營(yíng)口市海水養(yǎng)殖尾水化零為整治理方案解析

摘" 要：文章以營(yíng)口市海水養(yǎng)殖尾水處理一期試點(diǎn)工程為例，分析了尾水治理思路及處理工藝的選擇，詳解了尾水處理系統(tǒng)中生態(tài)溝渠、攔截式沉淀池、過濾壩、貝類凈化池、生物除氮池、生態(tài)除磷池等主要設(shè)施單元的功能用途、設(shè)計(jì)改造要求及運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，為北方地區(qū)海水養(yǎng)殖尾水治理提供了實(shí)例參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：海水養(yǎng)殖；尾水治理；化零為整；方案解析；營(yíng)口市

中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-2419（2024）06-0729-04

迅猛發(fā)展的海水養(yǎng)殖業(yè)給海洋生態(tài)環(huán)境帶來了一系列問題，如養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的大量殘餌、糞便等，導(dǎo)致懸浮物、氮、磷、COD等污染物隨尾水進(jìn)入受納海域，加劇了近岸海域生態(tài)環(huán)境惡化程度，也阻礙了海水養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1-2]。2019年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、生態(tài)環(huán)境部等十部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加快推進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的意見》，對(duì)推進(jìn)水產(chǎn)綠色健康養(yǎng)殖作出重要部署，明確到2022年，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展要取得明顯進(jìn)展，水產(chǎn)養(yǎng)殖主產(chǎn)區(qū)實(shí)現(xiàn)尾水達(dá)標(biāo)排放；到2035年，水產(chǎn)養(yǎng)殖布局更趨科學(xué)合理，養(yǎng)殖尾水全面達(dá)標(biāo)排放。近年來，營(yíng)口市漁業(yè)主管部門在水產(chǎn)綠色健康養(yǎng)殖技術(shù)推廣“五大行動(dòng)”工作通知中也多次要求對(duì)集中連片養(yǎng)殖池塘進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化改造，重點(diǎn)開展底排吸污、曝氣增氧、生態(tài)沉淀過濾、魚菜共生等養(yǎng)殖尾水治理方式，鼓勵(lì)各地創(chuàng)新集成和推廣符合本地實(shí)際的水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理模式。

為進(jìn)一步規(guī)范營(yíng)口市淺海灘涂圍海養(yǎng)殖、工廠化養(yǎng)殖，推行生態(tài)養(yǎng)殖模式，2021～2022 年，營(yíng)口市農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合發(fā)展服務(wù)中心與中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院營(yíng)口增殖實(shí)驗(yàn)站選取典型養(yǎng)殖企業(yè)（戶），針對(duì)養(yǎng)殖尾水開展治理工作，以達(dá)到示范作用，并以此為例，由點(diǎn)及面，逐步推廣，為2025年實(shí)現(xiàn)營(yíng)口市養(yǎng)殖尾水全面消除直接排放以及達(dá)標(biāo)排放奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在此情況下，2023年?duì)I口市生態(tài)環(huán)境局和營(yíng)口市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局選定藍(lán)旗碼頭以南、納潮庫(kù)養(yǎng)殖區(qū)以北、濱海路以西的海水養(yǎng)殖區(qū)作為養(yǎng)殖尾水治理“化零為整”一期試點(diǎn)工程建設(shè)地點(diǎn)，通過采用相應(yīng)的治理工藝，對(duì)試點(diǎn)工程區(qū)域內(nèi)海水池塘及工廠化養(yǎng)殖車間尾水進(jìn)行治理，從而實(shí)現(xiàn)排污口“化零為整”及尾水排放穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的目標(biāo)?，F(xiàn)以營(yíng)口市海水養(yǎng)殖尾水處理一期試點(diǎn)工程為例，探索解析主要設(shè)施單元的功能用途、設(shè)計(jì)改造要求及運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)等，旨在為北方地區(qū)海水養(yǎng)殖尾水治理提供參考實(shí)例。

