渔业水质标准G渔业水质标准参数表11607(渔业水质标准参数表)

海水养殖尾水生态净化方法探索

_时培石等

做好尾水净化,发展环境友好型养殖,是水产绿色健康养殖的应有之义。自2014年开始,笔者团队在日照市某水产养殖有限公司开展了养殖尾水生态净化方法的探索,通过合理布局工厂化养殖大棚和净化池塘,构筑形成养殖及尾水净化系统单元,探索出一种全生态系净化水产养殖尾水的科学方法,可避免养殖尾水直排入海带来的环境污染问题,实现环境友好型绿色健康养殖。

一、养殖场基本情况

养殖场位于山东省日照市东港区水产养殖片区,紧邻沿海公路,东侧为金沙岛,北侧为竹子河口,向南向西为连片养殖区。

(一)养殖单元构建

养殖单元(见图1)由养殖区和净化区组成。养殖区是三个工厂化养殖大棚,面积分别为600m 2 、600m 2 和800m 2 ,总面积2000m 2 ,三个养殖棚内共有50个水泥养殖池,每个养殖池面积为36m 2 。净化区是由池塘改造而来,面积2000m 2 ,养殖大棚+净化池塘构成了一个完整的生态养殖单元。

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图1 养殖单元示意图

(二)养殖情况

养殖星鳗约1600m 2 ,15万尾,大菱鲆约400m 2 ,4万尾,渔用配合饲料日投喂量约为150kg。养殖用水系长流水方式,每天根据水质变化等情况,换水量大约0.5个~1.5个量程。

1.养殖用水

养殖用水为砂滤自然海水加地下咸水,自然海水引自养殖场近岸河口海域,水温一般为4℃~27℃,盐度为25~30,日总用水量为1000m 3 ~3000m 3 ;地下咸水水温保持在14℃~18℃,盐度20~26,主要用来调节养殖水温,根据季节不同,地下咸水量约占日用水总量的1/3~2/3。

2.养殖尾水

与养殖用水等量,每天排放尾水1000m 3 ~3000m 3 ,全部通过废水管道流入临近的净化池塘中。经测算,每日尾水中含有80kg以上的残饵、粪便及其他有机固形物,并溶有可溶性污染物。未开展生态净化之前,可以观察到塘内水体悬浮物稠密,色泽灰浑,透明度不足30cm,富营养化严重,如果直接排放入海,会对近岸海水和沿途沟渠形成较大的污染。

二、净化方式

采用生态方法,利用特定的海洋生物群过滤、吸收水体中的颗粒有机物和可溶性污染物,达到净化水质的目的。

(一)净化池塘改造

净化池塘加深至4m,底质为砂泥质,四周用花岗石砌成约50cm高挡土墙,三个养殖大棚尾水管直通池塘,排水管直径110mm,池塘中部设有排水闸门,闸门口宽50cm、高80cm。进排水口分开,尾水通过进水口进入,净化后从排水口排出。

(二)塘内生态系统的构建

在净化池塘中吊养牡蛎,放养鲻鱼海参等滤食、舐食类性海洋生物,充分过滤尾水中的残饵粪便等固形有机物颗粒。利用池塘中自然生成的裙带菜石花菜孔石莼海洋植物和添加的少量硝化杆菌、芽孢杆菌等有益微生物群体及投放的一些单胞藻,分解吸收水体中溶解的氮磷等可溶性污染物,构建了海洋动物、海洋植物、微生物全生态系统(见图2)。

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图2 生态净化系统

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生态尾水净化池实况

1.海洋动物

(1)太平洋牡蛎。来自附近海域牡蛎养殖场,壳长约30mm~80mm,重2g~10g,附着在塑料绳上。塑料绳长约2m,每根大约附着太平洋牡蛎100枚,全池塘悬挂约100绳,共计10000枚牡蛎。

