水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的生物處理技術
活性污泥法活性污泥法
處理系統(tǒng)是污水生物處理技術的主要技術之一,在傳統(tǒng)的活性污泥法上發(fā)展成氧化溝、間歇式活性污泥法(SBR)和AB法處理工藝等。Meske等通過活性污泥法處理水產(chǎn)養(yǎng)殖循環(huán)用水研究表明,NH+42N含量不能達到回用的要求;Umble等在水產(chǎn)養(yǎng)殖排水溝渠中用接近SBR的操作方式進行好氧厭氧處理,效果良好;Nugual等用SBR法處理海水養(yǎng)殖廢水,探討鹽度影響,結果表明,在鹽度不是很高情況下,脫氮效果良好。
生物膜法
生物膜法主要有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化設備和生物硫化床等,這些技術因為其微生物的多樣化,在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的封閉循環(huán)使用中得到廣泛利用。
生物濾池
在集約化養(yǎng)魚裝置中配用的生物濾池有平流式、升流式和降流式[9]。生物濾池中填料是生物的載體,填料主要有碎石、卵石、焦炭、煤渣、塑料蜂窩和各種人工合成產(chǎn)品等;生物濾池能連續(xù)使用,不需要更換濾料。生物濾池設計中很重要的就是填料的選擇,填料的結構和表面積要有利于生物膜的生長和有機懸浮顆粒的捕集。在臺灣,Yang等用一個十字交叉的高孔隙率的填料(塑料鮑爾環(huán),孔隙率87%)的生物濾池,后跟一個有很大表面積填料(粉末焦炭顆粒,孔隙率35%)的生物濾池,在停留時間為2.5h,SS和BOD去除率分別為98.8%和80.2%。有養(yǎng)殖廢水需要處理的單位,也可以到污水寶項目服務平臺咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗的企業(yè)。
在新加坡,China等用沉淀池→生物濾池→二沉池→生物過濾器工藝,其中填料為混合纖維(表面積>1000m2/m3,孔隙率85%),對河口大面積集約化養(yǎng)殖水體處理后可回用。在澳大利亞,Abeysinghe等[17]用好氧淹沒升流式生物濾池去除鮭魚養(yǎng)殖廢水中TOC和N,其中填料有效表面積14.m2/m3,停留時間為4h時,去除40%的磷,氮完全硝化和40%反硝化,TOC可以降到12mg/L。曝氣后從生物濾池出水應有足夠的溶解氧滿足回用需要,Eikebrokk利用一個淹沒式的鼓風升流式的生物過濾器,在這個生物過濾器里可以進行消化和氧的傳遞,把其放在魚塘里,使得污染物減少了90%~95%,池塘的溶解氧可保持在5mg/L。另外可通過控制溶解氧進行生物濾池的硝化和反硝化作用,Sauthier等用池塘(曝氣)→機械濾池→紫外光消毒→淹沒式生物濾池(反硝化池)→魚塘回用,其中填料孔隙率>30%,氮負荷為2.4kgN/m3·d,反沖洗時間為3d。
生物轉盤
生物轉盤由一串固定在軸上的圓盤組成,盤片之間有一間隔,盤片一半放在水中,另一半露出水面。水和空氣中的微生物附在盤片的表面上,結成一層生物膜。轉動時,浸沒在水中的片露出水面,盤片上的水因自重而沿著生物膜表面下流,空氣中的氧通過吸收、混合、擴散和滲透等作用,隨轉盤轉動而被帶入水中,使水中溶解氧增加,水質(zhì)得到凈化。
生物轉筒
生物轉筒是生物轉盤的變型,是從20世紀70年代中期發(fā)展起來的,在丹麥、德國發(fā)展很快。丹麥研制了單轉筒型,德國則發(fā)展了多轉筒型,轉筒內(nèi)的填料有塑料球、塑料環(huán)和波紋盤片等。有些生物轉筒外還設有集氣裝置以增加水中溶氧量。其典型的3種生物轉筒形式為:(1)外殼結構為硬聚乙烯塑料,內(nèi)裝聚氯乙烯波紋圓盤片,轉筒由16只小轉筒組成,轉筒直徑約1.8m,轉速為0.24~1.2r/min,轉筒耗能0.37kW;(2)筒體外殼為鋼制,長1.57m,外殼開6個孔,每個孔長1.5m,寬0.32m,筒內(nèi)固定在軸上硬聚乙烯波紋的盤面呈多邊形,外接圓直徑3m,盤面總表面積120m2;(3)轉筒的筒體四周裝有小容器,當轉筒向上轉時,小容器內(nèi)盛滿了水,向下轉動時,水被灑在塑料球上,空容器內(nèi)充滿空氣進入水中,凈化水的體積為生物轉筒體積的15~25倍。