1 治理思路

營(yíng)口市海水養(yǎng)殖以池塘養(yǎng)殖為主，工廠化養(yǎng)殖為輔，微濾機(jī)、蛋白分離器、高效過濾器等設(shè)備更適合工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖尾水處理，且目前實(shí)際處理能力尚達(dá)不到預(yù)期，仍需配備生態(tài)凈化池進(jìn)一步沉降、過濾、吸收，以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，此外設(shè)備采買、維護(hù)、運(yùn)行、更換等費(fèi)用昂貴也給企業(yè)（戶）帶來不小經(jīng)濟(jì)壓力，降低了其參與尾水處理的積極性[3-4]。營(yíng)口市工廠化養(yǎng)殖體量不大，多位于養(yǎng)殖池塘周邊，因此根據(jù)營(yíng)口本地實(shí)際情況，充分利用現(xiàn)有池塘及溝渠，在盡量不影響企業(yè)（戶）生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)及經(jīng)濟(jì)效益的前提下，采用“化零為整”的思路，根據(jù)養(yǎng)殖區(qū)域的分布和規(guī)模，將工廠化養(yǎng)殖尾水經(jīng)原位生態(tài)池塘預(yù)處理后和分散的海水池塘尾水通過管道或渠道收集到特定區(qū)域異位集中處理，以提高處理效率和效果，同時(shí)便于監(jiān)督管理。

2 處理方法

2.1 處理工藝

以源頭管控為基礎(chǔ)，集中達(dá)標(biāo)排放為目標(biāo)，實(shí)施以“生態(tài)池塘+生態(tài)溝渠+四池三壩”工藝為核心的多級(jí)組合式物化-生化工藝的養(yǎng)殖尾水治理模式，通過構(gòu)建原位生態(tài)池塘、升級(jí)生態(tài)溝渠及分區(qū)設(shè)置攔截式沉淀池、貝類凈化池、生物除氮池、生態(tài)除磷池，并配置微生物載體、納米曝氣裝置、生態(tài)濾壩等，充分利用生態(tài)溝渠及各功能池體的物理沉降、生態(tài)濾壩的物理截留及貝類等水生生物濾食作用，有效去除水中懸浮物、有機(jī)質(zhì)的同時(shí)，強(qiáng)化好氧、缺氧及厭氧微生物對(duì)COD、總氮、總磷的分解及轉(zhuǎn)化作用，最后再次利用水生生物促進(jìn)氮磷物質(zhì)的削減，從而達(dá)到良好的凈化效果[5-6]。

2.2 配比面積

不同養(yǎng)殖品種尾水處理區(qū)域配比面積略有不同。營(yíng)口市海水養(yǎng)殖以海參、海蜇、對(duì)蝦、大菱鲆為主，非高污染品種，一期試點(diǎn)工程尾水集中處理區(qū)配比面積約占整個(gè)養(yǎng)殖面積的8%～10%，工廠化養(yǎng)殖車間每1 000 m3養(yǎng)殖水體配套預(yù)處理生態(tài)池塘不小于1畝。

3 設(shè)施單元設(shè)置

3.1 原位生態(tài)池塘

原位生態(tài)池塘中的水生動(dòng)物、微生物和植物之間形成了復(fù)雜的食物網(wǎng)和生態(tài)鏈，它們之間的相互作用和協(xié)同作用可以提高養(yǎng)殖尾水的處理效果。營(yíng)口地區(qū)盛產(chǎn)海蜇，而海蜇又是以海水中浮游生物為餌料的具有凈化功能和較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水產(chǎn)品，因此可將原用于養(yǎng)殖海蜇的池塘作為工廠化養(yǎng)殖車間尾水預(yù)處理的原位生態(tài)池塘，同時(shí)投放貝類苗種，通過對(duì)雜色蛤等土著底棲貝類投放量的控制，達(dá)到最佳凈化效果。此外，也可通過調(diào)整養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)，開展魚、蝦、貝（藻）不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)分級(jí)養(yǎng)殖或套養(yǎng)，降低養(yǎng)殖污染負(fù)荷[7]。

