摘要：目前，我國沿海大部分地區(qū)存在富營養(yǎng)化，養(yǎng)殖廢水的大規(guī)模排放導(dǎo)致局部海區(qū)N、P含量進(jìn)一步升高，成為赤潮爆發(fā)的主要誘因之一。水質(zhì)污染反過來也制約著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。如何能夠做到水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的增產(chǎn)不增污，是目前亟需解決的問題，也是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)長期健康發(fā)展的方向。本文從物理化學(xué)法、生物法、人工濕地法等不同廢水治理方式入手，分類闡述水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)廢水處理的主要技術(shù)進(jìn)展情況。
關(guān)鍵詞：養(yǎng)殖廢水；處理技術(shù)；物理法；生物化學(xué)法
1水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水污染物組成
養(yǎng)殖水體中的污染物主要有：有機(jī)物、氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽、磷等。其特點主要有：水量大，污染物種類較少而含量變化小等特點，污染物主要為有機(jī)物和氮、磷等營養(yǎng)鹽，大部分水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水屬于微污染水，污染負(fù)荷相對比較低，處理也較為容易，有些養(yǎng)殖廢水甚至不需要物理化學(xué)處理，而直接采用生物法處理即可滿足排放要求。
1.1有機(jī)物
水環(huán)境中有機(jī)物含量過高易造成水質(zhì)惡化，在有機(jī)物分解時將會極大的消耗溶解氧。水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水有機(jī)物主要來自未被魚蝦蟹等利用的殘餌和養(yǎng)殖水產(chǎn)品的排泄物。
1.2氮
氨氮：當(dāng)水體中TN的濃度超過0.5mg/L時，對魚類有毒害作用。水體中的氨氮包括非離子氨氮(NH3-N)和離子氨氮(NH4+-N)，其中NH3-N的毒性很強(qiáng)，其濃度在0.02-0.05mg/L之間時，就會使水產(chǎn)品降低免疫力，導(dǎo)致水產(chǎn)品疾病甚至死亡。養(yǎng)殖廢水中的氨氮主要來源于飼料殘餌、水產(chǎn)品的排泄物、死亡并腐化的植物以及池底沉積物的氨化分解形成的物質(zhì)。
硝態(tài)氮：硝態(tài)氮主要包括硝酸鹽和亞硝酸鹽。硝酸鹽對水生生物毒害作用較小，亞硝酸鹽對水生生物的危害很大，因為亞硝酸鹽會把亞鐵血紅蛋白氧化成為不具有運輸氧氣功能的高鐵血紅蛋白，氧氣不能正常運輸，造成缺氧。
亞硝酸鹽是硝化菌分解氨化養(yǎng)殖水體中的餌料和糞便轉(zhuǎn)化而成，是養(yǎng)殖污水中污染物的中間產(chǎn)物，很不穩(wěn)定。
硝酸鹽是含氮有機(jī)物經(jīng)過無機(jī)化作用的最終階段的產(chǎn)物，在有氧的條件下，亞硝酸鹽可以氧化成硝酸鹽，在無氧的條件下，硝酸鹽可以在微生物的作用下，轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽。
1.3磷
飼料中的磷的含量都很高，但是養(yǎng)殖水產(chǎn)品只能吸收很少的一部分，約17.4%，絕大部分的磷被排放到附近水域，導(dǎo)致了富營養(yǎng)化。水體中的磷主要來源于飼料殘餌，磷是魚類的魚鱗和骨骼的的必須的營養(yǎng)成分。
1.4總懸浮顆粒物
