1. Prefacio
Con la mejora de la tecnología de acuicultura de agua de mar y la expansión de la demanda del mercado, la acuicultura de agua de mar de China se ha desarrollado rápidamente en los últimos 10 años.residuos químicos, y los vertidos biológicos ricos en nitrógeno, fósforo, materia orgánica,Las sustancias tóxicas contenidas en las aguas residuales de la acuicultura exacerbarán la eutrofización y la contaminación del agua de mar adyacente.La contaminación del agua, a su vez, restringe el desarrollo de la acuicultura.El tratamiento y el reciclaje de las aguas residuales de la acuicultura están recibiendo gradualmente atenciónEn los últimos años, académicos nacionales y extranjeros han llevado a cabo investigaciones aplicadas sobre física convencional, química,y tecnologías de tratamiento biológico para las características de las aguas residuales de acuicultura de las fábricas de agua de marEn la actualidad, se han obtenido numerosos resultados prácticos.Se reducen y reciclan el nitrógeno y el amoníaco (NH3-N) en las aguas residuales acuícolas.
2Tecnología de tratamiento físico de las aguas residuales de la acuicultura
Las técnicas de tratamiento físico convencionales incluyen principalmente filtración, neutralización, adsorción, precipitación, aireación y otros métodos de tratamiento.que son componentes importantes de los procesos de tratamiento de aguas residualesLa filtración mecánica, la tecnología de separación de espuma y la purificación del ozono son eficaces para la descarga y el reciclaje de aguas residuales industriales de acuicultura.
2.1 Filtración mecánica
Debido a que la mayor parte del resto de piensos y excrementos de las aguas residuales de la acuicultura existen en forma de partículas grandes en suspensión,La tecnología de filtración física es el método más rápido y económico para eliminarLos equipos de filtración comunes incluyen filtros mecánicos, filtros de presión, filtros de arena, etc. En ingeniería práctica, el filtro de arena es un tipo de filtro que se utiliza para filtrar la arena.Los filtros mecánicos (máquinas de microfiltración) se utilizan ampliamente y tienen buenos efectos de filtración.En Japón existe un tipo de filtro que absorbe el agua de la piscina con una bomba de agua y la rocía en un tanque filtrante a través de un tubo de rociado.El tanque de filtro contiene una capa de pequeñas partículas de zeolita y un filtro especialmente diseñado, y el agua filtrada fluye de nuevo al estanque de peces.
2.2 Tecnología de separación de espuma
La tecnología de separación de espuma se ha utilizado ampliamente en el tratamiento de aguas residuales industriales.No sólo puede eliminar las sustancias orgánicas como las proteínas antes de que se mineralicen en amoníacos y otras sustancias tóxicas, evitar la acumulación de sustancias tóxicas en las masas de agua, pero también proporcionar el oxígeno disuelto necesario a las masas de agua de la acuicultura,que desempeña un buen papel en el mantenimiento del entorno ecológico de los cuerpos de agua acuícolas.
2.3 Purificación del ozono
The intermediate substance hydroxyl radicals (· OH) decomposed by ozone in water have strong oxidizing properties and can decompose organic compounds that are difficult to decompose with general oxidantsPor lo tanto, el uso de ozono para tratar las aguas residuales no sólo puede eliminar rápidamente sustancias dañinas como bacterias, virus y amoníaco, sino también aumentar el oxígeno disuelto en el agua.logrando así el objetivo de purificar las aguas residuales de la acuiculturaEn la actualidad, el uso del ozono en el tratamiento del agua de mar es muy importante, ya que el ozono tiene un efecto significativo en la cría de peces y camarones.El 9% de las diversas bacterias en el agua de mar pueden ser eliminadas por el ozonoLa combinación de ozono y biofiltros produce un alto contenido de oxígeno disuelto en el efluente, que puede reutilizarse para aumentar la densidad de la acuicultura.
3Tratamiento electroquímico
The research results on the removal of dissolved nitrite and ammonia nitrogen in water by electrochemical method show that the time and energy consumption for complete removal of nitrite decrease with the increase of conductivityCuando la corriente de entrada máxima es de 2A, el consumo de energía es el más bajo, y el pH casi no tiene efecto sobre la corriente de entrada y la conductividad.es beneficioso para la eliminación de nitritosLa eliminación del amoníaco es menor que la del nitrito.
4Tecnología de procesamiento biológico
El tratamiento biológico de las aguas residuales de la acuicultura es una forma típica de estabilizar los contaminantes orgánicos, incluido el proceso de lodo activado y el proceso de biopelícula.
Utilizando principalmente la absorción y el metabolismo de los microorganismos para degradar la materia orgánica y los nutrientes en las masas de agua,Actualmente es la forma más económica y eficaz de tratar los contaminantes disueltosLos piensos y los excrementos liberados durante el proceso de cría están compuestos principalmente de carbohidratos, proteínas, grasas y otros elementos como carbono, nitrógeno y fósforo.que tienen una buena biodegradabilidadPor lo tanto, la tecnología de tratamiento biológico puede utilizarse eficazmente para tratar las aguas residuales de la acuicultura industrial,entre los cuales la eficacia de las cepas biológicas y su modo de crecimiento fijo son dos aspectos importantes que determinan el efecto del tratamiento.
