2021年12月30日，江苏省生态环境保护例行督察典型案例通报了“如东部分水产养殖污染规范整治不彻底，环境污染问题突出”的问题，主要问题包括养殖尾水违规直排、养殖管理要求落实不到位、无证用海和无证取用地下水问题突出。如东县上午立即召开县委常委会研究环保督察通报问题整改工作，强调要以高度的政治自觉落实好整改工作，以最坚决的态度、最有力的举措，从严从快解决督察组指出的“整治不彻底、监管不严格、长效管理不到位”的突出问题。
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图1鱼稻共生综合种养
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图2尾水治理池生物毛刷
假设养殖草鱼饵料系数为1.5，饲料含水量为零，草鱼干物质占鲜重22.6%～27.5%[1]，则每投喂1.5kg饲料，就有1.09～1.16kg饲料通过鱼的排泄、呼吸、代谢方式进入环境，占比72.67%～77.33%。其中，排粪量占20%即0.3kg左右[2]，其他则通过鱼鳃以氨、二氧化碳方式及通过尿液（磷通过尿液排出）方式排入水体[3-6]。粪便中一部分转化为氨氮、二氧化碳、硫化氢等进入水体，一部分滞留在淤泥中。从氮、磷角度来看，草鱼养殖饲料中约75%的总氮、总磷排入了环境中[7]。
图3尾水治理过滤坝
1.2养殖淤泥危害养殖生产，降低经济效益
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.淡水池塘养殖尾水的特殊性
2.1养殖尾水化学需氧量超标多而氮磷超标少
2.1.1养殖池塘水质检测结果分析
2020年3月17日，重庆某区级环境监测站对42口养殖池塘水体化学需氧量、氨氮、总氮、总磷进行监测，得出化学需氧量（COD）、氨氮、总氮、总磷平均值分别为54.86、1.98、5.48、0.92mg·L-1。2020年，重庆某环保督查组对两个养殖场水体暗访检测，得出其化学需氧量、氨氮、总氮、总磷数据（见表1）。
可以看出，相对《淡水池塘养殖水排放要求(SC/T9101-2007)）》一级排放限值而言，化学需氧量是排放限值的3.7～6.0倍，总氮是排放限值的1.1～1.9倍，总磷是排放限值的0.5～1.8倍，呈现出化学需氧量超标严重而氮磷超标轻微的特点。
2.1.2藻类、菌类是化学需氧量高的主要原因
2.1.3混养模式中藻类的存在降低了氮磷的含量
2.1.4氮磷在池塘环境中存在的形式和位置不同
饲料中被鱼类摄食的氮，一部分以氨氮形式通过鱼鳃进入水体，一部分以有机氮形式通过粪便进入水体，残饵粪便中部分有机氮也会分解成氨氮进入水体，所以说饲料中的氮主要以氨氮形式进入水体。综合来看，由于投喂饲料而进入水体中的氮，80%以上溶于水中，只有不到20%的氮在淤泥中。
按《饲料添加剂安全使用规范》（2017年修订版）要求，水产养殖饲料中总磷的含量为0～0.6%。饲料中磷的10%～20%直接进入水体，鱼类摄食磷中的20%～40%用于生长，60%～80%排入水环境[10]。进入水体中磷的少部分被藻类吸收，约70%～80%吸附在淤泥中。如果用生石灰消毒调水，则磷主要以磷酸钙盐形式沉淀在淤泥中或者悬浮于下层水中。所以排放下层水（包含部分淤泥）时磷含量高一些，排放表层水时磷含量低一些。
2.2养殖尾水污染轻但是冲击量大
