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文檔簡介
1、ICS 97.130.20J 73 團體標準T/SSF 0003-2020海水工廠化養殖尾水處理技術規范Specification for the treatment of tail water of industrialized seawater aquaculture facilities20220000發布20220000實施山東水產學會 發布 前言本文件按照GB/T 1.1-2020標準化工作導則 第1部分:標準化文件的結構和起草規則的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由山東水產學會提出并歸口。本文件起草單位:魯東大學、萊州市海洋
2、發展和漁業服務中心、海陽市海洋與漁業綜合服務中心、煙臺市海洋環境監測預報中心、煙臺市海洋經濟研究院、煙臺經濟技術開發區大季家街道辦事處農業綜合服務中心。本文件主要起草人:喬洪金、張國光、鄭亮、遲守峰、劉棟、高彥潔、柯可、張建柏、褚洪永、周廣軍、呂振波、王磊、楊金龍、宋明毅、王東亮、肖斐。海水工廠化養殖尾水處理技術規范1 范圍本文件給出了海水工廠化養殖尾水處理的術語定義,并規定了排放要求、基本處理要求和分類處理的具體方法等。本文件適用于山東省海水工廠化養殖尾水處理。2 規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本
3、文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。CJJ/T 54 污水自然處理工程技術規程HJ 2005 人工濕地污水處理工程技術規范HJ 2014 生物濾池法污水處理工程技術規范SC/T 6093 工廠化循環水養殖車間設計規范SC/T 9103 海水養殖水排放要求DB37/T 2769 海水魚循環水養殖技術規范3 術語及定義下列術語和定義適用于本文件。3.1海水工廠化養殖 industrial marine aquaculture利用機械、生物、化學和自動化控制等技術裝備車間,通過人工控制養殖水體的溫度、鹽度、光照、溶解氧、流(換)水量、餌料等因素進行的海水養殖活動,簡
4、稱工廠化養殖。3.2海水養殖尾水 mariculture tail water由海水養殖活動產生直接或間接排出養殖系統的養殖水,簡稱尾水。4 排放要求參照SC/T 9103的規定執行。5 基本要求5.1 固體廢棄物處置要求5.1.1 殘餌糞便收集養殖車間宜具備殘餌糞便收集裝置(微濾機或弧形篩等設施設備)或養殖系統具備獨立的殘餌糞便排出管道,養殖產生的殘餌糞便宜單獨收集處置;未裝備殘餌糞便收集系統的,宜由尾水池或尾水處理池沉淀殘餌糞便。5.1.2 淤泥和死亡動物處理養殖池和沉淀池清除的淤泥宜經曝曬后進行安全處置。死亡動物應進行無害化處理。5.2 尾水池或尾水處理池塘要求宜根據養殖池面積、尾水污染
5、物水平和養殖期間換水量等建設尾水池或尾水處理池塘,采用沉淀、曝氣、顆粒過濾、微生物處理或多營養層次混養等設備和技術。6 分類處理方法及技術要求6.1 一般工藝流程海水工廠化養殖尾水依次經沉淀、過濾、曝氣和生物處理后排放,工藝流程見圖1。圖1 海水工廠化養殖尾水處理工藝流程圖6.2 海水工廠化流水養殖6.2.1 養殖車間外無可利用的尾水處理池塘養殖車間外無可利用的尾水處理池塘時,宜按以下方式之一進行尾水處理:改造為循環水養殖,按照SC/T 6093和DB37/T 2769要求增加相應尾水處理設施設備,直至尾水達標。在車間內部或外部建造沉淀池、過濾池和生物處理池,在養殖池排水口安裝殘餌糞便收集裝置
6、,工藝流程由殘餌糞便收集裝置(固液分離器)、沉淀池、過濾池(壩)和生物濾池串聯而成,適用于在工廠化養殖車間內部或外部有預留場地的情形,工藝流程如圖2。圖2 養殖尾水處理工藝示意圖主要設施設備宜按照以下方式建造:殘餌糞便收集裝置(固液分離器):安裝在養殖池排水口處,依靠水流壓力自動過濾殘餌糞便。沉淀池:凈深宜為2m3m,根據養殖尾水的性質和特點參照附錄A的方法計算長寬,以透水空心磚墻或實心磚砌成的溢流堰與過濾池(壩)相隔,通過過濾沉淀降低排水的固形物負荷。過濾池(壩):體積占總養殖水體體積的2%左右。采用實心磚砌成池底和池壁,池中加砌一道實心磚墻,底部宜預留高10cm20cm、寬1m2m空洞。過
7、濾壩采用兩排空心磚結構搭建外部框架,間隔不小于2m,空心磚方向與水流方向保持一致。過濾池(壩)中間填充濾料(鵝卵石、牡蠣殼或陶瓷粒等),用以吸附水體中泥漿、臟物和有害微生物。宜建設2個,一用一備,具體形制如圖3。圖3 過濾池(壩)示意圖生物濾池:體積占總養殖水體體積的10%30%,掛載生物附著基,增加羅茨鼓風機、調氣閥、散氣石(曝氣盤)等充氣設施,氣水比宜20以上,充氣主管道為PVC管,入池支管為直徑5mm的軟質塑料管,沉石壓住入池管頭,散氣石(曝氣盤)裝在下垂池底支管的末端。宜建設2個,一用一備。其他事項按照HJ 2014執行。一體化污水處理設備:宜采用裝備膜生物反應器(MBR)等的一體化污
