冷水魚(yú)養(yǎng)殖尾水治理技術(shù)試驗(yàn)

閆立君 王圓圓 朱靜 孟秋冬 趙強(qiáng) 方會(huì)卿 尹超

摘 要：為保護(hù)水域生態(tài)環(huán)境，實(shí)施環(huán)保養(yǎng)殖，加強(qiáng)養(yǎng)殖業(yè)自身環(huán)保建設(shè)，采用固液分離、沉淀吸收、氧化降解、微生物降解過(guò)濾凈化和植物吸收等生態(tài)處理技術(shù)，開(kāi)展冷流水養(yǎng)殖尾水綜合處理技術(shù)研究，在處理系統(tǒng)為養(yǎng)殖面積40%的情況下，能有效降低尾水中的COD和氮磷，處理效果分別達(dá)到了100%、87.13%、75.56%。

關(guān)鍵詞：冷水魚(yú)；養(yǎng)殖；尾水；治理

冷流水養(yǎng)殖是利用山區(qū)河流、水庫(kù)周邊的冷水資源，發(fā)展高品質(zhì)魚(yú)類養(yǎng)殖的一種新模式，也是發(fā)展山區(qū)經(jīng)濟(jì)推動(dòng)農(nóng)民致富的有效途徑之一。為保護(hù)水域生態(tài)環(huán)境，實(shí)施環(huán)保養(yǎng)殖，參照GB 3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[1]要求，開(kāi)展冷流水養(yǎng)殖業(yè)的尾水綜合處理技術(shù)研究，研究、開(kāi)發(fā)出一套有效的尾水凈化處理技術(shù)和設(shè)施工藝，集成固液分離、微生物降解和植物吸收等生態(tài)處理技術(shù)，并起到了很好效果，試驗(yàn)情況總結(jié)如下。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與條件

試驗(yàn)地點(diǎn)為平山縣冀興水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)合作社，養(yǎng)殖場(chǎng)區(qū)位于平山縣北冶鄉(xiāng)西岸村的險(xiǎn)溢河西岸，距平山縣城近50 km，交通便利。該合作社是石家莊冷水魚(yú)養(yǎng)殖規(guī)模較大的養(yǎng)殖場(chǎng)之一，農(nóng)業(yè)部健康養(yǎng)殖示范場(chǎng)，共有冷流水養(yǎng)殖水面1.5萬(wàn)m2，主要以養(yǎng)殖鱘魚(yú)、虹鱒為主。水源以河水和淺表地下水為主，年水溫7～23 ℃。

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 魚(yú)類養(yǎng)殖系統(tǒng) 流水養(yǎng)殖池20個(gè)共計(jì)2 000 m2，以養(yǎng)殖鱘魚(yú)魚(yú)種及商品魚(yú)為主，魚(yú)載量3.5萬(wàn)～3.7萬(wàn)尾，總重量23 500～25 000 kg，日投鱘魚(yú)配合飼料100～280 kg。總水流量0.012～0.02 m3/s。

1.2.2 尾水處理系統(tǒng) 尾水處理池共計(jì)800 m2，平均深度1.8 m。處理池為四級(jí)處理系統(tǒng)，由過(guò)濾池100 m2、沉淀池200 m2、微生物降解池100 m2及植物吸收池400 m2組成。

1.2.2.1 過(guò)濾池 過(guò)濾池是分離養(yǎng)殖尾水中大顆粒物質(zhì)的設(shè)施，也是處理系統(tǒng)的第一級(jí)，長(zhǎng)25 m，寬4 m，面積100 m2，池內(nèi)架設(shè)弧形篩16 m2。經(jīng)弧形篩過(guò)濾后的養(yǎng)殖尾水設(shè)有獨(dú)立流向管道，篩上水在過(guò)濾池集中流向沉淀池，篩下水經(jīng)管道流向微生物降解池。

1.2.2.2 沉淀池 沉淀池長(zhǎng)25 m，寬8 m，面積200 m2，用于對(duì)過(guò)濾后尾水中的大顆粒物質(zhì)進(jìn)行沉淀、去除，經(jīng)沉淀后的水流入微生物降解池。池內(nèi)種植了沉水性植物。

1.2.2.3 微生物降解池 長(zhǎng)25 m，寬4 m，面積100 m2，池內(nèi)吊掛毛篩，填充生物濾球，為微生物提供附著床，池底設(shè)微孔增氧氣盤用于曝氣。

1.2.2.4 植物吸收池 長(zhǎng)25 m，寬16 m，面積400 m2，池內(nèi)種植沉水性植物，水面布設(shè)浮床，浮床上種植植物，吸收尾水中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽。為了保證冬季植物的生長(zhǎng)，在池上架設(shè)了保溫棚，使冬季棚內(nèi)氣溫能保持在5 ℃以上，以便冬季能種植耐低溫植物。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程 冷流水養(yǎng)殖尾水綜合處理流程見(jiàn)圖1。

