生态塘对养殖池塘污水氨氮和亚硝酸盐去除的研究

文/蒙烽 黄龙 韦木莲 吴雅丽

试验把五个池塘作为研究对象，两个生态塘作为养殖池塘污水的处理塘，另外三个作为养殖池塘，由测到数据可知，生态塘对养殖池塘水体中的氨氮（NH3-N）每日平均去除率达到40.9%，去除率差异显著（P＜0.05），亚硝酸盐（NO2-N）每日平均去除率达到36.2%，差异显著（P＜0.05），达到去除氨氮和亚硝酸盐作用。经过处理后的养殖池塘，氨氮和亚硝酸盐出现递减，没有上升的趋势，由此可知，生态塘处理后的养殖水体对养殖鱼塘氨氮和亚硝酸盐质量浓度有去除作用，可达到净化养殖水质的效果。

近年，池塘养殖的密度日益增大，甚至超过池塘本身的容纳能力，造成养殖水体富营养化，水质污染，导致鱼体生长缓慢，成品品质下降，已经不符合绿色健康生态养殖的发展需求。因为池塘养殖密度过大，养殖饵料投喂增多，随之养殖水体的氨氮和亚硝酸盐增多。有研究表明，在池塘养殖投喂的饲料中，有5%～10%未被鱼类食用，而被养殖鱼类食用的饲料中又有25%～30%以粪便形式排出体外。养殖池塘的废水、残饵和排泄物直接通过排水渠排出体外，未经处理容易造成养殖水质资源的浪费和水环境的污染。所以，改变这种资源浪费的养殖方式需要把未被利用的氮化合物利用起来，把排出体外的养殖污水重新利用起来，彻底实现淡水池塘养殖废水“零排放”，减少水环境污染。

一、材料与方法

（一）池塘系统的构建

池塘养殖系统由养殖池塘和生态塘两个部分组成。养殖污水处理是把养殖池塘的水体通过潜水泵提升到进水渠，再从进水渠流动到生态塘，一段时间后养殖污水的氮化合物在生态塘内发生转化和吸收，接着养殖水自流到养殖池塘，形成一个循环的养殖系统（图1）。

由图1可知，养殖池塘分别为1号、2号和3号鱼塘，鱼塘的形状为长方形，东西走向，长为55m，宽为30m，面积为1650m2，鱼塘的进水都是从离地面90cm的DN300PVC管进入，水位高为2.2m，且每个进水口都有设置检查井开关。生态塘的1号净化池和2号净化池是串联起来的，每个生态塘的形状也是长方形，东西走向，规格同养殖池，1号净化池为进水渠的进水口，设计水位高为2.6m，2号净化池设计水位高2.4m，处理后的养殖水体从4号检查井自流到养殖池塘。

图1 养殖系统模式工艺图

二、试验方法与结果分析

（一）试验方法

试验在广东省佛山市农业科学研究所进行。生态塘的1号净化池悬挂15条30m的无纺布生态基，南北走向，间隔2.5m。研究表明，无纺布生态基的应用可以改变水体细菌群落构成，增加养殖水体细菌群落多样性，有利于细菌、藻类、浮游动物和其他水生生物的生长和繁殖，促进喜欢定植于表面的细菌（如硝化细菌）的生长，又能大大增加与水体的有效接触，增加颗粒物与生物膜的接触机会。水体底部放置35个氧气盘微孔纳米增氧，增加水体的溶解氧，投入规格为2cm的黄颡鱼苗1500尾。2号净化池浅水区四周种植轮叶黑藻，轮叶黑藻又叫黑藻，为多年生沉水草本植物，适应能力强，生长速度快、富集能力强，是净化养殖污水的理想植物选择，同时也是很多水生动物的高蛋白青饲料，投入规格为1.5cm的罗氏沼虾苗3万尾和规格为500g草鱼10尾。2号养殖池作为试验塘，1号养殖池和3号养殖池作为对照塘，2018年6月22日分别投入规格为500g草鱼1000尾，每天早上8:00和下午5:00各投喂一次，做到定时、定质、定量、定点三定原则。

水样采集和处理方法执行《水质和废水监测分析方法》，氨氮和亚硝酸盐用HACH DR-3900测定。试验数据用SPSS22.0软件统计，用单因子方差分析和Duncan's进行多重比较和差异显著性检验。

（二）生态塘对氨氮和亚硝酸盐去除作用

试验运行期间，养殖池塘和生态塘都没有发病情况，轮叶黑藻也生长正常。2018年9月11日从2号鱼塘抽取深度为50cm的养殖水体到生态塘，打开纳米微孔增氧。有研究表明，与传统的表面增氧设备相比，纳米微孔增氧从底部对池塘进行立体增氧的效果，增大了气液的接触面积和反应时间，提高了氧气利用率，节约60%～80%的电力消耗。研究表明，底层曝气保证了水体中足量的溶氧，加速了水体底部的氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质的氧化，降低了对水生生物的毒副作用，利于水生植物生长，改善了养殖环境。关闭4号检测井开关，防止水体流动到其他养殖鱼塘。9月11日测得氨氮的质量浓度为0.557mg/L，亚硝酸盐的质量浓度为0.345mg/L。由表1数据分析可知，生态塘对养殖池塘水体中的氨氮（NH3-N）每日平均去除率达到40.9%，去除率差异显著（P<0.05），亚硝酸盐（NO2-N）每日平均去除率达到36.2%，差异显著（P<0.05），经过处理的养殖水质的氨氮和亚硝态盐始终维持在1.89mg/L和0.2mg/L以下，符合淡水池塘养殖用水标准，达到去除氨氮和亚硝态盐作用。

（三）养殖池塘的水质净化作用

从2018年8月14日开始监测养殖池塘1号、2号和3号的氨氮和亚硝态盐质量浓度。每隔一周检测一次数据，连续测定9周，数据如图2和图3所示。由图2可知，1号养殖池和3号养殖池的氨氮质量浓度随着时间推移一直都在递增，没有下降趋势，最后造成养殖水质污染。2号养殖池在8月14日至9月11日氨氮质量浓度也是在递增的，在9月18日检测氨氮有明显的降低，这是因为在9月11日抽取50cm水体到生态塘处理，处理3天后，9月14日水体自流到2号养殖池，所以氨氮质量浓度降低了。9月25日到10月9日，氨氮也是一直都在递减，没有上升的趋势，由此可知，生态塘处理后的养殖水体对养殖鱼塘氨氮质量浓度有去除作用，同理如图3所知，亚硝酸盐质量浓度变化情况也是如此。可知，2号养殖池的氨氮和亚硝酸盐的都有明显降低，符合淡水池塘养殖用水标准，达到净化养殖水质的效果。

三、小结

生态塘+养殖池溏组合养殖是一种新的养殖模式，是改变传统养殖模式，提高养殖效益的一种方法。与其它养殖水质处理不同的是，本次试验的生态塘是可以用于养殖经济价格高的品种，像虾、贝类和蟹等。本试验还利用了沉水植物轮叶黑藻，轮叶黑藻可以为虾和蟹类提供生长空间和植物蛋白饲料，具有健康、生态的养殖特点。但是本试验还在完善阶段，更多的设计方案还要进一步改进，最后，希望本次试验能为水产业兴旺，减少养殖污水排放和保护水环境提供新思路。

表1 生态塘氨氮和亚硝酸盐每日去除率

图2 养殖池塘氨氮的质量浓度变化情况

图3 养殖池塘亚硝酸盐的质量浓度变化情况