8、水處理設備,根據出水量選用相應規格的設備。6.2.2 養殖車間外有可利用的尾水處理池塘充分利用池塘的生態自修復能力。將工廠化養殖尾水導入池塘,采用不投餌養殖方式配置多營養級生物吸收利用尾水中的營養物質,主要分為以下三種情況分類升級改造:a) 養殖車間水體體積占尾水處理池塘水體體積的比例為5%以下。養殖尾水直接排入尾水處理池塘,利用池塘自凈能力進行處理,尾水處理池塘采用的模式有以微藻為主的好氧池(附錄B)、以菌藻為主的兼性氧化池(附錄C)、以大型藻類為主的綜合生態池(附錄D)或人工濕地(附錄E)4種,單獨或串聯使用。b) 養殖車間水體體積占尾水處理池塘水體體積的比例為5%30%。養殖尾水宜先沉淀
9、過濾后再排入池塘,在地面上或池塘內劃出相應區域建造沉淀池,對蝦養殖和海參育苗等懸浮物較多的養殖方式宜經多級沉淀后再排入池塘。具體流程如圖4和圖5所示,圖4和圖5中的主要設施宜按照以下方式建造:1) 生物濾膜:有地溝的養殖車間宜在地溝內掛載垂吊式生物濾膜,用于攔截殘餌糞便和吸收氮磷等污染物,以不擋水不影響生產為原則。2) 地面上沉淀池:為半地下池,池深宜不超過3m,長和寬參照附錄A計算,尾水停留時間30min60min,宜一用一備,采用水泥砂漿砌機磚,宜鋪設15cm厚鋼筋混凝土基礎,池底為漏斗狀淤泥區,內壁與池底五層防水做法。進水管宜設在距池底2m處,采用直徑為160mm200mm的PVC管,出
10、污泥管設在池底最低處,并加閥門或污泥泵,采用直徑不小于200mm的PVC管,定時排出淤泥。進水區和出水區均設溢流堰,以平緩水流防止產生紊流攪起沉淀。或使用一體化沉淀池設備,實現自動排污。及時清理淤泥,淤泥體積不宜超過沉淀池1/3,具體形制如圖6。圖4 養殖車間外有可利用的尾水處理池塘改造示意圖(養殖車間水體體積占尾水處理池塘水體體積的比例為5%30%,沉淀池位于地面上)圖5 養殖車間外有可利用的尾水處理池塘改造示意圖(養殖車間水體體積占尾水處理池塘水體體積的比例為5%30%,沉淀池位于池塘內)圖6 地面上沉淀池剖面結構示意圖3) 池塘內沉淀池:占池塘面積的30%40%,池底若滲漏嚴重,宜鋪設地
11、膜防滲,地膜上鋪設15cm20cm厚砂石保護層,以溢流堰與池塘其余部分隔開,及時清理淤泥,淤泥體積不宜超過沉淀池1/3。4) 生物處理池塘:主要實現模式有以菌藻為主的兼性氧化池(附錄C)和以大型藻類為主的綜合生態池(附錄D)兩種,單獨或串聯使用。c) 養殖車間水體體積占尾水處理池塘水體體積的比例為30%以上,尾水處理能力較弱,宜增加曝氣池充分氧化,養殖尾水經多級沉淀過濾后再排入池塘,在地面上或池塘內劃出相應區域建造沉淀池,具體流程如圖7和圖8。圖7 養殖車間外有可利用的尾水處理池塘改造示意圖(養殖車間水體體積占尾水處理池塘水體體積的比例為30%以上,沉淀池位于地面上)圖8 養殖車間外有可利用的
12、尾水處理池塘改造示意圖(養殖車間水體體積占尾水處理池塘水體體積的比例為30%以上,沉淀池位于池塘內)生物濾膜、地面上沉淀池、池塘內沉淀池等按6.2.2 b)的方式建造,其它主要設施宜按照以下方式建造:過濾壩:在沉淀池和曝氣池之間建設過濾壩。過濾壩采用兩排空心磚結構搭建外部框架,間隔不小于2m,空心磚方向與水流方向保持一致。中間填充濾料(鵝卵石、牡蠣殼或陶瓷粒等),用以吸附水體中泥漿、臟物和有害微生物等。曝氣池:鋪設曝氣盤或微孔曝氣管以羅茨鼓風機進行曝氣,以溢流堰與池塘其余部分相隔,若底泥較厚,宜鋪設地膜作為隔絕層防止底泥污染物的釋放。曝氣池約占水處理系統面積的10%。生物處理池塘:采用以大型藻
13、類為主的綜合生態池(附錄D)。6.3 海水工廠化循環水養殖養殖尾水宜按照SC/T 6093和DB37/T 2769要求增設相應設施設備達到4排放標準,必要時應按照6.1流水養殖方式繼續升級改造。7T/SSF 0003-2020附 錄 A (資料性)沉淀池長和寬的計算方法沉淀池的長和寬分別用式A.1和A.2計算:L=3.6VT (A.1)式中:L池長(m);V平均水平流速(mm/s),宜不大于8mm/s;T停留時間(h),宜不大于1h。B=Q/(3.6VH) (A.2)式中:B池寬(m);Q廢水設計流量(m3/h);V平均水平流速(mm/s);H池內有效水深(m),宜不大于3m。附 錄 B (資
