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-147-氨氮污染对水产养殖的危害及防治技术538001【摘要】UASB+A/O+BAF【关键词】【中图分类号】X835【文献标识码】【文章编号】近年来，广西水产养殖业在东盟经济发展的带动下迅猛发展，养殖产业规模不断扩大，产量逐年增加，取得了巨大的经济效益，为提高人民生活水平作出了突出贡献。但水产养殖过程中产生的大量废水也严重威胁周边群众的生存环境，同时频发引发环境污染事故。在水产养殖过程中，鱼的排泄物和没有被消耗的饲料降解均会使水中的氨氮剧增，当氨氮浓度大于0.2mg/L时，鱼类摄食就会受到严重影响，造成生长不良或停止生长；当达到2.0mg/L时，则会造成生物的死亡[1]，水体中高含量的氨氮对鱼类和其他水生动物均产生毒害作用，影响了水产品产量和品质，并造成自然水体的富营养化，严重影响水产养殖业的发展。随着水产养殖的集约化和高密度化，2008年我国有95.3%的氨氮超标排放，排入海洋的氨氮总量就超过17万吨[2]。因此，对水产养殖废水环境监测、污染物分析、生态养殖技术、防治技术的开发应用近年来已成为各界关注和研究的热点[3-5]。为此，笔者结合“十二五”规划对广西水产养殖废水中的氨氮污染物现状进行分析，并提出了对策。2.1对加快发展现代产业的要求广西“十二五”规划中强调发展海洋经济，由于广西属于沿海省区，而防城港市属于沿海城市，因此坚持陆海统筹，科学规划海洋经济发展，提高海洋开发和综合管理能力。积极发展海产品加工、海洋生物制药、海洋化工及海洋运输、港口物流、水产养殖等产业，合理开发利用海洋资源，加强渔港建设，这些都给防城港市带来了前所未有的新形势和新局面。2.2对氨氮污染控制的要求国家已确定将化学需氧量（COD）、二氧化硫、氨氮、氮氧化物纳入“十二五”约束性指标，“十二五”将氨氮污染列为强制减排四种污染物种之一。环境保护部部长周生贤在“2011年全国环境保护工作会议”上明确表示2011年减排任务是，上述四种主要污染物排放量与2010年相比均下降1.5%。《北京市“十二五”时期环境保护和建设规划》与“十一五”有所不同，“十二五”主要污染物减排指标由“十一五”期间的两项增至四项，大气和水污染物减排指标各增加一项，大气污染物减排指标除“十一五”的二氧化硫外，还新增了氮氧化物，水污染物减排指标除原有的化学需氧量外，新增了氨氮。广西“十二五”规划在第三十六点强调进一步强化环境保护。重点围绕解决饮用水不安全和空气、土壤污染等损害群众健康的突出环境问题，加强综合整治，明显改善环境质量，强化污染物减排和治理，加大西江流域重点江河及大中型水库水污染防治力度。同时认真落实环境常规项目的监测，其中就包括水中氨氮污染物的监测，并完善相关环境监测事件和污染事故责任追究制度。氨氮对水生生物的危害主要是指非离子氨的危害，非离子氨进入水生生物体内后，对酶水解反应和膜稳定性产生明显影响，表现出呼吸困难、不摄食、抵抗力下降、惊厥、昏迷等现象，影响水生生物的生理、生化指标与生长状况，严重时可导致养殖生物大批死亡，造成经济损失。氨氮对水生生物的危害机理的一般解释是认为高浓度的氨氮会取代生物体内的钾离子，影响神经，引起N-甲基-D-天门冬氨酸（NMDA）受体结合活性明显降低，导致中枢神经系统中流入过量的钙离子并引起细胞死亡[6]。其次，在生物体内富集的高浓度氨氮可转化为亚硝酸盐后对生物体产生危害，而亚硝酸盐又是强氧化剂，不仅会使生物体中毒，它还有致癌作用。【收稿日期】2011-05-28【作者简介】-148-4.1物理吸附防治技术活性炭是常见的吸附材料，用于吸附氨氮的主要有活性炭和活性炭纤维两种，多是把煤、沥青、木材、果壳、纤维等廉价原料炭化活化制得。一般它的比表面积为500～1800m2/g，但随着炭技术的不断发展，其比表面可以达到3000～5000m2/g，为吸附水中的氨分子提供了巨大的空间。活性炭巨大的比表面、发达的孔结构及多种官能团，能够与水中的氨分子发生物理和化学吸附反应。由于活性炭主要吸附水中以分子形态存在的氨，无选择性，目前对氨氮的吸附容量有限。但它可同时对生物菌硝化氨氮过程中产生的有机物进行吸附，或同时对养殖废水中的有机物进行吸附。活性炭吸附剂常与生物法或其他吸附剂联合使用，作为一种经典的吸附剂，仍然受到许多研究者的重视。沸石是一种价廉的天然矿石吸附剂，品种多样，在去除氨氮中应用比较多的是斜发沸石和丝光沸石。