??????? 文章綜述了水產(chǎn)養(yǎng)殖處理的物理化學(xué)處理技術(shù)和生物處理技術(shù)，以及水產(chǎn)養(yǎng)殖的循環(huán)利用工藝流程和生物工程在水產(chǎn)養(yǎng)殖處理中的應(yīng)用。并展望隨著世界性水資源短缺環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重，養(yǎng)殖廢水的綜合利用與無(wú)害化排放技術(shù)具有極大的研究開發(fā)價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。
??????? 1　引　言
??????? 近20年來(lái)，集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在國(guó)內(nèi)外迅速發(fā)展。世界水產(chǎn)量在1996年達(dá)到112億t，其中25%為人工養(yǎng)殖。在此條件下，養(yǎng)殖過(guò)程中投放的飼料所含的氮、磷大約只有9.1%和17.4%被魚同化，其殘剩飼料和魚類排泄物形成的污染物對(duì)水體、沉積物等造成嚴(yán)重污染，引起淺水湖泊的退化，造成局部海域發(fā)生赤潮；水產(chǎn)養(yǎng)殖中使用的各類化學(xué)藥品和抗生素的殘留物也污染了水域環(huán)境，使一些生物棲息地遭到破壞，干擾了野生種群的繁衍和生存，使生物多樣性減少；同時(shí)水體污染反過(guò)來(lái)制約水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展，因此，水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的處理和循環(huán)利用逐漸受到關(guān)注。
??????? 2　水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水物理化學(xué)處理技術(shù)
??????? 2.1　機(jī)械過(guò)濾
??????? 過(guò)濾裝置是從傳統(tǒng)的砂濾池不斷發(fā)展起來(lái)的，其基本原理是阻隔吸附作用。在處理水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中，用砂濾池能很好地去除SS，但是去除N和P效果不佳；改用斜發(fā)沸石去可以吸附一定量的氨。Palacios等[8]在砂濾床種植植物，控制滲透率和干濕循環(huán)時(shí)間，在水力負(fù)荷為3.5cm/d，去除93%總磷；在處理鮭魚養(yǎng)殖廢水中，其水力負(fù)荷分別為1.35、25、80～240和2000～2700cm/d，SS去除效果差異性不大。對(duì)于機(jī)械過(guò)濾裝置，美國(guó)開發(fā)的一種筒狀的，筒體四周附有，筒體置于水中工作時(shí)，部分浸沒(méi)在水中，廢水從開口端流入筒內(nèi)，污物被留在網(wǎng)上，過(guò)濾過(guò)的水又回流到池中，而污物被噴頭沖到漏斗內(nèi)而排出。
??????? 瑞典一種高度為3140～4725mm，直徑900～1910mm的在工作時(shí)，污水由裝置的下部經(jīng)過(guò)中心管和吸附污物的砂混合在一起，由升液器上升到裝置上部，在此分離，污物清除后，經(jīng)管道流入，沙子靠錐形分解器的作用均勻降下，上升的水和下降的沙相遇，這樣，水被凈化后從另一根管道放回到魚池。日本有一種，其工作原理是水泵將池水吸上后，經(jīng)噴灑管噴入過(guò)濾池，過(guò)濾池內(nèi)一層小顆粒沸石和一個(gè)特制，過(guò)濾后的水流回養(yǎng)魚池。
??????? 2.2　臭氧
??????? 臭氧的凈化原理在于它在水中的氧化還原電位為2.07V，高于氯(1.36V)和二氧化氯(1.5V)。它能夠破壞和分解細(xì)胞的細(xì)胞壁(膜)，迅速擴(kuò)散滲入細(xì)胞內(nèi)，從而殺死病原菌。臭氧在水中分解的中間物質(zhì)羥基自由基(·OH)，具有很強(qiáng)的氧化性，可以分解一般氧化劑難分解的有機(jī)物。因此，用臭氧處理廢水，既能夠迅速滅除細(xì)菌、病毒和氨等有害物質(zhì)，又能增加水中溶解氧，從而達(dá)到凈化養(yǎng)殖廢水的目的。有報(bào)道，臭氧在魚蝦養(yǎng)殖中應(yīng)用效果顯著，Jack在1994～1995年進(jìn)行13次臭氧水處理試驗(yàn)，其臭氧投放量0.59mg/L，滅菌率可達(dá)99.12%；日本伊騰慎悟用臭氧處理海水研究表明，海水中99.9%各種細(xì)菌可被臭氧消滅。臭氧與生物濾池結(jié)合，出水中溶解氧含量高，回用可以提高養(yǎng)殖密度。
??????? 2.3電化學(xué)
??????? 用電化學(xué)法去除水中溶解的亞硝酸鹽和氨氮的研究結(jié)果表明，亞硝酸鹽完全去除的時(shí)間和能耗隨著傳導(dǎo)率的增加而降低，輸入電流最大為2A時(shí)，耗能最少，pH相對(duì)于輸入電流和電導(dǎo)率來(lái)說(shuō)幾乎沒(méi)有影響；在酸性條件下有利于亞硝酸鹽的去除，堿性條件有利于氨的去除，氨的去除速度低于亞硝酸鹽的去除速度。
??????? 3　水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的生物處理技術(shù)