14、料性)好氧池常用設計參數與計算方法B.1 處理生物以微藻為主,有效水深宜0.7m1.5m,進水宜近似滿足BOD5:N:P=100:5:1,池內坡度為1:21:3;池外坡度為1:21:5,堤頂高出地面不少于0.4m,內側以水泥氈子護坡或漿砌石筑坡;進水口宜采用多孔進水或橫管布水器,保證池的橫斷面上配水均勻。池塘進行防滲處理,若池底滲漏嚴重宜鋪設地膜防滲,地膜上鋪設15cm20cm厚砂石保護層,池底設1%2%排水坡度向排水口傾斜。根據條件底播海參(不超過5頭/m2)或養殖蜾蠃蜚、藻鉤蝦等活餌料供應養殖生物育苗。其他事項按照CJJT 54執行。好氧池處理海水養殖廢水常用的設計參數如下: BOD5表面
15、負荷率:0.0006 kg/(m2 d)0.008kg/(m2 d); 水力停留時間:5d20d;有效水深:0.7m1.5m;BOD5去除率:60%80%; 藻類濃度:5mg/L10mg/LB.2 好氧池水面面積用式B.1、B.2和B.3計算 :A=QSN . (B.1)式中:A好氧池水面面積 (m2);Q廢水設計流量 (m3/d);S原廢水BOD5濃度 (kg/m3);NBOD5表面負荷率 kg/( m2 d ) B.3 好氧池的水體容積和水力停留時間分別用下式計算:V= AH (B.2) t= VQ (B.3) 式中:V氧化池有效水體容積(m3); A好氧池水面面積 (m2);H氧化池有效
16、水深 (m);t水力停留時間 (d);Q廢水設計流量 (m3/d)。將計算求得的水力停留時間與給出的設計參數相比較,若計算值不在設計參數之內,宜重新選擇表面負荷率進行計算,直到水力停留時間在設計參數之內為止2T/SSF 0003-2020附 錄 C (資料性)兼性氧化池常用設計參數與計算方法C.1 兼性氧化池常用設計參數處理生物以菌藻為主,有效水深宜1m2m,塘內坡度為1:21:3;塘外坡度為1:21:5,堤頂高出地面不少于0.4m,內側以水泥氈子護坡或漿砌石筑坡;進水口宜采用多孔進水或橫管布水器,保證塘的橫斷面上配水均勻。池塘進行防滲處理,若池底滲漏嚴重宜鋪設地膜防滲,地膜上鋪設15cm20
17、cm厚砂石保護層,池底設1%2%排水坡度向排水口傾斜。根據條件底播海參(不超過5頭/m2)或養殖蜾蠃蜚、藻鉤蝦等活餌料供應南美白對蝦育苗。養殖負荷高時宜投放光合細菌、芽孢桿菌菌液和單胞藻等。其他事項按照CJJT 54-2017執行。兼性氧化池處理海水養殖廢水常用的設計參數如下: BOD5表面負荷率:0.003kg/(m2 d)0.010kg/(m2 d); 有效水深:1.5m2.5m;污泥層厚度:0.2m0.6m; 水力停留時間:10d180d。因表面負荷率和水力停留時間與地區氣溫有關,在北方地區設計參數宜取低值。平均氣溫在816,表面負荷率50kg/(104m2d)70kg/(104m2d)
18、,水力停留時間取15d20d;平均氣溫8,表面負荷率取30 kg/(104m2d)50 kg/(104m2d),水力停留時間取20d30d。C.2 兼性氧化池常用參數計算方法兼性氧化池的設計計算主要根據經驗數據確定的設計參數,計算確定水面面積、有效水體容積和水力停留時間。兼性氧化池的水面面積、有效容積及水力停留時間分別用式C.1、C.2和C.3計算:A=10 QLI (C.1) V=AH (C.2) t= VQ (C.3)式中:A兼性氧化池水面面積 (m2);Q廢水設計流量 (m3/d);L進池水BOD5濃度 (mg/L);I進池水BOD5表面負荷率 kg/(104 m2 d ) V兼性氧化池
19、有效水體容積 (m3); H兼性氧化池有效水深 (m);t水力停留時間 (d)將計算求得的水力停留時間與給出的設計參數相比較,若計算值不在設計參數之內,宜重新選擇表面負荷率進行計算,直到水力停留時間在設計參數之內為止附 錄 D (資料性)綜合生態池常用設計參數 以大型藻類為主,有效水深不小于1.5m,池堤設計為土質(水泥氈子護坡)或漿砌石結構,漿砌石結構塘內坡度為1:0.81:1.0,塘外坡度為1:21:5。池底若滲漏嚴重,宜鋪設地膜防滲,地膜上鋪設15cm20cm厚砂石保護層,池底設1%2%排水坡度向排水口傾斜。主要養殖江蘺、石莼或馬尾藻(1500kg/hm23000kg/hm2),增設以海
20、蓬子和鹽角草等耐海水陸生植物為主的生態浮床(占池塘面積15%30%),吊養牡蠣、扇貝和貽貝等貝類(約10頭/m2),根據條件底播海參(不超過5頭/m2),適量養殖梭魚等動物品種,養殖負荷高時宜投放海洋光合細菌、芽孢桿菌菌液和單胞藻等;藻類生長過于茂盛適當投放蜾蠃蜚、藻鉤蝦(不適用于海參養殖池塘)進行治理。其他事項按照CJJ/T 54執行。附 錄 E (資料性)人工濕地常用設計參數_人工濕地作為養殖尾水處理的終極池,池水不再外排,池水用于循環水養殖及其他綜合利用,其結構主要由進水區、配水區和洼地池組成,面積宜不小于2hm2,深度不超過2m。進水區采用管或渠無壓流輸水,采用淹沒式進水,進水口采用多
