[发明专利]基于人工湿地的工厂化海水养殖外排水循环利用系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水产养殖外排水处理方法，尤其是涉及一种利用人工湿 地处理海水养殖外排水的系统与方法。

背景技术

近20年来，我国的水产养殖业得到迅猛发展。据统计，2006年我国水产养 殖产量已达3597万吨，占我国渔业总产量的68％，占世界水产品养殖总产量的 70％以上，是目前唯一养殖产量超过捕捞产量的国家。目前我国工厂化养殖水体 已达500万m²，预计今后还会有一个更大发展。因而，由于养殖规模不断扩大、 集约化程度加深，以及环境保护措施滞后而导致的养殖外排水排放，不仅导致 外部环境的破坏，还直接影响着养殖水体自身环境的安全。目前，海水养殖外 排水的处理方法很多。物理方法有沉淀、吸附、过滤、磁分离、泡沫分离、紫 外照射等；化学方法有絮凝、中和、络合、化学消毒等，生物方法有投加光和 细菌、植物滤器、活性污泥和生物膜。然而单一的物理、化学和生物方法或几 个方法的简单组合已不能满足高密度的工厂化养殖的需要，迫切需要一种集物 理、化学、生物于一体的综合的水处理方式。

人工湿地净化技术作为一个综合的处理手段目前已在废水处理领域显示出 良好的应用前景。人工湿地处理污水的理论研究始于1953年德国的MaxPlank 研究所。1972年，Seidel和Kichuth合作提出了根区理论，标志着人工湿地作 为一种新型的污水处理技术正式进入了水污染控制领域。此后，人工湿地净水 技术不断完善，并于20世纪80、90年代在欧洲、美国、加拿大、日本等地得 到了广泛的应用。目前，人工湿地技术应用更加广泛，据不完全统计，截止2006 年，欧洲建有一万多座人工湿地，北美有近两万座人工湿地，亚洲、澳洲、拉 丁美洲也有越来越多的人工湿地处理系统建成和投入使用(王世和，2007)。我 国人工湿地污水处理技术的研究始于“七五”期间。1990年国家环保总局华南 环保所在深圳建造的白泥坑人工湿地日处理污水3100m³，可以看作是首次真正 实践。尽管人工湿地净水技术研究在我国起步较晚，但发展迅速。目前，人工 湿地净水技术已在以下几个方面取得重要进展：(1)应用对象不断扩大。起初 人工湿地主要用于城市生活污水，后来逐渐应用纺织、造纸、食品、电镀、石 油化工等各种工业废水的二级处理以及特殊类型的废水，如垃圾渗滤液、暴雨 径流等。(2)设计规模不断扩大。美国David等(2002)在墨西哥湾沿岸建立 的对虾养殖废水人工湿地处理系统占地7.7ha，日处理废水13600m³。我国 的北京奥林匹克公园人工湿地占地6万m²，日处理能力3万m³。(3)净水效果 不断提高。Summerfelts等(1999)利用人工湿地对养殖水体总悬浮物的去除率 在96％，凯氏氮为82-93％。Liu等(2007)利用人工湿地净化重金属，Cd、Pb、 Zn的去除率均在90％以上。Molleda等(2008)的研究表明人工湿地对病原微 生物的去除率为97.0-100％。闻岳等(2007)利用水平潜流人工湿地处理污水中 的有机物，系统出水COD均小于30mg/L。

尽管，人工湿地技术为海水养殖外排水的处理提供了可能，但仍存在以下 有待解决的关键技术：(1)需建立针对耐盐的人工湿地处理系统，包括耐盐植 物和微生物的选择、培育。(2)需加强人工湿地脱氮除磷的效果，尤其是低浓 度下氮磷的深度处理问题。(3)人工湿地基质堵塞的预防和恢复对策。

因而，本发明是针对目前工厂化海水养殖外排水净水技术现状，并结合人 工湿地技术在应用中存在的问题而提出的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种净水效果好、投资与运行费用低、操作简单方 便，可实现经济效益、社会效益与生态效益统一的工厂化海水养殖外排水循环 利用系统与方法；基于人工湿地并通过技术发明、改造克服其耐盐能力弱、脱 氮除磷效果差、基质易堵塞等不足。