生物硫化床
生物硫化床是高負荷的一種生物膜法,Arbi等用好氧的硝化滴濾和缺氧反硝化硫化床相結合的反應器,懸浮在表面的富含硝酸鹽和溶解的有機物送到硫化床,處理效果良好。Jewell等在水產(chǎn)養(yǎng)殖水體循環(huán)中利用膨脹床的硝化和反硝化作用同時,處理BOD5、SS和氮,出水氨氮低于0.5mg/L。同時可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術文檔。
水產(chǎn)養(yǎng)殖技術的自然生物處理
用自然生物處理水產(chǎn)養(yǎng)殖水體主要有濕地、定塘和土地處理系統(tǒng)等,其優(yōu)點是處理含氮和磷的水體,能達到比較徹底的處理效果。
濕地生態(tài)系統(tǒng)
人工濕地具有一定的污水處理能力,對氮、磷有機物懸浮物等的去除有良好的效果,人工濕地凈化工農(nóng)業(yè)廢水已有大量研究,近年來,用人工濕地處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水取得一定進展。非集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖的自然水域本身是一個典型濕地系統(tǒng),具有良好的自凈能力,只要合理利用和加強其自凈能力,會有良好的環(huán)境效應和經(jīng)濟效應;Kruzie等綜合土地處理濕地池塘水生植物系統(tǒng)進行水產(chǎn)養(yǎng)殖水體循環(huán)。Wood等利用人工濕地系統(tǒng)處理水體,濕地系統(tǒng)中藻類密度高,在地表水利負荷1315cm/d時,COD的去除率59.2%、NH+42N為34.6%、PO-42P-為3.19%和SS為78%;如果水力停留時間在3d,則COD的去除率79.4%、NH+42N為82.8%、PO3-42P為54.1%、蛋白質(zhì)產(chǎn)率50t/hm2·a。Lin等用人工濕地處理水產(chǎn)養(yǎng)殖水體,在水力負荷為1.8~13.5cm/d之間,則NH+42N去除率為86%~98%,總無機氮(TIN)為95%~98%,磷的去除為32%~71%,出水NH+42N濃度<0.3mg/L,NO-22N<0.01mg/L。對于鹽度高的水體,用耐鹽性植物種植在沙性濕地上,可去除養(yǎng)殖水體中98%的總氮、94%的無機氮、99%的總磷和97%的溶解態(tài)磷。
魚塘水生生態(tài)系統(tǒng)
魚塘水生生態(tài)系統(tǒng)本身有很強的凈污能力,在水產(chǎn)養(yǎng)殖水體的處理中完全可以利用魚塘對污染物的凈化能力來凈化污水。養(yǎng)殖水體的綜合利用主要是用池塘的自凈能力和魚類生理特性,如充氧、魚藻共生系統(tǒng)、魚類白天和晚上不同活動時間混養(yǎng)、耐污能力不同魚類混養(yǎng)和對魚類生理修正。Kirke從曝氣方面進行了研究,對魚塘采用風力曝氣;Logsdon從改變水生植物結構著手,利用浮萍對氮和磷的吸收(1km2的浮萍能吸收約802kg氮和146kg的磷)和對重金屬的累積能力處理水產(chǎn)養(yǎng)殖水體。Wang用雙殼類去除藻類,沉降法去除懸浮物,通過蝦塘、蠔形成水的循環(huán)利用。Umble等用魚塘處理城市污水二級處理出水,利用二級處理出水提供的營養(yǎng),調(diào)節(jié)營養(yǎng)比例(N∶P在16~23),使得水生植物繁殖,作為魚類的食料。養(yǎng)殖水體的綜合利用的安全是人們關心的問題,Adamsson等進行的研究結果表明,只要投加飼料成分恰當,影響不大,但從保守的觀點來說,有待于進一步證實。