21、孔進水或橫管布水器,使水流均勻進入濕地;配水區底部采用粒徑60mm100mm的碎石鋪設;洼地池是具有長寬比和底面坡度的土質淺水池,是尾水處理的終極池,由下向上分別鋪設直徑60mm100mm碎石、直徑5mm60mm卵石和粗砂,總厚度500mm700mm,底面坡度1%8%,坡面向洼地中央傾斜,視情況移植堿蓬、檉柳和蘆葦等耐鹽堿植物,池底允許適量滲漏,若池底土質透水性很強,宜采用黏土或地膜防滲。其他事項按照HJ 2005執行。參考文獻1 陳軍,徐皓,倪琦,等.我國工廠化循環水養殖發展研究報告J.漁業現代化,2009,36(4):1-72 馬紹賽,曲克明,朱建新.海水工程化循環水工程化技術與高效養殖M
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24、效凈化技術研究D. 中國海洋大學, 200715 王賢豐. 生物膜處理系統在對蝦養殖排放水處理中應用的研究D. 中國海洋大學, 201516 胡海燕. 水產養殖廢水氨氮處理研究D. 中國海洋大學, 200717 DB46/T 475-2019 水產養殖尾水排放要求海水工廠化養殖尾水處理技術規范編制說明一、項目背景,包括產業現狀、立項背景及必要性等近年來,隨著我國沿海養殖模式的轉型升級,海水工廠化養殖發展迅速,沿海岸線分布的養殖場呈現集中連片式分布,導致養殖尾水高度匯集、點源式排放,尾水中未經處理的殘餌糞便等懸浮物、有機物、氮磷營養鹽等直接排放到自然海域,加劇了局部海區的富營養化程度,制約了海水
25、工廠化養殖產的綠色可持續發展。2018年11月,生態環境部等3部委聯合印發了渤海綜合治理攻堅戰行動計劃(環海洋2018158號),要求環渤海省市研究制訂地方海水養殖污染控制方案,推進沿海縣(市、區)海水池塘和工廠化養殖升級改造。2019年1月11日,農業農村部等10部委印發的關于加快推進水產養殖業綠色發展的若干意見(農漁發20191號)提出:到2022年,水產養殖主產區實現尾水達標排放;到2035年,養殖尾水全面達標排放。為響應國家“生態文明建設”和我省“新舊動能轉換”的發展需求,促進海水工廠化養殖的綠色可持續發展,實現海水養殖尾水的達標排放,在改變生產方式的同時,研究并制定海水工廠化養殖環保
26、升級改造技術標準勢在必行。以色列和泰國等國家早在20世紀80年代便開始頒布相關法律強制養殖企業必須將養殖污水經過一定的處理后才能排放入海。美國采用Better Management Practices (BMPs)對養殖尾水進行資源化利用和管理。挪威和澳大利亞則通過排污許可證制度和排放總量評估等對水產養殖尾水排放進行約束。日本于2019年頒布了水產養殖管理標準對養殖尾水進行管控。而我國也對水產養殖尾水排放進行了管控,農業農村部2007年發布了海水養殖水排放要求(SC/T 9103-2007),但此標準僅是行業推薦標準,在實際操作中未嚴格執行。隨著國家生態文明建設的穩步推進,海水養殖污染必將納入
27、規范化管理,因此引導推廣養殖尾水規范化治理模式勢在必行。山東省海水養殖業近年來取得了持續、快速、健康發展,已成為農業和農村經濟發展的重要引擎,是農民致富發展的重要方式之一。海水養殖總產值約占全省漁業經濟總產值的20%。根據中國漁業統計年鑒,2015年-2020年,全省海水養殖產品產量約占養殖總產量的77%84%,海水養殖面積占養殖總面積的66%78%。2020 年,全省海水養殖面積約為58.04 萬公頃,海水養殖產品總量約為514.14 萬噸,全省海水養殖總產值為931.76 億元,位于全國海水養殖產值第一位,約占全國海水養殖總產值的24.29%,占全省漁業經濟總產值的22.47%。全省筏式、
28、底播和吊籠養殖產量最大,分別為189.18、171.19 和105.76 萬噸,約占全省海水養殖總產量的90.66%。表1 2015年-2020年山東省海水養殖產量統計表(分養殖方式)表2 2015年-2020年山東省海水養殖面積統計表(分養殖方式)表3 2015年-2020年山東省海水養殖產量統計表(分品種)根據2020 年山東省漁業統計年鑒,威海和煙臺兩市的海水養殖產量最大,分別占全省總量的35.67%和25.24%;青島、煙臺、威海養殖方式較豐富,東營和濱州主要以池塘、底播和工廠化養殖為主。從養殖產量分析,威海池塘、普通網箱和筏式養殖產量最大,分別占全省池塘、普通網箱和筏式養殖產品總量的
29、34.35%、78.56%和58.99%,煙臺吊籠養殖產量最大,占全省吊籠養殖產品總量的76.66%,青島深水網箱、底播和工廠化養殖產量最大,分別占全省深水網箱、底播和工廠化養殖產品總量的63.42%、29.89%和22.51%。從養殖面積分析,濱州池塘養殖面積最大,占全省池塘養殖總面積的34.16%,煙臺普通網箱、吊籠和底播養殖面積最大,占全省普通網箱、吊籠和底播養殖總面積的44.96%、92.31%和26.59%,青島深水網箱養殖面積最大,占全省深水網箱養殖總面積的43.41%,威海筏式養殖面積最大,占全省筏式養殖總面積的31.61%,日照工廠化養殖面積最大,占全省工廠化養殖總面積的28.