TSS包括直徑在1～100μm之間的懸浮于水體中的非沉淀懸浮物和直徑大于100μm的懸浮物可沉淀。TSS會對魚類產(chǎn)生毒害作用，導(dǎo)致魚類生長速度緩慢甚至死亡?？倯腋☆w粒物(TSS)也來自于殘餌和水產(chǎn)品的排泄物。
2水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水理化處理法
2.1物理法
在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水物理處理中，最常用的為機(jī)械過濾和泡沫分離技術(shù)，兩者都用于廢水的初步處理。
機(jī)械過濾原理是阻隔吸附，屬于最基本的污水處理法。養(yǎng)殖廢水中的殘餌和水產(chǎn)品排泄物，大部分以懸浮顆粒物形式存在，采用物理過濾技術(shù)去除是最為方便有效的方法。在養(yǎng)殖廢水處理中，機(jī)械過濾器過濾效果較好，也是目前應(yīng)用較多的過濾器；砂濾池也能較好地將大顆粒的養(yǎng)殖殘餌和糞便去除，經(jīng)常被用于循環(huán)水養(yǎng)殖類養(yǎng)殖場。但機(jī)械過濾對COD、BOD、N和P的去除效果不佳。
泡沫分離技術(shù)也經(jīng)常被用于水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的初步處理，向被養(yǎng)殖廢水中通入空氣后，形成微小氣泡。廢水中的具有表面活性的部分污染物就會被微小氣泡吸附，隨氣泡一起上浮形成泡沫。對泡沫進(jìn)行分離，即可去除該部分溶解態(tài)和懸浮態(tài)污染物。由于泡沫分離技術(shù)在去除了有毒有害污染物質(zhì)同時，也為養(yǎng)殖水體提供了必需的溶解氧，有效地維護(hù)了養(yǎng)殖水體的水環(huán)境，促進(jìn)養(yǎng)殖水產(chǎn)品的成長發(fā)育。
2.2化學(xué)法
用于養(yǎng)殖廢水處理的化學(xué)法通常為化學(xué)氧化，常用的氧化劑有臭氧、過氧化氫、二氧化氯、液氯等。氧化劑具有氧化分解難生物降解溶解態(tài)有機(jī)物的作用，是養(yǎng)殖廢水深度處理的主要手段。
臭氧具有很強(qiáng)的氧化性，其原理是，在水中分解的中間物質(zhì)經(jīng)基自由基(-OH)，可以分解那生物降解且難以被一般氧化劑氧化的溶解態(tài)有機(jī)物。用臭氧處理廢水，既能增加水中溶解氧，增加養(yǎng)殖水體的氧含量，又能夠快速消滅細(xì)菌、病毒和氨等有毒有害成分，從而達(dá)到凈化養(yǎng)殖廢水，改善養(yǎng)殖水體的目的。據(jù)相關(guān)資料記載，臭氧在魚蝦養(yǎng)殖廢水處理中實際應(yīng)用效果良好。日本伊騰慎悟用臭氧處理海水，研究發(fā)現(xiàn)海水中99.9%各種細(xì)菌可被臭氧消除[1]。在1994-1995年間，Jack進(jìn)行過13次臭氧水處理試驗，當(dāng)臭氧投放量達(dá)到0.59mg/L，滅菌率可達(dá)99.12%；此外，臭氧能快速降低養(yǎng)殖廢水的COD，增加溶解氧含量，并且可大大降低水中NH3-N和亞硝態(tài)氮濃度，但所消耗的臭氧量也相對較大。
總體而言，化學(xué)氧化雖然具有處理效率很高的優(yōu)點，但需要特定儀器設(shè)備，費用高，而且過量的試劑，很容易引起二次污染。目前，臭氧氧化技術(shù)已在美國、歐洲和亞洲的日本被廣泛應(yīng)用于海水養(yǎng)殖的循環(huán)水處理。
2.3理化學(xué)法
物理化學(xué)法相結(jié)合的綜合方法，是廢水處理的主要方法之一，如化學(xué)沉淀法，通過添加一定的化學(xué)絮凝劑，再經(jīng)過沉淀，去除廢水中的顆粒物及無機(jī)物。
