靳明建 王超
摘要:通過實(shí)地調(diào)研就目前如東縣域范圍內(nèi)現(xiàn)有的四種南美白對蝦養(yǎng)殖尾水的處理模式進(jìn)行了匯總和分析,四種模式分別為:長沙鎮(zhèn)采用的生物凈化和生態(tài)溝塘相結(jié)合的尾水處理模式、大豫鎮(zhèn)采用的四級逐級過濾的尾水處理模式、南通外向型農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)采取的污水處理系統(tǒng)的尾水處理模式和豐利鎮(zhèn)采取的綜合應(yīng)用水生生物生態(tài)系統(tǒng)尾水處理模式,上述模式各有其優(yōu)缺點(diǎn),養(yǎng)殖單位或個人應(yīng)因地制宜,在實(shí)際養(yǎng)殖生產(chǎn)的采取科學(xué)合理尾水處理手段,減少對周邊生態(tài)環(huán)境的污染。
關(guān)鍵詞:如東;南美白對蝦;養(yǎng)殖尾水處理模式;生態(tài)化
南美白對蝦小棚養(yǎng)殖是近年來在江蘇如東發(fā)展起來的一種新模式,該模式由于產(chǎn)量高、效益好,發(fā)展快,周邊地區(qū)紛紛仿效,形成了遠(yuǎn)近聞名的“如東小棚”模式。如東縣也因南美白對蝦產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,成為中國南美白對蝦第一縣。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,目前全縣南美白對蝦養(yǎng)殖總面積7 314.1 hm2,全縣共有養(yǎng)殖單位或養(yǎng)殖戶3 537個,其中本縣內(nèi)養(yǎng)殖單位或養(yǎng)殖戶3 303個,本縣外養(yǎng)殖單位或養(yǎng)殖戶234個。高氮磷含量養(yǎng)殖廢水的無序排放和抽采地下水資源已嚴(yán)重影響了周邊的水環(huán)境和生產(chǎn)用水質(zhì)量,也成為了蝦產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的限制性因素。2018年南通市政府和如東縣政府開始了對南美白對蝦養(yǎng)殖污染的規(guī)范整治工作。根據(jù)如東縣政府文件精神的要求,主體以省道221為界,向陸側(cè)為內(nèi)陸區(qū)域,其向海側(cè)為沿海區(qū)域。規(guī)范整治范圍為全縣陸域范圍內(nèi)南美白對蝦養(yǎng)殖區(qū)域。整治時間為2018年到2019年底。內(nèi)陸區(qū)域確定為排放尾水含有一定鹽度的南美白對蝦養(yǎng)殖等禁止養(yǎng)殖區(qū),沿海區(qū)域?yàn)槟厦腊讓ξr過渡養(yǎng)殖區(qū)。重點(diǎn)要做好養(yǎng)殖尾水、尾氣的達(dá)標(biāo)排放,努力實(shí)現(xiàn)環(huán)保養(yǎng)蝦、生態(tài)養(yǎng)蝦、健康養(yǎng)蝦,把產(chǎn)業(yè)做得更有質(zhì)量、更上檔次,發(fā)展環(huán)境友好型的對蝦產(chǎn)業(yè)。其中養(yǎng)殖尾水的處理和達(dá)標(biāo)排放是全面規(guī)范對蝦養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)主要的主要內(nèi)容。具體要求是養(yǎng)殖產(chǎn)生的尾水應(yīng)采取有效處理措施,防止污染周邊土壤和水體。根據(jù)受納水體性質(zhì)特征,尾水排入地表水一般水域應(yīng)符合國家水產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求》(SC/T 9101-2007);尾水排入近岸海域或與海域直接連通的獨(dú)立水系應(yīng)符合《海水養(yǎng)殖水排放要求》(SC/T 9103-2007)。養(yǎng)殖尾水排放標(biāo)準(zhǔn)修訂后按照修訂標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。筆者就目前縣域范圍內(nèi)現(xiàn)有的幾種養(yǎng)殖尾水的處理模式進(jìn)行簡要的匯總和分析,以便為廣大養(yǎng)殖企業(yè)或養(yǎng)殖戶選用適合自身實(shí)際的養(yǎng)殖生產(chǎn)尾水處理模式提供信息參考。
