淺析區域化海水養殖中的廢水處理技術_《大觀周刊》2012年第32期

　　注：本文摘自《大觀周刊》2012年第32期，作者：劉洋

　　【摘要】：我國海水養殖廢水的環境問題還未引起人們的足夠重視，還未制定相關的法律和法規來約束養殖廢水的排放，因此海水養殖廢水的排放大多是未經處理直接排放的，隨著代謝工程、發酵工程、生物技術和微生物工程的進一步發展，在研究中，應借鑒國外的相關經驗，結合實際情況，對多種處理工藝優化組合并對海水養殖廢水的再循環利用進行研究。
 

　　目前我國海水養殖廢水生物處理研究還處于開始階段。一方面，對于海水養殖廢水處理的工藝選擇、運行參數及處理能力與效能尚需進一步研究；另一方面對降解污染物微生物的研究還有大量的工作需要進行，開展海水養殖廢水生物處理方法和原理的基礎研究，從海洋環境和海水養殖環境中廣泛篩選能夠高效降解目標污染物、并能在海水環境中快速繁殖生長的菌群，對其中若干菌株加以遺傳改造，從而培育出凈化能力更強、適用范圍更廣的高效菌株，同時進行菌株的適宜環境條件、生理特性、代謝動力學及微生物生態學方面的研究；篩選適合的微生物固定化載體和對固定化方法進行優化；在調查和系統分析水質、水量、投菌量、營養物質、氧耗、反應器構型、水力停留時間等諸多因素的基礎上，建立完善的和適合我國國情的海水養殖廢水處理方法并加以推廣，對于保護海洋環境以及海水養殖業的可持續發展有著十分重要的意義。

　　1、國內研究現狀分析

　　在國內，一些學者已經認識到海水養殖廢水治理的必要性，并且開展了一些研究工作。中國水產科學研究院黃海水產研究所袁有憲等率先提出對養殖環境進行生物修復，即應用微生物降解技術消除養殖水體底泥中有機污染物，改善養殖環境，取得了一些進展。在微生物篩選培育與應用方面，中國海洋大學莫照蘭、俞勇從蝦池底泥中分離篩選出1O株對有機物具有較高降解性能的細菌，初步實驗表明，篩選的菌株2d能消化46.6～59.5的對蝦餌料，5d能消化50.8％～7O.2的對蝦餌料，篩選的菌株可用于蝦池底部有機物降解，改善對蝦養殖環境。孫軍發現養殖系統加入光合細菌和吸附劑(麥飯石)后可明顯降低蝦池的氨氮水平并提高對蝦的抗病力，青島理工大學環境工程實驗室建立了一種海水硝化細菌的培養方法，可在短時間內(16～18d)獲得硝化速率為7.49mg?［g(MLSS)?h］����-1��的硝化細菌制劑，該制劑可有效地去除海水養殖環境中的氨氮，具有較好的應用前景，此外還開展了硝化細菌固定化等方面研究。

　　2、海水養殖廢水處理工藝

　　隨著海水集約化養殖業的發展以及對海水養殖廢水處理研究的深入，人們逐漸認識到單一的處理技術或傳統的陸域污水處理法已無法滿足處理要求，投入少、低成本、低能耗高效率的海水養殖廢水綜合處理技術才是研究的主要方向。這些綜合處理技術將更強調生態系統中生產者、消費者、分解者之間動態和合理的平衡，進一步挖掘生物作用的潛力，力圖培育和篩選出繁殖能力強、凈化能力高、抗環境突變能力強、變異小的微生態制劑，實現無害化處理。目前，已有不少的科研工作者對海水養殖廢水處理工藝進行研究，并取得一定的效果。人工濕地利用生態系統中的物理、化學和生物的三重協同作用來實現對污水的凈化，具有凈化效果好、去除氮磷能力強、工藝設備簡單、運轉維護管理方便、能耗低、系統配置可塑性強、生態環境效益顯著、可實現廢水資源化等特點。但人工濕地易受自然及人為活動的干擾，易堵塞，生態平衡易受到破壞，因而在設計時要因地制宜，需要與其他水處理技術相結合，并加以適當管理，這樣才能長期維持高效運行。

　　3、海水養殖廢水生物處理技術

　　3.1微生物固定化技術。

　　微生物固定化技術是從20世紀60年代末直接從酶固定化技術發展起來的，通過物理或化學的手段，將游離的微生物固定在限定的空間區域使其保持活性，并可反復利用的一項技術。它是一項可應用于海水養殖廢水處理的生物工程技術，固定化的對象有藻類、細菌等。與游離細胞相比，固定化微生物具有細胞密度高、反應速度快、運行穩定可靠、細胞流失少等優點，在生物處理裝置內可以維持高濃度的生物量，提高廢水處理負荷，減少處理裝置的體積。通過選擇性地固定對氮、磷等營養物有很強吸收能力的微生物，開發高效生物處理裝置，能夠提高養殖廢水中廢物的轉化率或降解效率。

　　3.2生物強化技術。

　　生物強化技術，即生物增強技術，是通過向養殖廢水處理系統中直接投加一些從自然界中篩選的優勢菌種或通過基因重組技術產生的高效菌種，增加生物量，以改善原處理系統的處理能力，達到對某一種或某一類有害物質的去除或某方面性能的優化目的。生物強化技術與傳統的生物治理技術相結合，已成為生物治理廢水發展的一種趨勢。生物強化技術無疑為提高海水養殖廢水生物處理能力開拓了一條新思路。國內外學者在該領域已經進行了有益的嘗試，取得了一些成果。

　　3.3傳統生物處理技術。

　　目前海水養殖廢水生物處理中應用較多的是生物膜法，是通過生長在填料表面的生物膜進行工作的。填料包括碎石、卵石、焦炭、塑料蜂窩等。在水處理上其主要作用的生物膜，它由水、微生物、細胞外粘多糖聚合物和縮多氨酸聚合物等組成。好氣菌、原生動物、細菌等以氨溶解有機物質為食料，在呼吸作用中氧化，從而獲得生命進行繁殖，而微生物又是更大的原生動物的食料，由于生物間的互相依賴，保持平衡狀態，魚體的排泄物最終被分解為二氧化碳、氨、碳酸鹽、硫酸鹽等簡單的化合構，水就得到了凈化。研究表明，生物膜不是連續的層狀結構，而是附著在一起的堆體或群藻的隨機組合，這些堆體或群落周圍存在許多通道，水和捕食的原生動物可以通過這些通道移動。生物膜法因具有產生污泥少，運行管理方便，處理費用低的優點，在海水養殖廢水處理方面具有獨特優勢。

　　4、結束語

　　池塘養殖是我國陸地海水養殖的主要方式之一，由于經營者眾多、排水量大，因此宜在排水集中的河道或近岸建立人工濕地生態系統對這些廢水進行集中處理。人工濕地處理系統是一種成本低廉、節能、簡單易行、效果顯著，而且無二次污染的廢水處理系統，因此，建立海水或半咸水人工濕地生態系統進行養殖廢水的處理是一個值得深入研究的課題。
 

　　【雜志信息】：

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