循环再利用 – 水产养殖废水处理的必然趋势

水产养殖业在越南有着良好的发展与增长。然而,生产过程中的废水处理问题尚未得到应有的重视,这潜藏着影响养殖产量、健康及环境的风险。

1. 以循环模式处理水产养殖废水是一道难题

水产养殖、捕捞和加工是越南的支柱经济产业,为出口额及每年的GDP增长做出了巨大贡献。然而,采用旧技术的养殖-捕捞-加工模式对可持续发展产生了许多负面影响,例如:

– 过度开采地下水,导致沿海地区的盐水入侵现象日益严重且难以逆转

– 水产养殖场排放的废水造成沿海环境污染

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目前,气候变化的影响已变得显而易见且日益严重,这给企业带来了巨大压力,迫使企业转向高科技养殖模式,减少用水量,甚至实现水循环再利用,以减少环境污染,实现更可持续的发展。

水产养殖用水的循环再利用已在世界许多发达国家普及,而在越南,由于投资成本原因,该生产模式尚未得到广泛应用。越南只有在专注于提升产品价值和质量,而非单纯竞争成本或售价的情况下,才能向循环再利用模式迈进。

2. 水质对水产养殖的重要性

水质是导致水产养殖疾病的主要原因之一。特别是对于主要生活在淡水、半咸水环境中的本土水产物种,其适应性和抵抗力很强,因此水质污染是导致疾病的主要因素。

由养殖池水质引起的部分疾病:

序号 疾病 原因 图片
1 褐斑病 致病因子主要是水中的细菌:嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、假单胞菌(Pseudomonas sp)、气单胞菌(Aeromonas sp.)等。

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2 软壳病 出现此现象是因为补给水硬度低,且饲料中缺乏钙和磷。

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3 蜕壳粘连病 致病原因尚未明确,但许多学者认为养殖池中高含量的氨氮(NH4-N)会导致此现象。

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3. 水产养殖废水

水产育苗用水或水产养殖用水的污染程度虽然不像其他工业生产那样严重,但其中的污染物即使在极低浓度下也会对养殖物种产生直接毒性,最典型的是氨,即废物分解的成分。因此,废水处理的重点在于处理氨,具体是通过微生物硝化过程将其转化为硝酸盐。[1,2,3,5]

与其他类型的废水相比,水产养殖废水的特点是氨浓度低、盐度高,通常含有抑制性物质(养殖过程中使用的,如抗生素),但如果目的是循环再利用,则对净化程度要求极高。

上述因素对自养微生物(将氨转化为硝酸盐的类型)的处理效率有很强的抑制作用,而这类微生物本身生长速度就很慢 [8,10]。

在养殖废水处理中使用生物技术面临的其他困难包括:季节性生产(北方地区)、生产规模小、同一生产设施内养殖品种多样。

上述特点会影响废水处理技术的应用效果,导致:处理系统的建设和运行成本高,且难以保持稳定。

虾类养殖废水

虾类养殖废水是由喂虾过程中产生的过剩杂质引起的。这种废水含有大量的氮、磷及其他一些营养物质。此外,废水中的二氧化碳和有机物还会降低氧气含量,并增加化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、硫化氢、氨和甲烷的含量。废水中的污泥沉淀及周边区域的污泥也是一个影响因素。

– 排污(虹吸)水

每日排放量约占养殖池体积的2%(含有死虾、蜕下的虾壳、残余饲料、虾粪、藻类残骸、微生物残骸等)。集约化、超集约化养殖池排污水中的污染参数含量非常高,具体如下:

参数:养殖约40天虾池的排污水含量。依据越南国家工业废水排放技术法规 QCVN 40:2011/BTNMT B类标准

参数 养殖约40天虾池的排污水含量 依据越南国家工业废水排放技术法规 QCVN 40:2011/BTNMT B类标准
总氮(TN) 200 – 300 mg/l 40 mg/l
总磷(TP) 400 – 450 mg/l 6 mg/l
BOD5 1.200 – 1.400 mg/l 50 mg/l
COD 1.300 – 1.600 mg/l 150 mg/l
氨氮(N) 14 – 15 mg/l 10 mg/l

– 养殖池换水

每日换水量约占养殖池体积的20% – 50%。换水中的污染参数含量低于池底排污水,具体如下:

