Kemajuan dalam teori dan amalan rawatan air sisa akuakultur
Ditulis Oleh: Jasmine
E-mel hubungan: Kate@aquasust.complastic.com
Air sisa akuakultur terutamanya terdiri daripada air kencing haiwan, baja dan air pengurusan untuk akuakultur, dan mengandungi kepekatan tinggi bahan organik, nitrogen, fosforus dan pepejal terampai, serta beberapa unsur yang membentuk garam. Untuk mempunyai pemahaman yang lebih jelas tentang penemuan utama dalam teknologi air sisa akuakultur negara saya dan masalah yang dihadapi dalam aplikasi praktikal setakat ini, kertas kerja ini juga merumuskan jalinan antara penggunaan sumber dan rawatan lanjutan sisa akuakultur sebagai tambahan kepada tema bidang ini. . Kandungan bahan pencemar yang telah menarik perhatian ramai, serta kemajuan dalam beberapa bidang teknikal. Akhir sekali, beberapa cadangan dikemukakan untuk pembangunan dan aplikasi teknologi rawatan air sisa akuakultur.
Penternakan adalah bahagian penting dalam ekonomi pertanian negara saya. Bagaimanapun, dengan perkembangan pesat mekanisasi dan skala penternakan, masalah alam sekitar yang serius telah timbul, antaranya pembiakan air sisa merupakan salah satu sumber pencemaran utama. Air sisa akuakultur ialah air sisa organik berkepekatan tinggi yang mengandungi bahan organik, nitrogen, fosforus dan pepejal terampai, serta logam berat, antibiotik, gen rintangan antibiotik dan mikroorganisma patogenik. Jika tidak dirawat dengan betul, ia akan membawa kepada perubahan dalam persekitaran dan ekologi sekeliling, mengancam haiwan. dan kesihatan manusia. Pada masa ini, terdapat dua mod rawatan utama untuk air sisa akuakultur: satu ialah mod rawatan air sisa lanjutan (pelepasan standard), yang digunakan terutamanya di ladang selatan dengan kemudahan tanah yang kurang. Air sisa akuakultur menjalani pengasingan pepejal-cecair, rawatan anaerobik/aerobik dan Selepas rawatan lanjutan, ia dilepaskan sehingga standard atau dikitar semula; yang lain ialah mod rawatan penggunaan sumber (baja, tenaga), yang digunakan terutamanya di ladang utara dengan lebih banyak kemudahan tanah, dan air sisa tidak berbahaya melalui pemendapan, penapaian anaerobik, dll. Selepas rawatan, biogas digunakan untuk penggunaan tenaga, dan buburan biogas digunakan untuk penggunaan sumber tanah ladang. Kertas kerja ini merumuskan secara ringkas situasi semasa dan masalah teknikal yang perlu diatasi dalam pelaksanaan rawatan air sisa dalam perusahaan akuakultur berskala besar di negara saya, untuk rujukan kakitangan yang terlibat dalam pengeluaran, penyelidikan saintifik dan pengurusan.
1 Keraguan antara penggunaan sumber dan rawatan lanjutan sisa akuakultur
Rawatan air sisa akuakultur masih merupakan bidang yang paling mendapat perhatian dan melabur paling banyak dalam perlindungan alam sekitar dalam industri akuakultur dalam dekad yang lalu. Perusahaan akuakultur berskala besar mesti memilih antara penggunaan sumber dan rawatan lanjutan apabila melupuskan sisa akuakultur. Walaupun gabungan penanaman dan pembiakan dan penggunaan sumber sisa telah digalakkan dan digalakkan sejak beberapa tahun kebelakangan ini, atas pelbagai sebab, rawatan lanjutan air sisa akuakultur, pelepasan standard atau pelepasan sifar masih diperlukan untuk banyak perusahaan akuakultur untuk terus hidup.
