申请日2010.04.09
公开(公告)日2013.01.09
IPC分类号C02F3/34; C02F3/32
摘要
本发明涉及水处理技术，具体地说是一种工厂化海水鱼类养殖废水的生物资源化处理方法。具体为在水温范围4-27℃的工厂化海水鱼类养殖的废水内养殖大型藻类、滤食性动物、沉积性动物和肉食性鱼类构成生物过滤器处理工厂化鱼类养殖排出的废水;所述大型藻类为暖水性大型藻类和冷水性大型藻类;所述滤食性动物为滤食性贝类和鱼类，其中贝类为牡蛎、贻贝和扇贝中的一种或几种，滤食性鱼类为梭鱼;肉食性鱼类为鲈鱼、牙鲆、黑鲪中一种或几种;沉积食性动物为刺参。本发明运用生态学原理，将大型藻类、滤食性动物、肉食性鱼类、沉积食性动物有机地结合在一起，彼此相互协调，共同作为生物过滤器，综合处理工厂化鱼类养殖排出的废水。
权利要求书
1.一种工厂化海水鱼类养殖废水的生物资源化处理方法，其特征在于： 将水温范围4-27℃的工厂化海水鱼类养殖排出的废水流经大型藻类、滤食 性动物、沉积食性动物和肉食性鱼类构成的生物过滤器使工厂化鱼类养殖 排出的废水得以处理;所述大型藻类为暖水性大型藻类和冷水性大型藻类; 所述滤食性动物为滤食性贝类和鱼类，其中滤食性贝类为贻贝、牡蛎和扇 贝，滤食性鱼类为梭鱼;所述肉食性鱼类为鲈鱼、牙鲆、黑鲪中一种或几 种;沉积食性动物为刺参;
所述暖水性大型藻类为在温暖的季节栽培的江蓠属龙须菜;冷水性大 型藻类为低温季节栽培的褐藻类的海带和/或裙带菜。
2.按权利要求1所述的工厂化海水鱼类养殖废水的生物资源化处理方 法，其特征在于：所述滤食性贝类采用筏式养殖和底播式养殖方式。
3.按权利要求1所述的工厂化海水鱼类养殖废水的生物资源化处理方 法，其特征在于：所述大型藻类的栽培在滤食性贝类养殖筏架上进行，或 者在废水底层栽培，所述栽培暖水性大型藻类：在温暖的季节，水温范围 14-27℃;栽培冷水性大型藻类在温度较低的季节，水温范围4-17℃。
4.按权利要求1所述的工厂化海水鱼类养殖废水的生物资源化处理方 法，其特征在于：所述龙须菜在贝类相邻养殖笼的中间筏架上，采取绳子 夹苗垂挂法或平挂法栽培，绳间距0.8-1.2米，下坠坠石;所述海带或裙 带菜在贝类相邻养殖笼的中间筏架上，采取夹苗平挂法栽培，绳间距 0.8-1.2米。
5.按权利要求1或2所述的工厂化海水鱼类养殖废水的生物资源化处 理方法，其特征在于：所述沉积食性动物与滤食性贝类混养，或将沉积食 性动物与滤食性贝类直接底播于废水内;滤食性和肉食性鱼类均直接放养 在废水内。
6.按权利要求5所述的工厂化海水鱼类养殖废水的生物资源化处理方 法，其特征在于：养殖笼间距0.8-1.2米，筏架间距为1.4-1.6米。
说明书
工厂化海水鱼类养殖废水的生物资源化处理方法
技术领域
本发明涉及到水处理技术，具体地说是一种工厂化海水鱼类养殖废水 的生物资源化处理方法。
背景技术
沿海集约化水产养殖(包括工厂化养殖和池塘养殖)污染物的输出， 主要包括未食食物、粪便和排泄物。随着水产养殖的发展，近年来，海水 养殖废水排放总量已超过陆源污水排放。这可能是导致海洋环境不断恶化 的重要原因之一。海集约化水产养殖大量有机富营养化废水的排放将对沿 岸水域产生污染效应，甚至导致富营养化，是影响近岸海洋生态系统的重 要人类活动之一。因此这种高污染的水产养殖模式受到不少人的质疑，已 经成为制约我国水产养殖业健康持续发展的关键因素。而发展生态合理环 境友好的健康养殖模式是集约化水产养殖的必有之路。
养殖环境中污染物的生态控制或称生物修复(bioremediation)，即利 用微生物、植物及其它生物，将环境中的污染物降解、吸收或转化为其它 无害物质的处理系统，具有费用低、安全性高、简便易行等优点。目前， 水产养殖环境的生物修复，尤其植物修复和动物修复，在国际也刚刚起步， 但因其前景非常广阔，越来越引起了人们的关注。