近些年，許多研究者對臭氧氧化與膜的結(jié)合技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣。Zhu等人發(fā)現(xiàn)在陶瓷微濾膜之前使用臭氧進(jìn)行初級處理，不僅可以提高污染物的去除率，而且對緩解膜污染具有很重要的作用；Schlichter等人將臭氧與地表水混合后通入膜組件，能夠提高有機(jī)物的降解率，并同樣緩解了膜污染；Choi等人通過一個膜與臭氧結(jié)合的中試研究，證明在臭氧存在的條件下，膜的通量會保持在一個穩(wěn)定值，并且能夠很好的降解污染物質(zhì)。將膜分離技術(shù)與高級氧化技術(shù)相耦合用于廢水的深度處理過程，不僅能夠利用膜截留來濃縮廢水中的有毒有害物質(zhì)，而且還可以用高級氧化技術(shù)中的氧化劑來降解膜截留的污染物質(zhì)。如此一來，這種耦合技術(shù)在一方面解決了膜分離中濃縮水的二次污染問題和緩解膜污染問題，另一方面也提高了高級氧化技術(shù)中氧化劑與污染物接觸的幾率，提高了其氧化基團(tuán)的利用效率[2]。該技術(shù)目前有諸多學(xué)者正在研究實驗，是未來污水處理的主要發(fā)展方向之一。
3養(yǎng)殖廢水生物處理法
相比于物理法對BOD、N、P去除效率效率低，化學(xué)法費用高且易造成二次污染，以生物為核心的技術(shù)，既能有效去除養(yǎng)殖廢水中污染物，又不會對環(huán)境造成二次污染。目前，該方法已被廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理及其它污水治理中。
采用生物法處理養(yǎng)殖廢水，主要是利用藻類、微生物等對養(yǎng)殖廢水中有機(jī)物和N、P進(jìn)行吸收降解。
3.1生物法
3.1.1藻類治理法
（1）大型海藻對養(yǎng)殖廢水的治理
大型藻類能通過光合作用吸收固定水中的有機(jī)物、N、P等營養(yǎng)物質(zhì)，同時向水中釋放氧氣，其具有生命周期長、生長快的特點，是海區(qū)重要的初級生產(chǎn)者。在福建、廣東、江蘇、山東、浙江沿海進(jìn)行的龍須菜栽培試驗表明，龍須菜可以在海水中生長增重20-800倍。楊宇峰對江蘺組織N、P的含量分析，發(fā)現(xiàn)江蘺含0.25%的N和0.03%的P，即每養(yǎng)殖收割1噸江蘺，相當(dāng)于從水體轉(zhuǎn)移出2.5kg的N和0.03kg的P。由此表明，大型海藻減輕水體營養(yǎng)負(fù)荷的效果非常明顯[3]。
（2）微藻對養(yǎng)殖廢水的治理
微藻由于都要吸收水體中N、P等營養(yǎng)鹽，對養(yǎng)殖廢水均具有一定的治理效果，微藻在污水處理效果研宄已有報道。
吳沛儒曾對微藻處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中N、P的可行性作了研究，通過實驗進(jìn)行培養(yǎng)分析，微藻適用于處理水產(chǎn)養(yǎng)殖中的N、P[4]。王黎穎曾就微藻對紅鰭東方飩養(yǎng)殖廢水的凈化效果如何進(jìn)行了實驗研究，小球藻、螺旋藻和杜氏鹽藻對紅鰭東方飩養(yǎng)殖廢水都有一定的凈化效果，其中小球藻的凈化效果最好[5]。
3.1.2微生物治理法
養(yǎng)殖廢水中的氮存在形式主要有三種：有機(jī)氮、NH3-N和NOx-N。在微生物的作用下，這幾種形式的氮可以相互轉(zhuǎn)化的。主要轉(zhuǎn)化順序為：氨化作用→吸收同化作用→硝化作用→反硝化作用。異養(yǎng)微生物通過氨化作用，將氨基酸等有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為NH3-N，硝化細(xì)菌通過硝化作用將NH3-N轉(zhuǎn)化為NOx--N，在缺氧的狀態(tài)下，NOx-N又通過微生物的反硝化作用轉(zhuǎn)化為N2，不溶于水的N2溢出水面，從而達(dá)到了脫氮的目的。
生物除磷是主要是依靠聚磷菌（PAOs）來完成。在厭氧條件下，聚磷菌吸收低分子脂肪酸(VFAs)合成體內(nèi)的高聚能貯存物聚B-羥基丁酸(PHB)，并從中獲得能量，吸收污水中的有機(jī)物，在好氧或缺氧的環(huán)境下，聚磷菌分解體內(nèi)的PHB，攝取廢水中的磷酸鹽形成聚磷酸鹽，最終通過排泥的方式實現(xiàn)除磷。