1.3.2 魚(yú)類養(yǎng)殖管理 按照正常的鱘魚(yú)養(yǎng)殖規(guī)范，采取分批養(yǎng)殖方式，平均放養(yǎng)密度18尾/m2，養(yǎng)殖規(guī)格50～1 100 g/尾。日投喂兩次，日投喂量根據(jù)魚(yú)體大小、水溫情況，為魚(yú)體重的0.4%～1.1%。保持流水狀態(tài)，養(yǎng)殖水體經(jīng)兩次利用后統(tǒng)一集中在尾水處理系統(tǒng)。

1.3.3 養(yǎng)殖尾水處理過(guò)程 按照處理工藝流程，養(yǎng)殖尾水經(jīng)過(guò)濾去除大顆粒物質(zhì)后，含微小有機(jī)質(zhì)顆粒的尾水在微生物降解池經(jīng)曝氣氧化和微生物分解，使之轉(zhuǎn)變成無(wú)機(jī)鹽類，再通過(guò)植物對(duì)氮磷等主要無(wú)機(jī)鹽的吸收，降低尾水中氮磷的含量。

1.3.4 微生物降解池的管理 在微生物池前段18 m吊掛毛篩，中段3 m填充直徑15 cm、內(nèi)裝不銹鋼絲的塑料生物球，后段2 m填充直徑15 cm、內(nèi)裝附著棉的塑料生物濾球。每30 d在進(jìn)水口加復(fù)合微生物菌液1次。

1.3.5 植物管理 根據(jù)季節(jié)和水溫、氣溫情況選擇了不同植物種類，5—9月高溫期水面種植空心菜、鳶尾等為主，水下種植狐尾藻等為主；10月—翌年4月低溫期，水面種植耐低溫的芹菜和本土植物西洋菜為主，沉水植物選擇苦草、菹草為主；保證有較充足的植物來(lái)吸收水體中的氮磷。同時(shí)，根據(jù)植物生長(zhǎng)情況進(jìn)行收割利用。

1.3.6 數(shù)據(jù)采集

1.3.6.1 養(yǎng)殖數(shù)據(jù) 主要采集水溫、魚(yú)載量、飼料投喂量。

1.3.6.2 水質(zhì)數(shù)據(jù) 水質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目主要為COD、總氮、總磷3項(xiàng)指標(biāo)，檢測(cè)樣點(diǎn)為養(yǎng)殖水源總?cè)肟凇B(yǎng)殖尾水總排水口（處理系統(tǒng)入口）、處理系統(tǒng)排水口3個(gè)點(diǎn)位。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 養(yǎng)殖數(shù)據(jù)采集

2022年7月—2023年9月采集的相關(guān)養(yǎng)殖數(shù)據(jù)，見(jiàn)表1。

2.2 水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)

2021年10月至2023年10月的水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)與變化情況見(jiàn)表2、圖2—圖7。

3 分析討論

3.1 檢測(cè)數(shù)據(jù)

自檢采用的是現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)方法，為了校準(zhǔn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)將樣品送到河北譜尼測(cè)試科技有限公司和河北華測(cè)檢測(cè)服務(wù)公司進(jìn)行對(duì)比，同一批水樣檢測(cè)結(jié)果有一定的差異，但總體相差不大，這可能與檢測(cè)設(shè)備和方法的精確度、樣品放置時(shí)間長(zhǎng)短有一定關(guān)系。

3.2 處理效果

3.2.1 對(duì)COD的去除 從檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，總體上對(duì)COD消除效果是十分理想的，均達(dá)到了GB 3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)要求。除了4次數(shù)據(jù)異常情況外，COD降低均在50%以上，均值達(dá)到了100%消除。從檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，COD在水源水、養(yǎng)殖尾水及處理后排水中含量均不高，說(shuō)明在合理養(yǎng)殖、魚(yú)載量與水流量適合的情況下，流水養(yǎng)殖對(duì)水體中COD的貢獻(xiàn)率并不大，這也可能與鱘魚(yú)飼料的利用率較高有關(guān)。4次檢測(cè)數(shù)據(jù)異常中，一是2次（2022年2月、2022年11月）消除率為0，二是2次（2023年6月、2023年9月）檢測(cè)出現(xiàn)了數(shù)據(jù)增長(zhǎng)，其原因是否與處理系統(tǒng)改造、檢測(cè)操作等有關(guān)，還有待進(jìn)一步查證。

3.2.2 對(duì)總氮的去除 從檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，總氮的去除均值達(dá)到了87.13%，效果十分顯著。其中，2021年10月去除率只有13.59%，也可能與處理系統(tǒng)初步建成，微生物濾料較少、水生植物剛種植有關(guān)，隨后數(shù)據(jù)顯示處理效果逐步增長(zhǎng)。另外，2022年11月去除率41.15%、2023年3月去除率32.42%也比較低，這可能與冬季植物生長(zhǎng)較差，對(duì)氮的吸收不足有關(guān)。總氮是衡量水質(zhì)的重要指標(biāo)之一，盡管處理效果十分顯著，但排放時(shí)的總氮指標(biāo)仍然超出排放標(biāo)準(zhǔn)，這主要是水源水中氮含量已經(jīng)超出了標(biāo)準(zhǔn)要求范圍，同時(shí)，我們的處理系統(tǒng)中水生植物面積不足也有一定關(guān)系。

