蔣陽陽,李海洋,李正榮,崔 凱,吳明林,周蓓蓓,王 林,吳多生
(1安徽省農(nóng)業(yè)科學院水產(chǎn)研究所,合肥 230031;2水產(chǎn)增養(yǎng)殖安徽省重點實驗室,合肥 230031;3安徽省水產(chǎn)技術推廣總站,合肥 230601;4阜陽市水產(chǎn)管理局,安徽阜陽 236001;5六安市漁業(yè)發(fā)展中心,安徽六安 237001)
水產(chǎn)品是人類膳食蛋白的重要來源,全球人口水產(chǎn)品消費量約占動物蛋白攝入量的1/6,而中國已成為全世界最大的水產(chǎn)品生產(chǎn)國與出口國,養(yǎng)殖產(chǎn)量位居全球第一[1]?!?021中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2020年中國水產(chǎn)品總產(chǎn)量6549.0萬t,其中養(yǎng)殖產(chǎn)量5224.2萬t,占總產(chǎn)量的79.8%,漁業(yè)總產(chǎn)值達13517.2億元,占農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值的10%以上[2]。可見在漁業(yè)經(jīng)濟全球化過程中,中國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)為世界經(jīng)濟增長做出了重大貢獻,同時也在保障國內(nèi)糧食安全、優(yōu)化國民膳食結構、促進農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整、增加漁民收入等方面發(fā)揮著重大作用[3-4]。
近些年隨著中國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展,養(yǎng)殖水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化及藥殘等問題,這部分養(yǎng)殖用水如不經(jīng)處理直接外排,必將對水域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負面影響[5]。據(jù)《中國漁業(yè)生態(tài)環(huán)境狀況公報》統(tǒng)計,2018年中國江河、湖泊、水庫、池塘等淡水養(yǎng)殖水域均存在不同程度的富營養(yǎng)化現(xiàn)象,水環(huán)境問題日益凸顯[6]。
2019年初農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等十部委聯(lián)合印發(fā)了《關于加快推進水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的若干意見》,明確提出改善養(yǎng)殖環(huán)境作為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的重要內(nèi)容,提出要加快推進養(yǎng)殖節(jié)水減排,要推動養(yǎng)殖尾水資源化利用或達標排放[7]。2021年初中共中央國務院發(fā)布的《關于全面推進鄉(xiāng)村振興加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的意見》中也要求現(xiàn)代漁業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展要以滿足人們對優(yōu)質(zhì)安全水產(chǎn)品和美好水域生態(tài)環(huán)境的需求為目標[8]。開展水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理是保障中國水產(chǎn)養(yǎng)殖轉型升級、綠色發(fā)展的長久之策。
本研究以安徽省為例,解析水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理典型模式、分析存在的問題及對策,并對未來發(fā)展提出建議,旨在引導安徽水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理朝著綠色、高效方向發(fā)展。
