理技術。
傳統的物理法主要有過濾、中和、吸附、沉淀、曝氣等處理方法，是廢水處理過程中的重要環節。采用機械過濾、泡沫分離技術和臭氧凈化技術對工廠化養殖廢水進行了外排和回收處理。
2.1機械過濾。
針對養殖廢水中殘留的魚餌、養殖生物糞便等大多數為懸浮大顆粒的特點，采用物理過濾技術對其進行處理，是一種最快速、最經濟的方法。機械過濾器、壓力過濾器、砂濾等是常用的過濾設備。機械過濾器(微濾機)在實際工程中應用較多，過濾效果較好。在日本有一種過濾器，它的工作原理是泵把池塘里的水吸上來，然后用噴射管噴進過濾池里，過濾池里有一層微粒沸石和一個專用過濾器，過濾后的水流回到養魚池里。
2.2泡沫分離技術。
泡沫塑料分選技術已廣泛應用于工業廢水處理中，它不僅能去除蛋白質等有機物而不被礦化生成氨化物和其他有毒物質，避免有毒物質在水體中積聚，還能為養殖水體提供必要的溶解氧，對保護養殖水體生態環境具有良好的效果。
2.3臭氧凈化。
OH是一種中間物質，在水中臭氧分解羥基(·OH)，具有很強的氧化性，能分解一般氧化劑難以分解的有機物。利用臭氧處理廢水，不僅可以快速滅除細菌、病毒、氨氣等有害物質，而且可以提高水中的溶解氧，達到凈化養殖廢水的目的。臭氧在魚蝦養殖中的應用效果顯著，日本伊騰慎悟對海水臭氧處理的研究表明，海水中的各種細菌可被臭氧所消滅，達999%。利用臭氧和生物濾池相結合，出水溶解氧含量高，可提高養殖密度。
三、電化學處理。
研究結果表明，當輸入電流最大為2A時，對水中溶解亞硝酸鹽和氨氮的去除時間和能耗均呈下降趨勢；當輸入電流最大為2A時，對輸入電流和電導率的去除影響較小，pH值對亞硝酸鹽去除影響較小；在酸性條件下，對亞硝酸鹽去除影響較小，而對氨去除影響較小。
四、生物加工技術。
生物法處理養殖廢水是典型的穩定化處理方法，主要有活性污泥法和生物膜法。
通過微生物的吸收、代謝等作用，實現對水體中有機物和營養鹽的降解，是目前處理溶解態污染物最經濟有效的方法。飼養過程中投喂的餌料及飼養生物糞便主要是含碳、氮、磷等元素的碳水化合物、蛋白質、脂肪等，生化降解能力較好。可采用生物處理技術對工廠化養殖廢水進行有效處理，其中生物菌種的有效性和固定生長模式是決定處理效果的兩個重要方面。
4.1活性污泥法。
生物污泥法處理系統是污水生物處理技術的重要組成部分，由好的微生物及其對附著的有機和無機物質的吸附組成，具有吸附、分解水中有機污染物的能力，具有生物化學氧化活性。采用傳統的活性污泥法對養殖循環水進行處理，如采用氧化溝間歇式活性污泥法、AB法等，采用Meske等活性污泥法對養殖循環水進行處理，結果表明，NH4+-N含量不能滿足回用要求，采用Umbl等接近SBR的操作方式對養殖循環水進行好氧厭氧處理，處理效果良好；采用Nugual等SBR法對養殖廢水進行處理，探討鹽度的影響，結果表明，在鹽度不太高時，采用SBR法進行脫氮處理，效果較好。
4.2生物膜法。
由于微生物種類繁多，生物膜法主要有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化裝置和生物流化床等技術，可用于養殖廢水的封閉循環。選擇出在海水環境中能夠快速繁殖和繁殖的高效生物菌群，是實現工業廢水高效處理的關鍵。國內外對光合細菌、玉壘菌、硝化細菌等在養殖廢水處理中的應用進行了較深入的研究[9]。因為固定化微生物的密度高，活性強，反應速度快，與常規的微生物掛膜生物處理技術相比，對氨氮和某些難降解有機物有明顯的去除效果[10]，因此，該技術有望成為海水養殖廢水處理中的重要生化處理技術。
4.2.1生物濾池