3.2 生態(tài)溝渠

生態(tài)溝渠主要是利用溝渠結(jié)構(gòu)的阻滯攔截作用減緩水流速度，促進(jìn)尾水中懸浮物沉降的同時(shí)借助水生生物去除一定數(shù)量的氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等[8]。一般可對(duì)原有進(jìn)排水共用溝渠或獨(dú)立排水溝渠進(jìn)行改造清理，將溝渠中的淤泥置于溝渠兩側(cè)形成護(hù)坡，生態(tài)溝渠上端寬度不低于3 m，深度1.5 m以上，坡比宜為1∶1～1∶1.5，駁岸保持土質(zhì)不硬化，可在護(hù)坡種植蘆葦、堿蓬等耐寒耐鹽挺水植物或沉水植物，抑或在溝渠中修建生態(tài)島和溢水壩，增加水體持留時(shí)間，增強(qiáng)凈化效果。另外，生態(tài)溝渠內(nèi)可放置少量雜色蛤或蝦虎魚等凈水易存活水生生物。

3.3 攔截式沉淀池

攔截式沉淀池是集重力、碰撞吸附力、接觸吸附力等多種沉降作用于一體的沉淀池，能大幅提高顆粒沉降效率，池深2 m及以上，配比面積約占尾水集中處理區(qū)域總面積的40%，不建議放養(yǎng)魚類，以免影響沉淀效果，建議將沉淀池分割成相通的2～3個(gè)區(qū)域，或設(shè)計(jì)成迂回前進(jìn)方式，通過建設(shè)攔水壩或懸掛生物毛刷等方式增加流程和過濾接觸面積，提高凈化能力，生物毛刷5 cm左右懸掛1束，懸掛面積約占沉淀池總面積的50%，沉淀池后端區(qū)域應(yīng)大量種植挺水植物或增殖濾食性底棲貝類。

3.4 過濾壩

過濾壩的主要作用是通過壩體中填充的濾料吸附、過濾和轉(zhuǎn)化有機(jī)物，以有效去除水體中的懸浮物，增加水的透明度并凈化水質(zhì)。過濾壩可建于攔截式沉淀池與貝類凈化池，生物除氮池與生態(tài)除磷池之間，壩體與水流方向垂直并高出設(shè)計(jì)水位，壩寬2 m以上，長(zhǎng)度不低于8 m，壩體中填充濾料為陶粒、火山石等多孔質(zhì)輕的填充介質(zhì)，填料直徑3 cm～10 cm由下而上逐漸減小，為方便后期清理維護(hù)，填料用尼龍網(wǎng)袋裝好后填放。

3.5 貝類凈化池

貝類凈化池主要通過增殖蛤、蚶、蟶等泥質(zhì)土壤易存活的土著貝類，不進(jìn)行投餌或肥水，利用濾食性貝類對(duì)水體中浮游植物、浮游動(dòng)物、有機(jī)碎屑等的吸收和轉(zhuǎn)化作用，進(jìn)一步降低水中有機(jī)質(zhì)、氮磷等污染物，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的，配比面積約占尾水集中處理區(qū)域總面積的15%。北方地區(qū)一般可在池底播養(yǎng)菲律賓蛤仔、青蛤、四角蛤蜊、毛蚶、縊蟶等[9-10]，另外亦可吊養(yǎng)牡蠣或投放適量海蜇及甲殼類。

3.6 生物除氮池

生物除氮池池深1 m～5 m不等，可用溢水壩隔開，使池體分為好氧區(qū)和厭氧區(qū)，面積約占尾水集中處理區(qū)域總面積的10%，好氧區(qū)設(shè)計(jì)有納米曝氣盤，每2 m～3 m鋪設(shè)1個(gè)，為好氧微生物，尤其是硝化細(xì)菌提供氧氣，促使其將殘留的有機(jī)氮、無機(jī)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，厭氧區(qū)不設(shè)計(jì)曝氣裝置，從而確保前段轉(zhuǎn)化的硝態(tài)氮在后段被反硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)化為N2，進(jìn)而從系統(tǒng)中脫除[11]。池中可懸掛一定數(shù)量的生物毛刷作為生物膜固著材料，同時(shí)定期潑灑光合細(xì)菌、硝化細(xì)菌等微生物制劑，促進(jìn)生物膜的形成和生長(zhǎng)，從而提高處理效率。