1現(xiàn)有的四種尾水處理模式介紹
1.1長沙鎮(zhèn)采用的生物凈化和生態(tài)溝塘相結(jié)合的尾水處理模式
如東縣港城水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)合作社徐同兵的養(yǎng)殖場為縣內(nèi)較早試點(diǎn)尾水處理實(shí)驗(yàn)并取得成功的示范點(diǎn)之一。該模式由江蘇省海洋水產(chǎn)研究所技術(shù)支持。該模式為第一種模式,簡稱模式一。為了更好地落實(shí)省市有關(guān)生態(tài)文明建設(shè)的精神,按照市、縣有關(guān)南美白對蝦養(yǎng)殖規(guī)范整治文件要求,徐同兵在原有的南美白對蝦小棚養(yǎng)殖模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了系統(tǒng)的改造和升級,應(yīng)用原位生態(tài)修復(fù)技術(shù),實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖尾水的凈化[1]。
針對南美白對蝦溫棚養(yǎng)殖模式尾水中有機(jī)物超標(biāo)的問題,通過改進(jìn)現(xiàn)有溫棚結(jié)構(gòu),增加排污系統(tǒng),配套過濾、沉降、厭氧、生物接觸曝氣等裝置,實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖尾水底部集污、過濾、沉降、硝化,水體中有機(jī)物得到有效降解;利用生態(tài)溝渠中豐富的水生植物進(jìn)行水體中氮磷的截留,使養(yǎng)殖尾水中各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到排放要求。
本技術(shù)是基于生態(tài)溝渠原理的南美白對蝦小棚養(yǎng)殖尾水凈化的可復(fù)制技術(shù),技術(shù)優(yōu)勢和效果較為明顯,是實(shí)現(xiàn)南美白對蝦養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)“雙贏”目標(biāo)的有效手段。系統(tǒng)建設(shè)完成后投入運(yùn)行使用正常。通過系統(tǒng)的運(yùn)行,科研團(tuán)隊(duì)人員取得了水質(zhì)凈化的相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)情況,技術(shù)人員對該系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)整優(yōu)化。從生物曝氣池作用菌的選擇與強(qiáng)化,沉降、厭氧、生物接觸曝氣池大小與小棚配比,底污排放頻率以及曝氣強(qiáng)度等方面進(jìn)行系統(tǒng)的改進(jìn),從排水管道、硝化池材質(zhì)、最佳適合植物的選擇等方面提高該系統(tǒng)的處理能力。
該模式處理效率較高,占地面積較簡單的異位蓄水集中處理相對較少,尾水凈化區(qū)域面積占所要治理的養(yǎng)殖水面總面積的比例需要達(dá)到15%左右。
處理達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)對人員技術(shù)要求和生物制劑的選用相對較高,土建投資和運(yùn)營費(fèi)用有所增加。
1.2大豫鎮(zhèn)采用的四級逐級過濾的尾水處理模式
如東縣勁龍水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)合作社劉福生社長的大規(guī)模養(yǎng)殖場主要利用機(jī)械和生物相結(jié)合的方式對尾水集中分級處理,實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖尾水的凈化。該模式為第二種模式,簡稱模式二。技術(shù)支持單位為山東海普歐環(huán)境設(shè)備科技有限公司。
