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工厂化水产养殖循环水中氮磷的来源、影响及处理方法探讨

2018-06-01

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近年来,随着水产养殖规模的不断扩大,养殖方式也由半集约化向高密度集约化方向发展。工厂化循环水养殖就是集约化、健康、高密度、环境友好的养殖方式,采用循环水养殖可以降低水产养殖废水排放对环境的潜在影响,而这种养殖方式的核心之一就是养殖水净化处理。如何处理掉养殖废水中的氮磷营养成分是循环水处理中的重点之一。

工厂化水产养殖循环水中氮磷的来源

养殖循环水氮磷的来源

养殖水中氮磷主要来源于水产生物自身和喂食饵料,饵料产生的氮磷占大部分,鱼体产生占小部分。据相关的试验研究报道[1],鱼类所食的饲料中,大约只有20%~30%的氮能被鱼体吸收,其余的则会排入水中,其中氨氮占到40%~90%左右。对磷的研究显示,饲料中只有15%~30%左右的磷能被水生物利用,其他的都以溶解态和颗粒态存在于水体中。


水产生物的残体、排泄或分泌物中大量含有氮、磷化合物。相关的研究试验显示,约51%左右的氮和64%左右的磷最终会转化为废物排出鱼体。而对水产生物的研究发现,水产生物的残体及衰老或受损的细胞,由于自溶作用而释放出磷酸盐,通过微生物的作用而迅速再生为以游离的磷酸盐离子形态出现的无机磷酸盐,造成水体氮磷含量的增加。


水产养殖循环水中氮磷产生的影响

1、养殖循环水氮磷对生物生长的影响

养殖水中的氮包括有机氮和无机氮两类,有机氮可通过微生物的分解作用转化为无机氮。无机氮包含溶解氮气、氨态氮、硝态氮、亚硝态氮和过度产物,有机氮包括氨基酸、蛋白质、核酸和腐殖酸。氨态氮是所有氮类中需要重点关注的,它的毒性随着PH值、水温、溶解氧等参数变化而随之增高。当水中的氨氮浓度增高时,水产动物的排泄率降低,血液和组织中的氨增加,严重损害鱼类的肾脏、脾、体细胞及甲状腺等组织,鱼类便会通过减少摄食来减少氨的代谢,生长就会变慢,抵抗力变差、容易患病。

 

亚硝态氮是氨硝化作用的中间产物,已证实其对鱼类和无脊椎动物有毒性,其毒性机理主要是使血液中的亚铁血红蛋白被氧化成高铁血红蛋白,抑制血液的载氧能力,使鱼类出现缺氧导致死亡。


2、养殖循环水中氮磷对环境的影响
养殖废水中污染物主要是固体颗粒(粪便、残饵等)和溶解态营养盐(氮磷、抗微生物制剂、药物残留等)。传统养殖模式需要在固定时间进行养殖污水排放,对周边的环境造成极大的污染。废水中的污染物可导致近岸、湖泊等水体富营养化,细菌增加,溶氧量下降,导致大面积爆发赤潮或水华,水体恶臭,对水生物产生毒性。

 

水产养殖循环水中氮磷的去除方法探讨

去除水体中的氮磷主要还是要从固体污染物和溶解性污染物两方面入手。固体颗粒氮磷污染物的去除通常使用固液分离技术、泡沫分离技术和膜过滤技术实现。固液分离主要针对养殖水体中的固体悬浮物(残饵粪便等)进行去除,可用设备有固定筛、微滤机、砂滤器(多孔介质滤器、颗粒介质滤器)、TH-YZ系列水产养殖水处理设备或者是水产养殖中常用的沉淀槽、水力旋流器等。泡沫分离技术主要是去除水中直径小于50um小颗粒固体和溶解性有机物,它是向水中泵入空气,使水表面活性物被气泡吸附上升到水面形成泡沫后排出,去除水中的溶解物和悬浮物。而膜过滤技术使用超滤膜或微滤膜等去除水中直径小于20~25um的微颗粒,过滤精度非常高,但设备采购和后期维护费用很高,因此大部分的循环水养殖系统选择固液分离和泡沫分离技术。

 

溶解性氮磷污染物的去除主要依靠生物技术、杀菌技术等方式。养殖废水中的含氮化合物在微生物作用下发生反应,将氨转化成亚硝酸态氮,再将亚硝酸态氮转化为硝酸态氮,通过反硝化作用微生物将NO3--N转化为N2,彻底去除水中的含氮物质。除次外,生物膜技术也是常用的方法之一,微生物在滤料表面形成生物膜,废水与生物膜接触时,水中的有机物被微生物吸附、分解,从而达到除氮磷等有害物质的目的。由于生物膜法产生的污泥少,抗冲击和负荷能力强,运行管理方便,需要的能耗很低,因此在水产养殖水处理中得到广泛的应用。

工厂化水产养殖循环水中氮磷的来源

以上是西安天浩环保关于工厂化水产养殖循环水中氮磷的来源、影响及处理方法的探讨内容。水产养殖氮磷的排放是非常重要的面源污染源,既影响环境又影响自身,采取正确的水处理方法净化水质,使养殖水利用的循环水养殖模式是未来水产养殖业的出路。

 

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参考文献:
[1] Krom M D ,Ellner S,Van R J et al. Nitrogen and phoshorus cycling and transform ationsin a prototype non-polluting integreted mariculture system. Marine Ecology Progress Series,1995,118:25-36

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