参数 养殖约40天虾池的换水含量 依据越南国家工业废水排放技术法规 QCVN 40:2011/BTNMT B类标准
总氮(TN) 10 – 20 mg/l 40 mg/l
总磷(TP) 1 – 4 mg/l 6 mg/l
BOD5 50 – 150 mg/l 50 mg/l
COD 100 – 300 mg/l 150 mg/l
悬浮物(SS) 40 – 200 mg/l 100 mg/l
氨氮(N) 3 – 7 mg/l 10 mg/l

– 鱼类养殖废水

鱼类养殖废水同样是由于养殖区域内饲料过剩造成的。鱼类的摄食量比虾少,通常只能吸收约17%的饲料,其余83%会溶解在水中并分解为有机物。这些有机化合物难以分解,从而在水中形成杂质……

连同鱼粪一起,这些化合物会在池底形成一层废物,为许多有害微生物的生长创造了有利条件。此外,废水中还含有一定量的残留化学物质,如用于鱼类的抗生素或池塘消毒剂等。

4. 水循环与再利用的益处

– 减少对地下水或海水的过度开采,旨在实现保护有限水资源的养殖方式

– 通过减少需处理的废水量和降低水污染浓度,从而降低废水处理成本

– 为在远离水源且靠近消费市场的地区发展水产养殖单位创造条件,从而提高整个供应链的经济效益。

5. 水产养殖中水再利用与循环的注意事项

– 不同用途的再生水对质量的要求不同,需与养殖品种及动物的生长阶段相匹配。

– 新水与旧水的稀释比例需适当,以避免产生水质冲击。

– 必须确保彻底清除致病细菌和病毒。

– 需将营养成分的污染处理至不会对养殖物生长产生负面影响的限值内。

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参考文献:

1. Nguyễn Việt Thắng 博士, Phạm Văn Tình 硕士 – 罗氏沼虾育苗与商品养殖技术

2. Woolard CR, Irvine RL (1995) Treatment of hypersaline wastewater in the sequencing batch reactor. Water Res. 29:1159–1168.

3. World Bank. (2001) World Development Indicators. Yu SM, Leung WY, Ho KM, Greenfield PF, Eckenfelder WW (2002) The impact of sea water flushing on biological nitrification-denitrification activated sludge sewage treatment process. Water Sci. Technol. 46:209–216. Purkhold U,

4. Vredenbregt LHJ, Nielsen K, Potma AA, Kristensen GH, Sund C (1997) Fluid bed biological nitrification and denitrification in high salinity wastewater. Water Sci. Technol. 36:93–100.

5. Dahl C, Sund C, Kristensen GH, Vredenbregt L (1997) Combined biological nitrification and denitrification of high-salinity wastewater. Water Sci. Technol. 36:345–52.

6. Dincer AR, Kargi F (1999) Salt inhibition of nitrification and denitrification in saline wastewater. Environ. Technol. 29:1147–1153.

7. Dincer AR, Kargi F (2001) Salt inhibition kinetics in nitrification of synthetic saline wastewater. Enzyme and Microbial Technology 28:661–665.

8. Furumai H, Kawasaki T, Futawatari, T, Kusuda T (1988) Effects of salinity on nitrification in a tidal river. Water Sci. Technol. 20:165–174.

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10. Campos JL, Mosquera-Corral A, Sánchez M, Méndez R, Lema JM (2002) Nitrification in saline wastewater with high ammonia concentration in an activated sludge unit. Water Res. 36:2555–2560.

11. Catalan-Sakairi MAB, Wang PC, Matsumura M (1997) Nitrification performance of marine nitrifiers immobilized in polyester and macro-porous cellulose carriers. Fermentation and Bioeng. 84:563–571.

12. Catalan-Sakairi MAB, Yasuda K, Matsumura M (1996). Nitrogen removal in seawater using nitrifying and denitrifying bacteria immobilized in porous cellulose carrier. Water Sci. Technol. 34:267–274.

13. Clegg SL, Whitfield M (1995). A chemical model of seawater including dissolved ammonia and the stoichiometric dissociation constant of ammonia in estuarine water and seawater from −2 to 40°C. Geochimica et Cosmochimica Acta. 59:2403–2421.

14. Timmons M.B., et al (2002). Recirculating aquaculture systems. 2nd edi. NRAC Publ. 2002

15. Colt J. (2006). Water quality requirement for reuse systems. Aquacultural engineering. 34:143-156.

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17. Drennan II D.G., et al (2006). Standardized evaluation and rating of biofilters II. Manufacturer’s and user’s perspective. Aquacultural engineering. 34:403-416.

来源:NGO

 

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