我国海水养殖业发展迅猛，养殖产量已连续多年居世界首位。随着市 场需求的扩大，海水养殖业已趋向高密度、高产出的集约化养殖模式。与此 同时，海水养殖带来的环境污染，已经引起了广泛的重视。为了保护沿岸海 洋环境，工厂化养殖废水经处理后方能排放到沿岸海域中已成为海水养殖 业健康发展的必然趋势。
发明内容
本发明的目的是针对工厂化鱼类养殖废水的环境污染问题提供一种工 厂化海水鱼类养殖废水的生物资源化处理方法。
为实现上述目的本发明采用的技术方案为：
一种工厂化海水鱼类养殖废水的生物资源化处理方法：在水温范围4-27 ℃的工厂化海水鱼类养殖排出的废水内养殖大型藻类、滤食性动物、沉积 食性动物和肉食性鱼类构成生物过滤器处理工厂化鱼类养殖排出的废水; 所述大型藻类为暖水性大型藻类和冷水性大型藻类;所述滤食性动物为滤 食性贝类和鱼类，其中滤食性贝类为牡蛎、贻贝和扇贝中的一种或几种， 滤食性鱼类为梭鱼;所述肉食性鱼类为鲈鱼、牙鲆、黑鲪中一种或几种; 沉积食性动物为刺参。
所述滤食性贝类采用筏式养殖和底播式养殖方式。所述沉积食性动物 与滤食性贝类混养，或将沉积食性动物与滤食性贝类直接底播于废水内; 滤食性和肉食性鱼类均直接放养在废水内。所述双壳贝类采用垂挂式笼式 养殖方法或者采用穿耳式养殖方法。养殖笼间距0.8-1.2米，筏架间距为 1.4-1.6米。所述暖水性大型藻类为在温暖的季节栽培的江蓠属龙须菜;冷 水性大型藻类为低温季节栽培的褐藻类的海带和/或裙带菜。所述大型藻类 的栽培在滤食性贝类养殖筏架上进行，或者在废水底层栽培，所述栽培暖 水性大型藻类：在温暖的季节，水温范围14-27℃;栽培冷水性大型藻类在 温带较低的季节，水温范围4-17℃。所述龙须菜在贝类相邻养殖笼的中间 筏架上，采取绳子夹苗垂挂法或平挂法栽培，绳间距0.8-1.2米，下坠坠 石;所述海带或裙带菜在贝类相邻养殖笼的中间筏架上，采取夹苗平挂法 栽培，绳间距0.8-1.2米。
本发明的有益效果是：
本发明运用生态学原理，将大型藻类、滤食性动物、肉食性鱼类、沉 积食性动物有机地结合在一起，彼此相互协调，共同作为生物过滤器，综 合处理工厂化鱼类养殖排出的废水。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
在山东烟台某工厂化大菱鲆鱼类养殖基地，运用本发明进行了养殖废 水的生物资源化处理试验。
在该工厂化大菱鲆鱼类养殖基地建立了一个面积约2.5亩(1636平方 米)、水深约1.5米的工厂化养鱼废水处理池，养鱼废水从该废水池的一端 流入，从另一端流出，排放到外海中。2008-2009年进行了养殖废水的生物 资源化处理试验。
大型藻类的栽培模式如下，从2008年5月1-3日，栽培江蓠属龙须菜 (Gracilaria lemaneiformis)。所采用的龙须菜来自福建蒲田沿海。采取 夹苗垂挂法栽培龙须菜，每绳夹苗部分1米，夹苗16-18簇，每簇苗长18-20 厘米，每绳夹苗0.2公斤。龙须菜离水面0.6-0.8米，下坠坠石，绳间距1 米。筏架间距为1.4-1.6米。所述龙须菜平挂法栽培，每绳夹苗部分为 1.4-1.6米，夹苗24-27簇，每簇苗长18-20厘米，每绳夹苗0.3-0.4公斤。 2008年11月28-29日，当龙须菜收获后栽培海带(Laminaria japonica)， 平挂法栽培，每绳栽培50棵，夹苗25簇，每簇2棵，绳间距1米。