養(yǎng)蝦的尾水首先通過一級處理主要是雜食性魚類對有機(jī)物充分利用,變廢為寶,產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。然后再進(jìn)行二級處理,通過微濾機(jī)過濾水體中200目以上有機(jī)質(zhì)和雜質(zhì),作為花圃和蔬菜的肥料。三級處理主要利用雜食性、濾食性魚類和人工水草結(jié)合充分改良水質(zhì),降低氨氮有機(jī)物含量。最后四級處理通過污水處理過濾一體機(jī)進(jìn)行深度凈化,經(jīng)過該系統(tǒng)的處理,總磷下降70%,總氮下降90%,COD可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)多級過濾和曝氣等人工深度處理后的尾水可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)入養(yǎng)殖區(qū)利用。
該模式結(jié)合了物理和生物的技術(shù)手段對尾水進(jìn)行綜合處理。兩種配套的機(jī)械化設(shè)備為一次性投資,對造作人員技術(shù)要求一般,處理效率較高。占地較少,尾水凈化區(qū)域面積占所要治理的養(yǎng)殖水面總面積的比例需要達(dá)到10%左右。此模式適合較大規(guī)模的養(yǎng)殖企業(yè)整體集中化處理尾水。
1.3南通外向型農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)采取的污水處理系統(tǒng)的尾水處理模式
何丫村是縣內(nèi)主要的漁業(yè)村,“小棚模式”的發(fā)源地。全村有南美白對蝦養(yǎng)殖300戶,南美白對蝦養(yǎng)殖面積233 hm2,年產(chǎn)量超過2 800 t,產(chǎn)值達(dá)1.4億元。主要采取了全村整體推進(jìn)的方式,創(chuàng)新應(yīng)用污水處理的工藝收集處置全部養(yǎng)殖區(qū)的尾水。該模式為第三種模式,簡稱模式三。
該模式技術(shù)支持單位為江蘇雄安環(huán)??萍加邢薰?。采用的核心基礎(chǔ)技術(shù)為快速消劣技術(shù)以地表水常規(guī)預(yù)處理工藝系統(tǒng)技術(shù),同時配套使用自行研發(fā)并具有自主知識產(chǎn)權(quán)的污水處理設(shè)備。該污水處理系統(tǒng)利用微劑絮凝技術(shù)、脫氮技術(shù)等主要方法。與普通的沉淀、過濾相比,設(shè)備具有連續(xù)運(yùn)行,可高效降解高錳酸鹽、氨氮等指標(biāo)以及快速分離水中難沉懸浮物的特點(diǎn),工藝上具有流程短、占地少、投資省,運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢。主要包括以下幾種技術(shù):
1.3.1除磷去渣技術(shù)一般來說,在處理地表水尤其是懸浮物、膠體物質(zhì)、有機(jī)物等含量較高的水體前,需較配合投加混凝劑和助凝劑,使水體中的膠體物質(zhì)和懸浮物顆??焖倌鄢晌⑿〉男鯃F(tuán),并沉淀后通過污泥設(shè)備去除。通過此道程序,可以消除COD和總磷等,為下一步去除效果做預(yù)前處理[2]。
1.3.2脫氮技術(shù)脫氮技術(shù)為公司處理工藝中的核心技術(shù),通過公司自主研發(fā)的新型去氮劑,以通過物理性和化學(xué)反應(yīng)性的處理特性,有效去除水中的氨氮、細(xì)菌、病原體、藻類等。
1.3.3生態(tài)浮島技術(shù)生態(tài)浮島是一種針對富營養(yǎng)化的水質(zhì),利用生態(tài)工學(xué)原理,降解水中的COD、氮、磷的含量的人工浮島。它能使水體透明度大幅度提高,同時水質(zhì)指標(biāo)也得到有效的改善,特別是對藻類有很好的抑制效果。公司的生態(tài)浮床技術(shù)是應(yīng)用無土栽培的原理,把具有凈水、觀賞及經(jīng)濟(jì)價值的高等水生植物或經(jīng)改良馴化后的陸生草本、木本植物移栽到富營養(yǎng)化水體的水面種植,利用可漂浮在水面并能夠承受較大重量的生態(tài)浮板作為載體,通過植物深入水中強(qiáng)大根系的吸收、吸附、截留作用(水生植物如美人蕉、梭魚草等,浮水植物如水金錢、狐尾藻等),物種競爭相克的機(jī)理,以及微生物的生化降解等作用,削減富營養(yǎng)化水體中的N、P及有機(jī)物質(zhì),并以收獲植物體的形式將其搬離水體,從而達(dá)到凈化水質(zhì)的效果,是一種行之有效的原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)[3]。同時,生長于水面的植物也可以形成多元化的生態(tài)環(huán)境,可作為魚類、浮游生物類、昆蟲等的棲息地和繁殖產(chǎn)卵區(qū);多種適合觀賞的植物間雜生長也能營造良好的水上景觀,美化環(huán)境。