(2)鲻鱼。为附近海域的自然苗种,鲻鱼苗种全长200mm,体重约80g,共放养鲻鱼苗种1000尾。

2.海洋植物

试验过程中,净化池塘内自然滋生了部分海洋植物,如鼠尾藻、孔石莼、裙带菜等,弥补了净化池塘植物的不足。池塘内的优势海洋植物数量随季节变化而变化。

3.微生物

(1)枯草芽孢杆菌。投放前先扩培1d,扩培方法为一袋商品芽孢杆菌(250g)+红糖(200g)+淡水(10000g)浸泡24h,淡水稀释50倍后泼洒。

(2)硝化细菌。投放前先用淡水浸泡,溶解后泼洒,每亩约需50g。

4.单胞藻类

分别是金藻、角刺藻、扁藻小球藻等,数量、密度不作要求。

三、净化效果

该养殖净化单元于2014年构建完成,池塘生态系统基本建立,尾水处理池塘水质净化开始运行,经过连续多年的试验,该养殖单元尾水清洁度高,可以直接排放。

(一)感官

净化池塘内水质清爽滑嫩,水体清澈见底,透明度较高。净化池塘中可见生物有鲈鱼、鲻鱼、海参、虾虎鱼、星鳗、海带、裙带菜、孔石莼、毛虾藤壶蛤蜊泥螺、苔藓等,池塘生态系统健康稳定,养殖尾水经池塘净化后循环至闸门口再排放至外环境。

(二)水质监测

2016年~2022年,对净化后尾水水质指标开展多次监测,监测数据差异不大,亦未表现出明显的年度变化趋势,说明净化池塘内的水质稳定。年度变化情况见图3。

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图3 历次监测年均指标变化柱状图

2020年春秋季和2022年春季,分别委托第三方对净化池水质进行了监测,监测结果均优于《海水养殖水排放要求》(SC/T9103)一类排放标准及《渔业水质标准》(GB11607)。从2020年秋季监测看,净化后比净化前的污染物浓度降低了一个数量级。

1.2020年春季监测结果

开展了pH值COD、活性磷酸盐、无机氮等项目的监测,结果均符合《海水养殖水排放要求》(SC/T9103)一类排放标准,其中COD数值低于一类排放标准的一半。监测数据见表1。

表1 2020年春季净化池塘尾水监测数据

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2.2020年秋季监测结果

对尾水净化前后的有关指标进行了对比性监测,显示净化前后污染物浓度降幅较大,监测了3项污染物,2项净化率大于90%,另1项大于60%。监测数据见表2。

表2 2020年秋季净化池塘尾水监测数据

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3.2022年春季监测

2022年春季又开展了一次监测,监测结果同往年以及2020年春季无明显差异,进一步说明,水质状况无年度、季节的明显变化。监测数据见表3。

表3 2022年春季净化池塘尾水监测数据

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四、原理

基于能量传递原理,构建多营养层级全生态系养殖尾水净化系统,利用处于不同营养生态位的水生生物,立体化综合处理养殖尾水中残饵、粪便等颗粒营养物及可溶性无机氮磷污染物。净化池塘内全生态系各层级生物作为能量载体,主动传递能量,分层级吸收营养,最终尾水中的能量被传递到池中有经济价值的鱼、海参、贝类、藻等,水体得到净化,同时产出经济效益。能量流动方向见图4。

五、讨论

这种尾水处理方法是在具有一定面积的湿地内,完善湿地生态系统,建立动物、植物、微生物全生态系统,打通能量传输通道,开辟能量传输路径,把养殖尾水中粪便、分泌物等污染物的低位能量转移为鱼虾贝藻等的高位能量,变废为宝、治污收益的一种尾水治理方法。

本方法能够把超标准尾水主要污染指标消减至原来的1/10,达到适宜的排放标准。例如,2020年秋季活性磷酸盐浓度处理前后浓度分别为0.379mg/L、0.029mg/L,消减率达到92.3%;无机氮浓度处理前后分别为5.323mg/L、0.424mg/L,消减率92%;COD的消减率达到63%;酸碱度也得到优化,治污效果符合预期。

该净化池塘是在原养殖池塘的基础上改造而成的,除一次性改造费用(包括花岗石费用)外,鱼苗从天然水域捞取,海洋植物自然滋生,仅仅购进了部分贝类养殖绳筏和浮漂以及1万枚牡蛎苗种,海参为自有苗种,以及部分药物,总费用不过2000元。

由于净化池塘水质符合国家渔业水质标准,其产出贝类、鱼类、藻类等都可以上市销售。从2014年以来,该净化池塘年可以收获牡蛎1000kg,产值1万元;海参50kg,产值1万元;鱼类200kg,产值0.6万元;裙带菜3000kg,产值0.6万元,每年大约收入2万元~3万元。因投入低,纯收益要高于当地池塘养殖。

这种尾水净化的操作类似于池塘养殖,养殖者比较熟悉,容易上手,不存在技术限制。这种方法既能满足渔业产业升级、绿色发展的要求和海洋环保需要,又避免了工业化设施净化方式带来的重投入、重负担,渔民群众易于接受,也符合“节约优先、保护优先、自然恢复为主”的精神。

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