Penyelesaian masalah perlindungan alam sekitar dan penggunaan sumber bukanlah konsep yang setara sepenuhnya. Bagi perusahaan, untuk menyelesaikan masalah perlindungan alam sekitar, mereka mesti terlebih dahulu mendapatkan permit penilaian kesan alam sekitar, dan kemudian mengambil langkah-langkah untuk melupuskan sisa mengikut keperluan penilaian kesan alam sekitar dan memenuhi keperluan; pematuhan undang-undang, menjimatkan dan berkesan Ia tidak semudah "menukar sisa menjadi harta" secara lisan. Pertama sekali, adalah perlu untuk mempunyai sumber tanah yang mencukupi dalam radius yang menjimatkan dan berkesan (selaras dengan prinsip penggunaan tempatan dan berdekatan), dan yang lebih penting, untuk "mengubah harta" , iaitu, peningkatan nilai di belakang. akhir rantaian perindustrian direalisasikan melalui produk yang dituai. Jika produk yang dituai hanyalah hasil teori tanpa menyedari penggunaannya sendiri atau menukarkannya kepada nilai pasaran, laporan kajian kemungkinan penggunaan sumber akan diherotkan; Dari perspektif perlindungan alam sekitar, cegah pencemaran sekunder (termasuk air, tanah dan udara). Pada masa ini, adalah sukar untuk menggalakkan penggunaan sumber sisa akuakultur di negara saya, yang juga berkaitan dengan faktor berikut: Pertama, terdapat kekurangan garis panduan penilaian alam sekitar untuk industri akuakultur, dan terdapat banyak piawaian yang berkaitan. Sebagai contoh, kebanyakan tempat memerlukan air sisa akuakultur mesti memenuhi "Standard Kualiti Air untuk Pengairan Tanah Ladang" (GB 5084-2005) sebelum penggunaan sumber. Kedua, atas sebab sejarah, banyak ladang berskala besar tidak lagi mempunyai sumber tanah sokongan yang mencukupi di sekelilingnya.
2 Penyelidikan mengenai bahan pencemar tempat panas
Dalam rawatan air sisa akuakultur, sebagai tambahan kepada petunjuk untuk keperluan perlindungan alam sekitar semasa [seperti permintaan oksigen kimia (COD), nitrogen ammonia, jumlah fosforus (TP), dll.], penyelidikan dan amalan dalam beberapa tahun kebelakangan ini telah menunjukkan bahawa adalah perlu untuk memberi lebih perhatian kepada bahan pencemar berikut: Bakteria dadah dan gen rintangan (ARG), kemasinan (kemasinan), jumlah nitrogen (TN), dan enap cemar yang dijana semasa rawatan air sisa. Enapcemar adalah produk biasa dalam proses rawatan air. Disebabkan oleh perubahan mod penyingkiran baja dan peningkatan keperluan standard efluen bahagian belakang, pengeluaran enapcemar secara amnya meningkat. Kesukaran rawatan enap cemar terletak pada kandungan airnya yang tinggi. Banyak kajian telah menunjukkan bahawa walaupun penunjuk kimia efluen pada akhir proses rawatan air semasa memenuhi piawaian, masih terdapat risiko persekitaran bakteria tahan dadah dan gen tahan dadah. Pengumpulan garam akan menyebabkan kemudaratan kepada tanah dan tanaman, oleh itu adalah perlu untuk mengawalnya dalam proses penggunaan sumber. Sesetengah tempat mengehadkan pelepasan jumlah nitrogen daripada air sisa akuakultur, yang akan meningkatkan kos rawatan air di bawah tahap teknikal semasa dan dengan ketara meningkatkan beban perusahaan.
3 Perkembangan dan kejayaan dalam bidang teknikal yang penting
Pada masa ini, proses rawatan air sisa akuakultur yang biasa digunakan termasuk rawatan biologi anaerobik, rawatan biologi aerobik, rawatan semula jadi dan teknologi rawatan lanjutan, mikroalga, pengasingan membran dan teknologi rawatan lain di bawah penyelidikan dan pembangunan, serta pembersihan ladang yang berkaitan dengan air belakang. rawatan. Proses najis, dsb., telah dipaparkan dalam artikel lain dalam keluaran khas ini. Artikel ini hanya menerangkan secara ringkas anammox, nitrifikasi dan denitrifikasi serentak, dan nitrifikasi dan denitrifikasi jarak dekat.