30、81%。表4 2019 年山東省各地區海水養殖產量統計表表5 2019 年山東省各地區海水養殖面積統計表山東省海水養殖主要品種主要包括魚類、甲殼類、貝類、藻類、海參等,根據山東省海水養殖情況,貝類養殖產量和養殖面積最大,分別占全省總產量和總面積的78.91%和62.67%。根據養殖產量分析,青島魚類養殖產量最大,占全省魚類產品總量的38.39%,濱州甲殼類養殖產量最大,占全省甲殼類產品總量的45.29%,威海貝類和藻類養殖產量最大,分別占全省貝類和藻類產品總量的28.30%和87.94%。根據養殖面積分析,濱州魚類和甲殼類養殖面積最大,分別占全省魚類和甲殼類養殖總面積的64.84%和57.49
31、%,煙臺貝類養殖面積最大,占全省貝類養殖總面積的37.59%,威海藻類養殖面積最大,占全省藻類養殖總面積的68.72%。表6 2019 年山東省各海水養殖品種產量統計表表7 2019 年山東省各品種海水養殖面積統計表山東省工廠化養殖生產流程及排放特征:山東省工廠化養殖以魚類(大菱鲆等)、蝦蟹(南美白對蝦、日本對蝦等)、貝類、海參育苗及魚類(大菱鲆等)、蝦蟹(南美白對蝦、日本對蝦等)養殖為主。育苗周期一般為36 個月,大菱鲆養殖周期為1 年,對蝦養殖周期為23個月(9、10 月次年4 月,養殖23 茬)。(1)育苗階段:對蝦育苗前期主要以鹵蟲為食,后期投加配合飼料,育苗期間會有少量換排水行為,每
32、次換水量為池水體積的1020%。海參育苗主要以搭配一定比例飼料的海泥為食,育苗期間(倒池外)會有少量換排水行為,每次換水量為池水體積的1020%,倒池時會對整個養殖池進行換排水。大菱鲆育苗期間會有少量換排水行為,換水量隨苗種體積的增長逐漸增加。(2)養殖階段:對蝦養殖主要投喂配合飼料,隨著個體的增大,投喂量逐步增加,養殖期間會有少量換排水行為,每次換水量為池水體積的1020%。大菱鲆養殖主要投喂配合飼料和體積較小的鮮魚,隨著個體的增大,鮮魚的投喂量逐步增加,養殖期間一直進行換排水,尾水水質較好。(3)捕撈上市后,會有陸續排水,此時會大量輸出氮磷以及懸浮物、化學需氧量。工廠化養殖尾水排放主要集中
33、在清池、倒池、收獲及其它特殊需要換水的情況,主要污染物包括化學需氧量、氮、磷、懸浮物等。目前,山東省僅有個別工廠化養殖企業配備尾水處理設施,養殖尾水經過處理后排放,絕大多數養殖企業或養殖戶,養殖尾水仍然是不經處理直接排放。養殖尾水排放環境影響分析:海水養殖尾水中污染物主要來自養殖過程中的投入品(飼料、漁藥等)、排泄物和生物殘骸等,其污染指標主要有pH、懸浮物、化學需氧量、無機氮、活性磷酸鹽、總磷、總氮等。pH 是水體中氫離子活度的度量,海水pH 值是各種溶解的化合物所達到的酸-堿平衡值。海水中的碳酸鹽體系對pH起著主要調節作用,引起水域pH 變化的重要因素是浮游植物的光合作用、排泄物和生物殘骸
34、等的分解。光合作用盛行時,吸收二氧化碳,放出氧氣,pH 隨之升高;當有機質分解時,消耗氧氣,放出二氧化碳,pH 值降低。當pH<5 時,水體呈酸性,會造成魚類的酸中毒,造成蛋白變性使組織器官失去功能而造成魚類死亡。而當pH>9 時,水體呈堿性,對魚有強烈的腐蝕性,使魚體及魚鰓損傷嚴重,同時,由于刺激性使鰓粘液大量分泌并凝結于鰓部,使魚呼吸困難窒息,魚體表面粘膜被溶解,使魚失去控制水分滲透壓的能力而死。海水的pH 值一般大于7,呈弱堿性。海水pH 值隨季節的變化而不同。夏季時,由于增溫和強烈的光合作用,使上層海水中二氧化碳含量和氫離子濃度下降,pH 值上升,堿性增強;冬季時相反。懸浮
35、物質是指懸浮于水中,不能通過0.45 微米濾膜且易沉降的細小有機或無機顆料物質,是衡量水污染程度的重要指標之一。海水中懸浮物質對光的散射與阻擋影響水色和透明度,從而降低浮游植物的光合作用,影響水生生物的呼吸和代謝,嚴重時會造成魚、蝦、蟹窒息死亡。養殖經過一個養殖周期后,由于飼料的投入,養殖生物的活動(游動、攝食、排泄等),氣象條件(刮風、下雨等)等各種因素的作用,養殖水體中的懸浮物質會有所增加,因此必須對此要有一定的限制,如果含大量懸浮物質的養殖尾水排入水體,勢必對受納水體的生態環境產生影響。可以通過設置沉淀池并在沉淀池中放養濾食性生物等來達到降解懸浮物的目的。化學需氧量是判斷水域中有機物含量
