海水养殖废水生物处理方法研究进展

海水养殖废水生物处理方法研究进展

王哲

摘要：我国是海水养殖业的大国，但养殖技术与模式和国际先进水平相比仍存在一定差距，环境污染问题严重，因此研究海水养殖废水处理技术十分必要。文章综述了国内外海水养殖废水生物处理方法中滴滤池、生物流化床、生物转盘、生物絮凝技术以及人工湿地技术研究现状和存在的问题。

关键词：海水养殖废水滴滤池生物流化床生物转盘生物絮凝技术人工湿地技术

100多年前国外学者就已经开始了针对海水养殖废水处理技术的研究[1]。针对海水养殖的要求以及废水中的主要污染物的特点，目前国际上主要运用的循环水养殖系统（Recirculating Aquaculture Systems，RAS）对养殖废水进行处理。RAS综合运用沉淀、过滤、生物处理技术、杀菌消毒以及增氧控温等一系列手段，将养殖过程中产生的废水进行高效处理，去除废水中的污染物，使处理后水质达到可循环利用的水平。既减少了养殖废水外排造成污染，同时对养殖水质有了较强的控制，是未来海水养殖业发展的必然方向，我国目前亟待广泛开展应用。国外对RAS技术研究开展很早，对于处理工艺的运用，技术参数的设定等已经做过大量研究，目前已具备较为成熟的技术，开发出了许多成型的商品化RAS设备及工艺[2-4]。RAS中最

为关键的环节就是废水处理环节，其中最常用的处理工艺大致可分为两类，一类是物理化学方法，另一类是生物法。物理化学处理方法的能耗和运行成本较高，限制了物理化学方法的应用。生物处理方法由于具有环境友好、运行费用低等优点，在海水养殖废水处理中被广泛应用。

1 滴滤池

滴滤池运行过程中废水经过粗滤介质床层后缓慢流过好氧生物膜，其中一项重要参数是过滤介质。优质的过滤介质应具有较好的孔隙率、比表面积以及水利流动性。孔隙率影响着水与生物膜时间的接触时间；较大的比表面积能够保证微生物的生长以及废水流过时出现较少的死角[5]。

2生物流化床

生物流化床可以有效的解决滴滤床中堵塞的问题，同时相比于传统的生物转盘则有更高的处理效率[6, 7]。目前较少有人研究生物流化床处理氨氮及硝氮，但载体颗粒的大小直接影响着污染物的去除效果[8]，同时载体和流化床的控制同样影响着系统的处理效果。

3生物转盘

在生物转盘反应器中，微生物会附着生长在一个惰性介质载体上，形成生物膜。支撑介质与一个中央水平的轴相连，部分或者完全

浸没在废水中[9, 10]。好氧生物转盘的优点是较短的水利停留时间，高比表面积，低阻塞率，对外界不良刺激抵御能力较强，同时能耗低且便于操作[11, 12]。生物量、转动速度以及有机负荷等参数对处理效果有较大的影响。

4生物絮凝技术

生物絮凝技术通过在水中投加碳水化合物，来控制和发展水中高浓度的异养微生物絮体[13]。这种悬浮物主要有水生植物、微生物、吞噬类微生物以及其他大块有机物。当碳氮比例较好时有机氮可以转化为微生物的细胞物质，此后微生物絮体又称为水生生物的食物[14]。只有当C/N比例高于10时无机氮才能被微生物所利用[15]。

5人工湿地

人工湿地可以有效去除废水中的悬浮物、氮、磷酸盐以及其他微量元素[16]。人工湿地技术目前已经取代自然湿地技术而被用来处理生活污水、工业废水以及农业废水[17]。Verhoeven等[18]研究发现经过较长的停留时间废水中胺离子浓度呈指数下降。Lin[19]等分别研究了表面流人工湿地和潜流型人工湿地处理海水养殖废水的效果，最终得到硝氮去除率分别为82%和99%。Naylor[20]等已经报道了六块潜流人工湿地处理硝氮的效果为从44.1%到69.7%。然而硝酸盐的去除收到了养殖废水中较高含氧量的影响。人工湿地处理技术对于硝氮的去除有着较大的潜力，但与其他传统工艺相比人工湿地技术处理过

程所花费的时间更长[21]。

6 结论

生物处理方法由于具有环境友好、运行费用低等优点，在海水养殖废水处理领域具有广阔的发展前景。目前我国海水养殖废水生物处理研究还处于开始阶段。一方面，对于海水养殖废水处理的工艺选择、运行参数及处理能力与效能尚需进一步研究，另一方面对降解污染物微生物的研究还有大量的工作需要进行。在调查和系统分析水质、水量、反应器构型、水力停留时间等诸多因素的基础上，建立完善的和适合我国国情的海水养殖废水处理方法并加以推广，对于保护海洋环境以及海水养殖业的可持续发展有着十分重要的意义。

参考文献

[1] Afonso M D, Jaber J O, Mohsen M S. Brackish groundwater treatment by reverse osmosis in Jordan. Desalination, 2004, 164: 157-171.

[2] 李来阳，谢卫兵. 海水养殖废水处理技术研究进展. 河北渔业，2009，5: 46-50.

[3] Tovar A, Moreno C, Mánuel-Vez M P, Garc??a-Vargas M. Environmental impacts of intensive aquaculture in marine waters. Water Research, 2000, 34: 334-342.

[4] Blancheton J P, Coves D. Closed systems in intensive marine finfish hatcheries. State of the art and the future prospects. Bordeaux Aquaculture, 2000, 92: 25-27.

[5] Lekang O I, Kleppe H, Efficiency of nitrification in trickling filters using different filter media. Aquacultural Engineering, 2000, 21: 181-199.

[6] Crab R, Avnimelech Y, Defoirdt T, Bossier P, Verstraete W. Nitrogen removal techniques in aquaculture for a sustainable production. Aquaculture, 2007, 270: 1-14.