3.7 生態(tài)除磷池

生態(tài)除磷池通過布置水生動(dòng)植物，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)，利用動(dòng)植物和微生物的吸收、濾食、吸附、降解、轉(zhuǎn)化等作用，進(jìn)一步強(qiáng)化氮磷等污染物的去除效果，約占尾水集中處理區(qū)域總面積的35%，末端設(shè)置排放口，可采用節(jié)制閘方式排水，排水口設(shè)立永久性采樣口和醒目標(biāo)志牌，有條件的可安裝自動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。生態(tài)除磷池應(yīng)適當(dāng)提高坡比，以便在岸邊種植挺水植物和在淺水區(qū)種植沉水植物，深水區(qū)設(shè)置生態(tài)島或生態(tài)浮床[12-13]用于水生植物種植，種植物面積覆蓋全池水面50%以上為宜，同時(shí)池內(nèi)可放養(yǎng)土著貝類150 kg/畝～300 kg/畝，濾食性和雜食性魚類50尾/畝～100尾/畝，中間放置若干噴水機(jī)，以達(dá)到增氧和景觀示范效果。

4 運(yùn)行管理

4.1 尾水收集與排放

應(yīng)合理安排池塘及工廠化養(yǎng)殖尾水排入尾水處理系統(tǒng)，建議錯(cuò)峰分批多次排放，且單次排入量不超過養(yǎng)殖單位周邊生態(tài)溝渠容量。尾水經(jīng)生態(tài)溝渠進(jìn)入沉淀池后，在尾水集中處理區(qū)的總停留時(shí)間不應(yīng)少于7 d，凈化后的尾水排放前需經(jīng)監(jiān)測(cè)，符合各地海水養(yǎng)殖尾水排放標(biāo)準(zhǔn)要求后排放。

4.2 設(shè)施單元維護(hù)

及時(shí)對(duì)生態(tài)溝渠等設(shè)施單元清淤，保證養(yǎng)殖尾水排放通暢。定期收割各功能區(qū)內(nèi)水生植物并清理死亡植物，定期收獲水生動(dòng)物并投放新的苗種，加速氮磷物質(zhì)循環(huán)，定期檢查曝氣設(shè)施，及時(shí)清理更換堵塞的曝氣孔。每2～3年對(duì)過濾壩濾料沖洗晾曬后回填并更換尼龍網(wǎng)。

5 討論

5.1 適宜水生生物的選擇

水生植物生長(zhǎng)代謝過程中會(huì)吸收利用尾水中的有機(jī)物、氮磷等，將其轉(zhuǎn)化成自身需要的物質(zhì)，有效減少尾水中的污染物，且具備一定景觀作用。但北方地區(qū)氣候寒冷，耐寒、耐鹽、耐堿植物可選范圍較小，放置生態(tài)浮床容易在冬季大量死亡，反而增加投入成本，建議水生植物的選擇及引種應(yīng)以養(yǎng)殖單位周邊自然生沉水或挺水植物為主，如蘆葦、堿蓬、海韭菜等[14]，此外將尾水匯集至河流入海口周邊，通過降低鹽度也可豐富水生植物種類的選擇。濾食性水生動(dòng)物可通過攝食過濾水體中的有機(jī)物顆粒和浮游動(dòng)植物，降低水體中顆粒懸浮物、有機(jī)質(zhì)和藻類含量，增加水體透明度。水生動(dòng)物的選擇應(yīng)重點(diǎn)考慮其凈化能力及耐存活性，北方常見品種有海蜇、梭魚、菲律賓蛤仔、四角蛤蜊、青蛤、毛蚶、縊蟶、牡蠣、文蛤等，可將水生動(dòng)物作為套養(yǎng)品種建立立體生態(tài)系統(tǒng)，增加餌料利用率的同時(shí)，有效凈化水質(zhì)。

5.2 溢水壩的合理使用

溢水壩規(guī)模小、建造成本低、對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求不高等優(yōu)點(diǎn)使其在尾水處理系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。首先，尾水需要蓄積到一定高度才會(huì)越過溢水壩，減少了進(jìn)入后續(xù)處理單元或排放水體中的固體污染物含量，對(duì)懸浮物顆粒物質(zhì)有一定的截留和沉淀作用；其次，溢水壩可以分割處理單元，將不同的處理工藝或階段分隔開，便于對(duì)處理過程進(jìn)行管理和調(diào)控；再次，通過壩體高度的不同設(shè)置，可起到穩(wěn)定水流和調(diào)節(jié)水位的作用，能有效保證前端處理單元有足夠的處理時(shí)間，使尾水能夠更充分地與處理設(shè)施、微生物、水生生物等接觸，提高了污染物的去除效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]王秀娟，胡求光.中國(guó)海水養(yǎng)殖與海洋生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度分析[J].中國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，2013（11）： 86-96.