2.3养殖尾水日常排水量受降雨影响大
2.4养殖尾水溶解氧比较高
3.养殖尾水特殊性对传统技术的影响
3.1制造厌氧环境受到挑战
3.2脱氮脱磷受到挑战
如前所述，通过反硝化脱氮难以达到预期目的，而采取表面流人工湿地、植物综合种养等方式来脱氮脱磷同样受到挑战。人工湿地对氮的去除主要依靠微生物的反硝化作用，植物吸收和氨氮挥发所占比率不到总去除率的20%[11]。由于养殖尾水溶解氧高，反硝化极难进行，而植物吸收效率又较低，造成其总体荷载较低，除非加大处理面积，否则即便尾水均匀排放也难以治理达标，更何况还存在强冲击和降雨排水的影响。
图4生态沟渠净化
生态沟渠（见图4）看似添加了生物填料，但是沟渠中厌氧环境缺失，填料上的微生物仍然从事的是硝化反应，脱氮仍然得靠其中的植物，同样存在效率低下的难题。
虽然在好氧条件下，固磷菌能吸收磷，但是缺少加药沉淀（混凝、絮凝）环节，不能像生活污水处理厂一样，用固磷菌通过沉淀工艺将磷从水中分离出来。
3.3降COD受到挑战
养殖尾水污染指标超标最高的是化学需氧量，由前面分析可知，化学需氧量之所以高，是因为藻类、菌类所致。要在尾水中移除藻类、菌类，唯一的办法是加药沉淀（混凝、絮凝）。限于加药沉淀成本高，后续淤泥处理难度大，对水处理的技术要求更高，难以在养殖尾水治理上大面积推广应用。
4.水产养殖尾水可利用性分析
4.2几种污染物质的生物毒性分析
如前所述，饲料中未被鱼类利用的氮主要是以氨氮形式存在于水体中。氨氮包括非离子氨（NH3）和离子氨（NH4+)。在氨氮总量一定的情况下，非离子氨与离子氨之间的比例会在随着水温和pH的不同，而有规律地相互转化，水温越高，pH值越高，非离子氨占比就越高。非离子氨对鱼类有毒害，养殖水体非离子氨浓度不得大于0.02mg·L-1（相当于在20℃，pH=7.5时，氨氮≤1.61mg·L-1），而离子氨没有毒害。亚硝酸盐毒性非常大，养殖水体亚硝酸盐浓度不得大于0.1mg·L-1。而硝酸盐要有很高的浓度（300mg·L-1以上）才会对鱼有胁迫性，这种情况在淡水养殖池塘一般不会发生。以养殖草鱼为例，假设饵料系数为1.5，1亩（1亩=667m2）水深2m池塘产出1000kg草鱼，则需投饲1500kg，假设饲料中粗蛋白含量26%，则这些饲料在水中能最大限度累积产生的硝态氮的浓度在128.73mg·L-1，远远小于300mg·L-1。实践中这个值要低很多，因为藻类要大量吸收氮，挥发一部分非离子氨，还有底部淤泥由于存在厌氧环境，会发生反硝化作用，使得一部分硝态氮转化为氮气。
4.3养殖尾水外排有害，但是可以回收利用
虽然非离子氨、亚硝酸盐对鱼类有毒害，但是在溶解氧充足的情况下，水体中的氨氮会转化为亚硝酸盐，亚硝酸盐再转化为硝酸盐，只要注意提高溶解氧，池塘水体中的氨氮、亚硝酸盐一般不会造成危害。除清塘时搅拌底泥后排出的尾水外，日常排放尾水中的总磷一般不会超过养殖标准，而且磷化物有利于藻类的生长，是生态养殖十分重要的营养物质。养殖尾水回收不但能够利用氮磷等营养物质，而且节约大量水资源。
5.新技术破解养殖尾水治理难题
5.1通过池塘外循环技术回收利用养殖尾水
池塘外循环技术的含义是指，在养殖池塘外，用部分池塘改建或者新建一个净化水质的净化塘（表面流人工湿地、生物氧化塘），将养殖尾水排入净化塘，通过水力提升泵将净化后的水提升到养殖池塘旁安装的跌瀑装置，经过跌瀑装置曝气增氧后回到养殖池塘再次使用，如此反复净化循环利用。
