随着社会的进步和人们生活水平的提高，传统的养殖方式已不能满足人们对水产品的需求，并且这种方式打破了养殖与生态环境的平衡。而工厂化循环水养殖模式（Recirculating Aquaculture System， RAS）优势明显，能够减小占地面积、节约水资源、减少废水的排放，具有广阔的发展前景。循环水养殖模式的核心是满足养殖对水质与水量的特殊要求，因此，水处理工艺是实现工厂化循环水养殖模式的重要影响因素。而循环水处理系统作为工厂化水产养殖的核心，其发展决定着工厂化水产养殖的发展水平。

一、工厂化循环水养殖模式概述

工厂化循环水养殖模式是指在相对封闭的空间内，利用过滤、曝气、生物净化等物理、化学、生物手段，迅速去除养殖对象的代谢产物和饵料残渣，使水质得以净化，并在少量添加水的前提下（一般水的重复利用率在90%以上）利用流水进行科学管理、高密度水产养殖的一种技术。该模式于20世纪60年代开始实施，最具代表性的工艺有鳗鱼生产工艺、组装式多级净水养鱼系统，具有快速降解污染物、实时监控养殖环境及运行稳定等优势。我国工厂化循环水产养殖始于1998年江苏省海洋水产研究所建立的海水循环式养殖系统。

二、工厂化循环水养殖模式水处理技术

 水产养殖循环水体中的主要污染物有未被摄食的残余饵料、养殖动物的排泄物和分泌物及化学药剂等，其主要表现形式为悬浮固体、化学需氧量、氨氮、亚硝酸盐氮、细菌及病毒等。因此，水产养殖循环水处理的主要任务是去除悬浮固体和脱氮。悬浮固体以物理去除为主，包括沉淀、物理吸附、过滤等，也可采用混凝等物理化学方法，有时也可采用膜处理作为终端处理工艺。常用的生物脱氮技术有活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物转筒、生物接触氧化设备、固定化微生物方法和生物流化床等。

三、几种典型的水产养殖循环水处理组合工艺

01. 生物滤池-紫外消毒工艺

生物滤池-紫外消毒工艺的核心单元是生物滤池与紫外消毒池。微滤机用以去除饵料残渣和水产动物排泄物等固体污染物，蛋白质分离器能够利用气泡去除水中疏水性微小悬浮物质。当水流通过生物滤池时，附着在滤料上的微生物能够降解水中有机物，从而降低化学需氧量。生物滤池中的微生物既有硝化细菌，也有反硝化细菌，因而在生物滤池中能够同时进行硝化和反硝化，实现生物脱氮。再经过紫外消毒池时，进一步杀死水体中的致病细菌等微生物，使出水水质达到养殖要求。该工艺流程图如图1所示。

 02. 电化学-生物膜工艺

电解-生物膜工艺的核心单元是电解池与生物膜池，通过电解供氧供氢，在生物膜池中充分发挥表面载体（微生物和原生动物、后生动物）的作用，使污水中的有机物和氧气逐层扩散其中，而后被微生物降解利用。该工艺的优点是抗冲击负荷强，无污泥膨胀等问题。该工艺流程图如图2所示。

03. O₃-BAC 工艺

O₃-BAC 工艺流程的核心是臭氧与生物活性炭联用。一级沉淀池作为预处理单元降低后续单元的负荷，用以去除大颗粒的饵料残渣及水体中动物排泄物。臭氧反应塔主要将大分子的有机物氧化成小分子的有机物，有利于生物活性炭滤池中活性炭更好地进行吸附，便于微生物降解。沙滤池用以祛除臭氧氧化部分有机物的氧化产物、饵料残渣等悬浮固体物质，还能够使臭氧反应塔中的臭氧充分分解，起到延迟缓冲作用，防止臭氧进入生物活性炭滤池杀死有益细菌。生物活性炭滤池是该工艺生物脱氮的主要单元，附着在活性炭上的生物膜中，既有硝化细菌，也有反硝化细菌，在进水端以硝化细菌为主，在出水端以反硝化细菌为主。硝化细菌将饵料残渣、排泄物中的氨氮转化为亚硝酸盐氮，进而转化为硝酸盐氮。反硝化细菌将硝酸盐氮转化为氮气。生物活性炭滤池还能够降低化学需氧量，其中的活性炭也能够吸附、截留臭氧氧化产物等小分子有机物。该工艺流程图如图3所示。

四、总结与展望

为保证水产养殖动物的正常生长，水产养殖循环水处理的主要去除对象是饵料残渣、悬浮固体和氮。水产养殖循环水中化学需氧量、氮、磷的含量与生活污水相比浓度较低，因而系统中的微生物在运行过程中抗冲击能力相对较弱。但水产养殖循环水水质也较为稳定，因而处理系统能够长期稳定运行。水产养殖循环水的控制指标除悬浮固体、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮之外，pH值、溶解氧也是重要的控制指标，需要对水产养殖循环水的水质进行实时监测和调整。已研发出针对水产养殖水pH值的自动调控系统，但国内对于其他水质指标的自动调控系统尚未见报道。随着水处理技术的发展和大数据时代的到来，水产养殖循环水处理技术将会不断得到完善，实现经济与环境的动态平衡。

实际工程案例：

转载公众号@污水处理工作室