3.2.3 對(duì)總磷的去除 從檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，總磷在水源入口、尾水和處理后的數(shù)值是較低的，雖然超出了GB 3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》要求，但符合SC/T 9101-2007《淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求》[2]一類標(biāo)準(zhǔn)要求。從去除效果來(lái)看，均值達(dá)到了75.56%，效果也是十分顯著的。只有2021年11月檢測(cè)，去除率只有15.38%，這可能與水生植物種類對(duì)磷的吸收不好，且溫度較低有關(guān)。

3.3 處理系統(tǒng)

總體來(lái)看，這種處理模式對(duì)3種主要污染物的處理效率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，處理效果十分顯著。同時(shí)，經(jīng)過(guò)不斷完善，增加微生物處理池的填料，增加微生物附著面，同時(shí)在冬季增加植物保溫棚，對(duì)冬季氮磷吸收發(fā)揮了較大作用。與其他養(yǎng)殖單位采用的“三塘五壩”“三塘兩壩”模式相比，有占地面積小、效果顯著的優(yōu)勢(shì)。

3.4 弧形篩

在初期采用了0.3 mm間隙的弧形篩進(jìn)行過(guò)濾，基本上起不到作用。之后改為0.2 mm間隙，剛安裝后效果仍不理想，3個(gè)月后附著藻類的生長(zhǎng)使孔徑變小，過(guò)濾效果相應(yīng)提高，但隨后因藻類附著量的增加，使篩孔堵塞，反而起不到過(guò)濾作用，需要經(jīng)常刷洗。

3.5 植物種類

在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)多種水生植物進(jìn)行了試驗(yàn)篩選，從效果來(lái)看，根系發(fā)達(dá)、生長(zhǎng)快的植物效果更好，同時(shí)還要根據(jù)氣溫、水溫情況和植物生長(zhǎng)周期進(jìn)行更換。試驗(yàn)表明，冬春季節(jié)適合種植耐低溫的芹菜和本土植物西洋菜為主，沉水植物以黑藻、菹草等耐寒植物較適合。夏秋季高溫季節(jié)適合的種類較多，其中，空心菜、狐尾藻等生長(zhǎng)快、根系發(fā)達(dá)，是較佳選擇。

3.6 微生物附著材料（濾料）

前期試驗(yàn)采用了毛刷為主，效果不佳，后來(lái)又增加了兩種生物濾球，效果明顯提升。從成本來(lái)看，毛刷成本較低，帶有附著棉的生物球效果好，但成本較高。

4 小結(jié)

養(yǎng)殖尾水綜合處理是今后實(shí)施環(huán)保化水產(chǎn)養(yǎng)殖的基本要求，養(yǎng)殖尾水處理有多種模式。冷流水養(yǎng)殖由于水量大、水溫較低、尾水在處理系統(tǒng)中的停留時(shí)間較短，所以處理難度也較大。同時(shí)，由于冷水魚(yú)養(yǎng)殖的飼料品質(zhì)高、轉(zhuǎn)化利用率高、在尾水中產(chǎn)生的污染也就相對(duì)較低，再加上水量的交換量大，因此，尾水中COD和氮磷的相對(duì)濃度也就較普通池塘養(yǎng)殖低很多，這對(duì)尾水處理系統(tǒng)的工作壓力也就比較低。

采用固液分離、微生物分解加植物吸收模式的生態(tài)處理模式，在處理系統(tǒng)為養(yǎng)殖面積40%的情況下，能有效降低尾水中的COD和氮、磷，處理效果分別達(dá)到了100%、87.13%、75.56%，是一種占地少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高的較好模式。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：GB 3838-2002[S].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社出版，2002：1-9.

[2] 全國(guó)水產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求：SC/T 9101-2007[S].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2007：1-3.

Experiment on tail water treatment technology of cold water fish culture

YAN Lijun1，WANG Yuanyuan1，ZHU Jing1，MENG Qiudong1，ZHAO Qiang1，F(xiàn)ANG Huiqing1，YIN Chao2

（1. Shijiazhuang Aquatic Technology Promotion Station，Shijiazhuang 050091，China;2. Pingshan County Aquatic Technology Promotion Station，Pingshan 050400，China）

Abstract：In order to protect the ecological environment of water area， implement environmental protection aquaculture， and strengthen the environmental protection construction of aquaculture industry， ecological treatment technologies such as solid-liquid separation， precipitation absorption， oxidative degradation， microbial degradation， filtration，purification， and plant absorption were adopted to carry out research on integrated treatment of tail water in cold running water aquaculture. Under the condition that the treatment system was 40% of the aquaculture area， COD，nitrogen and phosphorus in tail water can be effectively reduced， and the treatment effect reached 100%， 87.13% and 75.56%， respectively.

Key words：cold-water fish; breeding; tail water;treatment