5.1.1净化塘
净化塘可按常规的表面流人工湿地或生物氧化塘方式构建，面积占总养殖水面的6%～8%，其作用一是对日常池塘底部排入的污水进行沉淀和植物净化，二是作为养殖场的冗余池塘，缺水时为其他池塘补水，清塘时可以作为倒塘需要储水。一个养殖场可以设一个净化塘，也可以设多个净化塘，甚至一口池塘配置一个或者多个净化塘。
5.1.2跌瀑装置
跌瀑装置（见图5）是外循环系统的核心部件，外观如同一定坡度的梯步，可以用金属、塑料或者混凝土、砖头、石头等制作，其作用是对循环回池塘的水进行增氧。水被提升到跌瀑装置上方流下，经过跌瀑装置上的梯步逐级跌落，跌落过程中与空气充分接触，提升其溶解氧，同时将水中的二氧化碳（CO2）、硫化氢（H2S）等气体释放出去。试验证明，跌瀑装置的动力效率介于叶轮式增氧与纳米橡胶管曝气增氧之间。
图5跌瀑装置示意图
5.1.3循环动力
尾水循环的动力是水泵，水泵配置需恰到好处，能够将需要的水量刚好提升到跌瀑装置上方即可，功率过大则增加成本。水泵的效率要高，这样可以节约能耗。按经验10亩（1亩=667m2）池塘常规养殖需配3kW增氧设备，在这个系统下，10亩地配一个1.5kW的增氧设备，然后配1.5kW的水泵作为循环动力。当池塘需要增氧时，以前是用3kW的增氧设备增氧，现在则是用一个1.5kW的增氧设备加上1.5kW的水泵提升水通过跌瀑装置增氧，同样满足要求。
5.1.4池塘外循环作用分析
池塘外循环将静水养殖改变为半流水养殖，不但节约了水资源，利用了肥力资源，解决了施肥违法的问题，实现了零污染零排放，同时跌瀑景观增加了养殖场的观光性，有利于休闲渔业发展。更为重要的是，该技术将治理污染与增氧融为一体，而且不增加运行成本。
5.2通过投料台氧及臭氧微纳米气泡水增氧杀菌消毒
在投料台底部淤泥中布上网格状水管，水管互相连通，有一个总的进水口，水管上面均匀钻上数百个小孔（小孔直径1～2mm），进水管接到氧及臭氧微纳米气泡水设备的出水口上。臭氧微纳米气泡水通过布水管上的小孔流出，由于这些水含有高浓度臭氧，可以氧化淤泥中的有机质，杀灭有害菌，如同在淤泥中均匀撒入二氧化氯、过硫酸钾等物质。臭氧很快衰减为氧气，可以有效增加投料区的溶解氧，减少鱼的应激反应，同时在鱼进出投料区时进行杀菌消毒，等同于在投料区四周挂上药袋。
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养殖尾水的特殊性使得传统的治理技术难以保证达标排放，但是尾水中丰富的藻类、超标的氮磷等又恰好是水产养殖所需要的。循环回用（见图6）是解决养殖尾水污染问题的有效办法，而不增加运行成本则是技术推广应用必须考虑的重要因素。
图6内循环微流水浮式流水槽养殖
投料台的臭氧微纳米气泡水在氧化淤泥的同时，起到增氧、杀菌的作用；氧微纳米气泡水大幅度提高池水溶解氧，消除非离子氨（NH3）和亚硝酸盐（NO2-）危害，从而减少鱼类病害，降低养殖成本。
采用微纳米气泡水技术保证池水溶解氧充足，再套养适当的滤食性鱼类调控水质，通过池塘外循环的异位治理和投料台的原位治理，对池塘养殖尾水完全能够实现回收利用。
作者：陈畅1，卢生华2，陶险峰3，高雅英1，杨冬莉4
（1.重庆市水产技术推广总站，重庆401120；2.重庆鑫乡科技有限公司，重庆400039；3.丰都县农民科技培训中心，重庆丰都408200；4.重庆农业广播电视学校，重庆401120）