精養魚池配置的生物濾池可分為平流式、升流式和降流式。生物濾池運行中最關鍵的環節是掛膜，濾料表面不能形成生物膜，則無從處理生物濾池中的污水。掛膜法，從微生物學的角度來說，就是菌種接種法，它能使微生物吸附在濾料表面。填料是生物濾池的載體，填料主要有碎石、石子、焦炭、煤渣、塑料蜂窩及各種人造制品；生物濾池可連續使用，無需更換濾料。填料的選擇在生物濾池設計中也很重要，填料的結構和表面積對生物膜的生長和有機懸浮粒子的捕獲都有好處。采用沉淀池→生物濾池→二沉池→生物過濾工藝，采用混合纖維填料，經大面積集約化養殖水體處理后，可以回收利用。如薩希爾(曝氣)池、機械濾池、紫外線消毒池、水下生物濾池(反硝化池)、魚塘循環使用，處理效果良好。用沸石作濾料的曝氣生物濾池，田文華等研究了處理廢水的效果。
4.2.2生物轉盤。
生物體的轉盤是由一串固定在軸上的圓盤組成，兩個圓盤之間隔開，兩個圓盤一半放在水中，一半露出水面。水分和空氣中的微生物附著在盤片表面形成生物膜。旋轉時，浸沒于水中的片子露出水面，片子上的水由于自重而沿生物膜表面下流，空氣中的氧通過吸附、混合、擴散和滲透等作用，隨著旋轉片子的旋轉被帶到水中，使水中的溶解氧增加，水質得到凈化。
4.2.3生物旋翼。
生物圈是生物圈的變體，自上世紀70年代中期發展而來，在丹麥、德國發展迅速。丹麥開發了單轉筒型，德國開發了多轉筒型，其中填料有塑料球、塑料環、波紋盤片等。一些生物在轉筒外還設有收集裝置，以增加水中的溶氧量。它的3個典型的生物轉筒形式是：(1)殼體結構為硬聚乙烯塑料，內裝聚氯乙烯波紋圓盤，轉筒由16個小轉筒組成；(2)殼體為鋼制，圓筒固定在軸上，聚乙烯波紋較硬的圓盤表面呈多邊形；(3)生物轉筒的筒體四周裝有一個小容器，當轉筒向上旋轉時，小容器內盛滿水，向下旋轉時，水灑入一個塑料球狀的空容器中，充滿空氣進入水中，凈化水的體積是生物轉筒的15~25倍。
4.2.4生物流化床。
生物流化床(biologicalfluidizedbeds，簡稱BFBS)是一種生物膜法，用于處理污水的二級處理(有機物氧化、部分硝化)，用于處理有機廢水和脫氮。采用好氧硝化滴濾和低氧反硝化流化床相結合的反應器，將富硝酸鹽和溶解有機物懸浮在表面，送至硫化床，處理效果良好。在水產養殖水體循環中，Jewell等利用膨脹床的硝化與反硝化。
4.3、水產養殖技術的自然生物處理
用自然生物處理水產養殖水體主要有濕地、穩定塘和土地處理系統等,其優點是處理含氮和磷的水體,能達到比較徹底的處理效果。非集約化水產養殖的自然水域本身是一個典型濕地系統,具有良好的自凈能力,只要合理利用和加強其自凈能力,會有良好的環境效應和經濟效應。魚塘水生生態系統本身有很強的凈污能力,在水產養殖水體的處理中完全可以利用魚塘對污染物的凈化能力來凈化污水。
5、水產養殖廢水的循環利用工藝流程
進行水處理裝置有多種,其結構各不相同,其工藝流程也不一樣，下面有幾種幾種典型的流程。魚池排水→集水池塘→氧化池→沉淀池→增溫增氧池→魚池回用，這種工藝流程中氧化池為生物轉筒；魚池排水→沉淀池→升流式生物濾池→淋水塔式增氧→加熱、消毒→魚池回用，可以去除99%氨氮，新鮮水/回用水為1/9；魚池排水→充氧→升流式石灰巖濾池→沉淀池→增氧→回用，其中新鮮水/循環水為1/5；魚池排水→升流式碎石濾池→降流式碎石濾池→增溫池→回用；魚池排水→集水池→升流式沸石濾池→降流式沸石濾池→補充新鮮水、調溫→魚池回用。根據生態設計的基本原理和水產養殖環境工程技術，劉長發等[17]研究認為以水產養殖系統零污水環境排放為目標，可以對水產養殖系統進行生態工程和生態工藝設計,開發一個典型的零污水排放工廠化復合水產養殖系統。
6、小結
隨著世界性水資源短缺和環境污染的日趨嚴重,今后各國將采用封閉式循環水養殖方式。其中，養殖廢水的綜合利用與無害化排放技術具有極大的研究開發價值和廣泛的應用前景。而海水工廠化養殖廢水中污染物的多樣性決定了其處理工藝的復雜性。因此，在設計海水工廠化養殖廢水處理工藝時，應本著高效、經濟的原則,針對處理后的水質要求，有機組合物理、化學和生物處理技術，可以取得較好的處理效果，達到循環水養殖的目的。