4.1 Proceso de lodo activado
El sistema de tratamiento de lodos activados es una de las principales tecnologías en la tecnología de tratamiento biológico de aguas residuales.Se compone de microorganismos buenos y sus sustancias orgánicas e inorgánicas adsorbidas y adheridas, y tiene la capacidad de adsorber y descomponer contaminantes orgánicos en el agua, demostrando su actividad de oxidación bioquímica.El proceso tradicional de lodo activado se ha desarrollado en procesos de tratamiento de lodo activado intermitente en zanjas de oxidación (SBR) y métodos AB. Meske et al. estudiaron el tratamiento del agua reciclada de la acuicultura mediante el proceso de lodo activado y encontraron que el contenido de NH4+-N no podía cumplir con los requisitos para su reutilización.se ha utilizado un método de operación similar al SBR para el tratamiento aeróbico anaeróbico en los canales de drenaje acuícolas, y el efecto fue bueno. Nugul et al. utilizaron el método SBR para tratar las aguas residuales de acuicultura de agua de mar y exploraron el efecto de la salinidad.El efecto de desnitrificación fue bueno..
4.2 Método de biopelícula
El método de biofilm incluye principalmente biofiltros, tocadiscos biológicos, equipos de oxidación de contacto biológico y camas de fluidizado biológico.estas tecnologías se han aplicado en el ciclo cerrado de uso de aguas residuales acuícolasLa clave para tratar eficazmente las aguas residuales de la acuicultura industrial es seleccionar comunidades microbianas eficientes y de rápida proliferación que puedan prosperar y crecer en los ambientes de agua de mar.En la actualidad, la aplicación de bacterias fotosintéticas, bacterias Yulei y bacterias nitrificantes en el tratamiento de las aguas residuales de la acuicultura se ha estudiado principalmente tanto a nivel nacional como internacional [9].Debido a su alta densidad, fuerte actividad, y velocidad de reacción rápida, immobilized microorganisms have significant removal effects on ammonia nitrogen and certain difficult to biodegrade organic compounds compared to conventional microbial biofilm biological treatment technologies [10]Por lo tanto, se espera que esta tecnología se convierta en una importante tecnología de tratamiento bioquímico para el tratamiento de aguas residuales de acuicultura industrial.
4.2.1Filtro biológico
Los filtros biológicos utilizados en las instalaciones de piscicultura intensiva incluyen flujo horizontal, flujo ascendente y flujo descendente.Si no se puede formar una biopelícula en la superficie del material del filtroDesde el punto de vista microbiológico, la formación de biofilmes se refiere a la inoculación de células bacterianas,que permite que los microorganismos se adsorban en la superficie del material del filtroEl material de embalaje en el filtro biológico es el portador de organismos, incluidas principalmente piedras trituradas, guijarros, coque, escoria de carbón, panal de abejas de plástico,y diversos productos sintéticos artificialesEl filtro biológico puede utilizarse continuamente sin necesidad de reemplazar el material del filtro.y la estructura y la superficie de los materiales de embalaje deben ser propicias para el crecimiento de biofilmes y la captura de partículas orgánicas en suspensión. China y otros países utilizan el tanque de sedimentación → filtro biológico → tanque de sedimentación secundario → proceso de filtro biológico, en el que el relleno es fibra mixta,que pueden reutilizarse después del tratamiento de aguas de acuicultura intensiva a gran escala en estuarios. Sauthier et al. utilizaron estanque (aeración) → filtro mecánico → desinfección ultravioleta → filtro biológico sumergido (tanque de desnitrificación) → reutilización de estanque de peces, y el efecto del tratamiento fue muy bueno.Tian Wenhua y otros han descubierto que el uso de zeolita como material de filtro en biofiltros con aire para el tratamiento de aguas residuales es eficaz.
4.2.2Disco biológico giratorio
El tocadiscos biológico consiste en una serie de discos fijados en el eje, con un hueco entre los discos.y la otra mitad está expuesta sobre la superficie del aguaLos microorganismos en el agua y el aire se adhieren a la superficie del disco, formando una biofilm.y el agua en el disco fluye a lo largo de la superficie del biofilm debido a su propio pesoEl oxígeno en el aire es absorbido, mezclado, difundido e infiltrado en el agua a través de la rotación del tocadiscos.aumentar el oxígeno disuelto en el agua y purificar la calidad del agua.