36、的重要指標,水體中有機物含量的高低,直接影響生物的生長。影響水體中化學需氧量的主要原因是水中含有大量還原性無機物和可被氧化的有機物,所以以化學需氧量作為水體受還原性有機、無機物污染程度的綜合指標。養殖尾水中這些污染物主要來自養殖過程中未被養殖生物利用的飼料分解、養殖生物的排泄物以及各種微生物的分解所產生的各種還原性無機物和有機物。無機氮是海洋生物繁殖、生長所必需的營養物質,與海洋初級生產力有著密切的關系,當含量低于或高于一定比例時,都會抑制生物的生長繁殖,甚至中毒死亡。正常情況下,海水中的硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮和氨氮等“三氮”含量不會對海洋生物產生危害,然而,由于人類活動導致海水中氮含量急劇增加
37、,現已成為近岸海域水質超標的主要因子。活性磷酸鹽是指能被海洋植物利用的無機H3PO4-P、H2PO4-P、HPO4-P 和PO4-P 的總和,是海洋中主要營養鹽類,是浮游植物繁殖和生長必不可少的營養要素之一。海水中磷的含量太低將抑制浮游植物的正常生長,從而妨礙海洋生產力的發展;含量過高會導致某些藻類生長旺盛,個體數量突發增殖,破壞生態結構。近年來的研究表明,浮游植物過量繁殖與磷酸鹽含量之間存在明顯的正相關關系。總氮是指水體中有機氮和無機氮(氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮)的總和,各種形式的氮在一定條件下可以相互轉化。常被用來表示水體受營養物質污染的程度。養殖尾水中氮的主要來源是投入品殘留,其次是水
38、生生物的排泄以及尸體腐爛,隨著養殖生產進程的推進,其濃度呈逐步增加趨勢。當水體中的氮含量過高時,對環境會產生不利影響,嚴重時會導致水體富營養化,產生水華(赤潮),破壞水體中原有的生態平衡。總磷是海水中以無機態和有機態存在的磷的總和,它們存在于溶液、腐殖質粒子或水生生物中,各種形式的磷在一定的條件下也可以相互轉化,是研究海洋生態環境及近岸海洋污染的一項重要的參數,是藻類生長需要的一種關鍵元素。養殖尾水中的總磷主要來源于飼料中的添加劑、飼料分解物及養殖生物的排泄產物,當水體中的磷含量過高時,也會對環境產生不利影響。項目組收集了2018-2020 年全省池塘和工廠化海水養殖尾水監測數據。根據數據統計
39、情況,梳理分析海水養殖尾水排放水平。pH平均值為7.83,6.59.0 占比為99.30%,7.08.5 占比為92.48%。懸浮物平均值為30.98 mg/L,80%小于48.50 mg/L,90%小于67.00 mg/L。化學需氧量平均值為3.58 mg/L,80%小于5.39 mg/L,90%小于7.27 mg/L。無機氮平均值為1.25 mg/L,80%小于1.54 mg/L,90%小于1.76 mg/L。活性磷酸鹽平均值為0.126 mg/L,80%小于0.116 mg/L,90%小于0.255 mg/L。總氮平均值為2.04 mg/L,80%小于3.01 mg/L,90%小于4.8
40、7 mg/L。總磷平均值為0.11 mg/L,80%小于0.17 mg/L,90%小于0.26 mg/L。山東省陸域海水養殖以工廠化和池塘養殖為主,其中工廠化養殖大部分又以流水養殖為主,個別龍頭企業進行了工廠化循環水養殖的嘗試。煙臺市是海水工廠化養殖大市,大部分以流水養殖為主,少部分循環水養殖,養殖品種多樣,養殖模式多變,極具地域特色。養殖尾水多數未經處理直接排放,易造成局部海域富營養化,引發赤潮等潛在生態災害,亟需根據煙臺是自身的地域特點對養殖尾水處理進行規范。標準編制團隊由煙臺市科研院所、漁業管理單位組成,熟悉煙臺市海水工廠化養殖的區域分布和地域特色,前期完成了山東省地方標準DB37/T
41、2769-2016海水魚循環水養殖技術規范的制訂,以此為基礎,在充分調研和實踐基礎上制訂了詳細的海水工廠化養殖尾水處理技術方案。二、工作簡況,包括任務來源、協作單位、主要工作過程、編寫組成員及其所做的主要工作等標準主持單位魯東大學在接到海水工廠化養殖尾水處理技術規范制定任務后,成立了編制小組。編制小組為了制定科學、合理、易操作的海水工廠化養殖尾水處理技術規范,收集了一些國內外相關標準、規程,查閱、分析了國內外養殖尾水處理的最新研究成果,并使標準內容符合實際情況,便于標準的推廣實施。2021年12月,按照GB/T 1.1-2020標準化工作導則 第1部分:標準化文件的結構和起草規則的規定對標準進