2020年安徽全省水產(chǎn)養(yǎng)殖面積達47.9萬hm2,水產(chǎn)品養(yǎng)殖產(chǎn)量218.0萬t,漁業(yè)經(jīng)濟總產(chǎn)值924.4億元[2],持續(xù)位于全國前列。養(yǎng)殖模式仍然是以高投入、高產(chǎn)出為特色的半封閉式集約化養(yǎng)殖為主,養(yǎng)殖過程中同樣面臨著養(yǎng)殖水環(huán)境惡化、水產(chǎn)品質(zhì)量安全難以保障等問題,嚴重制約了產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為加快推進水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境治理,提升水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展水平,2019年安徽省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳等十部門發(fā)布了《關于加快推進水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的實施意見》(皖農(nóng)漁〔2019〕95號),明確提出到2022年水產(chǎn)養(yǎng)殖主產(chǎn)區(qū)規(guī)模以上水產(chǎn)養(yǎng)殖場要實現(xiàn)尾水達標排放。2020年4月安徽省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳啟動了“水產(chǎn)綠色健康養(yǎng)殖五大行動”,其中就包括水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理模式推廣行動,同時制定了《2020年安徽省水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理示范項目實施方案》(皖農(nóng)漁函〔2020〕398號),2020年已在全省16個市建設80個以上水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理示范點。
2.1.1 模式簡介 根據(jù)不同養(yǎng)殖品種的尾水污染水平建設沉淀池、曝氣池、生物凈化池以及過濾壩等尾水治理設施,面積通常為養(yǎng)殖總面積的6%~10%。利用物理沉淀、微生物凈化、曝氣氧化和水生動植物凈化組合工藝完成養(yǎng)殖尾水治理[9],實現(xiàn)養(yǎng)殖尾水循環(huán)利用或者達標排放,該模式適用于池塘集中連片的養(yǎng)殖場尾水治理。
2.1.2 尾水治理流程
(1)養(yǎng)殖池塘排出的養(yǎng)殖尾水通過生態(tài)溝渠,經(jīng)水生動植物吸收利用,完成初步凈化;
(2)匯集到沉淀池進行沉淀處理,通過重力作用去除大顆粒懸浮物;
(3)再經(jīng)過第一道過濾壩,濾料過濾、阻截細微懸浮物;
(4)隨后流入曝氣池,經(jīng)氧化降解去除COD及NH4+-N等有害物質(zhì);
(5)最后再流經(jīng)第二道過濾壩進入到生物凈化池,利用凈化池中水生植物、水生動物組合凈化作用,吸收移除尾水中N、P等富營養(yǎng)化物質(zhì),實現(xiàn)尾水循環(huán)利用或者達標排放。
2.1.3 典型案例
(1)安慶市皖宜季牛水產(chǎn)養(yǎng)殖有限責任公司主要從事大宗淡水魚保種、擴繁、苗種培育等,尾水治理示范區(qū)位于安慶市宜秀區(qū)白澤湖鄉(xiāng)雙山湖種業(yè)示范基地,實施面積包括水產(chǎn)種質(zhì)資源保存區(qū)、魚種培育區(qū)、親本培育區(qū)、工程化循環(huán)水養(yǎng)殖區(qū)合計27.6 hm2。公司改擴建尾水治理關鍵單元生態(tài)溝渠、沉淀池、曝氣池、凈化池及過濾壩,合計面積3.8 hm2,尾水治理設施面積占總養(yǎng)殖面積的13.8%,對尾水中TN、TP去除率均超過50%,對COD去除率達到40%以上,治理效果顯著。