通過大量研究發(fā)現(xiàn)，微生物對廢水中N、P的治理效率均可達(dá)到90%以上。對于養(yǎng)殖廢水，其污染物主要成分就是N、P，利用微生物進(jìn)行治理具有很強(qiáng)的針對性。
生物超量吸磷現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展。孫福臨對聚磷菌對養(yǎng)殖廢水的治理進(jìn)行了研究，利用聚磷菌吸收的氧化溝工藝、序批式活性污泥法（SBR）對N、P的處理效果都極好[6]。
4人工濕地法
人工濕地(ConstructedWetlands)模擬自然濕地生態(tài)系統(tǒng)，也叫構(gòu)建濕地。人工濕地從利用生態(tài)學(xué)出發(fā)，對廢水的處理是系統(tǒng)內(nèi)部植物、基質(zhì)和微生物之間物理、化學(xué)與生物三者相互作用的綜合結(jié)果。通過基質(zhì)過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物進(jìn)行吸收和微生物進(jìn)行代謝等多種途徑，去除養(yǎng)殖廢水中的N、P、有機(jī)物、SS、重金屬和病原微生物等。
通過查閱歷史資料可發(fā)現(xiàn)，我國首例人工濕地是天津市環(huán)保所1987年建成的蘆葦濕地工程，該濕地工程日處理廢水規(guī)模為1400m3。1988~1990年，北京市環(huán)保所在北京昌平縣也建成了蘆葦濕地處理系統(tǒng)，日處理廢水規(guī)模為500m3。1990年7月，國家環(huán)?？偩秩A南環(huán)保所在深圳建造白泥坑人工濕地工程，日處理廢水可達(dá)3100m3，經(jīng)過出水檢測，證明該濕地污染物去除效果良好，可以看作是首次濕地處理實踐。自此，研究者開始對人工濕地的構(gòu)建方法、污染去除效果及機(jī)理等方面進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究。目前，人工濕地污水處理技術(shù)在我國發(fā)展迅速，具有良好的應(yīng)用前景。一般情況下，人工濕地對BOD的去除率為85%~95%，對COD的去除率可達(dá)80%以上。
水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的特點是污染物濃度低，廢水排放量大，在水處理中不能有較長的停留在處理設(shè)備中的時間。因而，對于水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水，宜建立人工濕地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行集中處理。
結(jié)語
近些年中國社會的快速發(fā)展很多以環(huán)境為代價，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模擴(kuò)大，產(chǎn)量提高，同樣產(chǎn)生更多的養(yǎng)殖污染物。但想要實現(xiàn)建設(shè)富強(qiáng)、民主、文明、和諧、美麗潔凈的社會這一偉大目標(biāo)，離不開環(huán)境保護(hù)，離不開可持續(xù)發(fā)展。所以我們要認(rèn)真研究水產(chǎn)養(yǎng)殖的廢水處理技術(shù)以及其應(yīng)用的情況，進(jìn)一步推動水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)向著生態(tài)健康可持續(xù)的方向發(fā)展。從目前現(xiàn)有的成熟的水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)，以及正在研究實驗的處理技術(shù)來看，物理化學(xué)生物結(jié)合的綜合處理方向，是最有效和最為廣發(fā)使用的手段。生物膜處理和濕地處理技術(shù)是今后大力發(fā)展的方向