該模式整體投資成本高,集中化處理尾水效率高,對大面積的區(qū)域管網(wǎng)的要求高,每公頃平均投資的成本在9 000元到15 000元之間,后期運(yùn)行維護(hù)的成本要明顯高于其他模式。優(yōu)勢明顯的是占地面積較少,尾水凈化區(qū)域面積占所要治理的養(yǎng)殖水面總面積的比例能控制在5%以下。該模式比較適合應(yīng)用在類似何丫村土地資源緊張的漁業(yè)村,有利于集約化的提高土地的利用率。
1.4豐利鎮(zhèn)采取的綜合應(yīng)用水生生物生態(tài)系統(tǒng)尾水處理模式
如東縣豐利鎮(zhèn)環(huán)漁村的養(yǎng)殖大戶石明華在原有的養(yǎng)殖南美白對蝦小棚模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了排污系統(tǒng)的升級改造,綜合利用多種生物濾器等生態(tài)過濾技術(shù)手段,通過兩級凈化實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖尾水的凈化。該模式為第四種模式,簡稱模式四。
養(yǎng)殖場通過對養(yǎng)殖尾水進(jìn)行集中收集,然后統(tǒng)一排放到生態(tài)處理池塘,生態(tài)處理池塘里面養(yǎng)殖四大家魚,種植水生植物,并且全程曝氣,養(yǎng)殖尾水經(jīng)沉降、硝化和吸收轉(zhuǎn)化等處理后,實(shí)現(xiàn)一級凈化,使水體中有機(jī)物得到有效降解;然后再通過兩級生物處理池,利用生物處理池中豐富的水生植物,利用水生植物的光合作用抑制富營養(yǎng)化凈水,此外通過追加施用光合細(xì)菌、芽孢桿菌等微生物凈水,降解水中的COD、氮、磷等富營養(yǎng)化元素,實(shí)現(xiàn)二級凈化,最終使養(yǎng)殖尾水的達(dá)標(biāo)排放[4]。
上述這種模式比較貼近自然濕地樣式,處理效率低,占地面積大,但投資和運(yùn)營費(fèi)用低。尾水凈化區(qū)域面積占所要治理的養(yǎng)殖水面總面積的比例需要達(dá)到20%及以上。
2四種尾水處理模式的對比分析
隨著環(huán)保力度的不斷加強(qiáng),漁業(yè)主管部門對養(yǎng)殖池塘尾水排放提出了更高的要求。養(yǎng)殖生產(chǎn)者不僅需要采取科學(xué)的投喂和管理,還需建立池塘尾水處理系統(tǒng),探索新的尾水處理模式[5]。這四種主要的尾水處理模式都具備一個相同點(diǎn),養(yǎng)殖尾水處理工藝均采用了生態(tài)化處理的關(guān)鍵技術(shù)措施。尾水處理的方法主要依靠生物方法,相比較利用物理和化學(xué)方法,具有操作簡易、高效、節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)[6]。前三種模式均加大了在配套過濾機(jī)械和曝氣設(shè)備及生物凈化等裝置的投入,成本高于豐利鎮(zhèn)的處理模式。其中第三種模式投入成本最高,該村為整村推進(jìn),集中統(tǒng)一處置尾水,處理的效率高,后續(xù)的運(yùn)維成本也相應(yīng)較大。豐利鎮(zhèn)采取的尾水處置模式投資成本較低。操作簡便,利用水生動植物和微生物凈水劑對水質(zhì)進(jìn)行兩級凈化處置,全程曝氣,增加水體中溶氧量,加快有機(jī)污染物氧化分解。主要利用不同營養(yǎng)層次的水生生物最大程度地去除水體中的污染物,利用食物鏈的傳遞,將氮磷等營養(yǎng)元素轉(zhuǎn)變?yōu)橹参矬w或是優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品,水質(zhì)得到凈化的同時還能產(chǎn)生附加的經(jīng)濟(jì)價值和顯著的生態(tài)效益。四種模式在投資運(yùn)維成本、技術(shù)人員要求、達(dá)到處理效果所需時間、占地面積和有無額外經(jīng)濟(jì)效益等方面各有優(yōu)缺點(diǎn)。
