基于区域化海水养殖中的废水处理技术研究 4页

　　基于区域化海水养殖中的废水处理技术研究基于区域化海水养殖中的废水处理技术研究　　目前我国海水养殖废水生物处理研究还处于开始阶段。一方面，对于海水养殖废水处理的工艺选择、运行参数及处理能力与效能尚需进一步研究；另一方面对降解污染物微生物的研究还有大量的工作需要进行，开展海水养殖废水生物处理方法和原理的基础研究，从海洋环境和海水养殖环境中广泛筛选能够高效降解目标污染物、并能在海水环境中快速繁殖生长的菌群，对其中若干菌株加以遗传改造，从而培育出净化能力更强、适用范围更广的高效菌株，同时进行菌株的适宜环境条件、生理特性、代谢动力学及微生物生态学方面的研究；筛选适合的微生物固定化载体和对固定化方法进行优化；在调查和系统分析水质、水量、投菌量、营养物质、氧耗、反应器构型、水力停留时间等诸多因素的基础上，建立完善的和适合我国国情的海水养殖废水处理方法并加以推广，对于保护海洋环境以及海水养殖业的可持续发展有着十分重要的意义。　　1国内研究现状分析　　在国内，一些学者已经认识到海水养殖废水治理的必要性，并且开展了一些研究工作。中国水产科学研究院黄海水产研究所袁有宪等率先提出对养殖环境进行生物修复，即应用微生物降解技术消除养殖水体底泥中有机污染物，改善养殖环境，取得了一些进展。在微生物筛选培育与应用方面，中国海洋大学莫照兰、俞勇从虾池底泥中分离筛选出1O株对有机物具有较高降解性能的细菌，初步实验表明，筛选的菌株2d能消化46.6～59.5n的对虾饵料，5d能消化50.8％～7O.2的对虾饵料，筛选的菌株可用于虾池底部有机物降解，改善对虾养殖环境。孙军发现养殖系统加入光合细菌和吸附剂(麦饭石)后可明显降低虾池的氨氮水平并提高对虾的抗病力，青岛本文由.LLSS)?h］-1的硝化细菌制剂，该制剂可有效地去除海水养殖环境中的氨氮，具有较好的应用前景，此外还开展了硝化细菌固定化等方面研究。　　2海水养殖废水处理工艺　　随着海水集约化养殖业的发展以及对海水养殖废水处理研究的深入，人们逐渐认识到单一的处理技术或传统的陆域污水处理法已无法满足处理要求，投入少、低成本、低能耗高效率的海水养殖废水综合处理技术才是研究的主要方向。这些综合处理技术将更强调生态系统中生产者、消费者、分解者之间动态和合理的平衡，进一步挖掘生物作用的潜力，力图培育和筛选出繁殖能力强、净化能力高、抗环境突变能力强、变异小的微生态制剂，实现无害化处理。目前，已有不少的科研工作者对海水养殖废水处理工艺进行研究，并取得一定的效果。人工湿地利用生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化，具有净化效果好、去除氮磷能力强、工艺设备简单、运转维护管理方便、能耗低、系统配置可塑性强、生态环境效益显著、可实现废水资源化等特点。但人工湿地易受自然及人为活动的干扰，易堵塞，生态平衡易受到破坏，因而在设计时要因地制宜，需要与其他水处理技术相结合，并加以适当管理，这样才能长期维持高效运行。　　3海水养殖废水生物处理技术　　3.1传统生物处理技术：n目前海水养殖废水生物处理中应用较多的是生物膜法，是通过生长在填料表面的生物膜进行工作的。填料包括碎石、卵石、焦炭、塑料蜂窝等。在水处理上其主要作用的生物膜，它由水、微生物、细胞外粘多糖聚合物和缩多氨酸聚合物等组成。好气菌、原生动物、细菌等以氨溶解有机物质为食料，在呼吸作用中氧化，从而获得生命进行繁殖，而微生物又是更大的原生动物的食料，由于生物间的互相依赖，保持平衡状态，鱼体的排泄物最终被分解为二氧化碳、氨、碳酸盐、硫酸盐等简单的化合构，水就得到了净化。研究表明，生物膜不是连续的层状结构，而是附着在一起的堆体或群藻的随机组合，这些堆体或群落周围存在许多通道，水和捕食的原生动物可以通过这些通道移动。生物膜法因具有产生污泥少，运行管理方便，处理费用低的优点，在海水养殖废水处理方面具有独特优势。　　3.2生物强化技术：生物强化技术，即生物增强技术，是通过向养殖废水处理系统中直接投加一些从自然界中筛选的优势菌种或通过基因重组技术产生的高效菌种，增加生物量，以改善原处理系统的处理能力，达到对某一种或某一类有害物质的去除或某方面性能的优化目的。生物强化技术与传统的生物治理技术相结合，已成为生物治理废水发展的一种趋势。生物强化技术无疑为提高海水养殖废水生物处理能力开拓了一条新思路。国内外学者在该领域已经进行了有益的尝试，取得了一些成果。　　3.3微生物固定化技术：n微生物固定化技术是从20世纪60年代末直接从酶固定化技术发展起来的，通过物理或化学的手段，将游离的微生物固定在限定的空间区域使其保持活性，并可反复利用的一项技术。它是一项可应用于海水养殖废水处理的生物工程技术，固定化的对象有藻类、细菌等。与游离细胞相比，固定化微生物具有细胞密度高、反应速度快、运行稳定可靠、细胞流失少等优点，在生物处理装置内可以维持高浓度的生物量，提高废水处理负荷，减少处理装置的体积。通过选择性地固定对氮、磷等营养物有很强吸收能力的微生物，开发高效生物处理装置，能够提高养殖废水中废物的转化率或降解效率。　　4结束语　　池塘养殖是我国陆地海水养殖的主要方式之一，由于经营者众多、排水量大，因此宜在排水集中的河道或近岸建立人工湿地生态系统对这些废水进行集中处理。人工湿地处理系统是一种成本低廉、节能、简单易行、效果显著，而且无二次污染的废水处理系统，因此，建立海水或半咸水人工湿地生态系统进行养殖废水的处理是一个值得深入研究的课题。