3.1 Teknologi Anammox
Teknologi Anammox ialah sejenis teknologi rawatan biologi anaerobik baharu, iaitu satu proses di mana bakteria anammox secara langsung menukar ammonia nitrogen dan nitrit kepada gas nitrogen dalam persekitaran anaerobik. Bakteria utama teknologi anammox ialah bakteria anammox, yang boleh menukar nitrogen ammonia dalam air sisa akuakultur kepada gas nitrogen melalui tindak balas biokimia di bawah keadaan anaerobik untuk merealisasikan penyingkiran nitrogen ammonia. Oleh itu, teknologi anammox adalah teknologi rawatan biologi anaerobik, dan juga tergolong dalam jenis teknologi nitrifikasi dan denitrifikasi serentak. Disebabkan oleh pertumbuhan perlahan bakteria anammox dan banyak faktor yang mempengaruhi, katil tetap, katil enapcemar diaktifkan dan bioreaktor membran sering digunakan dalam pengeluaran untuk meningkatkan pengekalan bakteria anammox dan bergabung dengan teknologi rawatan lain, meningkatkan kecekapan dan kestabilan rawatan air sisa. Teknologi Anammox mempunyai kelebihan kecekapan dan ekonomi yang tinggi, dan mempunyai prospek aplikasi yang hebat ke arah penyahtelan air sisa akuakultur, tetapi terdapat masalah seperti masa permulaan yang lama dan banyak faktor gangguan, yang perlu diselesaikan dengan lebih lanjut. Di bawah syarat kerja lapangan, penerokaan lanjut diperlukan dalam penerokaan dan pengawalseliaan keadaan teknikal anammox.
3.2 Teknologi nitrifikasi dan denitrifikasi laluan pendek
Proses anoksik/oksik (Anoksi/oksik, A/O) terutamanya merealisasikan denitrifikasi (NH{{0}}→NO2→NO3) dan nitrifikasi (NO3→NO2→N2) dengan menetapkan kolam anoksik dan kolam aerobik, masing-masing . Penyingkiran nitrogen ammonia daripada air sisa. Walau bagaimanapun, kajian telah menunjukkan bahawa pengumpulan nitrogen nitrit akan berlaku dalam proses nitrifikasi dan denitrifikasi tradisional [3]. Untuk tujuan ini, teori nitrifikasi dan denitrifikasi jarak dekat dicadangkan. Dengan menggalakkan pertumbuhan bakteria pengoksida ammonia (bakteria nitrit) dan menghalang pertumbuhan bakteria pengoksida nitrit (bakteria nitrifikasi), proses nitrifikasi dan denitrifikasi jarak dekat (NH+4→NO2) direalisasikan. →N2). Kitaran pertumbuhan bakteria pengoksida ammonia adalah lebih pendek daripada bakteria pengoksida nitrit, antaranya umur lumpur, suhu, pH dan oksigen terlarut merupakan faktor utama yang mempengaruhi bakteria pengoksida ammonia dan bakteria pengoksida nitrit. Apabila suhu lebih tinggi daripada 28 darjah, ia kondusif untuk pertumbuhan bakteria pengoksida ammonia dan menghalang pertumbuhan bakteria pengoksida nitrit; pH sekitar 8.0 juga kondusif untuk pengumpulan bakteria pengoksida ammonia; pertalian bakteria pengoksida ammonia kepada kepekatan rendah oksigen terlarut adalah lebih besar daripada bakteria pengoksida nitrit[4-6] . Secara teorinya, nitrifikasi dan denitrifikasi jarak dekat memendekkan masa tindak balas, menjimatkan bekalan oksigen dan sumber karbon, dan mengurangkan pengeluaran enapcemar [7]. Walau bagaimanapun, semasa operasi kemudahan rawatan air, sejumlah besar enap cemar dihasilkan setiap hari kerana keperluan untuk meningkatkan pelepasan enap cemar untuk mengurangkan umur enap cemar. Selain itu, disebabkan banyak faktor yang mempengaruhi, kestabilannya juga memerlukan penambahbaikan lagi.