2008年5月20日开始，在上述筏架上同时养殖滤食性贝类，本实施例 中主要养殖了太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)和栉孔扇贝(Chlamys farreri)，及贻贝(Mytilus galloprovincialis)，均采用垂挂式笼式养 殖方法。所用8层的养殖笼中，其中网目1-2.5厘米左右;本实施例为1.5 厘米，牡蛎每笼养殖130粒，栉孔扇贝每笼养殖300粒，贻贝每笼养殖450 粒。笼间距1米，牡蛎和栉孔扇贝各养殖300笼，贻贝养殖100笼。牡蛎 每个湿重为6.5克，栉孔扇贝每个为5.7克，贻贝每个为4.6克。
在贝类养殖笼中，滤食性贝类和刺参进行混养，刺参放养的密度为每 层放养4-7个，在本实施例中，刺参每层放养5个。刺参在池底散养的密 度为每平方米16-20个，在本实施例中为18个，刺参每个湿重平均为10.4 克。
2008年5月15日开始在工厂化养鱼废水池中放养肉食性鱼类，即鲈鱼 和牙鲆;鲈鱼放养密度为每平方米1-2尾，本实施例为1.5尾，鱼苗平均 重量为10.1克，共放养了约1500尾。此外放养了少量牙鲆和梭鱼，各约120 尾，鱼苗重量分别为每尾15.3克和21.6克。
以上所述大型藻类、滤食性动物、肉食性鱼类、沉积食性动物，能够 有效利用海水中溶解态和颗粒态氮磷营养物质，起到了净化工厂化养鱼废 水的作用。同时这些经济性动植物长成后形成了经济性产品。
其结果为：在工厂化养鱼废水排放池的出水口，总营养物质比废水排 放口降低了96%，尤其是悬浮颗粒物物质，几乎降低了100%，2008年6月 到2009年5月，海水大部分时间能达到一类水质标准。废水处理池中的大 型藻类、滤食性动物、刺参和肉食性鱼类生长都很快。
2008年5月开始到当年11月27日试验期间，总共产鲜龙须菜约8000 公斤，其中含氮(N)26.5公斤，含磷(P)3.5公斤。从2008年11月 28-29日到2009年2月6日，海带长达1米，到2009年5月4日为止，总 共产鲜海带约6000公斤，其中含氮(N)21公斤，含磷(P)2公斤。2008 年5月20日开始到2009年5月4日为止，牡蛎的湿重平均每个为134.3 克，栉孔扇贝每个为59.2克;贻贝每个为45.2克。2008年11月28-29日 到2009年5月4日为止，养殖在贝类养殖笼中刺参平均每个从10.4g长到 85.8g。废水池底播养殖刺参生长也很好，刺参从每个10.4g长到77.2g， 但比贝类养殖笼中的海参差一些。海参为贵重海珍品，运用工厂化养鱼废 水养殖海参，其收入相当可观。
2008年5月15日到2009年10月20日为止，废水池中放养肉食性鱼 类鲈鱼生长效果：每条鲈鱼的重量达到平均约1.8斤，整个池子里鲈鱼的 总重量达到2300斤。牙鲆的重量总共有250斤，每条平均重1.5斤。梭鱼 每条平均重1.4斤。
本发明运用生态学原理，将大型藻类、滤食性动物、肉食性鱼类、沉 积食性动物有机地结合在一起，彼此相互协调，共同作为生物过滤器，综 合处理工厂化鱼类养殖排出的废水，解决工厂化养殖的环境污染问题，为 我国工厂化海水鱼类养殖废水的资源化处理提供了一条低投入高产出行之 有效的技术途径。
本实施例采用大型藻类、滤食性动物、肉食性鱼类、沉积食性动物相 结合的综合生物修复方法，处理工厂化鱼类养殖所排出的废水，取得较好 的效果。这有助于解决人类水产发展对沿岸环境的污染问题。本实施例在 我国北方一个典型的鱼类工厂化养殖厂进行，在温暖季节栽培耐高温的龙 须菜，利用它生长快、耐高温等特点;而在温度较低的季节，栽培冷水性 大型藻类海带。龙须菜和海带都能快速有效地吸收富营养化海水中大量存 在的溶解态氮磷营养物质。所述大型藻类能有效吸收富营养化海水中大量 存在的溶解态氮磷营养物质，这同时实现了污染物的资源化利用，既处理 了废水，又形成了食用性海产品，这遵循我国“循环经济”的发展理念; 而且，大型藻类通过光合作用产生大量的氧气，同时调节海水的pH值，对 海水中的动物和沿岸生态环境是有益的;此外，大型藻类还能促进悬浮颗 粒物的沉积。
