养殖水处理技术
随着工业、农业及生活污水的排放,养殖水体环境也不断恶化,因水质污染而引发的水产品死亡、减产及卫生安全质量严重下降等问题也随之发生,这影响了水产业的进一步发展。因此如何对养殖用水进行有效的处理、改善和净化,是发展绿色健康养殖、节水渔业面临的一个十分重要的问题,尤其是在水资源严重不足的今天,这个问题就显得更为重要。而水处理设备和技术在解决这个问题方面,可以发挥十分重要的作用。
1、沙滤池
目前,沙滤池与沙滤罐在工厂化养殖中应用十分广泛。姚雪梅等(2006)用不同方法处理海水,沙滤能有效的切断病毒水平传播。在养殖用水中,沙滤池的运用往往被认为滤料颗粒越细越好,其实并不然。这主要是因为不同固定滤料的质量密度、固定机械强度和化学成分不同,沙滤层一般由0.7米厚0.6-1.18mm细沙、0.1米厚1.18-2.8mm粗沙、0.1米厚2.36-4.75mm细砾石和0.15米厚6.7-13.2m粗砾石组成,对于需要较细沙的应用,上层改为0.7米厚0.5-1.0mm细沙,0.1米厚1.0-2.0mm粗沙,砾石层保持不变,在估算沙层深度时,一些人采用的规则是沙层深度应该是有效粒径(有效粒径定义为10%沙粒通过的孔径尺寸)的1000倍.何建国等人在对不同粒径与沙层厚度对浮游生物过滤效果的研究中表明,在当前对虾养殖模式中,由1m厚细沙、0.5m厚粗沙组成的沙滤系统其过滤效果最好,不仅能减少水体中悬浮物的含量,也能减少一些病原菌及携带病毒的生物。
2、泡沫分离器
泡沫分离器又称为蛋白质分离器,是气浮处理技术的代表设备。泡沫分离器通常由反应罐体和内循环泵等构成。泡沫分离器不但能将蛋白质等有机物分离出来,减轻后续生化过滤器等工艺流程的工作负担,而且可在提高溶氧浓度的同时,排出CO2。在循环养殖模式中,泡沫分离器的主要作用是去除养水体中的小颗粒物质、净化水质。其工作原理是泡沫分离器内循环泵配合射流器制造大量气泡泡沫,通过泡沫表面张力和黏度吸附水里的纤维素、蛋白质和食物残渣等小颗粒物,以达到净化水质的结果。
经过装置化的泡沫分离器其处理功效相对较好,但因其单位时间内的处理水体有限,对于大型工厂化循环养殖车间,可能会出现处理能力不足的状况,则可采取工业废水气浮处理模式,即用气液混合泵(曝气机)在水底打出微气泡,通过气泡的扩散盘将水中的蛋白质等物质收集于表层气泡中,再通过表层的泡沫收集并排出系统外田。此种装置不受水体大小规模限制,处理效果也较好,可应用在大水体的工厂化车间。
3、生物滤器
生物滤器是基于生化净水技术的原理发展演化而成的工艺技术,将此技术模块化,裝配于循环养殖系统。生物滤器一般为水箱、水池或罐体的形式,内部填充滤料以之作为细菌附着生长的场所。滤料的选择会影响到生物滤器的处理效能以及运行模式,如固定床式的毛刷滤料和移动床式的生化球,生物滤器也配备有布气装置,一方面在生物滤器的运行处理期间为载体上的生物膜提供足够的气体,另一方面可以带动生物滤器内部的污水流动,使污水与滤料上的生物膜充分接触,而移动床漂流式的滤料还能随水流搅动,提高微生物代谢和污水净化的效果。这些工艺中的微生物大多源于自然或者人工环境中的混合菌群,经驯化后对养殖废水进行处理。陆斌等用软性填料床缺氧好氧生物脱氮工艺净化处理罗氏沼虾亲虾池和育苗池排污水后,出水的各项指标均能达到安全范围。罗国艺等研光了盐度为35的海水合系统生物滤器稳定成熟过程中,分析了生物膜、生物相的构建以及系统中三态氮等水质指标的变化情况等均,宋协法等对封团循环水产养殖系统中,生物滤器所采用的软性填料、弹性填料、半软性填料3种生物滤料的特点进行了研究分析,对填装这3种填料的生物滤器处理海水养殖污水中氨氮的能力进行了比较
4、臭氧与紫外线
臭氧是一种不稳定且具有刺激性特殊气味的气体,臭氧在含有杂质的水溶液中会迅速被分解为氧气,其在自来水中的半衰期约为20min，分解产物为氧气,不存在二次污染。臭氧的氧化能力极强,其氧化还原电位值高Hongdezhou等表明臭氧不仅能消毒杀菌,还可以降低水体的悬浮固体、生化需氧量（BOD)和COD,提高水体的透明度,并且能有效去除水中异味、臭味等。以上这些特性使得臭氧广泛应用于厂化水养殖以及其他污水处理工程当中,有研究显示装配有臭氧仪的室内凡纳滨对虾的工厂化养殖场。臭氧杀菌效果显著可灭菌99%的细菌,处理后弧菌量低至1cfu/mL。另外有研究显示使用臭氧杀菌技术配合多种光合细菌处理虹鳟高密度养殖的水体,可以有效地防止烂鳃病和水毒病的发生。使用臭氧技术需要合理控制使用剂量，Schroder等研究发现,适量的臭氧能有效的去除水中的亚硝酸盐，并能降低水色,配合蛋白质分离器的使用还能够有效抑制细菌的繁殖；但臭氧剂量过高会产生高致毒物质,对养殖对象造成危害。
紫外线消毒处理是工厂化养殖系统中重要组成部分之一,主要用于品种繁育、养殖和水产品净化等生产过程中的水体杀菌处理。紫外线杀菌方法与传统杀菌方法相比,具有不需要投加化学药剂、不会产生有毒有害副产物、且杀菌效率高、操作简单、便于运行管理等特点。郑荣进等研究表明影响紫外线杀菌效果的因素有紫外输入功率、水体的透射率以及水流速；且这些因素与紫外线的灭菌效果呈正相关关系。
综上所述,一个合理完善的水处理系统是物理、化学、生物方法共同作用的结果。由于海水养殖废水污染物具有多样性、高盐度、高营养等特性,决定了其处理工艺的复杂性。因此,在对海水工厂化养殖废水处理工艺进行设计时,应本着高效、经济的原则,针对处理后的水质要求,有依据的对物理、化学和生化处理技术进行组合。