它是一种含有水架状结构的多孔硅铝酸盐矿物，由硅氧（SiO4）四面体和铝氧（AlO4）四面体构成，具有空旷的骨架结构，骨架上的阳离子容易与污水中的NH4+进行交换；同时其晶穴体积一般为总体积的40%-50%，孔径大多在1nm以下，比表面积为400～800m2/g。除了以上几种吸附剂外，人们还在不断地探索使用其他矿石、废弃物来担当氨氮吸附剂，如蒙脱石、累脱石、膨润土、白土、硅藻土、炉渣、煤渣、粉煤灰和木屑等矿石或废弃物，它们性能或者与活性炭相似，具有高孔隙率及巨大的比表面，能够对水中的NH3进行吸附；或者与沸石相似，具有大比表面和较强的离子交换性，能够与水中的NH4+进行交换，因而也用作去除氨氮的吸附剂。4.2包埋固定菌防治技术现代氮气微生物处理技术是指利用微生物（以细菌为主）将水体中的氨氮转化成为亚硝酸盐氮、硝酸盐氮或氮气的一种方法，这是也目前在水产养殖氨氮治理中应用昀多的一种技术，微生物细胞固定化技术能有效的提高微生物的利用率。如目前可采用聚乙烯醇(PVA)-硼酸包埋法，其中有效微生物主要是含有光合菌、乳酸菌、酵母菌、革兰氏阳性放线菌及发酵系的丝状菌，它们共生共存，具有多种特殊的生物机能，还具有机械强度高、耐生物分解性好、成本低、使用寿命长等优势。以贝壳粉末作为添加剂制备PVA-硼酸包埋固定化菌，在好氧、批式运行条件下，经过6个运行周期，氨氮的去除率可达到90%以上，原理是利用生物菌生物降解和PVA-硼酸包埋小球自身吸附的共同结果去除氨氮的。其中包埋离心后的生物菌量有利于提高包埋小球的强度及脱氨效果，但较多生物菌包埋量仅在运行初期有助于提高脱氨效果。除了上述报道之外，利用生物技术处理水产养殖废水中氨氮的技术还有很多，实际工程应用基本是利用直接投加微生物制剂到养殖塘中或者利用便捷生物反应器循环净化养殖水这两种模式，在处理效果、处理成本、推广适用性等方面还有待于进一步完善和提高。4.3生态湿地防治技术所谓氨氮的生态处理技术，是指人工建立自然生态系统，模拟其净化污水的能力，除了利用细菌、放线菌等处理氨氮之外，还引入藻类、植物、动物以及媒体介质等，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等来实现对污水的净化，常见的有氧化塘、人工湿地、土壤法等，目前该类技术目前已逐渐开始应用于水产养殖废水的防治中。在不同的氨氮浓度下，植物去除氨氮的能力有很大的差别。在研究中发现再力花在氨氮浓度为20mg/L～50mg/L中去氮效果是昀好的，风车草和千屈菜的去氮效果随氨氮浓度增加而降低的幅度不明显；此外，千屈菜和黄花鸢尾植物的处理均不同程度地表现出随氨氮浓度增加而去除率降低的现象，其中当氨氮浓度超过30mg/L，普通具有去除氨氮能力的植物（花叶芦竹、梭鱼草）已严重枯萎和死亡，主要因为随着氨氮浓度的增加，植物呼吸受到不同程度的阻碍，从而影响植物生长发育，进而影响植物对氨氮的同化吸收能力。4.4UASB+A/O+BAF技术UASB+A/O+BAF组合工艺可处理氨氮波动较大的水产养殖废水。废水首先进入中和调节池进行水质水量的调节，通过在线pH计与PLC系统连接自动调节酸碱投加量，控制调节池出水pH在6.5～8.5。经泵提升到初沉池，去除泥沙及悬浮物后自流入UASB厌氧反应器去除COD。UASB出水经泵提升进入A/O池，进一步发生有机物和氨氮去除的硝化反硝化反应。A池控制在缺氧条件下，DO维持在0.2～0.8mg/L；O池进行氨氮的硝化反应，DO控制在3.0～5.0mg/L。O池出水部分回流至A池，利用进水中的有机物碳源进行反硝化反应，达到较高脱氮的目的。A/O出水自流入二沉池沉淀，污泥部分回流至O池进水端以维持污泥浓度。为保证BAF的滤料不被堵塞，二沉池出水需经三沉池进一步沉淀。经BAF进一步去除COD和氨氮后，出水达标排放。BAF运行一段时间后需定时进行反冲洗，反冲洗效果直接影响出水水质。废水处理成本为：絮凝剂药剂费为0.50元/m3，水电费为1.0元/m3，操作人员工资为0.33元/m3。废水处理量为800m3/d，不计折旧，单位污水处理成本为1.83元/m3。目前，水产养殖中产生的氨氮污染已经在国家环保中被列为强制减排的污染物之一，并得到广大环保工作者和技术研究者的广泛关注和研究，但由于是第一次被列入强制减排表中、运用尚不熟练、资金不到位等诸多因素影响到其技术的应用。只要充分利用我国资源，开发投资成本较少，运行费用低廉，操作控制简单方便，适应当地气候和环境，去除率高，占地较小的水产养殖废水中氨氮去除技术的应用前景将会越来越广阔。【参考文献】