同时，本实施例养殖滤食性贝类(牡蛎、贻贝和扇贝)作为生物过滤 器使用，均具有很强大的滤水能力，它们能够过滤大量细小的颗粒物质，包 括浮游藻类、浮游物、贝类幼虫和中型浮游动物等，以及来源于双壳贝类 以及其它动物如鱼的细微粪粒碎屑等，同时去除海水中颗粒态有机质及氮、 磷营养物质，尤其是牡蛎和贻贝，还能滤除部分细菌类微生物，这对于减 少养殖过程产生的微生物对沿岸海水的污染具有重要的意义。由于上述双 壳贝类皆是食用性物种，因而在净化环境的同时也得到了有价值的产品。 此外，贝类通过大量的滤水摄食将同时产生大量的粪和假粪这类生物沉积 物，是刺参易于摄食利用的优质饵料。滤食性贝类所产生的大量的沉积物 一部分保留在贝类养殖笼内，一部分落于池底。此外，滤食性的梭鱼对养 鱼废水中的有机碎屑也有很强的摄食能力。
本实施例还采用适用性强的肉食性鱼类，如鲈鱼、牙鲆，摄食能力强， 生长快，用以去除和利用工厂化养殖废水中的残饵。由于这些鱼类本身也 是有价值的食用性海产品，因而既净化了环境，同时也得到了有价值的产 品。
本实施例还采用沉积食性动物刺参，处理和利用沉积物中的有机质及 氮磷营养物质。刺参能够摄食沉降到水底富含有机质的沉积物。尤其是上 述滤食性贝类所产生的大量的生物沉积物(粪和假粪的总称)，是海参非常 好的食物来源;另外工厂化养鱼废水自然沉淀下来的沉积物以及上述肉食 性鱼类所产生的粪便类沉积物也将成为海参的饵料。刺参通过大量摄食利 用沉积物中的有机质及氮磷营养物质，起到“清道夫”的作用。同时在贝 类养殖笼混养刺参时，刺参可以有效利用的养殖笼内由贝类产生的生物沉 积物，实现了养殖“废物”的资源化利用，同时通过刺参对贝类养殖笼网 衣上的沉积物、微型生物以及大型污损生物幼体的摄食，减少了污物在网 笼上的附着，进而起到清洁养殖笼的作用，保证了海水的畅通及贝类的水 处理效果。
本发明将大型藻类、滤食性动物、肉食性鱼类、沉积食性动物有机地 结合在一起，彼此相互协调，共同构成生物过滤器，综合处理工厂化鱼类 养殖排出的废水。大型藻类、滤食性动物、肉食性鱼类和沉积食性动物这 四类生物尽管作用不同，但彼此之间不是孤立的，而是相互协调的，四者 任何一种单独使用都难以达到水处理的效果，而配合使用却能同时显著提 高废水处理的效果和效率。肉食性鱼类能去除和利用废水中较大的残饵， 但也排出废物(氨氮和粪便等)，并消耗水中的氧气，排出二氧化碳;滤食 性贝类能利用和去除废水中的悬浮颗粒态有机质及氮磷营养物质(包括部 分微生物)，并加速悬浮颗粒物的沉积，但也产生大量的粪便沉积物、排泄 溶解态氮磷等营养物质，并消耗水中的氧气，排出二氧化碳;沉积食性动 物能去除各种沉积物中的有机质及氮磷营养物质营养物质，这些沉积物包 括工厂化养鱼废水本身沉淀下来的沉积物以及上述鱼类所产生的粪便类沉 积物，尤其是滤食性贝类通过大量地滤水摄食所产生的大量的粪和假粪这 类生物沉积物，是刺参易于吸收利用的优质饵料。也就是说，滤食性贝类 不仅能通过滤水净化海水，而且同时为刺参提供丰富的优质的饵料，进而 促进刺参的养殖。尽管贝类本身的商业价值不高，但刺参却是价格高贵的 海珍品。和上述贝类和鱼类一样，刺参也排泄溶解态氮磷等污染物。在本 发明中，大型海藻能去除废水中的溶解态氮、磷营养盐，这些营养盐包括 工厂化养鱼废水本身中的营养盐，同时也包括上述贝类、鱼类和刺参所排 泄的营养盐，另外大型藻类能加速悬浮颗粒物的沉积，利用海水中的二氧 化碳，同时产生氧气并调节海水的pH值。可见上述大型藻类、滤食性动物、 肉食性鱼类、沉积食性动物彼此之间不是孤立的，而在养殖废物的利用、 转化、再利用方面相互协调，共同构成一种工厂化养鱼废水高效的生物资 源化利用的生物过滤器。