3.3 Teknologi nitrifikasi dan denitrifikasi serentak
Teknologi nitrifikasi dan denitrifikasi serentak merealisasikan nitrifikasi dan denitrifikasi serentak dengan mengawal parameter seperti oksigen terlarut, pH dan suhu dalam kolam biologi, dan meningkatkan kecekapan rawatan air sisa [8]. Mekanisme nitrifikasi dan denitrifikasi serentak merangkumi teori persekitaran makro, teori persekitaran mikro dan teori mikrobiologi [9]. Teori persekitaran makro merujuk kepada mengawal kepekatan dan keseragaman oksigen terlarut dalam reaktor, mewujudkan persekitaran yang sesuai untuk kedua-dua bakteria nitrifikasi dan bakteria denitrifikasi untuk berkembang, dan menyegerakkan proses nitrifikasi dan denitrifikasi [10]. Teori persekitaran mikro merujuk kepada parameter kawalan seperti kepekatan oksigen terlarut, saiz zarah enapcemar teraktif dan ketebalan biofilem, membentuk kecerunan oksigen terlarut pada permukaan dan lapisan dalam zarah dan biofilem enapcemar teraktif, tindak balas nitrifikasi aerobik permukaan, dan hipoksia lapisan dalam. . tindak balas denitrifikasi. Teori mikrobiologi merujuk kepada penggunaan mikroorganisma yang boleh melakukan nitrifikasi dan denitrifikasi secara serentak. Kajian telah menunjukkan bahawa terdapat bakteria denitrifikasi aerobik dan bakteria nitrifikasi anaerobik dalam persekitaran, seperti bakteria anammox, yang boleh secara langsung menukar nitrogen ammonia kepada nitrogen.
Sebagai tambahan kepada teknologi di atas, penyelidikan dan aplikasi mikroorganisma berkecekapan tinggi dalam proses rawatan air sisa, kawalan perencatan produk dalam proses anaerobik, pengoptimuman dan kawalan automatik keadaan proses penapaian, retak penghabluran fosforus menyebabkan saluran paip tersumbat dalam sistem rawatan air sisa, pencegahan dan kawalan bau dalam proses rawatan air sisa Penerobosan dalam teknologi seperti pembiakan, resapan dan anti-resapan akan membantu mengawal risiko dan mengurangkan kos dan meningkatkan kecekapan.
4 Ringkasan dan Tinjauan
Teknologi rawatan air sisa ladang termasuk rawatan biologi aerobik, rawatan biologi anaerobik, rawatan lanjutan dan rawatan semula jadi. Antaranya, A/O, Upflow Anaerobic Sludge Bed (UASB), Upflow Solid Anaerobic Reactor (USR) ), biogas digester, kolam pengoksidaan, pengoksidaan kimia dan pembekuan serta teknologi proses lain yang agak matang dan digunakan secara meluas. Setiap kaedah rawatan mempunyai kelebihan dan batasan tersendiri. Kombinasi teknikal yang berbeza boleh dipilih mengikut ciri-ciri air sisa ladang dan dasar tempatan. Contohnya, ladang dengan piawaian pelepasan air sisa yang lebih tinggi boleh memilih rawatan anaerobik + aerobik + lanjutan. Gabungan teknologi, ladang dengan tanah yang mencukupi boleh memberi keutamaan kepada teknologi rawatan anaerobik untuk rawatan air sisa yang tidak berbahaya. Selain itu, beberapa teknologi rawatan baharu seperti nitrifikasi dan denitrifikasi laluan pendek, nitrifikasi dan denitrifikasi serentak, anammox, rawatan mikroalga dan pemisahan membran mempunyai prospek aplikasi yang tinggi, tetapi parameter rawatan dan parameter kestabilan mereka memerlukan penyelidikan dan pengoptimuman lanjut atau Aplikasi Kejuruteraan luar.
Dengan peningkatan perlindungan alam sekitar, orang ramai mengemukakan keperluan yang lebih tinggi untuk penyelidikan dan aplikasi teknologi rawatan air sisa akuakultur. Penyelidikan dan pembangunan teknologi rawatan air sisa baharu masih menjadi tumpuan penyelidikan masa depan, terutamanya permintaan pasaran yang kukuh untuk teknologi rawatan air sisa yang cekap, stabil dan kos rendah; penambahbaikan teknologi rawatan air sisa sedia ada juga menjadi tumpuan penyelidikan pada masa hadapan, seperti aerobik Atau pembangunan mikroorganisma berfungsi dalam teknologi rawatan biologi anaerobik, dan penyelidikan dan pembangunan membran berkecekapan tinggi dan tahan lama dalam teknologi pemisahan membran; pada masa yang sama, kitar semula dan penggunaan tenaga air sisa akuakultur adalah hala tuju penyelidikan yang penting, seperti penilaian keselamatan dalam proses kitar semula air sisa Penyelidikan dan pembangunan teknologi penggunaan tenaga seperti biogas biotenaga dan biodiesel mempunyai kepentingan rujukan penting untuk rawatan dan penggunaan air sisa akuakultur yang selamat.