養(yǎng)殖尾水的處理必須在運(yùn)行中簡化,使養(yǎng)殖從業(yè)者能夠輕松操作并適應(yīng)當(dāng)前的實(shí)際情況。在不顯著增加投資成本的情況下能達(dá)到水產(chǎn)養(yǎng)殖的獲取經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。這就要求尾水中的處理系統(tǒng)必須相對穩(wěn)定,處理達(dá)標(biāo)效果較好。雖然處理尾水的措施和方式各有不同,但是如果沒有追溯廢水形成的根源,其處理結(jié)果也只能是按下葫蘆浮起瓢無法解決根本問題,所以要從本質(zhì)上解決廢水中的有機(jī)物含量高的問題,必須根據(jù)池塘的現(xiàn)場情況分析產(chǎn)生的原因并采取相應(yīng)的解決方法,才能達(dá)到即治標(biāo)又治本的處理效果[7]。
養(yǎng)殖尾水處理如果照搬專業(yè)化公司采取的方式方法來處理,在運(yùn)作過程中可能就需要配套相應(yīng)的工程技術(shù)人員,單純靠目前的養(yǎng)殖人員可能就比較難,而且在經(jīng)濟(jì)上可能費(fèi)用也比較明顯偏離目前的養(yǎng)殖成本要求。鑒于尾水處理的主體是水產(chǎn)養(yǎng)殖場和養(yǎng)殖戶,生產(chǎn)目標(biāo)不能脫離水產(chǎn)養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益的特點(diǎn),所以養(yǎng)殖尾水的處理過程中盡可能地能夠利用上一級尾水為下一級的環(huán)節(jié)提供經(jīng)濟(jì)效益。在尾水處理后能夠達(dá)到相關(guān)的限定水標(biāo)準(zhǔn)的前提下,養(yǎng)殖單位或養(yǎng)殖戶優(yōu)先選擇適合自身實(shí)際的尾水處理模式。
水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展與環(huán)境保護(hù)是對立統(tǒng)一的。養(yǎng)殖者必須從整體通盤考慮,更新觀念和認(rèn)識,選擇合適的放養(yǎng)密度,選擇優(yōu)質(zhì)、蛋白利用率高的配合飼料,科學(xué)合理的投喂策略,盡力控制和減少水產(chǎn)養(yǎng)殖自身污染的產(chǎn)生[8]。探索一些生態(tài)化養(yǎng)殖、分段式養(yǎng)殖、循環(huán)式養(yǎng)殖等創(chuàng)新性養(yǎng)殖思路,完善工廠化養(yǎng)殖、循環(huán)水等養(yǎng)殖模式技術(shù),引導(dǎo)應(yīng)用先進(jìn)的養(yǎng)殖廢水處理技術(shù),也是未來對蝦產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的方向。
參考文獻(xiàn):
[1]潘玉蘭.三種微生態(tài)菌在循環(huán)水養(yǎng)殖生物濾池優(yōu)化中的應(yīng)用研究[D].中國海洋大學(xué),2015:5-16.
[2] 黃世明,陳獻(xiàn)稿,石建高,等.水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)現(xiàn)狀及其開發(fā)與應(yīng)用[J].漁業(yè)信息與戰(zhàn)略,2016,31(04):278-282.
[3] 王甘翔,彭頔,楊慶,等.南美白對蝦養(yǎng)殖尾水處理技術(shù)試驗(yàn)[J].水產(chǎn)養(yǎng)殖,2019(03):25-27.
[4] 劉興國.新型水處理技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用[J].科學(xué)養(yǎng)魚,2014,02:15-18.
[5] 李倩,胡廷尖,王雨辰,等.淡水養(yǎng)殖尾水處理研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J].中國水產(chǎn),2011(07):43-45.
[6] 方懷義,張艷秋,石海信.欽州地區(qū)海水養(yǎng)殖污染及控制策略[J].欽州學(xué)院學(xué)報(bào),2010(03):16-18.
[7] 彭霈.我國海水養(yǎng)殖污染問題與其治理研究[D].中國海洋大學(xué),2014:26-29.
[8] 王光輝.海水養(yǎng)殖污染控制對策研究[D].中國海洋大學(xué),2008:56-60.
(收稿日期:2019-09-25;修回日期:2019-09-30)