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  • 資訊 > 市場動態(tài) > 我國海水養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)再獲新進(jìn)展

    2019-04-29 來源:中國漁業(yè)報
    裝在塑料瓶里發(fā)黃、渾濁的污水,幾個小時后,竟然像變戲法似的成了清澈透亮、無色無味的水。近日,筆者在交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院的實驗室里目睹了這一過程。

           裝在塑料瓶里發(fā)黃、渾濁的污水,幾個小時后,竟然像變戲法似的成了清澈透亮、無色無味的水。近日,筆者在交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院的實驗室里目睹了這一過程。原來,該院的實驗人員正在進(jìn)行海水養(yǎng)殖廢水處理實驗。

           由交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院聯(lián)合華北電力大學(xué)開展的海水養(yǎng)殖廢水凈化項目,近期取得了突破性進(jìn)展。該項目創(chuàng)新研發(fā)了接觸氧化耦合微納米曝氣技術(shù),能夠使海水養(yǎng)殖廢水中的污染物快速去除,減少養(yǎng)殖廢水對海水的污染,用科技手段助力海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù),推動海洋產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

           打好海洋污染治理攻堅戰(zhàn)

           近年,我國海水養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展,促進(jìn)了當(dāng)?shù)睾Q蠼?jīng)濟(jì)的發(fā)展,為養(yǎng)殖戶帶來了可觀的收入。但由此產(chǎn)生的養(yǎng)殖廢水排放量與日俱增。目前,大多數(shù)海水養(yǎng)殖廢水直排入海,造成了一些排放海域氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)增高和溶解氧降低,嚴(yán)重污染了近海水域環(huán)境,加劇了生態(tài)系統(tǒng)失衡。

           為了治理養(yǎng)殖廢水,打好海洋污染治理攻堅戰(zhàn),我國出臺了多項水體保護(hù)及治理規(guī)劃,提出階段性完成目標(biāo)及治理期限。

           2015年4月2日,國家出臺《水污染防治行動計劃》,彰顯了國家對防治水污染的重視和決心。該計劃中提出,到2030年,全國水環(huán)境質(zhì)量要實現(xiàn)總體改善,水生態(tài)系統(tǒng)功能得到初步恢復(fù)。

           2017年5月19日,《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)渤海生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的意見》中指出,要加強(qiáng)海洋生態(tài)保護(hù)與環(huán)境治理修復(fù)。同年,中央環(huán)保督察組對廣西、海南、福建等省提出入海排污源、海岸線養(yǎng)殖塘、養(yǎng)殖廢水等的整治要求。

           各級政府紛紛響應(yīng)并行動。以海南為例,海南省政府高度重視,辦公廳印發(fā)《海南省深化生態(tài)環(huán)境六大專項整治行動計劃(2018年~2020年)》,制定實施養(yǎng)殖水域灘涂規(guī)劃,整治無序海水養(yǎng)殖行為。同時,《海南省水污染防治條例》明確要求,從事水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)當(dāng)保護(hù)水域生態(tài)環(huán)境,排水應(yīng)當(dāng)符合國家和本省水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

           由此可見,海水養(yǎng)殖廢水污染治理已經(jīng)受到高度重視,并在政策層面提出了必須達(dá)標(biāo)排放的要求。

           目前,海水養(yǎng)殖廢水排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行水產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《海水養(yǎng)殖水排放要求》(SC/T9103-2007)中的各項污染物指標(biāo)要求。其中主要約定了養(yǎng)殖過程中可能產(chǎn)生的,對環(huán)境造成不良影響的指標(biāo),即以氮、磷、有機(jī)物為主的排放指標(biāo)。

           “受諸多因素影響,海水養(yǎng)殖廢水治理難度較大。常規(guī)方法下,海水養(yǎng)殖廢水治理費(fèi)用高且難以達(dá)標(biāo)”,該項目負(fù)責(zé)人張騄表示:“技術(shù)及成本是海水養(yǎng)殖廢水達(dá)標(biāo)排放的制約因素”。

           對養(yǎng)殖廢水污染說“不”

           為了解決海水養(yǎng)殖廢水處理難題,交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院投入專項資金,利用水運(yùn)交通環(huán)保實驗室科研平臺,聯(lián)合華北電力大學(xué)等國內(nèi)知名高校組建了博士科研團(tuán)隊,開展海水養(yǎng)殖廢水凈化技術(shù)研究。

           當(dāng)下,專門針對海水養(yǎng)殖廢水治理的研究相對較少,實際應(yīng)用也不多,常規(guī)的治理方法包括水體交換法、物理法、化學(xué)法、生物法。其中,水體交換法、物理法、化學(xué)法需要較多工程措施以及電力設(shè)備等條件,處理成本較高。物理法和化學(xué)法無法有效去除水體總氮,容易造成二次污染,破壞水域原有的生態(tài)系統(tǒng)。

           因此,生物法以其投資低、效益高、無二次污染且運(yùn)行管理方便等優(yōu)勢得到了快速發(fā)展,并逐漸應(yīng)用到水環(huán)境污染治理中。

           但是,由于海水鹽度較高,常規(guī)生物法處理海水污染效率較低,無法達(dá)到預(yù)期效果。因此,該科研團(tuán)隊經(jīng)過潛心鉆研,研發(fā)了新型固定化微生物技術(shù)。

