工厂化水产养殖作为一种高密度、集约化的生产模式,在显著提高产量和经济效益的也产生了大量富含残饵、粪便、药物残留及代谢产物的养殖废水。若未经有效处理直接排放,将对周边水域生态环境造成严重污染,制约行业自身的可持续发展。因此,研发与推广经济、简易、高效的废水处理技术及配套的水质改良剂,已成为产业绿色转型的关键环节。
一、 工厂化水产养殖废水的主要特征与处理难点
工厂化养殖废水通常具有悬浮物(SS)浓度高、化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N)、亚硝酸盐氮(NO2--N)含量高、总磷(TP)负荷大等特点,且可能含有抗生素、消毒剂等微量有害物质。其处理难点在于:
- 水量大,排放集中,要求处理系统具有较高的水力负荷。
- 污染物成分复杂,可生化性相对较好,但碳氮比可能失衡。
- 处理工艺需兼顾效率、成本与操作的简便性,以适应养殖场(尤其是中小型场)的实际条件与承受能力。
二、 简易高效的处理技术与工艺组合
针对以上特点,目前较为成熟且易于实施的简易处理技术主要包括:
- 物理固液分离技术:作为预处理的核心,通过筛滤(如转鼓式微滤机、振动筛)、沉淀(平流式、竖流式沉淀池)或气浮等装置,快速去除大部分悬浮颗粒物和部分有机质,能有效减轻后续生物处理的负荷。简易沉淀池配合定期排淤是成本最低的选择。
- 生物处理技术:这是去除溶解性有机污染物和氮磷的关键。简易高效的生物技术包括:
- 曝气生物滤池(BAF):集生物氧化与过滤于一体,占地面积小,对COD、氨氮去除效果好,管理相对简便。
- 移动床生物膜反应器(MBBR):通过投加悬浮填料,增加生物量,耐负荷冲击能力强,运行稳定。
- 人工湿地/生态塘:利用植物、微生物、基质的协同作用进行深度净化,投资运行成本极低,生态效益好,适合有闲置土地、处理要求不极端严格的场合。
- 工艺组合模式:实践中常采用“物理预处理 + 核心生物处理 + 生态深度处理”的组合模式。例如:“微滤机 → MBBR → 人工湿地”或“沉淀池 → BAF → 生态塘”。这种组合能实现梯级净化,在保证效果的最大化降低能耗与运维复杂度。
三、 专用水质改良剂的研发与应用
水质改良剂是配合工程措施,用于快速调节和稳定养殖水环境、促进污染物转化分解的化学或生物制剂。其研发方向聚焦于高效、安全、环境友好。
- 微生物制剂:
- 研发高效复合菌剂:包含硝化细菌、反硝化细菌、光合细菌、芽孢杆菌、乳酸菌等,针对性地降解有机物、氨氮、亚硝酸盐,抑制病原菌。通过菌种筛选、复配优化及微胶囊化等工艺提高菌剂活性与稳定性。
- 酶制剂:研发能加速残饵、粪便等大分子有机物分解的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等复合酶产品。
- 化学/矿物制剂:
- 增氧与氧化剂:如过氧化钙、过碳酸钠等缓释型增氧剂,以及二氧化氯、高铁酸盐等安全消毒氧化剂,用于应急增氧和改善底质。
- 絮凝与吸附剂:研发改性天然矿物(如沸石、膨润土)、生物质炭(如竹炭、稻壳炭)等高效、低成本的吸附材料,用于快速去除悬浮物和吸附氨氮、重金属。
- pH与碱度调节剂:如安全的碳酸盐缓冲剂,用于稳定水体pH和碱度,保障生物处理系统尤其是硝化过程的顺利进行。
- 植物提取物与生态制剂:从植物中提取黄酮、多糖、有机酸等成分,研发具有抑菌、促进益生菌生长、改善动物肠道健康从而间接减少污染排放的饲料添加剂或水体改良剂。
四、 技术集成与展望
未来工厂化水产养殖废水治理的发展方向,是将简易的工程处理技术与智能化的水质监测、精准化的改良剂投加系统相结合。通过物联网传感器实时监测关键水质参数,并根据模型自动调控处理单元运行(如曝气时间)或触发改良剂的智能投加,实现从“经验治理”到“精准智理”的跨越。
应大力推行循环水养殖(RAS)模式,将处理后的废水经过深度净化回流再利用,最大限度实现水资源闭环和污染物“零排放”。简易处理技术与水质改良剂正是构建经济型、中小规模RAS系统的重要基石。
面对工厂化水产养殖的环保压力,推广“简易处理技术+专用改良剂”的组合方案,符合当前多数养殖企业的现实需求与承受能力。通过持续的技术研发、集成创新与模式优化,我们完全能够在保障水产品供给的守护好宝贵的蓝色水域,实现产业与生态的和谐共赢。