[2]張燦，孟慶輝，初佳蘭，等.我國(guó)海水養(yǎng)殖狀況及渤海養(yǎng)殖治理成效分析[J].海洋環(huán)境科學(xué)，2021，40（6）：887-894.

[3]劉盼盼，邱立平.規(guī)模化海水養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].工業(yè)用水與廢水，2016，47（2）：1-4.

[4]王峰，雷霽霖，高淳仁，等.國(guó)內(nèi)外工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式水質(zhì)處理研究進(jìn)展[J].中國(guó)工程科學(xué)，2013，15（10）：16-23+32.

[5]魏賓，方潔，顧雪林，等.基于“三池兩壩”組合流程的池塘養(yǎng)殖尾水凈化效能[J].水產(chǎn)養(yǎng)殖，2021，42（11）：27-34.

[6]田景波，王印庚，孫修濤，等.海水池塘養(yǎng)殖廢水凈化減排系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和工程化技術(shù)[J].漁業(yè)現(xiàn)代化，2008（2）：1-5+10.

[7]王勃，叢媛媛，孫同秋.魚蝦貝類立體生態(tài)養(yǎng)殖對(duì)水質(zhì)凈化作用研究[J].中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)， 2010，20（5）：24-26+59.

[8]劉福興，王俊力，付子軾.不同規(guī)格生態(tài)溝渠對(duì)排水污染物處理能力的研究[J].土壤學(xué)報(bào)，2019，56（3）：561-570.

[9]儲(chǔ)忝江，郭煒，黃輝，等.不同貝類對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體凈化效果的比較[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，61（11）：2382-2384.

[10]秦培兵，盧繼武.濾食性貝類對(duì)淺海養(yǎng)殖系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)鹽循環(huán)的影響[J].海洋科學(xué)，2001（5）：27-29.

[11]吳松維，孫華，吳偉祥，等.好氧反硝化脫氮作用研究進(jìn)展[J].科技通報(bào)，2008（5）：727-730+737.

[12]胡杰，王曉俊，王趁義，等.堿蓬浮床對(duì)海水養(yǎng)殖尾水的修復(fù)效果[J].水土保持通報(bào)，2018，38（2）：281-284+291.

[13]李先寧，宋海亮，朱光燦，等.組合型生態(tài)浮床的動(dòng)態(tài)水質(zhì)凈化特性[J].環(huán)境科學(xué)，2007，28（11）： 2448-2452.

[14]趙欣園，于曉磊，滕麗華，等.鹽生植物修復(fù)海水養(yǎng)殖尾水的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].海洋環(huán)境科學(xué)， 2018，37（3）：470-474.

Analysis of the gathering small into whole governance scheme for mariculture tail water in Yingkou City

SONG Songwei1， CHEN Yong1， LI Zhonghong2， FENG Xinyu3， SHEN Xudong2

（1.Yingkou City Agriculture and Rural Comprehensive Development Service Center，Yingkou 115004， Liaoning China; 2. Yingkou Experimental Station of Propagation， Chinese Academy of Fishery Sciences，Yingkou 115004， Liaoning China; 3.Yingkou City Laobian District Agriculture and Rural Comprehensive Development Service Center， Yingkou 115005， Liaoning China）

Abstract：Taking the first-phase pilot project of marine aquaculture tail water treatment in Yingkou City as an example， this paper analyzes the ideas of tail water treatment and the selection of treatment processes. It details the functional uses， design and transformation requirements， and operation management experiences of the main facility units such as ecological ditches， intercepting sedimentation ponds， filter dams， shellfish purification ponds， biological nitrogen removal ponds， and ecological phosphorus removal ponds in the tail water treatment system， providing an example reference basis for the treatment of marine aquaculture tail water in the northern region.

Keywords：Mariculture; Tail water treatment; Gather small into whole; Scheme analysis; Yingkou City

作者簡(jiǎn)介：宋松偉（1986.11- ），男，理學(xué)學(xué)士，高級(jí)工程師。研究方向：水產(chǎn)增養(yǎng)殖。E-mail：515984366@qq.com。