           “固定化微生物技術(shù)是指利用物理或化學(xué)方法將游離微生物細(xì)胞、細(xì)胞器、酶或動植物細(xì)胞固定在某一特定空間范圍內(nèi),使其高度聚集,并使其保留固有的活性,能在環(huán)境中連續(xù)和重復(fù)使用的技術(shù)。”該項目技術(shù)負(fù)責(zé)人常方介紹道,固定化微生物技術(shù)對受污染水體中的有機(jī)物和無機(jī)氮等的去除均能取得較好的效果,并且用于水處理后的固定化微生物可多次重復(fù)使用。同時,科研人員針對不同海水養(yǎng)殖廢水特性進(jìn)行了大量系統(tǒng)的試驗研究,在耐鹽微生物培養(yǎng)馴化、固定化材料研發(fā)等方面不斷創(chuàng)新,取得重大突破,并形成了一整套高效、成熟的處理技術(shù)和裝備設(shè)計方案。

           據(jù)悉,該項目的核心技術(shù)——接觸氧化耦合微納米曝氣技術(shù)是將特選的高效微生物固定在特殊的微生物載體上,使其在復(fù)雜的環(huán)境中依然可保持很高的微生物密度和生物活性,并且能在適宜條件下快速增殖。

           “該技術(shù)具有處理效率高、反應(yīng)速度快、微生物流失少、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等諸多優(yōu)勢,極大程度地增強(qiáng)了微生物在養(yǎng)殖廢水中的生物活性,從而有效提升了出水水質(zhì),克服了微生物對污染物降解效率低的困難,降低了養(yǎng)殖廢水處理的成本。”該項目技術(shù)總負(fù)責(zé)人常方告訴筆者。

           目前,這項技術(shù)可將養(yǎng)殖廢水中化學(xué)需氧量、無機(jī)氮、磷分別降至5毫克/升、0.3毫克/升、0.03毫克/升以下,處理效果高于養(yǎng)殖廢水一級排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。“采用該技術(shù)可將養(yǎng)殖廢水中各種污染物嚴(yán)格控制在排放標(biāo)準(zhǔn)以下,而且部分難降解污染物濃度遠(yuǎn)低于排放標(biāo)準(zhǔn)。”常方說。

           不僅如此,新技術(shù)還具有占地面積相對較小、運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)行成本低(每噸養(yǎng)殖廢水處理成本僅為0.5元~1元)、維護(hù)成本低等特點(diǎn),適用范圍廣,推廣價值高。

           水體中微生物結(jié)構(gòu)圖

           用微生物固定化技術(shù)對海水養(yǎng)殖廢水進(jìn)行處理。

           微生物固定化載體是一種具有網(wǎng)狀大孔結(jié)構(gòu)的高分子合成材料,微生物(細(xì)菌)通過吸附作用結(jié)合在高效微生物載體表面。載體表面的微生物通過硝化作用和反硝化作用達(dá)到脫氮的目的,整個處理過程中,載體表面的微生物可以有效消耗掉水體中有機(jī)物和磷酸鹽,從而達(dá)到去除有機(jī)物和磷酸鹽的目的。

           技術(shù)推廣應(yīng)用前景廣闊

           為推進(jìn)技術(shù)應(yīng)用,2017年,交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院在海南省東方市某水產(chǎn)養(yǎng)殖場開展了海水養(yǎng)殖廢水凈化的實驗研究。

           科研人員因地制宜,采用了微納米曝氣固定化微生物處理裝置。該裝置由初沉池、調(diào)節(jié)池、多級缺氧—好氧接觸氧化反應(yīng)池等組成,微生物反應(yīng)池中以聚氨酯懸浮球組合調(diào)料作為反硝化菌和硝化菌的載體。“利用聚氨酯載體填料獨(dú)特的微生物固定化優(yōu)勢,將富集出的氨氧化菌等污染物高效降解菌固定在載體表面,使其在系統(tǒng)中維持較高的微生物密度和活性,從而發(fā)揮穩(wěn)定高效的氨氮等污染物去除效果。”常方介紹道。

           第三方檢測結(jié)果表明,養(yǎng)殖廢水經(jīng)處理設(shè)施凈化后的出水水質(zhì)已優(yōu)于海水養(yǎng)殖廢水排放一級標(biāo)準(zhǔn),其中化學(xué)需氧量、無機(jī)氮以及活性磷酸鹽分別穩(wěn)定達(dá)到10.0毫克/升、0.50毫克/升和0.05毫克/升以下的水平。

           科技推動海水養(yǎng)殖發(fā)展

           2017年,海南省海洋經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值約為1250億元,同比增長9%,快于地區(qū)生產(chǎn)總值增幅。海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展正在科技的帶動下服務(wù)新時代的發(fā)展需求,將大海的潛在生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化為潔凈、高效的生產(chǎn)力。建立養(yǎng)殖示范區(qū),將養(yǎng)殖廢水集中收集、集中處理、集中排放,成為推動傳統(tǒng)漁業(yè)向現(xiàn)代漁業(yè)轉(zhuǎn)型的必然要求。

           “下一步,將推動該技術(shù)廣泛應(yīng)用于我國沿海海水養(yǎng)殖廢水處理工作,推動海水養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展,破解海洋環(huán)境保護(hù)和廢水排放污染的矛盾。”張騄表示,將繼續(xù)推動科技與海洋環(huán)保相結(jié)合,克服傳統(tǒng)海水養(yǎng)殖業(yè)的弊端,同時為其帶來新的經(jīng)濟(jì)活力。

           交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院院長張華勤表示:“這幾年,我院把開展海洋保護(hù)作為科研工作的重點(diǎn),加大人才引進(jìn)及資金投入,積極推動相關(guān)科研工作,為加強(qiáng)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)、加快建設(shè)海洋強(qiáng)國貢獻(xiàn)一份力量。”

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