养鱼污水处理中悬浮物的沉淀工艺探讨

侯世全，范英宏，黄大鹏，洪蔚

(中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所，北京 100081)

由于养殖污水中残饵和鱼类粪便较多，水中悬浮有机物浓度较高，这些悬浮物不仅氮磷含量高，而且分解时耗氧量大。有研究表明在人工养鱼池水中悬浮有机物分解耗氧占到池塘总耗氧的65%左右［1］，故去除悬浮物是养鱼污水的重要内容，通过去除悬浮物即可有效净化水体。

沉淀是利用重力作用进行固液分离去除水中的以悬浮物形态存在的污染物的污水处理工艺，也是养鱼污水处理中应用最广泛的处理工艺。本文根据北京某鲟鱼养殖场的具体情况，对目前应用较广泛的以去除养鱼污水中的悬浮物为目的的沉淀处理技术进行了评述，分析其优劣，提出了适用条件。

1 沉淀机理

2 原位沉淀处理

依据是否在养鱼池中沉淀，可分为原位沉淀和沉淀池中沉淀。紫金龙［2］等利用重力沉降原理研制了安装在养鱼池底部的原位沉淀分离装置(见图1)，对去除大颗粒残余饵料效率较高。投加的饵料小部分被鱼吞食，大部分自然沉淀至鱼池底部，沿着池底部的斜坡滑向池中央，进入沉淀分离装置底部的集泥斗内，排泥时仅排底部的沉淀物，排出的污泥可直接作为农家肥。该装置能较高效地分离清水与池底沉淀物，降低了后续水处理的难度，有效提高了水处理质量;同时，具有节水、节能、节地，以及可为农业生产提供高浓度优质有机肥的特点。为了避免鱼的游动对池底沉淀物的扰动，增加了隔污罩与上层水隔离。

该装置的优点是不需要专设沉淀池对水颗粒进行沉淀，可以直接在养鱼池中安装，主要作用是通过排放大颗粒的池底沉淀物以改善水质，对SS有一定的去除效率，但因为受到鱼游动的影响，水体经常受到扰动，小颗粒的悬浮物沉不下来，故此法仅可延长换水周期，减少了污水排放量，但未能彻底解决排放污水的处理问题。在具体操作过程中，也不好掌握排泥周期、排泥时间和排泥量。

图1 养鱼污水原位沉淀分离装置示意图

3 自然沉淀

依据是否投加絮凝剂可分为自然沉淀和絮凝沉淀。因为受扰动较少，且沉淀条件和时间是可控制的，故将污水引出后在沉淀池里进行自然沉淀较之原位沉淀可提高污染物的去除率。污水通过自然沉淀可去除的污染物最小颗粒粒径一般为54 μm，城市生活污水满足此条件的 COD占全部的30%左右，故通过自然沉淀后COD的去除率也为30%［3］。中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所曾对北京某鲟鱼养殖基地的自然沉淀前后的养殖污水水质进行了检测，结果表明，自然沉淀前后SS去除率为74%，COD去除率为26.8%，仅凭自然沉淀即能达到这样高的污染物去除率，为后续的生物处理工艺如生物滤池和人工湿地等减轻了污染负荷。目前，几乎所有的需要对养鱼污水进行深度处理的情况均把沉淀作为前置的处理单元［4］。因为养鱼污水一般污染物浓度不高，COD＜100，SS＜150，在排放标准低且受纳水体对水体富营养化要求不高时，也可自然沉淀后直接排放。

自然沉淀有较显著的污染物去除效果，且较节能，运行成本低，但仅能去除颗粒粒径大于54 μm以上的悬浮物，对更小颗粒的悬浮物则难以去除，故污染物去除率仍然有限，在对污水进行深度处理后回用时，还需要进行絮凝沉淀，进一步提高悬浮物的去除率。

在进行沉淀池的设计前，应进行不同沉淀时间的上清液污染物去除率对比试验及检测，根据预备试验结果，确定沉淀时间和预定去除的颗粒物的最小颗粒粒径。因为养鱼污水排放量一天内变化很大，应在沉淀池前设置流量调节池，在处理单个养鱼大棚的污水时，因污水量较小，可将调节池和沉淀池合建。

4 化学絮凝沉淀

依据投加的絮凝剂种类的不同，可分为化学絮凝沉淀和生物絮凝剂沉淀。对于颗粒粒径小于54 μm的污染物，可采用化学絮凝沉淀的方法提高污染物去除率。文献［5］认为，投加化学絮凝剂后，可去除的污染物颗粒粒径最小可降至0.1 μm，甚至低于测量水中悬浮物0.45 μm滤纸或过滤器所能滤出的最小尺寸，理论上全部悬浮物都可去除。试验结果表明，采用此种方法生活污水的COD去除率能提高到50%以上。中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所对北京某鲟鱼养殖基地的养鱼污水进行的混凝沉淀试验结果表明，化学絮凝沉淀前后SS去除率为93.8%，COD去除率为38.2%，均较自然沉淀效果有较大提高。