42、行了編寫,完成了本標準的征求意見稿。2022年5月,匯總反饋意見,并對標準文本進行了修改,完成了本標準的送審稿。標準編制團隊由主持單位魯東大學(喬洪金、呂振波、劉棟、高彥潔),協作單位萊州市海洋發展和漁業服務中心(張國光)、海陽市海洋與漁業綜合服務中心(鄭亮)、煙臺市海洋環境監測預報中心(遲守峰、楊金龍、王磊、肖斐、王東亮)、煙臺市海洋經濟研究院(張建柏、褚洪永、周廣軍、柯可)、煙臺經濟技術開發區大季家街道辦事處農業綜合服務中心(宋明毅)組成。標準主要起草人及所作工作如下:喬洪金:主持調查研究、標準內容設計、標準起草和修改。其他人員:參與調查研究、標準內容設計、標準起草和修改等全部工作。三、標
43、準編制原則和確定標準主要內容(如技術指標、參數、公式、性能要求、試驗方法、檢驗規則等)的論據(包括試驗、統計數據),修訂標準時,應當列出新、舊標準水平的對比(一)規范編制原則本文件制定的主要原則是要適合山東省的基本情況,具有可操作性,要能夠反映關于海水工廠化養殖尾水處理技術的最新科研成果和生產應用的實踐經驗,適宜于山東省海水工廠化養殖單位采用。(二)規范主要內容的確定1規范適用范圍的說明本文件給出了海水工廠化養殖尾水處理的術語定義,規定了排放要求、基本處理要求和分類處理的具體方法等。本文件適用于山東省海水工廠化養殖尾水處理。2方法原理編制小組在綜合國內外海水養殖尾水處理技術的最新研究成果以及參
44、考目前國內普遍采用的養殖尾水處理技術的基礎上,提出了海水工廠化養殖尾水分類處理的具體方法等。工廠化養殖尾水直接排入或經沉淀、過濾、凈化等方法處理后排入海域水體,執行SC/T 9103的規定。海水工廠化養殖尾水按照以下分類具體進行升級改造:(1)海水工廠化流水養殖,根據有無可利用的尾水處理池塘又可分為以下兩種情況:a.養殖車間外無可利用的尾水處理池塘:改造為循環水養殖,或在車間內部或外部建造沉淀池、過濾池和生物處理池,在養殖池排水口安裝殘餌糞便收集裝置,工藝流程由殘餌糞便收集裝置(固液分離器)、沉淀池、過濾池(壩)和生物濾池串聯而成,適用于在工廠化養殖車間內部或外部有預留場地的情形;b.養殖車間
45、外有可利用的尾水處理池塘,根據養殖車間水體體積占尾水處理池塘水體體積的比例又可細分為以下三種情況:養殖車間水體體積占尾水處理池塘水體體積的比例為5%以下;養殖車間水體體積占尾水處理池塘水體體積的比例為5%30%之間;養殖車間水體體積占尾水處理池塘水體體積的比例為30%以上。以上三種情況根據排水量和污染物含量,尾水排入池塘,采取沉淀池、過濾池和生物處理池三級處理模式,在生物處理池中利用微生物、藻類、貝類、蝦類和魚類等多營養層次協同作用,吸收各種污染物,實現達標排放。(2)海水工廠化循環水養殖:養殖尾水宜按照SC/T 6093和DB37/T 2769要求增設相應設施設備達到排放標準,必要時應按照流
46、水養殖方式繼續升級改造。3主要參數的確定3.1 海水工廠化養殖尾水排放現狀和排放要求的確定目前海水工廠化養殖主要分為循環水養殖和流水養殖,循環水養殖方式設施完善、水處理能力強、換水量少,基本可做到達標排放,少部分不達標的養殖車間可通過增加水處理設施設備,或排入養殖池塘繼續處理。而流水養殖是主流養殖方式,其中又可分為魚類、對蝦、海參和貝類育苗4種養殖方式,魚類養殖是長流水養殖,排水量大,水質較澄清,氮磷含量低;對蝦和海參養殖少部分采用長流水養殖,大部分采用間歇排水,換水量小,水質混濁,其中對蝦養殖氮磷含量高,海參養殖氮磷含量較低;貝類育苗采用間歇排水,以潑灑單胞藻為主,多使用底質改良劑,排水水質
47、較好,氮磷含量低,各種養殖方式的水質調查情況和尾水排放量見表1和表2。表1. 海水魚類、對蝦、海參和貝類養殖尾水水質情況表(mg/L;L最低值;H最高值)養殖模式pH懸浮物無機氮活性磷酸鹽COD鋅10-3銅10-3文獻報道海水魚循環水2.984.30對蝦流水58.125.74.5063.5牙鲆流水2.200.23大菱鲆流水0.590.163.8貝類流水1.300.42海參流水0.5800.008團隊檢測大菱鲆循環水7.5711.60.2190.0711.517.009.70大菱鲆流水L7.6510.60.4160.0634.694.842.86大菱鲆流水H7.7216.21.40.0804.9