??????? 3.1　活性污泥法活性污泥法
??????? 處理系統(tǒng)是污水生物處理技術(shù)的主要技術(shù)之一，在傳統(tǒng)的活性污泥法上發(fā)展成氧化溝、間歇式活性污泥法(SBR)和AB法處理工藝等。Meske等通過(guò)活性污泥法處理水產(chǎn)養(yǎng)殖循環(huán)用水研究表明，NH+42N含量不能達(dá)到回用的要求；Umble等在水產(chǎn)養(yǎng)殖排水溝渠中用接近SBR的操作方式進(jìn)行好氧厭氧處理，效果良好；Nugual等用SBR法處理海水養(yǎng)殖廢水，探討鹽度影響，結(jié)果表明，在鹽度不是很高情況下，脫氮效果良好。
??????? 3.2生物膜法
??????? 生物膜法主要有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化設(shè)備和生物硫化床等，這些技術(shù)因?yàn)槠湮⑸锏亩鄻踊?，在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的封閉循環(huán)使用中得到廣泛利用。
??????? 3.2.1　生物濾池
??????? 在集約化養(yǎng)魚裝置中配用的生物濾池有平流式、升流式和降流式[9]。生物濾池中填料是生物的載體，填料主要有碎石、卵石、焦炭、煤渣、塑料蜂窩和各種人工合成產(chǎn)品等；生物濾池能連續(xù)使用，不需要更換。生物濾池設(shè)計(jì)中很重要的就是填料的選擇，填料的結(jié)構(gòu)和表面積要有利于生物膜的生長(zhǎng)和有機(jī)懸浮顆粒的捕集。在臺(tái)灣，Yang等用一個(gè)十字交叉的高孔隙率的填料(塑料鮑爾環(huán)，孔隙率87%)的生物濾池，后跟一個(gè)有很大表面積填料(粉末焦炭顆粒，孔隙率35%)的生物濾池，在停留時(shí)間為2.5h，SS和BOD去除率分別為98.8%和80.2%。
??????? 在新加坡，China等用→生物濾池→二沉池→生物工藝，其中填料為混合纖維(表面積>1000m2/m3，孔隙率85%)，對(duì)河口大面積集約化養(yǎng)殖水體處理后可回用。在澳大利亞，Abeysinghe等[17]用好氧淹沒(méi)升流式生物濾池去除鮭魚養(yǎng)殖廢水中TOC和N，其中填料有效表面積14.m2/m3，停留時(shí)間為4h時(shí)，去除40%的磷，氮完全硝化和40%反硝化，TOC可以降到12mg/L。曝氣后從生物濾池出水應(yīng)有足夠的溶解氧滿足回用需要，Eikebrokk利用一個(gè)淹沒(méi)式的鼓風(fēng)升流式的生物，在這個(gè)生物過(guò)濾器里可以進(jìn)行消化和氧的傳遞，把其放在魚塘里，使得污染物減少了90%～95%，池塘的溶解氧可保持在5mg/L。另外可通過(guò)控制溶解氧進(jìn)行生物濾池的硝化和反硝化作用，Sauthier等用池塘(曝氣)→機(jī)械濾池→紫外光消毒→淹沒(méi)式生物濾池(反硝化池)→魚塘回用，其中填料孔隙率>30%，氮負(fù)荷為2.4kgN/m3·d，反沖洗時(shí)間為3d。
??????? 3.2.2　生物轉(zhuǎn)盤
??????? 生物轉(zhuǎn)盤由一串固定在軸上的圓盤組成，盤片之間有一間隔，盤片一半放在水中，另一半露出水面。水和空氣中的微生物附在盤片的表面上，結(jié)成一層生物膜。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，浸沒(méi)在水中的片露出水面，盤片上的水因自重而沿著生物膜表面下流，空氣中的氧通過(guò)吸收、混合、擴(kuò)散和滲透等作用，隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)而被帶入水中，使水中溶解氧增加，水質(zhì)得到凈化。
??????? 3.2.3　生物轉(zhuǎn)筒
??????? 生物轉(zhuǎn)筒是生物轉(zhuǎn)盤的變型，是從20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來(lái)的，在丹麥、德國(guó)發(fā)展很快。丹麥研制了單轉(zhuǎn)筒型，德國(guó)則發(fā)展了多轉(zhuǎn)筒型，轉(zhuǎn)筒內(nèi)的填料有塑料球、塑料環(huán)和波紋盤片等。有些生物轉(zhuǎn)筒外還設(shè)有集氣裝置以增加水中溶氧量。其典型的3種生物轉(zhuǎn)筒形式為:(1)外殼結(jié)構(gòu)為硬聚乙烯塑料，內(nèi)裝聚氯乙烯波紋圓盤片，轉(zhuǎn)筒由16只小轉(zhuǎn)筒組成，轉(zhuǎn)筒直徑約1.8m，轉(zhuǎn)速為0.24～1.2r/min，轉(zhuǎn)筒耗能0.37kW；(2)筒體外殼為鋼制，長(zhǎng)1.57m，外殼開6個(gè)孔，每個(gè)孔長(zhǎng)1.5m，寬0.32m，筒內(nèi)固定在軸上硬聚乙烯波紋的盤面呈多邊形，外接圓直徑3m，盤面總表面積120m2；(3)轉(zhuǎn)筒的筒體四周裝有小容器，當(dāng)轉(zhuǎn)筒向上轉(zhuǎn)時(shí)，小容器內(nèi)盛滿了水，向下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，水被灑在塑料球上，空容器內(nèi)充滿空氣進(jìn)入水中，凈化水的體積為生物轉(zhuǎn)筒體積的15～25倍。