(2)安徽張林漁業(yè)有限公司主要從事名優(yōu)水產(chǎn)品育繁推廣工作,尾水治理示范點位于銅陵市義安區(qū)順安鎮(zhèn)金港村,覆蓋池塘面積16.9 hm2。尾水處理設施主要包括生態(tài)溝渠、沉淀池、曝氣池、生物凈化池及過濾壩合計面積1.8 hm2,占養(yǎng)殖池塘面積的10.7%。通過尾水治理系統(tǒng)運行,可以在養(yǎng)殖期實現(xiàn)尾水循環(huán)利用,漁藥用量減少50%以上,每公頃平均產(chǎn)量提高5%以上,養(yǎng)殖期結束排放尾水水質(zhì)達到淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求一級標準[10]。
2.2.1 模式簡介 該模式是在三池兩壩多級組合工藝基礎上發(fā)展起來新的尾水治理模式,構建集約化養(yǎng)殖區(qū)、尾水預處理區(qū)、大面積生物凈化區(qū)、溢流壩、潛流壩或者過濾壩為一體的三區(qū)兩壩尾水治理系統(tǒng)[11]。尾水預處理區(qū)主要包括三級沉淀池、曝氣池及復合菌種池,完成高濃度養(yǎng)殖尾水的預處理;生物凈化區(qū)主要包括生態(tài)溝渠、沉淀池、多級生態(tài)凈化池、過濾壩和曝氣消毒池,在多級凈化池中大面積種植水生植物、放養(yǎng)凈水水生動物,完成N、P等富營養(yǎng)物質(zhì)以及NH4+-N、NO2--N等毒害物質(zhì)的消納。該模式主要適用于養(yǎng)殖密度大、污染物負荷較重,且有足夠面積凈化池的龜鱉等特種水產(chǎn)養(yǎng)殖場尾水治理。
2.2.2 尾水治理流程 集約化養(yǎng)殖區(qū)排出的養(yǎng)殖尾水通過排水管渠匯集到尾水預處理區(qū),經(jīng)沉淀、過濾、曝氣氧化、復合微生物調(diào)控等完成初步凈化;后通過排水管渠排至生物凈化區(qū),分別經(jīng)過沉淀、一級凈化、溢流、二級凈化、潛流、三級凈化等多級凈化作用,利用水生動植物吸收及復合微生物調(diào)控,完成尾水治理;治理后的尾水經(jīng)曝氣氧化后,可通過提水泵輸送回集約化養(yǎng)殖區(qū)或達標排至外部河道。
2.2.3 典型案例
(1)安徽藍田農(nóng)業(yè)集團有限公司主要從事特種龜鱉繁育和養(yǎng)殖,尾水治理示范點位于蕪湖市無為市陡溝鎮(zhèn)工業(yè)集中區(qū),覆蓋溫室面積35000 m2,池塘面積17.3 hm2。尾水治理預處理區(qū)840 m2,包括沉淀池,曝氣池,復合菌種池;生物凈化區(qū)包括沉淀池0.8 hm2、一級凈化池2.0 hm2、二級凈化池2.3 hm2、三級凈化池2.4 hm2、曝氣消毒池1.0 hm2,尾水治理區(qū)面積占整個養(yǎng)殖面積的41%。一、二級凈化池間建設溢流壩一座,二、三級凈化池間建設潛流壩一座,多級凈化池中種植茭白、銅錢草、狐尾藻、鳶尾、睡蓮等水生植物,覆蓋面積占凈化池面積的50%左右。治理后的養(yǎng)殖尾水可達標排放。
(2)安徽甲天下水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司主要從事中華鱉溫室養(yǎng)殖,尾水治理示范點位于六安市霍邱縣白蓮鄉(xiāng)珍珠村,覆蓋溫室21600 m2,尾水處理設施主要包括預處理三級沉淀池200 m2,一級凈化池1.2 hm2、二級凈化池0.4 hm2、三級凈化池1.3 hm2、四級凈化池1.2 hm2。一級凈化池中鋪設增氧曝氣設備,二級凈化池中設置生物浮床種植水雍菜,三級、四級凈化池中種植沉水植物枯草、輪葉黑藻,挺水植物鳶尾、美人蕉,浮葉植物睡蓮等,二、三級以及三、四級凈化池間分別建設過濾壩1座。治理后的養(yǎng)殖尾水也可以達標排放。
2.3.1 模式簡介 該模式是將水產(chǎn)養(yǎng)殖與水稻種植有機耦合的一種尾水異位治理技術模式[12],通過對稻田實施生態(tài)工程化改造,強化稻田濕地凈化功能,將稻田既作為生產(chǎn)單元,又作為尾水和營養(yǎng)物質(zhì)再利用的水質(zhì)凈化單元,實現(xiàn)養(yǎng)殖尾水生態(tài)調(diào)控。