48、03.514.08對蝦流水L7.6065.01.050.0931.247.3011.0對蝦流水H7.73313.21.570.02514.13.516.93海參流水L7.478.20.9650.0230.7213.062.57海參流水H7.83158.21.660.0514.963.816.52貝類流水7.948.80.8040.0124.733.9514.3表2. 海水魚類、對蝦、海參和貝類流水養殖尾水排放量情況表(m3/1000m3車間/d)單位海水魚對蝦海參貝類開發區安源150-340開發區宗哲300030030開發區海益2000海陽子江85-140140海陽海康200-260牟平參海1
49、40萊州散戶1480萊州散戶2960萊州散戶32000-3000現行排放標準為農業部推薦性行業標準SC/T 9103-2007(表3);目前山東省尚無專門針對海水養殖的強制性排放標準。表3. 海水養殖尾水排放指標(SC/T 9103-2007)序號項目一級標準二級標準1懸浮物,mg/L401002pH7.08.5,同時不超出該水域正常變動范圍的0.5單位6.59.03化學需氧量(CODMn),mg/L10204生化需氧量(BOD5),mg/L6105鋅,mg/L0.200.506銅,mg/L0.100.207無機氮(以N計),mg/L0.501.008活性磷酸鹽(以P計),mg/L0.050.
50、109硫化物(以S計),mg/L0.200.8010總余氯,mg/L0.100.20將表1和表3對比看,對蝦和海參養殖尾水懸浮物含量超標較多,按照二級標準最高超標3.13倍;魚類、貝類養殖尾水懸浮物不超標。除循環水養殖外,各種水產品養殖尾水無機氮含量均超出一級標準,最高值均超出二級標準。各種水產品養殖尾水活性磷酸鹽含量的最高值均超出一級標準,但均未超出二級標準。除對蝦養殖尾水COD超出一級標準外,其余水產品COD均不超標。pH、鋅、銅三個指標,各種水產品養殖尾水均不超標。然而,結合表1和表2來看,魚類流水養殖尾水排放量是其它品種的10倍左右,污染物累積效應明顯;對蝦和海參養殖尾水雖然排放量小,
51、但懸浮物等指標超標明顯,這三種養殖方式需要重點關注和提供相應的環保升級改造技術方案。根據以上分析,我們認為海水養殖尾水是一種輕度污染廢水,根據海水工廠化養殖現狀,按照國家和行業有關標準的規定,我們認為現階段海水工廠化養殖尾水排放的具體要求參照SC/T 9103的規定執行。3.2 海水工廠化養殖尾水處理的基本要求主要參考海南省地方標準DB46/T 475-2019水產養殖尾水排放要求,規定了固體廢棄物處置要求、尾水池或尾水處理池塘要求。3.3 海水工廠化養殖尾水分類處理方法及技術要求3.3.1 工廠化流水養殖水處理設施設備具體參數的確定(1)尾水處理的分類依據尾水池塘面積有限,而養殖車間排水特別
52、是魚類流水養殖尾水排放量大,池塘在一定時間內接收了大量廢水,需要停留一段時間進行處理后才能排出達標尾水,而處理時間又取決于尾水污染物含量。因此,尾水排放量和污染物濃度是制約尾水池塘處理效果的兩個最關鍵因素。然而,在實際操作中,污染物濃度處于動態變化過程中,受養殖品種、養殖密度、投餌情況等的影響,并且不具備條件的養殖單位難以及時量化,而排水量的指標容易掌握,利用排水量和養殖池塘的比例關系,可以粗略確定池塘處理養殖尾水的時間,從而便于水處理設施和流程的設計,因此本文件主要依據養殖車間尾水排放量占尾水處理池塘的比例確定主要的水處理工藝和設施設備。綜合文獻報道估算,海水養殖尾水處理池塘水力停留時間在7d以上可實現尾水的達標排放,據此測算,1000方水體的養殖車間排水量達到3000方/d(按照魚類流水養殖最高換水量測算),需要尾水處理池塘的體積是21000方,因此得出養殖車間水體體積占尾水處理池塘水體體積的比例約為5%,5%以下的可直接排入池塘進行處理,池塘經簡單多營養層次改造,實現養殖尾水的達標排放;5%以上至30%的均需經過沉淀過濾處理后方能排入池塘,并在池塘內增設生態浮床,吊養大型藻類、貝類,放養藻鉤蝦、蜾蠃蜚、梭魚等進
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