化学絮凝沉淀具有反应快，沉淀效果好，处理成本也较低等优点。但化学絮凝剂中的有些物质在自然界中很难降解，残留在水中可能会产生环境污染。如采用聚丙烯酰胺絮凝剂产生的丙烯酰胺单体不仅会造成神经损伤，而且是强致癌物质;采用铝盐絮凝剂产生的铝则可能导致老年痴呆病［6］。为防止在给水处理中采用铝盐絮凝剂对人体的伤害，GB5749—2006《生活饮用水卫生标准》中规定，铝的最高限值为0.2 mg/L。另外，和自然沉淀形成的污泥不一样，投加化学絮凝剂形成的沉淀底泥中也含金属，用于施肥时有时需要考虑铝或铁的影响。

采用化学絮凝沉淀处理养鱼污水前，需要先进行混凝沉淀实验室试验，通过不同的絮凝剂品种和适宜加药量试验，确定絮凝剂品种、适宜加药量和沉淀时间;在处理后回用于养鱼的情况下，需要进行铝、铁的检测，还要对多次重复使用的水质进行监测。

5 生物絮凝沉淀

微生物絮凝剂与传统絮凝剂相比具有安全、无二次污染、良好的脱色和除浊效果等特点，但目前大多研究工作集中在絮凝剂产生菌的筛选鉴定、培养条件等方面，对微生物絮凝剂的研究主要还停留在实验室研究阶段，尚未大规模地投入生产，尚未见到将微生物絮凝剂用于大规模水产养殖污水处理的报道。

目前，微生物絮凝剂中得到较广泛应用的是复合型生物絮凝剂。该类絮凝剂含有化学絮凝剂的部分成份，可像化学絮凝剂一样直接投加，具备反应速度快、处理效果好的优点。董军芳等人把微生物与硫酸铝复配使用，比单用其中任何一种絮凝剂的絮凝效果都要好［6］。

虽然复合型生物絮凝剂中金属的含量较化学絮凝剂低，但污水在处理后回用于养鱼时，仍需考虑处理后水中的金属浓度问题。中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所用微生物和铝盐复配的生物絮凝剂对养鱼污水进行了混凝沉淀试验，结果表明，适量投加生物絮凝剂沉淀后的上清液中铝浓度满足《生活饮用水卫生标准》;过量投加生物絮凝剂沉淀后的上清液中铝浓度远高于《生活饮用水卫生标准》。说明即使使用生物絮凝剂也不能过量。和采用化学絮凝沉淀处理一样，采用生物絮凝沉淀也需先进行实验室试验，在处理后的水回用于养鱼时，除了须监测水质中的金属浓度外，还需分析并观察沉淀底泥用于施肥对土壤和农作物的影响。

6 结论

(1)原位沉淀可通过排放大颗粒的池底沉淀物以改善水质，可延长换水周期，减少了污水排放量，但未彻底解决养鱼污水的处理问题，也不好掌握排泥周期、排泥时间和排泥量。

(2)自然沉淀有较显著的污染物去除效果，且较节能，运行成本低，但仅能去除颗粒粒径大于54μm以上的悬浮物，在对污水进行深度处理时，还需要考虑后续的处理工艺。

(3)化学絮凝沉淀具有反应快，沉淀效果好，处理成本也较低等优点。但采用化学絮凝处理水中的悬浮物时，应考虑固液分离后沉淀底泥用作施肥时金属含量对土壤的影响，以及污水处理后回用于养鱼时上清液中的金属浓度对鱼生长的影响。

(4)采用复合型生物絮凝剂进行絮凝沉淀时，上清液和沉淀底泥中金属含量均较化学絮凝低，但也应适量投加。

［1］宋伟，韩士群，刘海琴，等．池塘养殖废水处理技术研究进展［J］．江苏农业科学，2008(6):277－280．

［2］柴金龙，罗烽，凌文森，等．工厂化养鱼池底沉淀分离装置的试验研究［J］．宁夏工程技术，2009，8(2):137－140．

［3］朱宝霞，李久义，栾兆坤．城市污水混凝强化一级处理的机理探讨［J］．给水排水，2001，27(7):10－14．

［4］方圣琼，胡雪峰，巫和昕．水产养殖废水处理技术及应用［J］．环境污染治理技术与设备，2004，5(9):51 －55．

［5］邱慎初．化学强化一级处理(CEPT)技术［J］．中国给水排水，2000，16(1):26－29．

［6］董军芳，林金清，曾颖，等．微生物/硫酸铝复合絮凝剂在自来水原水中的应用［J］．应用化工，2002，31(2):35 －38．