2.3.2 尾水治理流程 養(yǎng)殖尾水通過排水管渠匯集到異位修復稻田集中處理,在凈水稻田內(nèi),尾水首先經(jīng)過三級沉淀池,通過重力作用沉淀大顆粒懸浮物;再流入種植田塊,依靠稻田表面土壤、水稻根莖的攔截作用完成表流凈化;再流入稻田中建設的潛流暗渠,經(jīng)集水橫管收集后流入凈水環(huán)溝完成潛流凈化;在環(huán)溝內(nèi)通過水生動植物綜合調(diào)控作用,完成尾水中的有機污染物和營養(yǎng)鹽的分解和利用。最后,綜合治理后的養(yǎng)殖尾水經(jīng)過曝氣后,通過高壓水泵輸送至各養(yǎng)殖區(qū),實現(xiàn)養(yǎng)殖尾水的循環(huán)利用或達標排放。
2.3.3 典型案例 安徽杰與祥水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司主要從事中華鱉繁育、苗種培育及稻鱉綜合種養(yǎng),養(yǎng)殖尾水治理示范區(qū)位于合肥市肥西縣三河鎮(zhèn)西湖村,覆蓋溫室面積1300 m2,池塘面積7.3 hm2,稻鱉綜合種養(yǎng)面積20.0 hm2。公司對3.3 hm2尾水異位修復稻田進行生態(tài)工程改造,改造工程包括開挖凈化環(huán)溝0.3 hm2,環(huán)溝內(nèi)種植水生植物、設置生物浮床、放養(yǎng)凈水水生動物和安裝曝氣設備;新建尾水處理三級沉淀池240 m2;在稻田內(nèi)堆筑L型緩水埂以增加尾水流程;建設潛流暗渠22 m。通過系統(tǒng)運行,TP、TN、COD去除率分別為32%、25%、36%。
2.4.1 模式簡介 該模式通過對傳統(tǒng)池塘實施設施工程化改造,將2%~5%的面積作為流水槽集中養(yǎng)殖區(qū),剩余的面積作為生態(tài)凈化區(qū)[13]。在流水槽前端養(yǎng)殖區(qū)安裝推水增氧設備,開展高密度養(yǎng)殖,末端吸污區(qū)架設移動式吸污設備,收集殘餌和糞便至集污池。此外,在生物凈化區(qū)采用水質(zhì)原位調(diào)控技術手段,利用物理及生物組合工藝進行水質(zhì)調(diào)控,實現(xiàn)養(yǎng)殖水體循環(huán)利用或者達標排放。
2.4.2 典型案例 巢湖市江坤水產(chǎn)生態(tài)養(yǎng)殖專業(yè)合作社在2.7 hm2養(yǎng)殖池塘中建設5條長22 m、寬5 m、深2 m的流水養(yǎng)殖槽,將池塘分為推水養(yǎng)殖區(qū)和生態(tài)凈化區(qū),在池塘岸邊建設三級沉淀池。養(yǎng)殖期間,每次喂料2 h后開啟自動吸污設備20 min,收集的殘餌糞便經(jīng)三級沉淀池逐級沉淀后回流至生態(tài)凈化區(qū)。生態(tài)凈化區(qū)內(nèi)架設推水設備促進水體循環(huán),同時安裝一臺移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機,加快上下水層交換。在生態(tài)凈化區(qū)設置生態(tài)基500 m,種植伊樂藻覆蓋凈化區(qū)面積5%左右;移殖螺螄450 kg/hm2;放養(yǎng)濾食性花白鰱1350尾。通過養(yǎng)殖區(qū)吸污和凈化區(qū)調(diào)水,保證養(yǎng)殖水質(zhì)符合相關水環(huán)境質(zhì)量標準,養(yǎng)殖期結束后尾水可以達標排放[14-15]。
除上述介紹的水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理模式外,安徽省在實施水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理過程中,還涌現(xiàn)出諸如阜陽市全洲水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司“池塘底排污+魚菜共生”[16]、安徽有機良莊農(nóng)業(yè)科技股份有限公司“集裝箱+生態(tài)池塘”[17]、安徽長江漁歌漁業(yè)股份有限公司“工廠化循環(huán)水”[18]、安慶市清水灣生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司“零排放圈養(yǎng)”[19]及皖南山泉流水養(yǎng)殖[20]等多種典型尾水治理技術模式,同樣取得了較好的尾水治理效果。