4.2.3. tambor biológico
El tambor biorrotador es una variante del disco biorrotador, que se desarrolló a mediados de la década de 1970 y se expandió rápidamente en Dinamarca y Alemania.Mientras que Alemania ha desarrollado un tipo de tambor multiEl embalaje dentro del tambor incluye bolas de plástico, anillos de plástico y discos ondulados.Algunos rotores biológicos también están equipados con dispositivos de recolección de gas fuera para aumentar el oxígeno disuelto en el aguaLas tres formas típicas de rotores biológicos son: 1) la estructura exterior de la cáscara está hecha de plástico duro de polietileno, con discos corrugados de cloruro de polivinilo en el interior,y el rotor consta de 16 rotores pequeños2) La cubierta exterior del cilindro está hecha de acero y la superficie de la ondulación de polietileno duro fijada en el eje interior del cilindro es poligonal.(3) Hay pequeños recipientes alrededor del cuerpo del tambor giratorioCuando el tambor giratorio gira hacia arriba, los pequeños recipientes se llenan de agua.y el recipiente vacío se llena con aire que entra en el aguaEl volumen de agua purificada es de 15 a 25 veces el del tambor biológico rotativo.
4.2.4Lecho biológico fluidizado
Los lechos biológicos fluidizados (BFBS) son un método de biofilm de alta carga aplicado en el tratamiento secundario de aguas residuales (oxidación de materia orgánica,nitrificación parcial) para el tratamiento de aguas residuales orgánicas y desnitrificaciónMichael et al. utilizaron un reactor que combina la filtración por goteo de nitrificación aeróbica con el lecho fluidizado de desnitrificación anaeróbica.La sustancia orgánica en suspensión rica en nitratos y disuelta en la superficie fue enviada al lecho de sulfuroJewell et al. utilizaron los efectos de nitrificación y desnitrificación de un lecho expandido en la circulación de agua de acuicultura, mientras trataban BOD5, SS y nitrógeno,Resultando en niveles de nitrógeno de amoníaco en los efluentes inferiores a 0.5 mg/L. La tecnología se utiliza ampliamente en el tratamiento de oxidación, nitrificación y desnitrificación de la materia orgánica en agua y aguas residuales.,El proceso de lecho biológico fluidizado desempeñará un papel más importante en la ingeniería del tratamiento del agua.
4.3 Tratamiento biológico natural de la tecnología acuícola
El uso de organismos naturales para el tratamiento de los cuerpos de agua acuícolas incluye principalmente humedales, estanques de estabilización y sistemas de tratamiento de tierras.Su ventaja es que puede lograr un efecto de tratamiento relativamente completo de las masas de agua que contienen nitrógeno y fósforo.La zona de agua natural de la acuicultura no intensiva es un sistema típico de humedales con una buena capacidad de auto-purificación.,El propio ecosistema acuático de los estanques de peces tiene una gran capacidad para purificar los contaminantes y, en el tratamiento de las masas de agua de acuicultura,La capacidad de depuración de los estanques de peces para los contaminantes puede utilizarse plenamente para depurar las aguas residuales.
5El flujo del proceso de reciclado de aguas residuales acuícolas
Hay varios tipos de dispositivos de tratamiento de agua con diferentes estructuras y flujos de proceso.Desagüe del estanque de peces → estanque de recolección → estanque de oxidación → estanque de sedimentación → estanque de calentamiento y oxigenación → reutilización del estanque de peces, en este proceso, el estanque de oxidación es un tambor biológico rotativo;Drenaje de estanques → depósito de sedimentación → filtro biológico de subida → torre de rociado de agua oxigenación → calefacción y desinfección → reutilización de estanques, puede eliminar el 99% de nitrógeno de amoníaco, agua dulce/agua de reutilización es 1/9; drenaje de estanques de peces → oxigenación → filtro de piedra caliza de subida → tanque de sedimentación → oxigenación → reutilización,con agua dulce/agua circulante representando 1/5; drenaje de estanques de peces → filtro de grava ascendente → filtro de grava descendente → tanque de calentamiento → reutilización;Desagüe de estanques de peces → cuenca de captura → filtro de zeolita ascendente → filtro de zeolita descendente → reabastecimiento de agua dulce, regulación de la temperatura → reutilización de estanques de peces Basado en los principios básicos del diseño ecológico y la tecnología de ingeniería ambiental de la acuicultura, Liu Changfa et al.[17] encontró que con el objetivo de cero vertidos de aguas residuales en los sistemas acuícolasEn el caso de los sistemas de acuicultura, la ingeniería ecológica y el diseño de procesos pueden llevarse a cabo, y se puede desarrollar un sistema de acuicultura industrial compuesto típico sin descarga de aguas residuales.
6. Resumen
En el futuro, con la creciente gravedad de la escasez mundial de agua y la contaminación del medio ambiente, los países adoptarán métodos de acuicultura de circuito cerrado.La tecnología de descarga de aguas residuales de acuicultura tiene un gran valor de investigación y desarrollo y amplias perspectivas de aplicación.La diversidad de contaminantes en las aguas residuales de acuicultura de las fábricas de agua de mar determina la complejidad de su proceso de tratamiento.cuando se diseña el proceso de tratamiento de aguas residuales de acuicultura de las fábricas de agua de mar, los principios de eficiencia y economía deben ser respetados.Se deben utilizar tecnologías de tratamiento biológico para cumplir con los requisitos de calidad del agua después del tratamiento., que puede lograr buenos efectos de tratamiento y alcanzar el objetivo de la acuicultura circular.