(1)部分養(yǎng)殖場在尾水治理配套工程建設過程中,缺乏科學設計和規(guī)劃,導致尾水治理設施建設不達標,甚至整個養(yǎng)殖系統(tǒng)水循環(huán)受阻,頻繁返工,造成資源浪費。建議先實地考察調(diào)研成熟的尾水治理示范點,再邀請相關科研院所專家根據(jù)養(yǎng)殖場現(xiàn)狀因地制宜提出尾水治理設計方案。
(2)在尾水治理系統(tǒng)運行過程中,有養(yǎng)殖企業(yè)為節(jié)約能源,長時間關閉水泵、微孔曝氣等設備,使系統(tǒng)水循環(huán)處于停滯狀態(tài),導致尾水治理效果較差。建議整個循環(huán)系統(tǒng)在養(yǎng)殖季節(jié)應處于微流水狀態(tài),有條件的可以配置水質(zhì)在線監(jiān)測設備,根據(jù)實時水質(zhì)情況,適時開啟調(diào)水設備,提高凈化效率。
(3)部分養(yǎng)殖場生物凈化池水生植物種類單一且生物量沒控制好,旺盛生長后未能及時處理,枯萎腐爛易引發(fā)二次污染。建議一方面做好沉水、挺水及浮葉水生植物品種的合理搭配,兼顧水質(zhì)凈化作用及經(jīng)濟性、觀賞性;另一方面要適時收割茂密的水生植物,或采用圍網(wǎng)、種植框控制水生植物生長范圍[21]。
(4)部分養(yǎng)殖場規(guī)模小且池塘分散,沒有閑置池塘建設尾水治理配套設施,建議這樣的企業(yè)重點要完成老舊池塘標準化改造,加強水質(zhì)原位調(diào)控和底質(zhì)改良,調(diào)控養(yǎng)殖水環(huán)境。
建議政府有關部門出臺5年甚至更長遠的現(xiàn)代漁業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃及實施方案,明確水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理重點區(qū)域,重點打造沿江、沿淮及環(huán)巢湖地區(qū)不同養(yǎng)殖方式的水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理典型模式核心示范點,并對尾水治理長效運維提出具體要求[22]。
建立水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境準入制度和尾水污染監(jiān)管制度,引導企業(yè)樹立“生態(tài)優(yōu)先”意識。將建設尾水治理設施作為企業(yè)申報省部級健康養(yǎng)殖示范場等資質(zhì)的必要條件,規(guī)定規(guī)?;酿B(yǎng)殖場必須配套建設尾水治理設施,其余養(yǎng)殖企業(yè)根據(jù)實際情況開展水質(zhì)原位調(diào)控,養(yǎng)殖尾水不得直接排放。
充分發(fā)揮政府和市場兩方面作用。一方面建議政府部門設立專項資金,把水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理作為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展重點支持領域之一;另一方面,鼓勵引導社會資本和企業(yè)自籌資金的投入,強化金融支持,構建多元化投入機制[23]。
針對水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理過程中的科技需求,加強政府主管部門、企業(yè)、高校、科研單位和推廣單位之間的聯(lián)系和互動[24],形成“政產(chǎn)學研推”協(xié)同創(chuàng)新體系,重點做好水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理關鍵技術攻關及相關科研成果集成示范,開展技術服務及技術培訓,打造典型示范樣板,擴大示范效應。
改變傳統(tǒng)集約化養(yǎng)殖方式,大力發(fā)展綠色生態(tài)健康養(yǎng)殖。建議控制養(yǎng)殖密度、優(yōu)化養(yǎng)殖品種結構,發(fā)展稻漁綜合種養(yǎng)、魚菜共生養(yǎng)殖等綠色養(yǎng)殖方式,配合使用環(huán)保型飼料和綠色漁藥,從源頭減少污染物的排放[25]。